Tài liệu De_cuong_tot_nghiep

ĐỀ CƯƠNG THI TỐT NGHIỆP NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP NĂM: 2017 Phần A: Lý Thuyết (bài viết 120 phút). Câu 1/ Vẽ ký hiệu và phân tích cấu tạo, hoạt động của Diode công nghiệp? Hãy nêu các ứng dụng của Diode công nghiệp trong sản xuất ? - Cấu tạo và ký hiệu diode: A A P N K - - K Hoạt động của Diode công nghiệp: chủ yếu dùng để làm cầu chỉnh lưu. (dẫn điện theo một chiều, tham khảo thêm https://www.google.com.vn/search?q=ki+hieu+cau+tao+dode+cong +suat&oq=ki+hieu+cau+tao+dode+cong+suat&aqs=chrome..69i57 .11792j0j9&sourceid=chrome&ie=UTF8#q=ky+hieu+cau+tao+diode+cong+suat). Ứng dụng: Chỉnh lưu 1 pha và 3 pha. Câu 2/ Vẽ ký hiệu và phân tích cấu tạo, hoạt động của Transistor công suất? Hãy nêu các ứng dụng của Transistor công suất trong công nghiệp ? - Cấu tạo và ký hiệu: - Hoạt động: Trong chế độ tuyến tính hay còn gọi là chế độ khuyếch đại, Transitor là phần tử khuyếch đại dòng điện với dòng Ic bằng β lần dòng bazo (dòng điều khiển ) Trong đó β là hệ số khuyếch đại dòng điện . Ic = βIB * : Xét đặc tính đóng cắt: Của PNP Chế độ đóng cắt của Transitor phụ thuộc chủ yếu vào các tụ kí sinh giữa tiếp giáp BE và BC. + : Quá trình mở: Để cho transitor mở được thì bắt đầu từ giá trị -Ub2 đến Ub1 còn nó thế nào các bạn xem những cuốn giáo trình về điện tử + Quá trình đóng : Để cho transitor đóng thì bắt đầu từ giá trị từ Ub1 đến -Ub2. Cái này các bạn cũng tham khảo thêm ở sách. * Sơ đồ mắc Darlington Nói chũng các BJT có hệ số khuyếch đại tương đối thấp mà yêu cầu dòng điều khiển lớn nên sơ đồ mắc Darlington là một yêu cầu đặt ra với các ghép 2 transitor Q1 và Q2 có hệ số khuyếch đại là β1 β2. Khi mắc thành Darling ton thì hệ số khuyếch đại tổng là[separator] β = β1 + β2 + β1β2 Mặt khác để tăng hệ số khuyếch đại lên ta có thể mắc từ 3 transotor Sơ đồ mắc Darlington: * : Xét nguyên lý hoạt động của PNP (Hình ảnh trên là hình ảnh tham khảo ) Mạch khảo sát về nguyên tắc hoạt động của transistor NPN Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực C và (-) nguồn vào cực E. Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E , trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E. Khi công tắc mở , ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy qua mối C E ( lúc này dòng IC = 0 ) Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc theo một công thức . IC = β.IB Trong đó IC là dòng chạy qua mối CE IB là dòng chạy qua mối BE β là hệ số khuyếch đại của Transistor Giải thích : Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng IBE do lớp bán dẫn P tại cực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB còn phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor. Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN nhưng cực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược lại . Dòng IC đi từ E sang C còn dòng IB đi từ E sang B. Chú ý : Transitor là linh kiên đóng mở bằng dòng điện chứ không bằng điện áp - Ứng dụng: + Mạch khuếch đại + Mạch điều khiển đóng mở RƠ LE • Khuếch đại điện áp một chiều: Khuếch đại: Tranzito được dùng trong các mạch khuếch đại một chiều (dc), khuếch đại tín hiệu (ac), mạch khuếch đại vi sai, các mạch khuếch đại đặc biệt, mạch ổn áp… • Khuếch đại điện áp xoay chiều Tín hiệu sử dụng trong mạch