Bài giảng Tự động hóa

 Trang 1 
MỤC LỤC 
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 
1.1 Giới thiệu ........................................................................................................................... 4 
1.2 Khái niệm và định nghĩa cơ bản .......................................................................................... 4 
1.3 Hệ thống tự động hóa quá trình sản xuất ............................................................................ 7 
CHƢƠNG 2: CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH 
2.1 Cảm biến ........................................................................................................................... 10 
2.2 Một số cảm biến phổ biến trong lĩnh vực tự động hóa ........................................................ 14 
2.2.1 Cảm biến dịch chuyển thẳng và quay .............................................................................. 14 
2.2.2 Cảm biến lực .................................................................................................................... 16 
2.2.3 Cảm biến khoảng cách ..................................................................................................... 17 
2.2.4 Cảm biến quang ................................................................................................................ 19 
2.2.5 Cảm biến điện dung .......................................................................................................... 21 
2.2.6 Cảm biến điện cảm (điện từ) ............................................................................................ 22 
2.3 Cơ cấu chấp hành .............................................................................................................. 23 
2.3.1 Động cơ điện .................................................................................................................. 23 
2.3.2 Hệ thống điều khiển khí nén ........................................................................................... 29 
CHƢƠNG 3: BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 
3.1 Giới thiệu ............................................................................................................................ 39 
3.2 Sự khác nhau giữa hệ điều khiển bằng relay và hệ điều khiển bằng PLC ........................... 39 
3.3 Cấu trúc của một PLC ......................................................................................................... 42 
3.4 Các khối của PLC ................................................................................................................ 44 
3.4.1 Khối nguồn cung cấp ........................................................................................................ 44 
3.4.2 Bộ nhớ chương trình ......................................................................................................... 44 
3.4.3 Khối trung tâm (CPU) ....................................................................................................... 46 
3.4.4 Khối vào ............................................................................................................................ 46 
3.4.5 Khối ra ............................................................................................................................... 46 
3.4.6 Các khối đặc biệt .............................................................................................................. 47 
3.5 Phương thức thực hiện chương trình trong PLC ................................................................. 47 
CHƢƠNG 4: PLC SIMATIC S7-200 
4.1 Cấu hình phần cứng ............................................................................................................. 49 
4.1.1 Khối xử lý trung tâm ......................................................................................................... 49 
4.1.2 Khối mở rộng .................................................................................................................... 52 
4.1.2.1 Digital module ................................................................................................................ 52 
4.1.2.2 Analog module ............................................................................................................... 52 
4.1.2.3 Intelligent module ......................................................................................................... 53 
4.1.2.4 Function module ............................................................................................................ 54 
4.2 Màn hình điều khiển ............................................................................................................ 54 
4.3 Các vùng nhớ ...................................................................................................................... 55 
4.4 Qui ước địa chỉ trong PLC S7-200 ...................................................................................... 58 
4.4.1 Truy xuất theo bit .............................................................................................................. 58 
4.4.2 Truy xuất theo byte (8 bit) ................................................................................................. 58 
4.4.3 Truy xuất theo word (16 bit) ............................................................................................. 58 
4.4.4 Truy xuất theo 2 word (Double word = 32 bit) ................................................................. 58 
4.5 Xử lý chương trình .............................................................................................................. 60 
CHƢƠNG 5: KẾT NỐI ĐIỆN GIỮA PLC VÀ CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI 
5.1 Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi .................................................................... 62 
 Trang 2 
5.1.1 Giới thiệu CPU 224 và cách kết nối với thiết bị ngoại vi ................................................. 62 
5.1.2 Kết nối với máy tính .......................................................................................................... 62 
5.1.3 Nối nguồn cung cấp cho CPU ......................................................................................... 64 
5.1.4 Kết nối vào/ra số với ngoại vi ........................................................................................... 65 
5.1.4.1 Kết nối các ngõ vào số với ngoại vi ............................................................................. 65 
5.1.4.2 Kết nối các ngõ ra số với ngoại vi ................................................................................ 66 
CHƢƠNG 6: CÁC PHÉP TOÁN LOGIC VÀ TẬP LỆNH LẬP TRÌNH 
6.1 Ngăn xếp (logic stack) trong S7-200 ................................................................................... 70 
6.2 Các phép toán logic cơ bản ................................................................................................. 70 
6.2.1 Phép toán AND ................................................................................................................. 70 
6.2.2 Phép toán OR .................................................................................................................... 71 
6.2.3 Tổ hợp các cổng AND và OR .......................................................................................... 71 
6.2.3.1 AND trước OR ............................................................................................................. 71 
6.2.3.2 OR trước AND ............................................................................................................. 72 
6.2.4 Phép toán XOR ................................................................................................................. 73 
6.3 Xử lý các tiếp điểm, cảm biến được nối với ngõ vào PLC .................................................. 73 
6.4 Ví dụ ứng dụng các liên kết logic ........................................................................................ 75 
6.4.1 Mạch tự duy trì ưu tiên mở máy ........................................................................................ 75 
6.4.2 Mạch tự duy trì ưu tiên dừng máy .................................................................................... 76 
6.4.3 Điều khiển ON/OFF động cơ có chỉ báo ........................................................................... 76 
6.4.4 Điều khiển đảo chiều quay động cơ .................................................................................. 78 
6.5 Các lệnh SET, RESET và mạch nhớ RS ........................................................................... 80 
6.5.1 Lệnh SET .......................................................................................................................... 80 
6.5.2 Lệnh RESET (R) ............................................................................................................... 80 
6.5.3 Mạch nhớ R-S ................................................................................................................... 81 
6.5.3.1 Ưu tiên SET (khâu SR) ............................................................................................... 81 
6.5.3.2 Ưu tiên RESET (khâu RS) .......................................................................................... 82 
6.5.4 Các qui tắc khi sử dụng Set và Reset ................................................................................. 82 
6.6 Các lệnh nhận biết cạnh tín hiệu và lệnh NOT .................................................................... 83 
6.6.1 Lệnh NOT ........................................................................................................................ 83 
6.6.2 Các lệnh nhận biết cạnh tín hiệu ........................................................................................ 83 
6.7 Các Bit nhớ đặc biệt (Special Memory bits) ....................................................................... 84 
CHƢƠNG 7: BỘ ĐỊNH THỜI (TIMER) VÀ BỘ ĐẾM (COUNTER) 
7.1 Giới thiệu bộ định thời ... ................................................................................................... 85 
7.2 Timer đóng mạch chậm TON ... .......................................................................................... 85 
7.3 Timer đóng mạch chậm có nhớ TONR ... ........................................................................... 86 
7.4 Timer mở mạch chậm TOF ... ............................................................................................. 87 
7.5 Giới thiệu bộ đếm ... ............................................................................................................ 89 
7.6 Bộ đếm lên CTU (Count Up) ... .......................................................................................... 89 
7.7 Bộ đếm xuống CTD (Count Down) ... ................................................................................ 90 
7.8 Bộ đếm lên-xuống CTUD (Count Up/Down) ... ................................................................ 91 
CHƢƠNG 8: PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TUẦN TỰ 
8.1 Cấu trúc chung của một chương trình điều khiển ... .......................................................... 93 
8.2 Điều khiển tuần tự ... ......................................................................................................... 93 
8.2.1 Giới thiệu ... ..................................................................................................................... 93 
8.2.2 Phương pháp lập trình điều khiển tuần tự ....................................................................... 95 
8.3 Các thủ tục tổng quát để thiết kế bài toán tuần tự ... ............................................................ 96 
8.4 Cấu trúc của bài toán điều khiển tuần tự ... ......................................................................... 97 
8.4.1 Hệ thống tuần tự nối tiếp .................................................................................................. 98 
8.4.2 Hệ thống tuần tự song song... ........................................................................................... 100 
 Trang 3 
8.4.3 Hệ thống tuần tự rẽ nhánh có lựa chọn... .......................................................................... 102 
8.4.4 Hệ thống tuần tự có vòng lặp... ........................................................................................ 105 
CHƢƠNG 9: CÁC CƠ CẤU TỰ ĐỘNG CƠ KHÍ 
9.1 Cơ cấu cấp phôi tự động ... ................................................................................................. 115 
9.2 Bài tập ứng dụng ... ............................................................................................................. 120 
 Trang 4 
CHƢƠNG 1: 
 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 
1.1 Giới thiệu 
Những cuộc cách mạng công nghệ đã giúp nâng cao chất lượng cuộc sống. Một trong 
những khía cạnh ưu việt đó là trong lĩnh vực chế tạo máy và trong sản xuất hàng hóa. Tính tự 
động hóa các trang thiết bị trong các công ty, nhà máy, xí nghiệp ngày càng phổ biến và phát 
triển với qui mô lớn, yêu cầu độ chính xác cao, giúp giải phóng sức lao động, nâng cao cả chất 
lượng và sản lượng đáp ứng nhu cầu cuộc sống của con người. Việt Nam, một nước đang phát 
triển lại càng cần thiết sự tự động hóa cao nhất là trong lĩnh vực tự động hóa quá trình sản xuất, 
giúp người lao động nâng cao hiệu suất làm việc và tránh được những công việc nặng nhọc, nguy 
hiểm đến sức khỏe Ở đất nước có cường độ làm việc và độ chính xác cao, con người không thể 
đảm nhiệm được, lúc đó máy móc sẽ thay con người nhưng dưới sự giám sát của con người.Vì 
vậy, việc tự động hóa các hệ thống sản xuất với trang thiết bị hiện đại là điều rất cần thiết. 
1.2 Khái niệm và định nghĩa cơ bản 
Hệ thống:Ngay từ những năm 1990, nhu cầu về một quan điểm toàn diện về hệ thống sản xuấtlà 
cần thiết (ví dụ như Rampersad 1994; Wu 1994; Bellgran 1998). Một quan điểm toàn diện về hệ 
thống sản xuất là hệ thốngnên được thiết kế với các bộ phận kỹ thuật và vật lý, con người trong 
các hệ thống, và cách tổ chức công việc, xem xét (Bennett 1986). Để tạo thuận lợi, quan điểm 
toàn diện dựa trên lý thuyết hệ thống, các hệ thống sản xuất. Tầm quan trọng tổng thể của cả hệ 
thống được nhấn mạnh khi một hệ thống quan điểm lý thuyết được áp dụng cho hệ thống sản 
xuất. Với sự hỗ trợ từ một hệ thống quan điểm lý thuyết tất cả các bộ phận được lấy vào xem xét 
và tác động lẫn nhau giữa các bộ phận khác nhau của sản xuất. Ngày nay, Cáckhái niệm về hệ 
thốngđãtrở nên ngày càngphổ biếnđể mô tảhoạt động và hiện tượng trongcác tình huống khác 
nhau(Lind 2001). Do đó, khái niệm hệ thống thường xuất hiện trong sự kết hợpvới các thuật ngữ 
khác, như trong trường hợphệ thống sản xuất, hệ thống chế tạo (gia công) và hệ thốnglắp ráp 
(hình1.1)Hệ thốngtồn tạiở khắp mọi nơivà bất chấpsự khác biệt tất cảcác hệ thống chia sẻ một số 
cấu trúc cơ bản chung.Như một hệ quảcủa hệ thống quan điểm lý thuyết đã được phát triển như 
là một cách giải thích hệ thốngmột cách khoa học(Wu 1994):"... Các ngành công nghiệp sản 
xuất đang rời khỏi khái niệm ... húng. 
Chế độ thực (chế độ online): Sau khi đã chạy thử và điều chỉnh chương trình trong chế 
độ giả lập hoàn hảo. Chuyển chế độ hoạt động trên PLC và nối phần mạch giao tiếp với mạch 
công suất để điều khiển máy chạy trong chế độ thực. Trong chế độ này, với các đáp ứng thực 
của các cơ cấu tác động khi không tải và khi có tải sẽ giúp cho người lập trình hiệu chỉnh 
chương trình lần cuối trước khi đưa vào vận hành thực sự trong sản xuất. 
8.4 Các kiểu cấu trúc của bài toán điều khiển tuần tự 
 Trang 98 
8.4.1 Hệ thống tuần tự nối tiếp 
 Hệ thống tuần tự nối tiếp đó là quá trình nhiều giai đoạn xảy ra liên tiếp nhau, không 
đè lên nhau và kết hợp với các phương thức tác động ta có một quá trình công nghệ hoàn 
chỉnh. (Hình 9.1a) 
B1
START
B2
ĐK2
B3
ĐK3
B4
ĐK4
B n-1
ĐK n-1
B n
ĐK n
(Hình 9.1a) 
Thuật toán giải quyết bài toán điều khiển quá tuần tuần tự nối tiếp. Hình 9.1b: 
B1
START B2
B1
B2
B1 B3
B2
ĐK2
B3
B2 B4
B3
ĐK3
Bi
Bi-1 Bi+1
Bi
ĐKi
(Hình 9.1b) 
Thí dụ thực hiện một chu trình làm việc của máy giặt như sau: 
VÍ DỤ 
BƠM 1START GIẶT 1 XÃ 1 VẮT + XÃ 1 BƠM 2
GIẶT 2XÃ 2VẮT + XÃ 2GIẶT + SẤYEND
B1 B2 B3
B6B7B8B9
B4 B5
X T2 T3 T4
X
T5T6T7T8
Y1-Y9: 9 giai đoạn làm việc 
X: cảm biến mực nước đầy 
 Trang 99 
T1-T8: thời gian delay 
Chương trình được viêt như sau: 
B1
START B2
B1
B2
B1 B3
B2
X
B5
B4 B6
B5
T4
T2
B3
B2 B4
B3
T2
T3
B4
B3 B5
B4
T3
T4
B6
B5 B7
B6
X
T6
B7
B6 B8
B7
T6
T7
B8
B7 B9
B8
T7
T8
B9
B8 T9
B9
T8
T9
BƠM
GIẶT
XẢ
VẮT
SẤY
B1
B5
B2
B6
B9
B3
B4
B7
B8
B4
B8
B9
 Trang 100 
8.4.2 Hệ thống tuần tự song song 
Hệ thống tuần tự song song đó là quá trình nhiều giai đoạn xảy ra đồng thời cùng 
nhau bắt đầu và chờ đợi nhau kết thúc. Kết hợp với các phương thức tác động ta có một 
quá trình công nghệ hoàn chỉnh. 
B1
START
B2
ĐK2
B3a
ĐK3a
B4a
ĐK4a
B n-
1a
ĐK n-1a ĐK na
B3b
ĐK3b
B4b
ĐK4b
B n-
1b
ĐK nbĐK n-1b
B n
Thuật toán giải quyết bài toán điều khiển quá tuần tự song song: 
B1
START B2
B1
B2
B1 B3a
B2
ĐK2
B3a
B2 B4a
B3a
ĐK3a
B4a
B3a B4a+1
B4a
ĐK4a
Bn
B(n-1)a Bn+1
B(n-1)b
ĐKna
B3b
B3b
B2 B4b
B3b
ĐK3b
B4b
B3b B4b+1
B4b
ĐK4b
B(n-1)a
B(n-2)a Bna
B(n-1)a
ĐK(n-1)a
B(n-1)b
B(n-2)b Bnb
B(n-1)b
ĐK(n-1)b
ĐKnb
Bn
 Trang 101 
B1
START B2a
B1
B2a
B1 B3a
B2a
A2
B4
B3a
B4
B1
B2b
B3a
B2a B4
B3a
B2
B2b
B1 B3b
B2b
A2
B3b
B2b B4
B3b
C2
B3b C1 A1
A
B1
B2a
B3a
B
B2a
C
B2b
 Trang 102 
8.4.3 Hệ thống tuần tự rẽ nhánh có lựa chọn 
B1
START
B2
ĐK2
B3a
ĐK3a
B4a
ĐK4a
B n-
1a
ĐK n-1a ĐK na
B3b
ĐK3b
B4b
ĐK4b
B n-
1b
ĐK nbĐK n-1b
B n
Thuật toán giải quyết bài toán điều khiển hệ thống trình tự rẽ nhánh có lựa chọn: 
B1
START B2
B1
B2
B1 B3a
B2
ĐK2
B3a
B2 B4a
B3a
ĐK3a
B4a
B3a B4a+1
B4a
ĐK4a
Bn
B(n-1)a Bn+1
B(n-1)b
ĐKna
B3b
B2 B4b
B3b
ĐK3b
B4b
B3b B4b+1
B4b
ĐK4b
B(n-1)a
B(n-2)a Bna
B(n-1)a
ĐK(n-1)a
B(n-1)b
B(n-2)b Bnb
B(n-1)b
ĐK(n-1)b
ĐKnb
Bn
B3b
 Trang 103 
B2a B3a 
B4a B5a 
B2b B3b 
 B1 B6 
 Trang 104 
B1
START B2a
B1
B2a
B1 B3a
B2a
A2
B6
B5a
B6
C1
B2b
B3a
B2a B4a
B3a
B2
B3b
B2b B6
B3b
C2
B3b B1
A1
A
B1
B2a
B3a
B
B2a
C
B4a
Xp=0
B4a
B3a B5a
B4a
B1
B5a
B4a B6
B5a
C2
B2b
B1 B3b
B2b
A2 Xp=1
C1
B4a
B5a
B2b
B3b
B2b
B2b
 Trang 105 
8.4.4 Hệ thống tuần tự có vòng lặp 
B1
START
B2
ĐK2
B3
ĐK3
B4
ĐK4
B n-1
ĐK n-1
B n
ĐK n
ĐK lặp 
