Đang tải... (xem toàn văn)
Có file mềm trong bài, đã chụp hình.Thiết kế mạch điều khiển, mạch động lực cho công nghệ máy vận chuyển ( mạch điều khiển lôgic dùng PLC hoặc bộ lập trình cỡ nhỏ logo,zen…)Chương 1: Tổng quan chung về công nghệ1. Giới thiệu về công nghệ và chức năng của máy vận chuyển.Máy vận chuyển là thiết bị dùng để nâng bốc vận chuyển hàng hoá thiết bị dùng trên công trường xây dựng, trong nhà máy công nghiệp luyện kim, cơ khí lắp ráp, trong hải cảng... Theo chức năng, máy vận chuyển được chia ra làm hai loại:Máy vận chuyển được dùng rộng rãi với yêu cầu chính xác không cao.Máy vận chuyển lắp ráp dùng nhiều trong các nhà máy cơ khí để lắp ghép các chi tiết máy móc với yêu cầu chính xác cao.Máy vận chuyển trong bài có thể di chuyển phụ tải theo hai phương: phương nằm ngang và phương thẳng đứng nhờ vào hệ thống truyền động đặt trên cần trục.Chế độ làm việc của các cơ cấu vận chuyển được xác định từ các yêu cầu của quá trình công nghệ, chức năng của máy vận chuyển trong dây truyền sản xuất. Nhìn chung, các thiết bị điện máy vận chuyển làm việc trong chế độ ngắn hạn lặp lại, dễ bị quá tải nhiều, tần số đóng cắt lớn, chế độ quá độ xảy ra nhanh khi mở máy, hãm và đảo chiều...Từ những đặc điểm của hệ thống máy vận chuyển nói chung, có thể đưa ra các yêu cầu công nghệ cơ bản của hệ thống máy vận chuyển:Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển tự động phải đơn giản. Các phần tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản về cấu tạo và thay thế dễ dàng. Cầu trục phải được bảo vệ chống quá tải và chống ngắn mạch bằng cầu chì trong mạch động lựcQuá trình mở máy diễn ra theo một luật đã được định sẵn. Sơ đồ điều khiển chung cho cả hai động cơ.Đảm bảo ở tốc độ thấp và dừng chính xác.Để bảo vệ an toàn cho người và thiết bị khi vận hành, trong sơ đồ điều khiển nhất thiết phải dùng các công tắc hành trình để hạn chế sự chuyển động của cơ cấu khi chúng vượt quá giới hạn cho phép.Khi có sự cố, phải có khả năng điều chỉnh hệ thống về vị trí ban đầu để chuẩn bị tiến hành một chu trình làm việc mới.Các khí cụ, thiết bị điện trong hệ thống truyền động và điều khiển phải làm việc tin cậy trong các điều kiện của môi trường nhằm nâng cao năng suất, an toàn trong vận hành.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do – Hạnh phúc ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC Số: 9 Họ và tên HS-SV: Lớp : ……………………………………………………… Khoá : 6……………………………………………………… Khoa : Điện Giáo viên hướng dẫn : NỘI DUNG Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển, mạch động lực cho công nghệ máy vận chuyển ( mạch điều khiển lôgic dùng PLC hoặc bộ lập trình cỡ nhỏ logo,zen…) Cho công nghệ như hình vẽ: A m T C X P 1 Mẫu: MC- 11) B L X’ L’ A,B,C công tắc hành trình dạng xung Sử dụng động cơ KĐB có P đm = 27 (KW); U đm = 380 V; cos φ= 0.76; n đm = 972 v/phút; ᶯ đm = 0.85; T Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng 1 Mạch điều khiển A3 1 2 Mạch lực A3 1 PHẦN THUYẾT MINH Chương 1: Tổng quan chung về công nghệ Chương 2: Thiết kế mạch điều khiển, mạch lực ( có đầy đủ các thiết bị bảo vệ ) Chương 3: Tính chọn thiết bị Chương 4: Kết luận Ngày giao đề : ………… Ngày hoàn thành :……… 2 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa nhằm đưa đất nước tiến kịp với các nền kinh tế của các 3 nước trong khu vực và trên thế giới. Các công nghệ tiên tiến, các dây chuyền và thiết bị hiện đại đang từng ngày, từng giờ được ứng dụng vào sản xuất. Với vai trò là mũi nhọn của kỹ thuật hiện đại, lĩnh vực tự động hóa đang phát triển với tốc độ ngày càng cao. Trong quá trình sản xuất, việc tự động hóa một dây chuyền sản xuất đóng vai trò rất quan trọng. Nó là cầu nối giữa các hạng mục sản xuất, giữa các phân xưởng trong nhà máy, giữa các máy công tác trong một dây chuyền. Việc điều khiển hoạt động của các dây chuyền hiện đại, tiên tiến cũng ngày càng đa dạng và phức tạp. Một