DATN điều khiển tốc độ động cơ dùng PLC Micro850, biến tần PF525, màn hình PV 800

90 16 0
  • Loading ...
1/90 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 07/05/2020, 17:40

đồ án tốt nghiệp a đến z trường đại học bách khoa hà nội có đề tài là tìm hiểu về điều khiển tốc độ động cơ dùng PLC Micro850, biến tần PF525, màn hình PV 800. ứng dụng vào điều khiển tốc độ và vị trí động cơ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hà Nội, 06-2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU PLC MICRO 850, BIẾN TẦN PF 525, MÀN HÌNH PV 800 VÀ ỨNG DỤNG Trưởng môn: PGS TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn: TS Đỗ Trọng Hiếu Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Thắng Lớp: CN - ĐK & TĐH 02 – K58 Mã số sinh viên: 20136453 Giáo viên duyệt: Hà Nội, 06-2017 Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp có đề tài: “Tìm hiểu PLC Micro 850, biến tần PF 525, hình PV 800 ứng dụng” em tự thực hướng dẫn thầy giáo TS Đỗ Trọng Hiếu Các số liệu kết hoàn toàn trung thực Để hoàn thành đồ án em sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2017 Sinh viên thực Hoàng Văn Thắng Mục lục MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ i DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v LỜI NÓI ĐẦU vi Chương GIỚI THIỆU VỀ PLC MICRO 850 1.1 Tổng quan PLC 1.1.1 PLC gì? 1.1.2 Ưu nhược điểm 1.1.3 Ứng dụng 1.2 Họ PLC800 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 PLC Micro850 1.2.3 Cấu tạo Micro850 (2080-LC50-48QWB) 1.2.4 Cấu hình đầu vào 1.2.5 Cấu hình đầu 10 1.2.6 High Speed Counter 11 1.2.7 Bộ nguồn 12 1.3 Lập trình PLC Micro 850 12 Chương GIỚI THIỆU MÀN HÌNH PV 800 VÀ BIẾN TẦN PF 525 16 2.1 Màn hình HMI Panelview 800 Terminals – 2711R-T7T 16 2.1.1 Màn hình PanelView 800 16 2.1.2 Giới thiệu chung 16 2.1.3 Thông số kỹ thuật HMI 2711R-T7T 17 2.1.4 Phần mền sử dụng 17 Mục lục 2.1.5 Chức phận 17 2.1.6 Vai trò ứng dụng tự động hóa 19 2.1.7 Viết giao diện phần mềm CCW 19 2.2 Biến tần PowerFlex 525 20 2.2.1 Giới thiệu chung 20 2.2.2 Đặc điểm biến tần PowerFlex 525 21 2.2.3 Thông số kỹ thuật 21 2.2.4 Sơ đồ đấu dây PowerFlex 525 21 2.2.5 Giới thiệu hình hiển thị tổng quan nhóm thông số 26 2.2.6 Ứng dụng, ưu nhược điểm 29 Chương ỨNG DỤNG CỦA PLC, MÀN HÌNH VÀ BIẾN TẦN TRONG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ 30 3.1 Ứng dụng điều khiển vị trí 30 3.1.1 Xét toán chuyển động đơn giản 30 3.1.2 Ứng dụng 32 3.1.3 Kết luận 33 3.2 Xây dựng mơ hình điều khiển vị trí sử dụng PLC biến tần 34 3.2.1 Mục tiêu thiết kế yêu cầu công nghệ 34 3.2.2 Các thiết bị mơ hình 35 3.3 Xây dựng mơ hình hồn thiện 47 3.3.1 Lắp rắp phần khí 47 3.3.2 Sơ đồ đấu dây mạch lực mạch điều khiển 48 3.4 Nhận dạng hệ thống thiết kế điều khiển 49 3.4.1 Mô tả hệ thống 49 3.4.2 Các phương trình động học 49 Mục lục 3.5 Mơ hình hóa hệ truyền động 50 3.5.1 Cơ sở lý thuyết 50 3.5.2 Nhận dạng đối tượng 51 3.5.3 Thiết kế điều khiển quãng đường 53 3.6 Các thuật toán điều khiển 57 3.6.1 Chương trình 57 3.6.2 Chương trình tính vận tốc 58 3.6.3 Chương trình chọn gia tốc 59 3.6.4 Chương trình tính qng đường đặt 61 3.6.5 Chương trình tính vận tốc phản hồi 61 3.6.6 Chương trình chọn hướng quay cho động 62 3.6.7 Chương trình tính qng đường phản hồi 63 3.7 Kết thực nghiệm 64 3.7.1 Kết thực nghiệm chạy không tải 64 3.7.2 Kết thực nghiệm chạy có tải (m = 1kg) 66 3.7.3 Nhận xét 68 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 71 Phần 1: Chương trình 71 Phần 2: Chương trình tính vận tốc 73 Phần 3: Chương trình chọn hướng quay cho động 73 Phần 4: Chương trình vận tốc phản hồi 74 Phần 5: Chương trình chọn gia tốc 74 Phần 6: Chương trình tính qng đường phản hồi 75 Mục lục Phần 7: Chương trình tính qng đường đặt 76 Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc PLC Hình 1.2 Tủ điều khiển sử dụng PLC hãng Rockwell Automation Hình 1.3 Hệ SCADA Hình 1.4 Nhà máy tích hợp PLC Siemens Hình 1.5 Các sản phẩm PLC dòng Micro800 Hình 1.6 PLC 850 hãng Rockwell Automation Hình 1.7 Cấu trúc PLC Micro850 (2080-LC50-48QWB) Hình 1.8 Khối vào/ra Hình 1.9 Cấu hình đầu vào kiểu Sink Hình 1.10 Cấu hình đầu vào kiểu Source 10 Hình 1.11 Khối đầu 10 Hình 1.12 Đầu kiểu Sink 10 Hình 1.13 Đầu kiểu Source 10 Hình 1.14 Nguyên lý hoạt động HSC 12 Hình 1.15 Lựa chọn PLC version 13 Hình 1.16 Giao diện phần mềm CCW 13 Hình 1.17 Giao diện viết chương trình Ladder 13 Hình 1.18 Bảng Tag biến cho PLC 14 Hình 1.19 Lập trình CCW 14 Hình 1.20 Cấu hình mạng truyền thơng 14 Hình 1.21 Chọn Connect 15 Hình 1.22 Kết nối với PLC 15 Hình 2.1 Màn hình PanelView 800 16 Hình 2.2 Sơ đồ khối hình 18 i Danh mục hình vẽ Hình 2.3 Giao diện đèn giao thông phần mềm CCW 20 Hình 2.4 Các biến tần thuộc dòng PowerFlex 520 21 Hình 2.5 Sơ đồ chân nối PowerFlex 525 22 Hình 2.6 Sơ đồ đấu dây mạch điều khiển 23 Hình 2.7 Ứng dụng biến tần 29 Hình 3.1 Minh họa hệ chuyển động 31 Hình 3.2 Đồ thị theo quãng đường chuyển động 32 Hình 3.3 Thang máy hãng Mitsubitshi 32 Hình 3.4 Hệ thống vận chuyển lưu trữ hàng hóa 33 Hình 3.5 Sơ đồ mơ hình thực nghiệm 34 Hình 3.6 Sơ đồ khối mơ hình 35 Hình 3.7 Động khơng đồng ba pha 38 Hình 3.8 Biến tần PowerFlex 525 hãng Rockwell Automation 41 Hình 3.9 Sơ đồ đấu dây cho biến tần 42 Hình 3.10 Encoder LPD3806-360BM-05-24C 43 Hình 3.11 Vít me công nghiệp 45 Hình 3.12 Thanh trượt trượt hãng TBIMOTION 46 Hình 3.13 Tổng thể mơ hình 47 Hình 3.14 Sơ đồ đấu nguồn cho thiết bị 48 Hình 3.15 Sơ đồ đấu dây vào/ra PLC Micro 850 48 Hình 3.16 Mơ hình đối tượng 49 Hình 3.17 Sơ đồ khối mơ hình 49 Hình 3.18 Đáp ứng hệ với K=0.88, T=0.06, L=0.06 52 Hình 3.19 Sơ đồ mô Matlab 54 Hình 3.20 Mơ điều khiển P với K=5.18 55 ii Danh mục hình vẽ Hình 3.21 Kết mô với P 55 Hình 3.22 Sơ đồ mô điều khiển PI 56 Hình 3.23 Mơ điều khiển P=6.7, I=0.1 57 Hình 3.24 Sơ đồ khối chương trình 58 Hình 3.25 Sơ đồ khối chương trình tính vận tốc 59 Hình 3.26 Sơ đồ khối chương trình chọn gia tốc 60 Hình 3.27 Sơ đồ khối