TỔNG HỢP MẠCH LOGIC TUẦN TỰ BẰNGPHƯƠNG PHÁP GRAFCET

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN1

1. Khái niệm về Grafcet

1.1 Phương pháp GRAFCETBiểu diễn các quá trìnhcông nghệ dưới dạng lưuđồ (graph) các trạng tháilàm việc.Xây dựng các hàm logicđiều khiển và sơ đồ điềukhiển từ lưu đồ các trạngthái làm việc.

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN2

0

1

i-1

i

…trạng thái làm việc i-1

tác nhân kích thích i

trạng thái ban đầu

Xác định trạng thái ban đầu

tác nhân kích thích 1

tác nhân kích thích i-1

trạng thái làm việc i

trạng thái làm việc 1

1. Khái niệm về Grafcet1.2. Thành phần và các ký hiệu

thường gặp trong Grafcet:- Trạng thái (Si)- Chuyển tiếp (ti)- Cung định hướng (ai)

1.3 Quy tắc hoạt động của Grafcet(Quy tắc vượt qua chuyển tiếp)Khi một chuyển tiếp được vượt quasẽ:- Làm hoạt động trạng thái kế tiếp- Khử hoạt động của trạng thái

đầu vào của chuyển tiếp

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN3

.i-1

i

i+1

Tác động của Si-1

Tác động của Si

Tác động của Si+1

ti-1 (Tác nhân kích thích vào ti-1)

ti (Tác nhân kích thích vào ti)

ti+1 (Tác nhân kích thích vào ti+1)

…0 Trạng thái ban đầu

Xác định trạng thái ban đầu

1. Khái niệm về Grafcet

1.4 Grafcet và hàm logic tương ứng

Trong đó:Si: Là tín hiệu ra của trạng thái thứ iai: Là tác nhân kích thích vào chuyển tiếp ti

: Là hàm đóng của trạng thái i: Là hàm cắt của trạng thái i

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN4

+

iS-iS

1i-i

1iii

SSSaS

i-1

i

i+1

ti(ai)

ti+1(ai+1)

Si-1

Si

Si+1

1. Khái niệm Grafcet1.5 Chuyển sang mạch điện tương ứng- Mạch điện không tiếp điểm (Dùng phần tử RS Flip Flop)

- Mạch điểm rơ le tiếp điểm

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN5

R

S

+iS-iS

iS

Si

+iS -

iS

iS

-iiii S).SS(S

2. Thiết kế theo phương pháp Grafcet2.1 Trình tự thiết kế theo phương pháp Grafcet

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN6

Lập G I

Lập G II

Xác định hàm điều khiển

Xác định sơ đồ điều khiển

Chọn sơ bộ thiết bị

Mô tả chi tiết các trạng tháilàm việc, chú thích đầy đủ cáchành vi làm việc của công nghệ

Là GI nhưng mô tả được thay thế bằng các thiết bị vừa chọn (mã hóa GI dùng biến logic )Chọn loại thiết bị

và các biến logic tương ứng

2. Thiết kế theo phương pháp Grafcet2.2 Ví dụ 1: Công nghệ khoan 1 lỗ:

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN7

a0

a1

A+ A-

mKhoan được gắn trên một pít tông chuyểnđộng lên xuống- Ban đầu mũi khoan ở vị trí a0

- Nhấn nút khởi động m.- Động cơ khoan chạy, pít tông chuyểnđộng đi xuống (A+)- Sau khi đến vị trí a1 pít tông dừng lại vàchuyển động đi lên.- Tới vị trí a0 pít tông dừng lại. Động cơkhoan dừng.- Nhấn m để tiếp tục chu trình.

2. Thiết kế theo phương pháp Grafcet

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN8

a0

a1

A+ A-

m

1

2

Mũi khoan đi xuống

Mũi khoan đi lên

Đã ở cuối hành trình (a1)

Đã ở đầu hành trình (a0)

0 trạng thái ban đầu

Xác định trạng thái ban đầu (g)

Đã qua trạng thái ban đầu (m)

a. Lập Grafcet I

2. Thiết kế theo phương pháp Grafcetb. Lập Grafcet II

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN9

1

2

S1=A+

S2=A-

a1

a0

0 S0

g

m

c. Xác định hàm điều khiển

02

112

21

01

10

200

SSSaS

SSmSS

SSSagS

2. Thiết kế theo phương pháp Grafcetd. Xây dựng sơ đồ điều khiển sử dụng rơ le tiếp điểm

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN10

S0

g

a0

S1

S2

S2 S1

S0

m S0S2

S1

a1 S1

S2

S0

3. Phân nhánh trong Grafcet3.1 Phân kỳ “hoặc”:

Ký hiệu:

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN11

iii

iii

iii

iiii

SaSSaSSaS

SSSS

33

22

11

321

i

i+1 i+2

ai+1

i+3

ai+2 ai+3

Hàm logic:

3. Phân nhánh trong Grafcet3.2 Hội tụ “hoặc”

Ký hiệu:

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN12

Hàm logic:

i+4

i+1 i+2ai+1

i+3ai+2 ai+3

3322114

4321

iiiiiii

iiii

SaSaSaSSSSS

3. Phân nhánh trong Grafcet3.3 Phân kỳ “và”

Ký hiệu:

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN13

Hàm logic:

i

i+1 i+2

ai+1

i+3

i1i3i2i1i

3i2i1ii

S.aSSSS.S.SS

+++

++

++

+++

====

3. Phân nhánh trong Grafcet3.4 Hội tụ “và”

Ký hiệu:

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN14

Hàm logic:

i+4

i+1 i+2

ai+1

i+33i2i1i1i4i

4i3i2i1i

S.S.S.aSSSSS

++++++

++++

====

Ví dụ 2Ví dụ 2: Gắp vật từ vị trí A sang vị trí B

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN15

m

a0

a1

b0 b1

A-A+

B-

B+

A-A+

Hệ thống gồm hai pít tông, A đi lên đi xuốngvà B sang trái sang phải:

Bước 1: Ban đầu cơ cấu gắp vật ở vị trí a0, b0

Bước 2: Nhấn nút khởi động m, pít tông A đixuống (A+) gặp cảm biến a1 thì chuyển độngđi lên gặp cảm biến a0 thì dừng lại.

Bước 3: Pít tông B di chuyển sang trái gặpcảm biến b1 thì dừng lại. Pít tông A lặp lạibước 2.

Bước 4: Pít tông B di chuyển sang phải gặpcảm biến b0 thì dừng lại.

Lập Grafcet I

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN16

0

1

2

A+ (trạng thái đi xuống)

trạng thái ban đầu

Đã ở cuối hành trình đi xuống (a1)

A- (trạng thái đi lên)

Đã ở đầu hành trình đi xuống và đầuhành trình sang phải (m.a0.b0 )

Đã ở đầu hành trình đi xuống và đầuhành trình sang phải (a0.b0)

3 4

Đã ở đầu hành trình đi xuốngvà cuối hành trình sang phải(a0.b1)

B+ (trạng tháisang phải)

B- (trạng tháisang trái)

Đã ở cuối hành trình sang phải(b1) Đã ở đầu hành trình sang

phải (b0)

m

a0

a1

b0 b1

A-A+

B-

B+

A-A+

Lập Grafcet II

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN17

0

1

2

S1=A+

S0

g

a1

S2=A-

ma0b0

a0b0

3 4

a0b1

S3=B+ S4=B-

b1 b0

10

400

SS

SbgS

21

310001

SSSbS)bma(S

=+=

-

+

13

2003

SSSbaS

432

112

SSSSaS

04

2104

SSSbaS

Sơ đồ điều khiển dùng rơ leSơ đồ điều khiển dùng rơ le tiếp điểm:

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN18

b0

S0

g

b0

S1

S4 S1

S0

ma0 S0S2

S1

b1 S3

S2

a1 S1 S3

S1

S4

b0S3

a0 S2 S1

S3

b1S4

a0 S2 S0

S4

Bài tập về nhàSử dụng phương pháp Grafcet thiết kế mạch điềukhiển cho công nghệ như sau:

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN19

A

B

D

C

XV1

XV2

LV1 XV1

XV2

LV1