GIÁO TRÌNH - Điều khiển Logic (Lê Thị Thúy Nga)




"Điều khiển logic" bao gồm các kiến thức cơ bản nhất về thiết kế hệ thống điều khiển tự động, dùng làm giáo trình và tài liệu tham khảo cho các đối tƣợng trong lĩnh vực kỹ thuật điện, điều khiển và tự động hóa. Để có thể nắm bắt đƣợc nhanh và hiệu quả các nội dung của cuốn sách này thì ngƣời đọc cần có kiến thức nền tảng về lĩnh vực kỹ thuật số, máy điện – khí cụ điện, truyền động điện.

Nội dung trên đƣợc phân bố trong 7 chƣơng, cuối mỗi chƣơng có các bài tập ơn tập đƣợc nhóm tác giả có kinh nghiệm giảng dạy lâu năm trong lĩnh vực này biên soạn, đảm bảo tính chất khoa học, cơ bản và thực tiễn phù hợp với đối tƣợng sử dụng:

 Chương 1: Cơ sở toán học logic.
 Chương 2: Tổng hợp mạch tổ hợp.
 Chương 3: Tổng hợp mạch tuần tự.
 Chương 4: Các phần tử tự động sử dụng trong hệ thống điều khiển
 Chương 5: Các nguyên tắc xây dựng hệ thống điều khiển truyền động điện.
 Chương 6: Thiết bị logic khả trình – PLC.
 Chương 7: Lắp ráp và hiệu chỉnh hệ thống điều khiển tự động.

Cuốn sách nhằm hỗ trợ sinh viên ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa học tập và
rèn luyện các kỹ năng cơ bản để nắm bắt và giải quyết các vấn đề kỹ thuật có liên quan
tới chuyên ngành, qua đó xây dựng tác phong và phƣơng pháp học tập độc lập, có hiệu
quả, gắn liền với thực tế và thực hành.



NỘI DUNG:


MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................................4
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................8
LỜI NĨI ĐẦU …………………………………………………………………………3
Chƣơng 1
CƠ SỞ TỐN HỌC LOGIC ...........................................................................................9
I. LÝ THUYẾT ĐẠI SỐ LOGIC………………………………………………………9
II. CÁC HÀM CƠ BẢN CỦA ĐẠI SỐ LOGIC……………………………………...10

2.1. Các phần tử logic cơ bản…………………………………………………….10
2.2. Các tính chất của phép toán logic ...................................................................15
2.3. Các biểu thức toán học cơ bản của biến logic .................................................16
2.4. Các phƣơng pháp biểu diễn hàm logic ............................................................16
III. CÁC KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG…………………17
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….18
BÀI TẬP ÔN TẬP……………………………………………………………………19
Chƣơng 2
TỔNG HỢP MẠCH TỔ HỢP .......................................................................................21
I. BIỂU DIỄN MẠCH TỔ HỢP………………………………………………………21
1.1. Biểu diễn mạch tổ hợp bằng bảng chân lý ......................................................21
1.2. Biểu diễn mạch đơn bằng hàm tuyển chuẩn toàn phần, hàm hội chuẩn toàn
phần ........................................................................................................................23
1.3. Biểu diễn mạch tổ hợp bằng bảng Karnaugh ..................................................24
II. TỔNG HỢP MẠCH TỔ HỢP……………………………………………………..24
2.1. Phƣơng pháp giải tích .....................................................................................24
2.2. Tổng hợp mạch tổ hợp bằng phƣơng pháp hình học ......................................28
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….29
BÀI TẬP ÔN TẬP……………………………………………………………………31
Chƣơng 3
TỔNG HỢP MẠCH TUẦN TỰ ...................................................................................34
I. TỔNG HỢP MẠCH TUẦN TỰ BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÀM TÁC ĐỘNG…...34
1.1. Các khái niệm cơ bản ......................................................................................34
2.1 Các bƣớc thiết kế một hệ thống điều khiển tuần tự theo phƣơng pháp hàm tác
động ........................................................................................................................35
II. TỔNG HỢP MẠCH TUẦN TỰ BẰNG PHƢƠNG PHÁP GRAFCÉT…………..43
2.1. Các khái niệm cơ bản ......................................................................................43