trong những hoạt động không thể thiếu của một nhà máy công nghiệp hiện đại là hệ thống máy vận chuyển rải liệu. Máy vận chuyển là một thiết bị vận chuyển, nâng hạ và di chuyển sảm phẩm trong nhà máy, năng suất của máy ảnh hưởng rất lớn đến đến năng suất chung của nhà máy. Vì vậy, các thiết bị điện và hệ thống điều khiển của cần trục phải đảm bảo việc tiện lợi, có năng suất cao, vận hành an toàn và thao tác đơn giản, cũng như đáp ứng đầy đủ các đặc điểm, yêu cầu công nghệ của hệ thống. Đồ án “ Thiết kế mạch điều khiển, mạch lực cho công nghệ máy vận chuyển”, nhằm mục đích cho sinh viên tiếp xúc làm quen với các hệ thống vận chuyển .Sử dụng những phương pháp tổng hợp hệ thống đã học vào thực nghiệm, làm quen với các thiết bị điều khiển truyền động, ghép nối mạch điều khiển. Trang bị cho chúng ta những kiến thức cơ bản trước khi ra trường. Trong quá trình thiết kế chúng em đã được sự chỉ dẫn tận tình của thầy abc, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy. Trong thời gian ngắn cùng với kiến thức và kinh nghiệm có hạn, trong 4 đồ án này không tránh khỏi những sai sót, chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn. Chúng em xin chân thành cảm ơn !!! Chương 1: Tổng quan chung về công nghệ 1. Giới thiệu về công nghệ và chức năng của máy vận chuyển. Máy vận chuyển là thiết bị dùng để nâng bốc vận chuyển hàng hoá thiết bị dùng trên công trường xây dựng, trong nhà máy công nghiệp luyện kim, cơ khí lắp ráp, trong hải cảng Theo chức năng, máy vận chuyển được chia ra làm hai loại: - Máy vận chuyển được dùng rộng rãi với yêu cầu chính xác không cao. - Máy vận chuyển lắp ráp dùng nhiều trong các nhà máy cơ khí để lắp ghép các chi tiết máy móc với yêu cầu chính xác cao. Máy vận chuyển trong bài có thể di chuyển phụ tải theo hai phương: phương nằm ngang và phương thẳng đứng nhờ vào hệ thống truyền động đặt trên cần trục. Chế độ làm việc của các cơ cấu vận chuyển được xác định từ các yêu cầu của quá trình công nghệ, chức năng của máy vận chuyển trong dây truyền sản xuất. Nhìn chung, các thiết bị điện máy vận chuyển làm việc trong chế độ ngắn hạn lặp lại, dễ bị quá tải nhiều, tần số đóng cắt lớn, chế độ quá độ xảy ra nhanh khi mở máy, hãm và đảo chiều 5 Từ những đặc điểm của hệ thống máy vận chuyển nói chung, có thể đưa ra các yêu cầu công nghệ cơ bản của hệ thống máy vận chuyển: - Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển tự động phải đơn giản. Các phần tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản về cấu tạo và thay thế dễ dàng. Cầu trục phải được bảo vệ chống quá tải và chống ngắn mạch bằng cầu chì trong mạch động lực - Quá trình mở máy diễn ra theo một luật đã được định sẵn. Sơ đồ điều khiển chung cho cả hai động cơ. - Đảm bảo ở tốc độ thấp và dừng chính xác. - Để bảo vệ an toàn cho người và thiết bị khi vận hành, trong sơ đồ điều khiển nhất thiết phải dùng các công tắc hành trình để hạn chế sự chuyển động của cơ cấu khi chúng vượt quá giới hạn cho phép. - Khi có sự cố, phải có khả năng điều chỉnh hệ thống về vị trí ban đầu để chuẩn bị tiến hành một chu trình làm việc mới. - Các khí cụ, thiết bị điện trong hệ thống truyền động và điều khiển phải làm việc tin cậy trong các điều kiện của môi trường nhằm nâng cao năng suất, an toàn trong vận hành. m A T C P X L X’ L’ 6 B Sơ đồ công nghệ máy vận chuyển 2. Lựa chọn công nghệ. - Nguồn cung cấp: 380V xoay chiều với mạch lực và 220V xoay chiều với mạch điều khiển. - Bộ truyền động: Toàn bộ chuyển động do hai động cơ KĐB. Động cơ 1 cho phép chuyển động theo phương nằm ngang: sang phải hoặc sang trái. Động cơ 2 cho phép chuyển động theo phương thẳng đứng: xuống dưới và lên trên. - Bộ công tắc hành trình dạng xung: các công tắc hành trình tự phục hồi A,B,C - Mạch điều khiển: các thiết bị đóng cắt có tiếp điểm. 3. Động cơ không đồng bộ 3.1. Khái niệm Động cơ không đồng bộ 3 pha là máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ của rotor khác với tốc độ từ trường quay trong máy. Động cơ không đồng bộ 3 pha được dùng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt vì chế tạo đơn giản, giá rẻ, tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao, và gần như không cần bảo trì. Dải hoạt động từ vài Watt đến 10.000hp. Các động cơ từ 5hp trở lên hầu hết là 3 pha còn động cơ nhỏ hơn 1hp thường là 1 pha. 7 3.2. Phân loại Có thể phân động cơ không đồng bộ thành hai nhóm chính: a. Động cơ không đồng bộ một pha. Chỉ có một cuộn dây stato, hoạt động bằng nguồn điện một pha, có một rôto lồng sóc và cần một thiết bị để khởi động động cơ. Hiện nay, đây là loại động cơ phổ biến nhất sử dụng trong các thiết bị tại gia đình như quạt, máy giặt, máy sấy quần áo và có công suất trong khoảng 3 - 4 mã lực. b. Động cơ không đồng bộ ba pha. Từ trường quay do nguồn cung ba pha cân bằng sinh ra. Những động cơ loại này có năng lực công suất cao hơn, có thể có rotor lồng sóc hoặc rotor dây quấn (khoảng 90% là có rotor lồng sóc), và tự khởi động. Ước tính khoảng 70% động cơ trong công nghiệp thuộc loại này, chúng được sử dụng trong máy bơm, máy nén, băng tải, lưới điện công suất cao và máy mài. Chúng thích hợp trong dải từ 1/3 tới hàng trăm mã lực. 3.3. Cấu tạo Giống như các loại máy điện quay khác ,động cơ không đồng bộ ba pha gồm có các bộ phận chính sau : - Phần tĩnh hay còn gọi là stator 8 - Phần quay hay còn gọi là rotor 3.3.1. Phần tĩnh ( hay Stator ): a. Vỏ máy Vỏ máy có tác dụng cố định lõi thép và dây quấn .Thường võ máy làm bằng gang . Đối với vỏ máy có công suất tương đối lớn ( 1000 kw ) thường dùng thép tấm hàn lại làm vỏ máy ,tùy theo cách làm nguội ,máy và dạng vỏ máy cũng khác nhau . b. Lõi thép 9 Lõi thép là phần dẫn từ . Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên để giảm bớt tổn hao, lõi thép được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép lại . Khi đường kính ngoài của lõi thép nhỏ hơn 990mm thì dùng cả tấm thép tròn ép lại . Khi đường kính ngoài lớn hơn trị số trên thì phải dùng những tấm thép hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn . Mỗi lõi thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm hao tổn do dòng điện xoáy gây nên .Nếu lõi thép ngắn thì có thể ghép thành một khối nếu lõi thép quá dài thì ghép thành những tấm ngắn mỗi tấm thép dài từ 6 đến 8 cm đặt cách nhau 1cm để thông gió cho tốt .Mặt trong cùa lá thép có sẽ rảnh để dặt dây quấn . c. Dây quấn Dây quấn stator được đặt vài các rãnh của lõi thép và được cách điện tốt với lõi thép . Dây quấn phấn ứng là phần dây bằng đồng được trong các rãnh phần ứng và làm thành một hoặc nhiều vòng kín .Dây quấn là bộ phận quan trọng nhất của động cơ vì nó trực tiếp tham gia vào quá trình biến dổi năng lượng từ điện năng thành cơ năng . Đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm tỷ lệ khá cao trong toàn bộ giá thành của máy. 10 Hình 1.2 tấm thép hình rẻ quạt [...]... án: Thiết kế mạch điều khiển mạch lực cho công nghệ máy vận chuyển Trong nội dung nghiên cứu của bản đồ án này, chúng em đã thực hiện được các nhiệm vụ sau: Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu đối với hệ thống máy vận chuyển - Dùng phương pháp hàm tác động để tổng hợp và hiệu chỉnh mạch điều khiển - Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển hệ thống - Lựa chọn các thiết bị chấp hành, các thiết. .. của công tắc hành trình giúp điều khiển chiều quay của động cơ -Tín hiệu ra: 21 P : công tắc tơ thực hiện đi phải của máy vận chuyển T : công tắc tơ thực hiện đi trái của máy vận chuyển X: công tắc tơ thực hiện đi xuống của máy vận chuyển L: công tắc tơ thực hiện đi lên của máy vận chuyển -Hàm điều khiển các biến ra Với công tắc hành trình B do tác động 2 lần nên ta có biến phụ B’để đánh dấu quy trình... P =>> Fdk(T)= ( B’ + T ) A.P Điều khiển mạch lực bằng chương trình trên PLC Khai báo 22 