Chương 15: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 5.1 Tổng quan về các hệ thống điều khiển. Một hệ thống điều khiển bất kỳ đều được cấu tạo bởi 3 thành phần : khối vào, khối xử lý , khối ra. Bộ chuyển đổi tín hiệu ngõ vào Xử lý - điều khiển Cơ cấu tác động KHỐI VÀO KHỐI XỬ LÝ KHỐI RA Tín hiệu vào Kết quả xử lý Hình 5.1. Các thành phần trong hệ thống điều khiển. Về mặt hoạt động, sơ đồ trên miêu tả hệ thống gồm một bộ phận chuyển đổi tín hiệu vào, bộ phận xử lý tín hiệu vào và xuất các tín hiệu điều khiển tương ứng và bộ phận nhận các lệnh điều khiển để kích hoạt cơ cấu tác động. Nhiệm vụ của bộ phận xử lý – điều khiển là tạo ra đáp ứng đã được xác đònh trước tuỳ theo tín hiệu ở ngõ vào. Có những phương pháp khác nhau để thực hiện việc xử lý và điều khiển nhưng nói chung đều phải có xử lý các tín hiệu vào và xuất tín hiệu ra. Khối vào Các tín hiệu vào thường qua bộ chuyển đổi để chuyển các đại lượng vật lý thành tín hiệu điện. Các bộ phận chuyển đổi có thể là nút nhấn, công tắc, cảm biến nhiệt …tuỳ theo loại bộ chuyển đổi mà các tín hiệu ra khỏi bộ chuyển đổi hoặc có dạng on/off hoặc có dạng liên tục . Khối ra Tín hiệu ra là kết quả của quá trình xử lý của hệ thống điều khiển. Các tín hiệu này được sử dụng để tạo ra những hoạt động đáp ứng cu6 thể cho máy hoặc thiết bò nhằm bao đảm thực hiện quá trình mục tiêu. Các quá trình mục tiêu được thực hiện do những thiết bò ở ngõ ra như động cơ, xy lanh khí nén, bơm, rờ le …, chẳng hạn động cơ điện biến đổi các tín hiệu điện thành chuyển động quay, hay xy lanh khí nén biến đổi các tín hiệu điện thành chuyển động tònh tiến… Khối xử lý Khối xử lý thay thế người vận hành thực hiện các thao tác nhằm đảm bảo quá trình hoạt động. Nó nhận thông tin từ các tín hiệu ở khối vào và xuất tín hiệu đến khối ra để thực hiện các tác động đến thiết bò. Từ thông tin của tín hiệu vào hệ thống điều khiển tự động phải tạo ra được những tín hiệu cần thiết đáp ứng yêu cầu điều khiển đã được xác đònh trong bộ phận xử lý. Yêu cầu điều khiển có thể được thực hiện theo hai cách : dùng mạch điện kết nối cứng hoặc dùng chương trình điều khiển. Mạch điện kết nối cứng được dùng trong trường hợp yêu cầu điều khiển không thay đổi trong đó các phần tử trong hệ thống được kết nối với nhau theo mạch cố đònh, trong khi đó, hệ thống chương trình điều khiển hoạt động theo chương trình lập sẵn và được lưu trong bộ nhớ, và chương trình có thể được điều chỉnh hoặc thay bằng chương trình khác khi cần thiết. 5.2 Một số hệ thống điều khiển 5.2.1.Hệ thống điều khiển dùng rơ le . Rơ -le là một công tắc điện có khả năng chòu được dòng cao, được tác động gián tiếp bởi dòng điện điều khiển có cường độ thấp. Nó là thành phần quan trọng trong các hệ thống điều khiển hiện đại. Rơ le lúc đầu được sử dụng trong hệ thống đơn giản dùng vào việc khuyếch đại công suất các tín hiệu điện tín để truyền đi xa. Sau này rơ le cho phép thực hiện các hệ thống tinh vi hơn và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bò công nghiệp với nhiệm vụ là tạo sự giao tiếp giữa các tín hiệu ở mức điện áp thấp và (5-24 V) từ các bộ điều khiển đến các thiết bò công suất hoặc cơ cấu tác động làm việc với điện áp và dòng cao. Tất cả các rơ le đều có cấu tạo về cơ để đóng/ mơ ûtiếp điểm. Chính cấu tạo này làm hạn chế tốc độ tác động, tuổi thọ và độ tin cậy. Một số nhược điểm nữa là rơ le cồng kềnh, chiếm nhiều không gian trong tủ điều khiển và không kinh tế trong trường hợp chỉ làm các nhiệm vụ như một công tắc đơn giản. Một hệ thống điều khiển dùng rơ le có thể có đến vài trăm rơ le, trong đó một rơ le có thể đóng/ mở nhiều tiếp điểm đồng thời. Đặc điểm chung của hệ thống này là dễ thiết kế và lắp đặt. Toàn bộ công việc điều khiển được thực hiện thông qua phối hợp trình tự hoạt động của các rơ le. Bằng cách kết nối các tiếp điểm ở ngõ vào và ngõ ra của các rơ le theo kiểu nối tiếp hoặc song song có thể tạo ra các logic điều khiển. Việc tổ hợp các phần tử logic khác nhau có thể dùng để tạo ra các chương trình điều khiển phức tạp. Tuy nhiên cách thức kết nối như vậy thành mạch điều khiển khó có thể thay đổi được hoạt động điều khiển. Đây là một trong những nhược điểm của rơ le. . Chương 15: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 5.1 Tổng quan về các hệ thống điều khiển. Một hệ thống điều khiển bất kỳ đều được cấu tạo bởi 3 thành phần. khi đó, hệ thống chương trình điều khiển hoạt động theo chương trình lập sẵn và được lưu trong bộ nhớ, và chương trình có thể được điều chỉnh hoặc thay bằng chương trình khác khi cần thiết. 5.2. mạch điện kết nối cứng hoặc dùng chương trình điều khiển. Mạch điện kết nối cứng được dùng trong trường hợp yêu cầu điều khiển không thay đổi trong đó các phần tử trong hệ thống được kết nối