2.2. Các mạch GRAFCÉT thƣờng gặp ..................................................................45
2.3. Các bƣớc thực hiện khi thiết kế một mạch tuần tự theo phƣơng pháp
GRAFCÉT..............................................................................................................47
III. TỔNG HỢP MẠCH TUẦN TỰ BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÀM TÁC ĐỘNG
KẾT HỢP GRAFCÉT………………………………………………………………...50
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….51
BÀI TẬP ÔN TẬP……………………………………………………………………52
Chƣơng 4
CÁC PHẦN TỬ TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ..........57
I. KHÍ CỤ ĐIỆN………………………………………………………………………57
1.1. Khí cụ điện bảo vệ...........................................................................................57
1.2. Khí cụ điện đóng ngắt bằng tay ......................................................................63
1.3. Khí cụ điện đóng ngắt tự động ........................................................................68
II. CÁC PHẦN TỬ KHÍ NÉN VÀ ĐIỆN KHÍ NÉN…………………………………72
2.1. Cấu trúc của hệ thống điều khiển khí nén cơ bản ...........................................72
2.2. Cơ cấu chấp hành ............................................................................................73
2.3. Van đảo chiều ..................................................................................................75
2.4. Van bổ trợ........................................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….89
BÀI TẬP ÔN TẬP……………………………………………………………………90
Chƣơng 5
CÁC NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRUYỀN
ĐỘNG ĐIỆN .................................................................................................................91
I. CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN…...91
1.1. Trạng thái khởi động .......................................................................................92
1.2. Trạng thái hãm và đảo chiều quay của động cơ điện ......................................98
II. BẢO VỆ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN…….103
2.1. Bảo vệ ngắn mạch .........................................................................................103
2.2. Bảo vệ quá tải ................................................................................................104
III. CÁC NGUYÊN TẮC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN…..107
3.1. Nguyên tắc dòng điện....................................................................................107
3.2. Nguyên tắc thời gian .....................................................................................110
3.3. Nguyên tắc tốc độ..........................................................................................112
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………...116
BÀI TẬP ÔN TẬP…………………………………………………………………..117
Chƣơng 6
THIẾT BỊ LOGIC KHẢ TRÌNH - PLC ......................................................................119
I. TỔNG QUAN VỀ PLC…………………………………………………………...119
1.1. Khái niệm PLC ..............................................................................................119
1.2 Cấu trúc của PLC ...........................................................................................119
1.3 Nguyên lý hoạt động của PLC .......................................................................120
1.4 Ƣu điểm của PLC ...........................................................................................120
1.5. Một số dịng PLC thơng dụng .......................................................................120
II. QUY TRÌNH THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC………………123
2.1. Trình tự thiết kế hệ thống PLC .....................................................................123
2.2. Thiết kế chƣơng trình PLC............................................................................124
2.3. Chạy thử chƣơng trình PLC ..........................................................................125
III. GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ PLC S7 – 1200……………………………………125
3.1. Cấu trúc phần cứng của S7 - 1200 ................................................................125
3.2. Các họ PLC S7 – 1200 ..................................................................................128
3.3. Các Module mở rộng của PLC S7 1200 .......................................................129
3.4. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ .................................................................132
3.5. Địa chỉ I/O trên CPU và I/O trên các Module ..............................................134
3.6. Phần mềm lập trình cho S7 – 1200 ...............................................................135
3.7. Ngơn ngữ lập trình của PLC S7 - 1200 .........................................................135
3.8 Các giao thức truyền thông ............................................................................182
IV. MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN ỨNG DỤNG PLC S7 – 1200…183
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………...199
BÀI TẬP ÔN TẬP…………………………………………………………………..200
Chƣơng 7
LẮP RÁP VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG .....................205
I. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ…………………………………………………………..205
II. NGUYÊN TẮC LẮP RÁP……………………………………………………….205
III. CHỈNH ĐỊNH VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN………………….212
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………...214
BÀI TẬP ÔN TẬP…………………………………………………………………..215
TÀI LIỆU THAM KHẢO






"Điều khiển logic" bao gồm các kiến thức cơ bản nhất về thiết kế hệ thống điều khiển tự động, dùng làm giáo trình và tài liệu tham khảo cho các đối tƣợng trong lĩnh vực kỹ thuật điện, điều khiển và tự động hóa. Để có thể nắm bắt đƣợc nhanh và hiệu quả các nội dung của cuốn sách này thì ngƣời đọc cần có kiến thức nền tảng về lĩnh vực kỹ thuật số, máy điện – khí cụ điện, truyền động điện.

Nội dung trên đƣợc phân bố trong 7 chƣơng, cuối mỗi chƣơng có các bài tập ơn tập đƣợc nhóm tác giả có kinh nghiệm giảng dạy lâu năm trong lĩnh vực này biên soạn, đảm bảo tính chất khoa học, cơ bản và thực tiễn phù hợp với đối tƣợng sử dụng:

 Chương 1: Cơ sở toán học logic.
 Chương 2: Tổng hợp mạch tổ hợp.
 Chương 3: Tổng hợp mạch tuần tự.
 Chương 4: Các phần tử tự động sử dụng trong hệ thống điều khiển
 Chương 5: Các nguyên tắc xây dựng hệ thống điều khiển truyền động điện.
 Chương 6: Thiết bị logic khả trình – PLC.
 Chương 7: Lắp ráp và hiệu chỉnh hệ thống điều khiển tự động.

Cuốn sách nhằm hỗ trợ sinh viên ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa học tập và
rèn luyện các kỹ năng cơ bản để nắm bắt và giải quyết các vấn đề kỹ thuật có liên quan
tới chuyên ngành, qua đó xây dựng tác phong và phƣơng pháp học tập độc lập, có hiệu
quả, gắn liền với thực tế và thực hành.



NỘI DUNG:


MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................................4
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................8
LỜI NĨI ĐẦU …………………………………………………………………………3
Chƣơng 1
CƠ SỞ TỐN HỌC LOGIC ...........................................................................................9
I. LÝ THUYẾT ĐẠI SỐ LOGIC………………………………………………………9
II. CÁC HÀM CƠ BẢN CỦA ĐẠI SỐ LOGIC……………………………………...10

2.1. Các phần tử logic cơ bản…………………………………………………….10
2.2. Các tính chất của phép toán logic ...................................................................15
2.3. Các biểu thức toán học cơ bản của biến logic .................................................16
2.4. Các phƣơng pháp biểu diễn hàm logic ............................................................16
III. CÁC KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG…………………17
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….18
BÀI TẬP ÔN TẬP……………………………………………………………………19
Chƣơng 2
TỔNG HỢP MẠCH TỔ HỢP .......................................................................................21
I. BIỂU DIỄN MẠCH TỔ HỢP………………………………………………………21
1.1. Biểu diễn mạch tổ hợp bằng bảng chân lý ......................................................21
1.2. Biểu diễn mạch đơn bằng hàm tuyển chuẩn toàn phần, hàm hội chuẩn toàn
phần ........................................................................................................................23
1.3. Biểu diễn mạch tổ hợp bằng bảng Karnaugh ..................................................24
II. TỔNG HỢP MẠCH TỔ HỢP……………………………………………………..24
2.1. Phƣơng pháp giải tích .....................................................................................24
2.2. Tổng hợp mạch tổ hợp bằng phƣơng pháp hình học ......................................28
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….29
BÀI TẬP ÔN TẬP……………………………………………………………………31
Chƣơng 3
TỔNG HỢP MẠCH TUẦN TỰ ...................................................................................34
I. TỔNG HỢP MẠCH TUẦN TỰ BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÀM TÁC ĐỘNG…...34
1.1. Các khái niệm cơ bản ......................................................................................34
2.1 Các bƣớc thiết kế một hệ thống điều khiển tuần tự theo phƣơng pháp hàm tác
động ........................................................................................................................35
II. TỔNG HỢP MẠCH TUẦN TỰ BẰNG PHƢƠNG PHÁP GRAFCÉT…………..43
2.1. Các khái niệm cơ bản ......................................................................................43



2.2. Các mạch GRAFCÉT thƣờng gặp ..................................................................45
2.3. Các bƣớc thực hiện khi thiết kế một mạch tuần tự theo phƣơng pháp
GRAFCÉT..............................................................................................................47
III. TỔNG HỢP MẠCH TUẦN TỰ BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÀM TÁC ĐỘNG
KẾT HỢP GRAFCÉT………………………………………………………………...50
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….51
BÀI TẬP ÔN TẬP……………………………………………………………………52
Chƣơng 4
CÁC PHẦN TỬ TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ..........57
I. KHÍ CỤ ĐIỆN………………………………………………………………………57
1.1. Khí cụ điện bảo vệ...........................................................................................57
1.2. Khí cụ điện đóng ngắt bằng tay ......................................................................63
1.3. Khí cụ điện đóng ngắt tự động ........................................................................68
II. CÁC PHẦN TỬ KHÍ NÉN VÀ ĐIỆN KHÍ NÉN…………………………………72
2.1. Cấu trúc của hệ thống điều khiển khí nén cơ bản ...........................................72
2.2. Cơ cấu chấp hành ............................................................................................73
2.3. Van đảo chiều ..................................................................................................75
2.4. Van bổ trợ........................................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….89
BÀI TẬP ÔN TẬP……………………………………………………………………90
Chƣơng 5
CÁC NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRUYỀN
ĐỘNG ĐIỆN .................................................................................................................91
I. CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN…...91
1.1. Trạng thái khởi động .......................................................................................92
1.2. Trạng thái hãm và đảo chiều quay của động cơ điện ......................................98
II. BẢO VỆ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN…….103
2.1. Bảo vệ ngắn mạch .........................................................................................103
2.2. Bảo vệ quá tải ................................................................................................104
III. CÁC NGUYÊN TẮC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN…..107
3.1. Nguyên tắc dòng điện....................................................................................107
3.2. Nguyên tắc thời gian .....................................................................................110
3.3. Nguyên tắc tốc độ..........................................................................................112
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………...116
BÀI TẬP ÔN TẬP…………………………………………………………………..117
Chƣơng 6
THIẾT BỊ LOGIC KHẢ TRÌNH - PLC ......................................................................119
I. TỔNG QUAN VỀ PLC…………………………………………………………...119
1.1. Khái niệm PLC ..............................................................................................119
1.2 Cấu trúc của PLC ...........................................................................................119
1.3 Nguyên lý hoạt động của PLC .......................................................................120
1.4 Ƣu điểm của PLC ...........................................................................................120
1.5. Một số dịng PLC thơng dụng .......................................................................120
II. QUY TRÌNH THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC………………123
2.1. Trình tự thiết kế hệ thống PLC .....................................................................123
2.2. Thiết kế chƣơng trình PLC............................................................................124
2.3. Chạy thử chƣơng trình PLC ..........................................................................125
III. GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ PLC S7 – 1200……………………………………125
3.1. Cấu trúc phần cứng của S7 - 1200 ................................................................125
3.2. Các họ PLC S7 – 1200 ..................................................................................128
3.3. Các Module mở rộng của PLC S7 1200 .......................................................129
3.4. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ .................................................................132
3.5. Địa chỉ I/O trên CPU và I/O trên các Module ..............................................134
3.6. Phần mềm lập trình cho S7 – 1200 ...............................................................135
3.7. Ngơn ngữ lập trình của PLC S7 - 1200 .........................................................135
3.8 Các giao thức truyền thông ............................................................................182
IV. MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN ỨNG DỤNG PLC S7 – 1200…183
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………...199
BÀI TẬP ÔN TẬP…………………………………………………………………..200
Chƣơng 7
LẮP RÁP VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG .....................205
I. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ…………………………………………………………..205
II. NGUYÊN TẮC LẮP RÁP……………………………………………………….205
III. CHỈNH ĐỊNH VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN………………….212
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………...214
BÀI TẬP ÔN TẬP…………………………………………………………………..215
TÀI LIỆU THAM KHẢO



M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: