1. Nguyên tắc thiết kế
Nguyên tắc thiết kế mạch theo tầng là chia các bước thực hiện có cùng chức năng thành từng tầng riêng biệt, như vậy khi hoạt động thì nguồn cung cấp cho hệ đảo tầng chỉ có ở tầng đang thực hiện các chuyển động, còn các tầng khác thì không có nguồn. phần tử cơ bản của điều khiển theo tầng là phần tử nhớ- van đảo chiều 4/2 hoặc 5/2. điều khiển theo tầng là bước hoàn thiện của điều khiển tùy động theo hành trình.
Bạn đang xem: Cách vẽ biểu đồ trạng thái khí nén
1.1. Nguyên lý điều khiển theo tầng
Trong mạch điều khiển theo tầng gồm có hai nhóm
Nhóm cơ cấu chấp hành: gồm các xylanh tạo ra các chuyển động, các van đảo chiều, các công tắc hành trình để chuyển đổi chuyển động của các xylanh tương ứng.Nhóm đảo tầng: Thực chất là các van 4/2 hoặc 5/2 duy trì.Giả sử biểu đồ trạng thái được chia làm n tầng:
Đầu tiên nguồn ở nhóm đảo tầng sẽ ở tầng thứ n (tầng cao nhất).Sau khi nhấn START nguồn sẽ chuyển đến tầng thứ 1, ở tầng này nguồn sẽ cung cấp cho các chuyển động trong tầng thứ 1, cuối tầng 1 sẽ tác động vào công tắc hành trình đảo tầng và nguồn sẽ chuyển lên tầng thứ 2, tương tự như tầng 1 nó sẽ cung cấp nguồn cho các chuyển động ở tầng 2 này. Tương tự cho đến khi nguồn chuyển đến tầng thứ n (tầng cao nhất).Lưu ý : Tại một thời điểm chỉ tầng đang hoạt động là có nguồn, các tầng còn lại không có nguồn. Khi nguồn chuyển sang tầng kế tiếp thì nguồn ở tầng trước đó phải bị xóa.
1.2. Nguyên tắc chia tầngNếu ta ký hiệu các cơ cấu chấp hành bằng các mẫu tự A,B,C,D… và các chuyển động chạy ra được ký hiệu bởi dấu (+) và các chuyển động chạy vào mang dấu (–).
Lưu ý: Trong một tầng một xylanh không thể vừa đi ra , vừa đi vào.VD : Chuyển đổi tầng cho các chuỗi trạng thái xylanh sau:A+ B+ B- A- ?
Theo nguyên tắc chia tầng ta thấy B + B – không thể chung một tầng được.Do đó mạch sẽ chia tầng từ đây, ta có mạch 2 tầng A+ B+/ B- A-
1.3. Biểu diễn hệ thống đảo tầngKhi sơ đồ hành trình bước đã được chia ra làm n tầng, thì sẽ có (n-1) phần tử nhớ(n-1 van đảo tầng 5/2). Ký hiệu E1 là tín hiệu vào tầng 1, T1 là tín hiệu ra tầng 1, tương tự E2 là tín hiệu vào tầng 2, T2 là tín hiệu ra tầng 2…
Lưu ý :
Cách nối van tín hiệu liên kết với nhau dựa trên nguyên tắc tín hiệu vào của tầng này được lấy từ tín hiệu ra của tầng trước.VD: Mạch có 2 tầng thì T2 (tín hiệu đầu ra tầng 2) sẽ cấp tín hiệu cho E1 (tín hiệu đầu vào tầng 1).Sơ đồ mạch có tất cả n tầng, thì sẽ có (n-1) van chuyển tín hiệu đảo tầng 4/2 hoặc 5/2.Mạch không cần van đảo khi số tầng n = 1.Số tầng n = 2

Hình 1. Sơ đồ van đảo chiều 2 tầng.
Số tầng n = 3
Hình 2. Sơ đồ van đảo chiều 3 tầng.
Số tầng n =4
Hình 3. Sơ đồ van đảo chiều 4 tầng.
1.4. Các bước thực hiệnBước 1. Lập biểu đồ trạng thái.
Bước 2. Chia tầng điều khiển.
Bước 3. Xác định các tín hiệu điều khiển, các công tắc hành trình.
Bước 4. Vẽ sơ đồ mạch:
Mạch động lực.Mạch đảo tầng.Mạch điều khiển.Lưu ý:
Công tắc hành trình nào nằm giữa ranh giới 2 tầng, sẽ là tín hiệu đảo tầng phía sau.Trong thiết kế theo tầng, tất cả các công tắc hành trình đều sử dụng để tác động 2 chiều.Vị trí các công tắc hành trình là max, min.Trước khi mô phỏng chuỗi khí nén phải tiến hành cài đặt các trạng thái ban đầu cho từng xylanh.2. Bài tập thực hành thiết kế mạch điều khiển khí nén theo tầng
Bài 1. Thiết kế mạch điều khiển khí nén
A+ B+ A- B-
Bước 1. Lập biểu đồ trạng thái
Hình 8. Sơ đồ trạng thái và các tầng điều khiển.
Bước 2. Chia tầng điều khiển
Hình 8. Sơ đồ trạng thái và các tầng điều khiển. Xem thêm: Cách Vẽ Hình Chiếu Trục Đo Xiên Góc Cân, Công Nghệ 11 Bài 5: Hình Chiếu Trục Đo
Các giá trị S1, S2, S3, S4 chính là các công tắc hành trình tác động của xylanh.
Bước 3. Xác định các tín hiệu điều khiển và công tắc hành trình
Bước 3.1. Tín hiệu điều khiển cho từng xylanh.
I | II | III | IV |
A+ | A- | B+ | B- |
T1 | T2 | T1x | T2x |
Bước 3.2. Bảng tín hiệu điều khiển theo tầng.
T1 | T2 |
E1 = T2x | E2 = T1x |
Bước 4. Vẽ sơ đồ thiết kế mạch khí nén.

Hình 6. Sơ đồ hoàn thiện chuỗi khí nén A+ B+ A- B- .
Video mô phỏng chuỗi khí nén
Bài 2: Thiết kế chuỗi khí nén
A+ A- B+ B- C+ C-
Bước 1. Lập biểu đồ trạng thái.

Hình 7. Biểu đồ trạng thái tác động của xylanh..
Bước 2. Chia tầng điều khiển.

Hình 8. Sơ đồ trạng thái và các tầng điều khiển.
Hệ thống chia làm 4 tầng nên ta sử dụng 3 van 5/2 để làm van chuyển đổi trạng thái.Ta chia tầng như Hình 3.Các giá trị S1, S2, S3, S4, S5, S6 chính là các công tắc hành trình tác động của xylanh.
Thiết kế mạch điều khiển khí nén bao gồm nhiều thành phần khí nén khác nhau, chẳng hạn như xi lanh khí nén, van điều khiển khí nén, phụ kiện khí nén…Mạch khí nén có các chức năng sau:
Để kiểm soát việc cấp và giải phóng khí nén trong các xi lanh.Để sử dụng một van điều khiển một van khác.Có sơ đồ mạch khí nén hỗ trợ cho việc sửa chữa và cải tạo hệ thống về sau.Một sơ đồ mạch khí nén sử dụng các ký hiệu khí nén để mô tả thiết kế của nó. Một số quy tắc cơ bản phải được tuân theo khi vẽ sơ đồ khí nén.
Mục lục chính
Toggle1 Nguyên tắc thiết kế mạch điều khiển khí nén 1. Nguyên lý điều khiển theo tầng
Bài tập thực hành thiết kế mạch điều khiển khí nén theo tầng
Bài 2: Thiết kế mạch điều điện khí nén điều khiển theo tầng cho chuỗi A+ B+ B- A- C+ C. Van điều khiển khí nén là gì?
1 Nguyên tắc thiết kế mạch điều khiển khí nén
1.1 Quy tắc cơ bản trong sơ đồ mạch khí nén
1. Giả định không có nguồn cung cấp áp suất, mạch khí nén ở dạng tĩnh. Các thành phần khí nén khác trong mạch cũng tuân theo giả định này.2. Biểu tượng khí nén của van điều khiển khí nén được hình thành bởi một hoặc nhiều hình vuông.
Đầu vào và đầu xả khí được vẽ bên dưới hình vuông, đầu cấp khí ra được vẽ trên đỉnh.Mỗi chức năng của van (vị trí của van) phải được biểu thị bằng một hình vuông. Nếu có hai hoặc nhiều chức năng, các ô vuông phải được sắp xếp theo chiều ngang. Hình vuông phía bên trái là trạng thái đầu tiên của van.












Nếu muốn thực hiện mô phỏng mạch điều khiển này trên Fluid
SIM, bạn nhớ thực hiện cài đặt trạng thái ban đầu của từng xi lanh.