là tín hiệu xoay chiều • Khuếch đại công suất Ứng dụng trong khuếch đại công suất cho hệ thống âm thanh, hệ thống điều khiển. Mạch này thường làm việc với hiệu điện thế cao và dòng lớn. • Khuếch đại chuyển mạch Ứng dụng trong điều khiển rơ le chuyển mạch. Thậm chí bản thân các BJT cũng là một chuyển mạch. Câu 3/ Vẽ ký hiệu và phân tích cấu tạo, hoạt động của SCR công suất. Hãy nêu các ứng dụng của SCR công suất trong công nghiệp ? - Ký hiệu – cấu tạo – cấu tạo tương đương SCR - Hoạt đông : SCR hay còn gọi là Thyristor. Thyristor có cấu tạo gồm 4 lớp bán dẫn ghép lại tạo thành hai Transistor mắc nối tiếp, một Transistor thuận và một Transistor ngược ( như sơ đồ tương đương ở trên ) . Thyristor có 3 cực là Anot, Katot và Gate gọi là A-K-G, Thyristor là Diode có điều khiển , bình thường khi được phân cực thuận, Thyristor chưa dẫn điện, khi có một điện áp kích vào chân G => Thyristor dẫn cho đến khi điện áp đảo chiều hoặc cắt điện áp nguồn Thyristor mới ngưng dẫn.. - Ứng dụng của SCR trong công nghiệp : Chủ yếu làm khóa đóng mở điện tử thay cho các tiếp điểm cơ khí. Câu 4/ Vẽ ký hiệu và phân tích cấu tạo, hoạt động của TRIAC công suất. Hãy nêu các ứng dụng của TRIAC công suất trong công nghiệp ? Vẽ ký hiệu và phân tích cấu tạo, hoạt động của TRIAC công suất. Hãy nêu các ứng dụng của TRIAC công suất trong công nghệp ? - Ký hiệu, cấu tạo: + Triac là một linh kiện bán dẫn có ba cực năm lớp, làm việc như 2 Thyristor mắc song song ngược chiều, có thể dẫn điện theo hai chiều. - Ứng dụng của TRIAC trong công nghiệp: chủ yếu dùng để đóng cắt mạch điện xoay chiều thay cho các tiếp điểm cơ khí. Câu 5/ Vẽ kí hiệu và phân tích hoạt động của Van đảo chiều 5/2 ? Vẽ mạch điều khiển xy lanh với van một cuộn dây – Điều khiển tự duy trì, phân tích mạch điện – khí nén đã vẽ ? - Vẽ kí hiệu và phân tích hoạt động của Van đảo chiều 5/2. Hình 2.8 là van có 5 cửa 2 vị trí. Cửa P là cung cấp nguồn năng lượng, cửa A lắp với buồng bên trái xylanh cơ cấu chấp hành, cửa B lắp với buồng bên phải của xi lanh cơ cấu chấp hành, cửa T và cửa R là cửa xả năng lượng. Khi con trượt van di chuyển qua phải, cửa P thông với cửa A, cửa B thông với cửa T. Khi con trượt của van di chuyển qua trái, cửa P thông với cửa B, cửa A thông với cửa R. Hình 2.8 Van 5/2 - Mạch điều khiển: Xét mạch đơn giản sau sử dụng van một cuộn dây (van không nhớ). Mạch khí nén Mạch điều khiển tự duy trì - khởi tạo trội (Dominant set) Câu 6/ Vẽ kí hiệu và phân tích hoạt động của Van đảo chiều 4/3 ? Vẽ Mạch khí nén đơn giản sử dụng van 4/2 không nhớ, phân tích mạch điện – khí nén đã vẽ ? - Van 4/3: Van 4/3 là van có 4 cửa 3 vị trí. Cửa A, B lắp vào buồng làm việc của xylanh cơ cấu chấp hành, cửa P nối với nguồn năng lượng, cửa T xả về thùng đối với dấu hoặc ra môi trường đối với khí. Hình 2.9 mô tả van 4/3 có vị trí trung gian nằm ở giữa do sự cân bằng lực căn lò xo ở hai vị trí trái và vị trí phải của van. Sự di chuyển vị trí con trượt (píttông) sang trái hoặc sang phải bằng tín hiệu tác động bằng điện vào hai cuộn solenoid hoặc có thể là nút nhấn phụ ở hai đầu. Ở vị trí trung gian năng lượng vào cửa P bị chặn lại, cửa A, cửa B bị đóng nên xylanh cơ cấu chấp hành không di chuyển. Khi tác động tín hiệu điện vào solenoid phải, píttông(1) di chuyển sang trái, cửa P thông với cửa A, cửa P thông với cửa T. Ngược lại tác động tín hiệu điện vào solenoid trái, píttông(1) di chuyển sang phải, cửa P thông với cửa B, cửa A thông với cửa T. (chú ý: về cấu tạo van học sinh không cần vẽ hình minh họa vẫn tính đủ số điểm). - Mạch khí nén đơn giản sử dụng van 4/2: Câu 7/ Vẽ kí hiệu và phân tích hoạt động của Van đảo chiều 3/2? Câu 8/ Vẽ kí hiệu và phân tích hoạt động của Van đảo chiều 4/2? Câu 9/ Phân tích trúc cấu, và giải thích hoạt động của cảm biến tiệm cận điện dung? Nêu Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến tiệm cận điện dung so với các loại cảm biến khác ? - Cấu trúc của cảm biến tiệm cận điện dung có 4 phần Hình 2.14 Cấu trúc của cảm biến tiệm cận điện dung ▪ ▪ ▪ ▪ Bộ phận cảm biến (các bản cực(điện cực) cách điện) (hình 2.16) Mạch dao động Mạch ghi nhận tín hiệu Mạch điện ở ngõ ra Hình 2.15 Bộ phận cảm biến - Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện dung Tụ điện gồm hai bản cực và chất điện môi ở giữa. Khoảng cách giữa hai điện cực ảnh hưởng đến khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện (điện dung là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện). Nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận loại điện dung dựa trên sự thay đổi điện dung khi vật thể xuất hiện trong vùng điện trường. Từ sự thay đổi này trạng thái “On” hay “Off” của tín hiệu ngõ ra được xác định. Một bản cực là thành phần của cảm biến, đối tượng cần phát hiện là bản cực còn lại. Hình 2.18: Sóng dao động ở mạch dao động của cảm biến điện cảm và điện dung Cảm biến tiệm cận loại điện dung có thể phát hiện bất cứ loại đối tượng nào có hằng số điện môi lớn hơn không khí. Vật liệu càng có hằng số điện môi càng cao thì càng dễ được cảm biến phát hiện. - Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến tiệm cận điện dung. ➢ Ưu điểm ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ➢ ▪ Có thể cảm nhận vật dẫn điện và không dẫn điện. Tính chất tuyến tính và độ nhạy không tùy thuộc vào vật liệu kim loại. Nó có thể cảm nhận được vật thể nhỏ, nhẹ. Vận tốc hoạt động nhanh. Tuổi thọ cao và độ ổn định cũng cao đối với nhiệt độ. Nhược điểm Bị ảnh hưởng bởi độ ẩm Dây nối với sensor phải ngắn để điện dung dây không ảnh hưởng đến độ cộng hưởng của bộ dao động. Câu 10/ Phân tích trúc cấu, và giải thích hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm? Nêu Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến tiệm cận điện cảm so với các loại cảm biến khác ? - Cấu trúc Hình 2.5. Cấu trúc của cảm biến tiệm cận điện cảm Gồm 4 phần chính: - Cuộn dây và lõi ferit - Mạch dao động - Mạch phát hiện - Mạch đầu ra - Nguyên lý hoạt động. Hình 2.6 Nguyên lý làm việc của cảm biến điện cảm Cảm biến tiệm cận điện cảm được thiết kế để tạo ra một vùng điện từ trường, Khi một vật bằng kim loại tiến vào khu vực này, xuất hiện dòng điện xoáy (dòng điện cảm ứng) trong vật thể kim loại này. Hình 2.8: Hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm Dòng điện xoáy gây nên sự tiêu hao năng lượng (do điện trở của kim loại), làm ảnh hưởng đến biên độ sóng dao động. Đến một trị số nào đó tín hiệu này được ghi nhận. Mạch phát hiện sẽ phát hiện sự thay đổi tín hiệu và tác động để mạch ra lên mức ON (hình 2.8). Khi đối tượng rời khỏi khu vực từ trường, sự dao động được tái lập, cảm biến trở lại trạng thái bình thường. - Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến tiệm cận điện cảm: ➢ Ưu điểm ▪ Không chịu ảnh hưởng của độ ẩm ▪ Không có bộ phận chuyển động. ▪ Không chịu ảnh hưởng của bụi bặm. Không phụ thuộc vào màu sắc. Ít phụ thuộc vào bề mặt đối tượng hơn so với các kĩ thuật khác. ▪ ▪ ▪ ➢ Không có “khu vực mù” (blind zone: cảm biến không phát hiện ra đối tượng mặc dù đối tượng ở gần cảm biến). Nhược điểm ▪ Chỉ phát hiện được đối tượng là kim loại. ▪ Có thể chịu ảnh hưởng bởi các vùng điện từ mạnh. Phạm vi hoạt động ngắn hơn so với các kĩ thuật khác. Câu 11/ Phân tích trúc cấu, và giải thích hoạt động của cảm biến tiệm cận siêu âm? Nêu Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến tiệm cận siêu âm so với các loại cảm biến khác ? Câu 12/ Phân tích trúc cấu, và giải thích hoạt động của cảm biến quang tiệm cận? Nêu Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến quang tiệm cận so với các loại cảm biến khác ? Câu 13/ Cấu trúc của PLC S7-200 gồm những phần nào? Em hãy phân tích Viết chương trình cho PLC S7-200 dạng Lad theo yêu cầu sau: a/ Nhấn “On” động cơ hoạt động, nhấn “Off” thì động cơ dừng. b/ Nhấn “On” động cơ 3 pha quay thuận 10s, sau đó dừng 5s rồi chạy nghịch, Nhấn “Off” thì dừng hệ thống. - Cấu trúc: Moät boä nhôù chöông trình RAM beân trong ( coù theå môû roäng theâm moät soá boä nhôù ngoaøi EPROM ). Moät boä vi xöû lyù coù coång giao tieáp duøng cho vieäc gheùp noái vôùi PLC . Caùc Modul vaøo /ra. Beân caïnh ñoù, moät boä PLC hoaøn chænh coøn ñi keøm theâm moâït ñôn vò laäp trình baèng tay hay baèng maùy tính. Haàu heát caùc ñôn vò laäp trình ñôn giaûn ñeàu coù ñuû RAM ñeå chöùa ñöïng chöông trình döôùi daïng hoaøn thieän hay boå sung . Neáu ñôn vò laäp trình laø ñôn vò xaùch tay , RAM thöôøng laø loaïi CMOS coù pin döï phoøng, chæ khi naøo chöông trình ñaõ ñöôïc kieåm tra vaø saún saøng söû duïng thì noù môùi truyeàn sang boä nhôù PLC . Ñoái vôùi caùc PLC lôùn thöôøng laäp trình treân maùy tính nhaèm hoå trôï cho vieäc vieát, ñoïc vaø kieåm tra chöông trình . Caùc ñôn vò laäp trình noái vôùi PLC qua coång RS232, RS422, RS458, … Câu 14/ Phân tích các ngõ vào ra I/O trong PLC S7-200? PLC S7-224 có mấy chế độ làm việc, hãy phân tích các chế độ làm việc đó. Viết chương trình cho PLC S7-200 dạng Lad theo yêu cầu sau: a/ Nhấn “Start” động cơ 1 pha quay thuận, nhấn “Stop” thì động cơ dừng. b/ Nhấn “Start” động cơ 1 pha quay thuận 20s, sau đó dừng 10s rồi chạy nghịch, Nhấn “Stop” thì dừng hệ thống. - Các ngõ vào ra I/O: Caùc ñöôøng tín hieäu töø boä caûm bieán ñöôïc noái vaøo caùc modul ( caùc ñaàu vaøo cuûa PLC ) , caùc cô caáu chaáp haønh ñöôïc noái vôùi caùc modul ra ( caùc ñaàu ra cuûa PLC ) . Haàu heát caùc PLC coù ñieän aùp hoaït ñoäng beân trong laø 5V , tín hieâïu xöû lyù laø 12/24VDC hoaëc 100/240VAC. Moãi ñôn vò I / O coù duy nhaát moät ñòa chæ, caùc hieån thò traïng thaùi cuûa caùc keânh I / O ñöôïc cung caáp bôõi caùc ñeøn LED treân PLC , ñieàu naøy laøm cho vieäc kieåm tra hoaït ñoäng nhaäp xuaát trôû neân deå daøng vaø ñôn giaûn . Boä xöû lyù ñoïc vaø xaùc ñònh caùc traïng thaùi ñaàu vaøo (ON,OFF) ñeå thöïc hieän vieäc ñoùng hay ngaét maïch ôû ñaàu ra . - 3 chế độ làm việc của PLC S7-200: RUN: cho pheùp PLC thöïc hieän chöông trình töøng boä nhôù, PLC seõ chuyeån töø RUN sang STOP neáu trong maùy coù söï coá hoaëc trong chöông trình gaëp leänh STOP. STOP: Cöôûng böùc PLC döøng chöông trình ñang chaïy vaø chuyeån sang cheá ñoä STOP. TERM: Cho pheùp maùy laäp trình töï quyeát ñònh cheá ñoä hoaït ñoäng cho PLC hoaëc RUN hoaëc STOP. Phần B: Thực hành (60 phút cho một học viên). Câu 1: (10 điểm) Viết chương trình PLC S7-200 CPU 224, Lập trình cho hệ thống băng chuyền phân loại sản phẩm với yêu cầu như sau: a/ Vẽ sơ đồ kết nối các ngõ vào ra I/O với thiết bị. ( 3 điểm) b/ Viết chương trình ở chế độ điều khiển bằng tay.(lập trình cho 4 nút nhấn, 3 xilanh và 1 băng chuyền). ( 2 điểm) c/ Viết chương trình ở chế độ điều khiển tự động: nhấn nút “ khởi động” thì hệ thống băng chuyền hoạt động, khi sản phẩm bằng kim loại trên băng chuyền đi qua hệ thống cảm biến thì bị phát hiện bởi cảm biến tiệm cận loại điện cảm và xilanh đẩy sản phẩm ra khỏi băng chuyền. nhấn nút “Dừng” thì hệ thống ngừng hoạt động. ( 5 điểm). Câu 2: (10 điểm) Viết chương trình PLC S7-200 CPU 224, Lập trình cho hệ thống rửa tay tự động với yêu cầu như sau: a/ Vẽ sơ đồ kết nối các ngõ vào ra I/O với thiết bị. ( 3 điểm) b/ Viết chương trình ở chế độ điều khiển bằng tay.(lập trình cho 3 nút nhấn, 1 nút cho van rửa tay, 1 nút cho máy sấy và 1 nút cho bơm châm nước vào bồn chứa). ( 2 điểm) c/ Viết chương trình ở chế độ điều khiển tự động: nhấn nút “ khởi động” thì hệ thống sẳn sàng hoạt động, khi có người đưa tay vào rửa thì van điện nước mở, xả nước rửa tay. Khi người đưa tay sang vị trí sấy thì động cơ máy sấy hoạt động (van nước lúc này ngừng). khi người rút tay khỏi vị trí sấy thì máy sấy ngừng. ( 5 điểm). Câu 3: (10 điểm) Viết chương trình PLC S7-200 CPU 224, Lập trình cho mô đun điều khiển điện khí nén với yêu cầu: Nhấn nút “khởi động” thì van 1 tác động xilanh 1 đẩy ra 5s sau đó hút vào 5s, quá trình cứ lập lại. bộ đếm trong PLC đếm số lần đẩy ra thông qua cảm biến tiệm cận loại quang phản xạ, đếm đủ 10 lần thì dừng hệ thống. nhấn nút “dừng” thì hệ thống không hoạt động. a/ kết nối mô đun PLC với mô dun điều khiển điện khí nén theo yêu cầu trên.( 3 điểm) b/ Viết chương trình ở chế độ điều khiển bằng tay.(lập trình cho 1 nút nhấn, khi nhấn lần thứ nhất thì xilanh đẩy ra, nhấn lần 2 thì xilanh hút vào).( 2 điểm) c/ Viết chương trình ở chế độ điều khiển tự động. ( 5 điểm). Câu 4: (10 điểm) Viết chương trình PLC S7-200 CPU 224, Lập trình cho mô đun điều khiển điện thủy lực với yêu cầu: Nhấn nút “khởi động” thì van 1 tác động xilanh 1 đẩy ra 6s sau đó hút vào 4s, quá trình cứ lập lại. bộ đếm trong PLC đếm số lần đẩy ra thông qua cảm biến tiệm cận loại quang phản xạ, đếm đủ 20 lần thì dừng hệ thống. nhấn nút “dừng” thì hệ thống không hoạt động. a/ kết nối mô đun PLC với mô đun điều khiển thủy lực theo yêu cầu trên.( 3 điểm) b/ Viết chương trình ở chế độ điều khiển bằng tay.(lập trình cho 1 nút nhấn, khi nhấn lần thứ nhất thì xilanh đẩy ra, nhấn lần 2 thì xilanh hút vào).( 2 điểm) c/ Viết chương trình ở chế độ điều khiển tự động. ( 5 điểm). . * Ghi chú: Ngày 28/5/2017 thi: Toán, lý, hóa Ngày 04/6/2017 thi: Chính trị, lý thuyết nghề Ngày 11/6/2017 thi: Thực hành nghề ( Các em tự ôn thi theo đề cương này. Nếu có gì không hiểu thì hỏi thầy)