Thuật toán giải quyết bài toán điều khiển hệ thống tuần tự có vòng lặp: 
B1
START B2
B1
B2
B1 B3
B(n-1)
ĐK2
Bn-1
B(n-2) Bn
B(n-1)
ĐK(n-1)
B3
B2 B4
B3
ĐK3
B4
B3 B5
B4
ĐK4
Bn
B(n-1) B(n+1)
Bn
ĐKn
B2
ĐK lặp
B2
B1 B2 B6 B3 B4 B5 
 Trang 106 
B1
START B2
B1
B2
B1 B3
B5
A2
A
B1
B3
B2 B4
B3
B2
B4
B3 B5
B4
B1
B2
B5
B4 B6
B5
C2
B6
B5 A1
B6
C1 Xq=1
Xq=0
B2
B4
C
B2
B
B2
B3
B4
B5
n lần n lần 
B1 B2 B3 B4 
 Trang 107 
B1
START B2
B1
B2
B1 B3
B3
A2
A
B1
B3
B2 B4
B3
B2
B4
B3 A1
B4
B1
B2
CT=0
B2
B
B2
B3
B1
A1
COUNTER
IN
R
PVn
CT=1
8.5 Ví dụ điều khiển tuần tự: 
 Cho phần mạch khí nén của một hệ thống uốn ống như sau: 
 Trang 108 
 Yêu cầu: Thanh kim loại cần được uốn 1 đầu như hình vẽ. 
 Quy trình hoạt động như sau: 
 Ban đầu cả 3 xy lanh đều co về, thanh kim loại cần uốn được đặt sẵn lên khuôn 
uốn. 
 Nhấn nút khởi động S0, thì xy lanh Cyl.1 đi xuống để kẹp thanh kim loại. Khi 
thanh kim loại được kẹp chặt (được nhận biết bởi công tắc hành trình S2) thì xy lanh 
Cyl.2 đi xuống để uốn thanh kim loại vuông góc. Sau khi uốn xong (được nhận biết bởi 
công tắc hành trình S4) thì xy lanh Cyl.2 rút về. 
 Sau khi Cyl.2 rút về xong (được nhận biết bởi công tắc hành trình S3) thì xy lanh 
Cyl.3 đi ra để uốn phần cuối thanh kim loại theo định hình của khuôn. Khi xy lanh này 
uốn xong (được nhận biết bởi công tắc hành trình S6) thì xy lanh sẽ rút về. 
 Khi xy lanh Cyl.3 rút về hết hành trình (được nhận biết bởi công tắc hành trình 
S5 ) thì xy lanh kẹp thanh kim loại Cyl.1 sẽ rút về để nhả thanh kim loại ra. 
 Khi xy lanh Cyl.1 hoàn thành quá trình rút về (được nhận biết bởi công tắc hành 
trình S1) thì quá trình uốn kết thúc. Người dùng có thể lấy thanh kim loại ra và thay một 
thanh mới vào để bắt đầu lại quy trình. 
 Các thao tác trong quy trình này được thực hiện một cách tuần tự, xong việc này 
thì tới việc kia. Kẹp xong thanh kim loại thì uốn vuông góc, uốn xong thì rút về, rút về 
xong thì uốn định hình. 
 Đây chính là môt bài toán điều khiển tuần tự 
8.5. 1 Quy trình thực hiện: 
 Từ yêu cầu hoạt động máy, hình dung và phân tích ra một trình tự các thao tác 
thật chi tiết của các khâu chấp hành cũng như thời điểm bắt đầu, và kết thúc một 
thao tác. Mô tả quy trình đó bằng lời sao cho thật cụ thể và chi tiết. 
 Tóm tắt quy trình điều khiển dưới dạng sơ đồ: thông thường, một yêu cầu điều 
khiển được mô tả bằng lời (như ví dụ ở trên) sẽ phải được tóm tắt thành một sơ đồ 
đơn giản để thuận tiện cho việc lập trình. 
 Trang 109 
Sơ đồ gồm nhiều bước, mỗi bước thực hiện 1 thao tác hoặc nhiều thao tác cùng 
lúc với nhau. Các bước được nối với nhau bằng các mũi tên theo trình tự từ trước 
tới sau (theo thời gian). Phía trên các mũi tên nối giữa hai bước phải ghi rõ những 
điều kiện để chuyển từ bước trước ra bước sau. 
Một đoạn sơ đồ thẳng (không rẽ nhánh) được biểu diễn dưới đây. 
Từ một bước trước, kết hợp với 2 hoặc nhiều điều kiện khác nhau sẽ có thể 
chuyển thành 2 hoặc nhiều bước khác nhau (rẽ nhánh) 
Từ hai hay nhiều bước trước, kết hợp với nhiều điều kiện khác nhau sẽ có thể 
chuyển về chung 1 bước (nhập nhánh) 
Như vậy, một sơ đồ đầy đủ sẽ có các bước đi thẳng, các bước rẽ nhánh, các bước 
nhập nhánh. 
Trong ví dụ trên, chúng ta sẽ có 6 bước: 1- kẹp thanh kim loại; 2- uốn vuông góc; 
3- rút xy lanh uốn vuông góc về; 4- uốn định hình; 5- rút xy lanh uốn định hình 
về; 6- nhả thanh kim loại. 
Điều kiện để chuyển từ trạng thái đứng yên sang bước 1- kẹp thanh kim loại là 
nhấn nút S0. 
Điều kiện để chuyển từ bước 1- kẹp thanh kim loại sang bước 2- uốn vuông góc 
là sự tác động của công tắc hành trình S2. 
Điều kiện để chuyển từ bước 2- uốn vuông góc sang bước 3- rút xy lanh uốn 
vuông góc về là sự tác động của công tắc hành trình S4. 
Điều kiện để chuyển từ bước 3- rút xy lanh uốn vuông góc về sang bước 4- uốn 
định hình là sự tác động của công tắc hành trình S3. 
Điều kiện để chuyển từ bước 4- uốn định hình sang bước 5- rút xy lanh uốn định 
hình về là sự tác động của công tắc hành trình S6. 
Điều kiện để chuyển từ bước 5- rút xy lanh uốn định hình về sang bước 6- nhả 
thanh kim loại là sự tác động của công tắc hành trình S5. 
Điều kiện để chuyển từ bước 6- nhả thanh kim loại sang kết thúc quy trình là sự 
tác động của công tắc hành trình S1. 
Rút lại, chúng ta có sơ đồ biểu diễn quy trình trên như sau: 
 Trang 110 
 Lập trình chia bước 
Để chia bước trong phương pháp lập trình tuần tự, ta có nhiều cách: dùng tiếp 
điểm duy trì, lệnh SR, RS, MOV Trong tài liệu này hướng dẫn một trong 
những phương pháp đó là dùng lệnh MOV. 
Bước hiện tại của quy trình sẽ được lưu vào một biến kiểu Byte trên PLC. Ví dụ 
VB0, MB5 Biến này có thể sử dụng để điều khiển 1 quy trình lên đến 255 
bước. 
Trong mỗi Network chia bước, ta chỉ cần quan tâm đến điều kiện bắt đầu của 
bước đó. Ví dụ với sơ đồ như hình vẽ sau: 
Khi chia bước cho bước k, ta thấy có 3 điều kiện để bắt đầu bước k. Đó là 
 Đang ở bước x gặp điều kiện A 
 Hoặc đang ở bước y gặp điều kiện B 
 Hoặc đang ở bước z gặp điều kiện C. 
Khi đó, Network chia bước sẽ có dạng: 
Với ví dụ trên, 6 NW chia bước cho 6 bước như sau: 
 Trang 111 
 Tổng hợp điều khiển ngõ ra: 
Hệ thống có bao nhiêu ngõ ra thì sẽ dùng bấy nhiêu Network để điều khiển. 
Trong quy trình có bao nhiêu bước tác động đến 1 ngõ ra thì cần tập trung hết bấy 
nhiêu bước đó (nối song song với nhau) để điều khiển ngõ ra đó. 
Ví dụ bước 1, bước 2, bước 3, bước 4, bước 5 cùng tác động đến ngõ ra Y1 thì ta 
sẽ có chương trình 
 Trang 112 
Trong trường hợp có nhiều bước “liên tiếp nhau” cùng tác động đến 1 ngõ ra thì 
cũng có thể dùng so sánh để điều khiển ngõ ra. 
Như trường hợp tất cả các bước liên tiếp nhau từ bước 1 đến bước 5 đều tác động 
ngõ ra Y1. 
Theo như ví dụ trên, ta có 5 Network (vì có 5 ngõ ra điều khiển 5 cuộn Solenoid) 
để điều khiển ngõ ra như sau: 
Vậy bảng đặt tên biến và toàn bộ chương trình điều khiển của ví dụ uốn thanh kim 
loại đã cho như sau: 
 Trang 113 
 Trang 114 
 Trang 115 
CHƢƠNG 9: CÁC CƠ CẤU TỰ ĐỘNG CƠ KHÍ 
9.1 Cơ cấu cấp phôi tự động 
Ý nghĩa: Cấp phôi là quá trình chuyển phôi từ ổ chứa phôi qua máng dẫn và từ một số bộ phận khác 
tới vị trí gia công. Việc cấp phôi có ý nghĩa to lớn sau: 
- Biến máy bán tự động thành máy tự động. 
- Dây chuyền sản xuất thành đường dây tự động. 
- Mang lại hiệu quả kinh tế nhờ giảm tổn thất về thời gian. 
- Cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, đặc biệt trong môi trường độc hại, nhiệt độ cao, 
phôi có trọng lượng lớn .. 
Dựa vào dạng phôi ta có thể chia làm 3 loại: 
HT cấp phôi cuộn: 
Phôi cuộn là phôi dạng cuộn thép tròn có đường kính nhỏ hoặc những lá thép mỏng được cuộn 
tròn vào tang. Các cơ cấu cấp phôi cho dạng phôi nảy bắt buộc phải có cơ cấu kéo --- nắn thẳng 
phôi --- và cắt thôi theo dung chiều dài yêu cầu. 
HT cấp phôi dạng thanh 
Phôi thanh là dạng phôi tròn hoặc vuông đã được nắn thẳng, có chiều dài phôi lớn hơn đường 
đính phôi (hoặc 1 cạnh của mặt cắt hình vuông) từ 20 lần trở lên (L ≥20d). Có 2 phương pháp cấp 
phôi dạng này: 
- Dùng tải trọng để đẩy phôi tới cử chặn (có thể dùng xylanh khí nén thủy lực, động cơ kéo cơ 
cấu cam ) 
- Dùng chấu phóng phôi (có thể dùng chấu kép và dùng cơ cấu tịnh tiến phóng phôi) 
HT cấp phôi rời từng chiếc 
Phôi rời có 3 dạng chủ yếu: 
- Chi tiết có trọng lượng lớn có mặt cắt dạng hình chữ nhật hoặc hình vuông. Các chi tiết có 
trọng lượng lớn cho nên cơ cấu cấp phôi không thể dùng cơ cấu phóng hay dạng phễu, ổ chứa 
mà dùng cơ cấu có dạng dự trữ chờ phôi. 
- Chi tiết có trọng lượng lớn có mặt cắt là hình tròn, cơ cấu cấp phôi cho tiết dạng này thông 
thường được sắp xếp trong ổ chứa theo chiều dọc chiều dài phôi và có thể dùng cơ cấu xylanh 
khí nén thủy lực hoặc cơ cấu tách thôi đơn chiếc, theo trọng lượng và chiều dài phôi sẽ lăn 
xuống vị trí mong muốn. 
- Chi tiết nhỏ, hình dáng đơn giản dùng chế tạo các chi tiết tiêu chuẩn như: bu long, đai ốc, 
chốt trụ, bi bạc, bạc lót  Với các chi tiết này chúng ta dùng cơ cấu bằng phễu rung và máng 
dẫn 
HT cấp phôi rời dạng tấm 
Những phôi dạng tấm như tấm thép tấm, gỗ dạng tấm, kính dạng tấm, đá granite dạng tấm. Trong 
các dạng phôi này thì nếu phôi nào không cần gia công bề mặt (đã đạt yêu cầu như kính, mặt đá granite) 
thì chúng ta cần tránh cơ cấu có dạng các chi tiết chồng lên nhau, và chúng ta có thể dùng giác hút chân 
không để lấy phôi. Còn đối với sắt tấm thì chúng ta có thể dùng nam châm điện để lấy phôi. 
Một số cơ cấu cấp phôi 
 Trang 116 
Hình 4.1: Cơ cấu cấp phôi dùng cho chi tiết dạng phôi trụ đối xứng nhau 
 1 – Phễu (ổ) chứa phôi 
 2 – Cơ cấu đưa phôi 
 3 – Cơ cấu gạt 
 4 – Máng dẫn phôi 
 5 – Cơ cấu giảm tốc độ 
 6 – Cơ cấu kẹp 
 7 – Phôi 
 Trang 117 
Hình 4.2: Cơ cấu cấp phôi dùng cho chi tiết dạng phôi trụ đối xứng nhau 
trỡnh chuyeồn Hình 4.3: Cơ cấu dùng cho chi tiết dạng phôi trụ không đối xứng nhau 
 Trang 118 
 Với những chi tiết dạng phôi trụ không đối xứng nhau, chúng ta có thể phân loại theo chiều bằng 
cách xẻ rảnh trên máng dẫn, và dự vào trọng lượng của phôi sẽ rớt xuống hoặc được giữ lại trên máng 
theo hình trên. 
Hình 4.4A, 4.4B và 4.4C là cơ cấu dùng cho các chi tiết dạng trụ rỗng hoặc có lỗ bậc, nên cơ cấu 
lấy phôi chúng ta dùng dạng móc. 
Bên cạnh các cơ cấu cấp phôi thì vấn đề sửa phôi sai hay định hướng phôi, sửa phôi sai rất quan 
trọng và không thể thiếu đối với loại phôi có hình dạng không đối xứng. Một số cơ cấu sửa phôi sai: 
Hình 4.4A Hình 4.4B 
Hình 4.4C 
 Trang 119 
P 
 Chúng ta dễ dàng nhận thấy cơ cấu sửa sai được thiết kế theo hình 4.5A, chi tiết hình trụ bậc với 
phần trọng lượng nặng hơn nằm phía ngoài sẽ được loại ra tương tự đối với hình 4.5B phần to hơn (nặng 
hơn) nằm phía dưới rãnh. Và các cơ cấu tương tự cùng chức năng theo hình 4.6 
Hình 4.5A 
Hình 4.5B 
 Trang 120 
Hình 4.6: Một số cơ cấu sửa phôi sai 
Ngoài cơ cấu sửa sai hình việc thiết kế máng dẫn đóng vai trò rất quan trọng, quyết định sự ổn 
định cũng như độ chính xác của cơ cấu. 
Hình 4.7: Một số cơ cấu, mang dẫn, định hướng phôi 
9.2 Bài tập ứng dụng 
 Trang 121 
9.2.1 Thiết kế cơ cấu cấp phôi tự động 
Thiết kế cơ cấu cấp phôi cho máy đột lỗ phi 6. 
Kích thước trước gia công: D = 40mm, chiều dày t = 4 
Kích thước sau gia công: D = 40mm, d = 6mm, chiều dày t = 4 
Vật liệu: thép 
Thiết kế cơ cấu cấp phôi trụ bậc cho máy gia công tiện ren 
Kích thước: D1 = 50mm, L1 = 12mm, d1 = 30mm, l1 = 40mm, 
Vật liệu: thép 
Thiết kế cơ cấu cấp phôi dạng cuộn cho máy uốn định hình 
Kích thước trước gia công: d1 = 8mm, dạng cuộn 
Kích thước yêu cầu khi cắt trước khi uốn: d1 = 8mm, l = 400mm 
Vật liệu: thép 
Thiết kế cơ cấu cấp phôi dạng tấm cho máy chấn 
Kích thước: a = 250mm, b = 450mm, t = 4mm 
Vật liệu: thép 
Thiết kế cơ cấu cấp phôi dạng tấm cho máy cắt kính 
Kích thước: a = 2440mm, b = 3660mm, t = 8mm 
Vật liệu: kính 
9.2.2 Điều khiển cơ cấu cấp phôi tự động 
Thiết kế hệ thống điều khiển cho cơ cấu cấp phôi tự động theo hình 4.3 
Lưu ý: 
- Theo quy trình công nghệ các xylanh được đặt tên theo thứ tự A, B, C, D, E . 
- Có thể sử dụng công tắc hành trình, cử từ hoặc cảm biến để xác định hành trình của 
xylanh  
- Có thể sử dụng van đảo chiều 1 cuộn coil (tác động 1 phía) hoặc 2 cuộn coil (tác động 2 
phía) để điêu khiển xylanh 
a – Lập sơ đồ hành trình bước (quy trình công nghệ) 
b – Vẽ thêm các vị trí cảm biến, công tắc hành trình cho hệ thống 
 Trang 122 
c – Vẽ sơ đồ kết nối PLC (tín hiệu đầu vào / đầu ra) 
d – Viết chương trình điều khiển cho hệ thốn