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