2.1. Biểu diễn chức năng các quá trình công nghệ và điều khiển

Trong hệ thống thủy-khí có quy trình làm việc phức tạp, nhiều thiết bị và hoạt động tương tác giữa các phần tử... Do đó khó khăn cho tóm tắt quá trình và phân tích hệ thống điều khiển. Để đơn giản việc biểu diễn tóm tắt quy trình làm việc, phân tích chức năng của quá trình điều khiển… cần dùng một số dạng sơ đồ, biểu đồ để biểu diễn.

2.1.1. Mô tả tóm tắt công nghệ

- Mỗi phần tử và thiết bị được gán tên ký hiệu (đặt tên): A, B, C, … 1S1, 1S2, 2V1,… 1.0, 1.1, 2.0...

- Quan tâm chủ yếu hoạt động của cơ cấu chấp hành. Ứng với chuyển động tiến (đẩy ra) của xy lanh được mô tả bằng dấu  “+”. Ngược lại chuyển động lùi được mô tả bằng dấu “–“. Các dấu này đặt nằm kề phía sau ký hiệu tên gán của thiết bị.

- Phân biệt các giai đoạn làm việc bằng dấu “,” .

Ví dụ: A+, B+, A-B- à gđ1:XL A tiến, gđ2: XL B tiến, gđ3: XL A và B cùng lùi về.

2.1.2. Biểu đồ trạng thái

Biểu đồ trạng trạng thái biểu diễn trạng thái các phần tử trong mạch, mối liên hệ giữa các phần tử và trình tự chuyển mạch của các phần tử.

Cách biểu diễn: 

- Trục tọa độ thẳng đứng biểu diễn trạng thái (hành trình chuyển động, áp suất, góc quay…). 

- Trục tọa độ nằm ngang biểu diễn các bước thực hiện hoặc là thời gian hành trình. 

- Hành trình làm việc được chia làm các bước. Sự thay đổi trạng thái trong các bước được biểu diễn bằng đường đậm. Sự liên kết các tín hiệu được biểu diễn bằng đường nét mãnh và chiều tác động được biểu diễn bằng mũi tên. 

- Trong mỗi cơ cấu chấp hành, nét liền mảnh phía trên biểu thị cho vị trí của cơ cấu chấp hành ở vị trí ngoài cùng (ký hiệu: “+” hoặc “1” hoặc “tên công tắc hành trình”), và đường liền mảnh ở phía dưới biểu thị cho cơ cấu chấp hành ở vị trí trong cùng (ký hiệu: “-” hoặc “0” hoặc “tên công tắc hành trình”).

Ví dụ 2: Vẽ biểu đồ trạng thái mô tả quá trình làm việc của mạch khí nén:

2.1.3. Sơ đồ khối chức năng

- Sơ đồ chức năng biểu diễn các bước thực hiện và các trạng thái tác động. Các bước thực hiện được ký hiệu theo số thứ tự và các trạng thái tác động gồm điều kiện chuyển trạng thái, tác động điều khiển và trạng thái thực hiện.

- Đặc điểm của sơ đồ:

+  Hoạt động theo một tuần tự hoặc nhiều tuần tự.

+  Trong mỗi tuần tự có nhiều buớc, mỗi một bước thể hiện một trạng thái tác động.

+   Giữa các bước là các điều kiện chuyển trạng thái. 

- Các phần tử cơ bản trong sơ đồ và cách thể hiện:

+ Bước: Bước được đánh theo số thứ tự từ 0…n. Riêng bước 0 quy định là bước ban đầu tương ứng là trạng thái đầu sẵn sàn làm việc.

+ Trạng thái tác động: Thể hiện một trạng thái được thực hiện tương ứng với điều kiện của bước đó được thỏa mãn (tích cực).

+ Điều kiện chuyển trạng thái: biểu diễn dưới dạng biểu thức lôgíc của các tín hiệu vào; được viết ngay bên nét gạch cắt ngang đường nối giữa các bước trên sơ đồ.

+ Các liên hệ có hướng: Được thể hiện bằng đường mũi tên trên sơ đồ

- Quy tắc vận động của sơ đồ:

+ Chuyển trạng thái: Hệ thống chuyển tư bước này sang bước khác khi thoả mãn đồng thời 2 yếu tố: Bước trước đó đang thực hiện (tích cực) và điều kiện chuyển trạng thái được thỏa mãn (tích cực).

+ Mỗi thời điểm chỉ thực hiện một trạng thái duy nhất trong sơ đồ theo hướng tiến triển. Khi một trạng thái tác động mới được tích cưc thì trạng thái bước trước hết tích cực.

2.1.4. Sơ đồ mạch thủy lực-khí nén

Sơ đồ biểu diễn liên hệ tương tác giữa các phần tử với nhau trong hệ thống điều khiển khí nén, biểu diễn theo hệ thống ký hiệu tiêu chuẩn. Qua sơ đồ này, thấy rõ diễn biến tương tác và hoạt động của hệ thống khí nén.

Quy cách thể hiện sơ đồ mạch: 

- Trong sơ đồ mạch khí nén, dòng khí nén đi từ phía dưới lên trên và trình thực hiện từ trái sang phải. Do đó, thông thường phần tử nguồn nằm ở góc trái phía dưới; các cơ cấu chấp hành được đặt ở phía trên cùng; các phần tử điều khiển được đặt ngay phía dưới xy lanh tương ứng.

- Các phần tử thuộc mạch động lực nằm phía trên, còn các phần tử thuộc mạch điều khiển nằm bên dưới.

Quy cách vẽ  sơ đồ mạch khí nén

2.1.5. Sơ đồ mạch điện khí nén

Sơ đồ biểu diễn liên hệ tương tác giữa hai phần:

Phần động lực: sơ đồ mạch khí nén truyền động

Phần điều khiển: sơ đồ mạch điện điều khiển