chương trình tính qng đường đặt 61 Hình 3.28 Sơ đồ khối chương trình tính vận tốc phản hồi 62 Hình 3.29 Sơ đồ khối chương trình chọn chiều quay 63 Hình 3.30 Sơ đồ khối chương trình tính qng đương phản hồi 63 Hình 3.31 Đồ thị quãng đường với PI 64 Hình 3.32 Đồ thị quãng đường phóng to 65 Hình 3.33 Đồ thị vận tốc 65 Hình 3.34 Đồ thị sai lệch giá trị đặt giá trị phản hồi 66 Hình 3.35 Đồ thị quãng đường 66 Hình 3.36 Đồ thị vận tốc chạy có tải 67 Hình 3.37 Đồ thị sai lệch giá trị đặt giá trị phản hổi e(t) 67 iii Chương Ứng dụng PLC, hình PV800 biến tần PF525  Sơ đồ khối Bắt đầu CTC chọn chiều quay - a = vi trí - b = vị trí S a > b? Đ Chiều quay = Chiều quay = Bắt đầu CTC chọn chiều quay Hình 3.29 Sơ đồ khối chương trình chọn chiều quay 3.6.7 Chương trình tính qng đường phản hồi Nhiệm vụ chương trình: Theo dõi vị trí thực trượt phục vụ cho PID tính tốn giá trị đầu  Sơ đồ khối Bắt đầu CTC phản hồi quãng đường Chạy? P = vị trí Quãng đường = vị trí - P Vị trí đặt? Kết thúc CTC phản hồi qng đường Hình 3.30 Sơ đồ khối chương trình tính qng đương phản hồi 63 Chương Ứng dụng PLC, hình PV800 biến tần PF525 - Mơ tả: Khi cương trình gọi từ chương trình lấy giá trị vị trí trượt, trượt di chuyển chương trình lấy giá trị vị trí thực trừ vị trí ban đầu từ xác định vị trí đặt dừng 3.7 Kết thực nghiệm 3.7.1 Kết thực nghiệm chạy không tải Sau kiểm nghiệm nhiều lần thấy K =20.0 I=0.7 cho kết tốt a) Đồ thị quãng đường Hình 3.31 Đồ thị quãng đường với PI Nhận xét đồ thị: Trong giai đoạn đầu quãng đường đặt tăng lên hệ có sai số trạng thái tĩnh dẫn đến trượt đứng yên Sau chuyển động nhanh chóng bám theo giá trị quãng đường đặt, nhiên thường xuyên giá trị quãng đường thực tăng giá trị đặt thời điểm chuyển bước Xét theo thực tế hệ chuyển động tương đối giống với đồ thị quãng đường lí thuyết nêu phần sở lý thuyết Sau hệ dừng lại có tồn sai số khoảng 60 xung tương đương 0.667 mm nằm dải cho phép ±1mm đạt phần yêu cầu thực Phía đâu đồ thị phóng to phục vụ quan sát 64 Chương Ứng dụng PLC, hình PV800 biến tần PF525 Hình 3.32 Đồ thị qng đường phóng to b) Đồ thị vận tốc Hình 3.33 Đồ thị vận tốc 65 Chương Ứng dụng PLC, hình PV800 biến tần PF525 c) Đồ thị sai lệch giá trị đặt giá trị phản hồi e(t) Hình 3.34 Đồ thị sai lệch giá trị đặt giá trị phản hồi 3.7.2 Kết thực nghiệm chạy có tải (m = 1kg) a) Đồ thị quãng đường Hình 3.35 Đồ thị quãng đường 66 Chương Ứng dụng PLC, hình PV800 biến tần PF525 b) Đồ thị vận tốc Hình 3.36 Đồ thị vận tốc chạy có tải c) Đồ thị sai lệch giá trị đặt phản hồi e(t) Hình 3.37 Đồ thị sai lệch giá trị đặt giá trị phản hổi e(t) 67 Chương Ứng dụng PLC, hình PV800 biến tần PF525 3.7.3 Nhận xét - Từ đồ thị kết cho thấy khơng có tải hai đồ thị tương đối giống sai khác phần vị trí cuối: khơng tải sai lệch 60 xung tương đương 0,667 mm chạy có tải sai lệch 98 xung tương đương 1.089 mm Nguyên nhân trình giảm tốc động phải hãm phần động khung khí cộng thêm phần động tải gây dẫn tới sai lệch lớn - Ngồi