Chương trình 23 24 Chương 3: Tính chọn thiết bị Hệ thống bao gồm các thiết bị điện gồm các dây nối điện , các công tắc tơ, công tắc hành trình và điện trở phụ R Yêu cầu chọn thiết bị là ta phải chọn được các thiết bị có các thông số đáp ứng được các yêu cầu công nghệ Cụ thể với các thiết bị điện, thì yêu cầu phải... trí gặp công tắc hành trình B lần thứ hai động cơ Đ1 di chuyển lên trên lần thứ hai đến vị trí gặp công tắc hành trình C lần thứ hai thì dừng Đồng thời động cơ Đ2 di chuyển sang trái đến vị trí gặp công tắc hành trình A lần thứ hai Kết thúc một chu trình hoạt động 2 Thuật toán điều khiển logic -Tín hiệu vào: m: tín hiệu ban đầu A,B,C,: là các tín hiệu dạng xung của công tắc hành trình giúp điều khiển. .. Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha Khi mở máy động cơ phải thỏa mãn ba yêu cầu: • Mômen mở máy động cơ phải lớn hơn Mômen cản của tải lúc mở máy • Mômen động cơ phải đủ lớn để thời gian mở máy trong phạm vi cho phép 14 • Dòng mở máy phải nhỏ để điện áp lưới điện không bị sụt áp và ảnh hưởng đến các thiết bị khác a Mở máy động cơ rôto dây quấn - Khi mở máy dây quấn rotor được nối với biến trở mở máy. .. trình nạp ở trong máy STOP ( đèn vàng) :Đèn vàng báo PLC đang ở chế độ tắt, chương trình đang dừng hoạt động 19 Ix.x ( đèn xanh) chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Ix.x Đèn sáng tương ứng mức logic 1 Qx.x (đèn xanh) chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Qx.x Đèn sáng tương ứng mức logic 1 Cách đấu nối ngõ vào ra PLC: Chương 2: Thiết kế mạch điều khiển, mạch lực 1 Quy trình công nghệ m A T 20 C P... nguồn điện) lớn hơn công suất động cơ rất nhiều + Giảm điện áp cung cấp cho stator 15 Khi mở máy ta giảm điện áp vào động cơ, cũng làm giảm được dòng điện mở máy Khuyết điểm của phương pháp này mômen mở máy giảm rất nhiều, vì thế chỉ sử dụng được đối với trường hợp không yêu cầu mômen mở máy lớn Các biện pháp giảm điện áp như sau: - Dùng điện kháng nối tiếp vào mạch stator Lúc mở máy, cầu dao K 2 mở,... stator được thực hiện bằng bộ biến tần Khi thay đổi tần số người ta mong muốn giữ cho từ thông Π max không đổi, cho nên phải giữ cho tỷ số điện áp và tần số không đổi Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số cho phép điều chình tốc độ một cách bằng phẳng trong phạm vi rộng và cho cả nhóm động cơ, song giá thành tương đối đắt 6.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực (p) Số đôi cực của từ trường... mở máy R mở , dòng điện pha lúc mở máy : - Khi Rmở tăng thì Mmm tăng - Nhờ có RMở dòng điện mở máy giảm xuống và Mômen mở máy tăng - Đó là ưu điểm của động cơ rotor dây quấn b Mở máy động cơ lồng sóc - Mở máy trực tiếp + Phương pháp đóng trực tiếp động cơ điện vào lưới điện Khuyết điểm của phương pháp này là dòng điện mở máy lớn, làm tụt điện áp mạng điện rất nhiều Phương pháp này dùng được khi công. .. L X’ L’ B Cấp điện cho toàn bộ hệ thống làm việc Ấn nút m hệ thống hoạt động, động cơ Đ1 di chuyển xuống dưới Khi gặp công tắc hành trình B lần thứ nhất động cơ Đ1 quay ngược lại, di chuyển lên trên và gặp công tắc hành trình A lần thứ nhất rồi dừng lại Đồng thời, động cơ Đ2 di chuyển sang phải gặp công tắc hành trình C lần thứ nhất rồi dừng lại Đồng thời động cơ Đ1 hoạt động, di chuyển xuống dưới lần . động. 19 Ix.x ( đèn xanh) chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Ix.x. Đèn sáng tương ứng mức logic 1 Qx.x (đèn xanh) chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Qx.x. Đèn sáng tương ứng mức logic 1 Cách. hóc. RUN (đèn xanh): Đèn xanh sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình nạp ở trong máy. STOP ( đèn vàng) :Đèn vàng báo PLC đang ở chế độ tắt, chương trình đang dừng hoạt. điều khiển. - Bộ truyền động: Toàn bộ chuyển động do hai động cơ KĐB. Động cơ 1 cho phép chuyển động theo phương nằm ngang: sang phải hoặc sang trái. Động cơ 2 cho phép chuyển động theo phương