ngun nhân khách quan mặt khí, thiết bị sử dụng nhiều có tượng khơng ăn khớp với gây sai số cho thiết bị - Kết tương đối sát với giá trị mong muốn ±1mm 68 Kết luận KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu PLC, HMI biến tần hãng Rockwell Automation bên cạnh việc tính tốn, thiết kế lí thuyết xây dựng mơ hình điều khiển vị trí trượt, giúp em mở rộng tầm hiểu biết PLC, HIM biến tần Trong đồ án này, em thực công việc sau: - Tìm hiểu PLC nói chung dòng PLC Micro 850 nói riêng - Tìm hiểu biến tần PowerFlex 525 hình PanelView 800 - Thực xây dựng mơ hình lý thuyết cho mơ hình điều khiển vị trí - Mơ thử nghiệm phần mền Matlab & Simulink - Lập trình phần mềm Connected Conponents Workbench - Tiến hành vận hành kiểm chứng lý thuyết Tuy nỗ lực hoàn thành mục tiêu ban đầu nêu vấn đề thời gian hiểu biết có hạn nên đồ án nhiều sai sót, kết thu chưa mong muốn Vì em mong em nhận góp ý từ quý thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Đỗ Trọng Hiếu tận tình hướng dẫn em kể từ nhận đề tài ngày hoàn thiện, em xin gửi lời cảm ơn tới hãng Rockwell Automation tài trợ trang thiết bị để em thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2017 Sinh viên thực Hoàng Văn Thắng 69 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Gia Hanh, Phan Tử Phụ, Trần Khánh Hà, Nguyễn Văn Sáu, Máy điện – Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2009 [2] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 [3] Nguyễn Doãn Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, Nhà xuất khoa học kĩ thuật, 2007 [4] Nguyễn Phùng Quang, Matlab & Simulink dành cho kĩ sư điều khiển tự động, Nhà xuất khoa học kĩ thuật, 2008 [5] Hoàng Minh Sơn, Cơ sở hệ thống điều khiển trình, Nhà xuất Bách khoa Hà Nội, 2009 [6] Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Bài giảng điều khiển Logic, 2012 [7] Rockwell Automation, Micro830 and 850 Programmable Controllers, November 2016, available at http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/2080 -um002_-en-e.pdf [8] Rockwell Automation, PowerFlex 520-Series Adjustable Frequency AC Drive, July 2016, available at http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/520um001_-en-e.pdf [9] Rockwell Automation, PanelView 800 HMI Terminals, January 2015, available at http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/2711 r-um001_-en-e.pdf 70 Phụ lục PHỤ LỤC Phần 1: Chương trình 71 Phụ lục 72 Phụ lục Phần 2: Chương trình tính vận tốc Phần 3: Chương trình chọn hướng quay cho động 73 Phụ lục Phần 4: Chương trình vận tốc phản hồi Phần 5: Chương trình chọn gia tốc 74 Phụ lục Phần 6: Chương trình tính qng đường phản hồi 75 Phụ lục Phần 7: Chương trình tính quãng đường đặt 76 Phụ lục 77
- Xem thêm -

Xem thêm: DATN điều khiển tốc độ động cơ dùng PLC Micro850, biến tần PF525, màn hình PV 800, DATN điều khiển tốc độ động cơ dùng PLC Micro850, biến tần PF525, màn hình PV 800

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn