Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ cho truyền động bàn máy bào giường
Đồ án điều khiển logicI.Yêu cầu công nghệ Thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ cho truyền động bàn máy bào giờng có sơ đồ công nghệ nh sau:II.TổNG HợP MạCH ĐIềU KHIểNĐể giải quyết đợc công nghệ trên ta chia thành hai bài toán :A.Bài toán thuận: 1. Bớc 1.a,Xác định tín hiệu vào.a:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ A đến B.b:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V2 từ B đến C.c:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ C đến D.b,Xác định tín hiệu ra.Chạy thuận T.Vận tốc V1.Vận tốc V2. 2.Bớc 2 Xác định các trạng thái có thể có.V1V2V1V3V2V1mV1<V2<V3tVb cde faA DB CF ET V1T V2T V1N V1N V2N V3 TT1: Bàn máy đứng yên tại A.TT2: Bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ A đến B.TT3: Bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V2 từ B đến C.TT4: Bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ C đến D. 3.Bớc 3 Lập bảng chuyển trạng thái thứ nhất.TTTín hiệu vào Tín hiệu raT V1V2(1) <1> 2 0 0 0(2) 3 <2> 1 1 0(3) 4 <3> 1 0 1(4) <4> 1 1 0 4.Bớc 4 Rút gọn.TTTín hiệu vào Tín hiệu raT V1V2(1) <1> <4> <3> <2> 0 0 05.Bớc 5 Lập ma trận các nô cho các biến đầu ra.*Biến thuận T. 0 1 1 1 fT(a,b,c)=a+b+c.*Biến V1.abccabccabccabcc 0 1 0 1 fV1(a,b,c)=a+c.*Biến V2. 0 0 1 0fV1(a,b,c)=b.A.Bài toán nghịch: 1.Bớc 1.a,Xác định tín hiệu vào.d:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V3 từ D đến E.e:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V2 từ E đến F.f:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ F đến A.b,Xác định tín hiệu ra.Chạy nghịch N.Vận tốc V1.Vận tốc V2.Vận tốc V3. 2.Bớc 2 Xác định các trạng thái có thể có.TT1: Bàn máy đứng yên tại D.TT2: Bàn máy chuyển động ngợc với vận tốc V3.TT3: Bàn máy chuyển động ngwợc với vận tốc V2.TT4: Bàn máy chuyển động ngợc với vận tốc V1. 3.Bớc 3 Lập bảng chuyển trạng thái thứ nhất.abcc TTTín hiệu vào Tín hiệu raN V3V2V1 (1) <1> 2 0 0 0 0(2) 3 <2> 1 1 0 0(3) 4 <3> 1 0 1 0(4) <4> 1 0 0 1 4.Bớc 4 Rút gọn.TTTín hiệu vào Tín hiệu raN V3V2V1 (1) <1> <4> <3> <2> 0 0 0 05.Bớc 5 Lập ma trận các nô cho các biến đầu ra.*Biến nghịch N. 0 1 1 1 fT(d,e,f)=d+e+f.*Biến V3. 0 0 0 1 fV1(a,b,c)= d.*Biến V2.deffdeffdeffdeff 0 0 1 0fV1(d,e,f)=e.*Biến V1. 0 1 0 0fV1(d,e,f)=f.Vậy khi tổng hợp hệ thống ta dùng phơng pháp xếp chồng các tín hiệu ra ở bài toán thuận và cả bài toán nghịch ta đợc:F(T)=a+b+c.F(N)=d+e+f.F(V1)=FT(V1)+ FN(V1)=a+c+f.F(V2)=FT(V2)+ FN(V2)=b+e.F(V1)= FN(V1)=d.III.thực hiện sơ đồ nguyên lý.Ta sử dụng các thiết bị sau:1.Các loại tín hiệu.-Tín hiệu a:Sử dụng công tắc hành trình 1M để điều khiển Rơle 1RM.-Tín hiệu b:Sử dụng công tắc hành trình 2M để điều khiển Rơle 2RM.-Tín hiệu c:Sử dụng công tắc hành trình 3M để điều khiển Rơle 3RM.-Tín hiệu d:Sử dụng công tắc hành trình 4M để điều khiển Rơle 4RM. -Tín hiệu e:Sử dụng công tắc hành trình 5M để điều khiển Rơle 5RM.-Tín hiệu f:Sử dụng công tắc hành trình 6M để điều khiển Rơle 6RM.2.Các tín hiệu ra.Các tín hiệu ra ta sử dụng các công tắc tơ:-Tín hiệu T: Sử dụng công tắc tơ KT.-Tín hiệu N: Sử dụng công tắc tơ KN.deffdeff -Tín hiệu V1:Sử dụng công tắc tơ 1G.-Tín hiệu V2:Sử dụng công tắc tơ 2G. -Tín hiệu V3:Sử dụng công tắc tơ 3G.3.Một số phần tử cần thêm vào mạch điều khiển. Để liên hệ hai bài toán này ta sử dụng một công tắc hành trình H. Với một sơ đồ cấu trúc đơn giản nh trên mạch chỉ đủ đảm bảo cho việc hệ thống có khả năng làm việc theo yêu cầu công nghệ đã đề ra nhng để đảm bảo an toàn và vận hành tốt mạch điều khiển chúng ta cần phải thiết kế thêm một số phần khác có chức năng đặc biệt. Theo yêu cầu của đầu bài là sử dụng động cơ điện một chiều nên ta cần phải có những biện pháp bảo vệ tránh động cơ gặp những sự cố khi làm việc -Bảo vệ ngắn mạch: Khi các dây pha bị sự cố gây ngắn mạch sẽ gây ra dòng điện lớn có thể đánh thủng các cách điện cháy động cơ, gây nguy hiểm cho hệ thống và ngời vận hành. Ta cần dùng các thiết bị đóng cắt nhanh để nhanh chóng cắt hệ thống ra khỏi lới. Để thực hiện điều này ta dùng các cầu chì 1CC mắc ở mạch lực có nhiệm vụ đóng cắt dòng điện khi dòng lớn hơn dòng cho phép.-Bảo vệ quá dòng: (Bảo vệ dòng điện cực đại ) đó là sự quá tải tạm thời khi có dòng xung kích lớn( 2,5 Iđm) do đó có thể gây ra lực điện động lớn làm hỏng các thiết bị truyền động và các tiếp điểm cơ khí vì thế rất cần đợc bảo vệ. Để bảo vệ quá dòng ta sử dụng các Rơle dòng cực đại. Vì bảo vệ ngắn mạch ta cũng dùng các Rơle này cho nên viẹc sử dụng Rơle dòng cực đại đã đồng thời có 2 chức năng bảo vệ.-Bảo vệ quá tải lâu dài ( bảo vệ nhiệt ): Khi có hiện tợng quá tải lâu dài nhiệt độ sẽ tăng lên cao gây phát nóng quá mức cho phép sẽ làm hỏng các động cơ. Trong trờng hợp này ta sẽ dùng các Rơle nhiệt để điều khiển đóng cắt mạch lực ra khỏi lới.IV.thiết kế mạch lực.Chơng II:Tính Chọn các thiết bịI.Chọn thiết bị mạch lực.1.Chọn động cơ. . 2.Tính chọn các cơ cấu bảo vệ mạch lực.a.Chọn các cầu chì CC. Dùng để bảo vệ cho động cơ làm việc an toàn ở phạm vi dòng điện cho phép. Các cầu chì này có chức năng vừa bảo vệ sự cố ngắn mạch vừa bảo vệ sự cố quá dòng ngắn hạn, khi có sự cố cầu chì đứt sẽ tác động cắt mạch lực ra khỏi lới, khoanh vùng sự cố để có thể sửa chữa kịp thời đảm bảo công việc đợc thông suốt. Cầu chì này hoạt động trên nguyên tắc khi có dòng chạy qua phần ứng động cơ lớn hơn dòng cho phép dây chảy cầu chì bị đứt cắt dòng, ta chọn dòng điện lớn nhất cho phép là: Imax=ICP=1,2Ikđ=1,2.(2.500)=1200(A) Ta chọn cầu chì loại P-2 của Liên Xô chế tạo và có các thông số sau: Uđm=220(V); Iđm=1500(A);b.Chọn các Rơle nhiệt Rn. Các Rơle nhiệt dùng để bảo vệ quá tải dài hạn cho động cơ, nó đợc mắc nối tiếp vào 2 pha Stato của động cơ. Dòng điện của Stato cũng chính là dòng chạy qua thanh nhiệt của Rơle. Quá tải dài hạn cho phép dòng vợt quá lâu dài là =1.3 dòng định mức. I=1,3.Iđm=1,3.500=650(A).Ta chọn Rơle Rn loại P-60 do Liên Xô chế tạo và có các thông số sau đây:Uđm=220V;I =1500(A);Thời gian tác động: 20 phút ứng với I=1.2Iđm. Kích thớc:10x60x25;c.Chọn các cầu dao đóng cắt. Với các thông số dòng điện và điện áp nh đã chọn ở trên ta chọn cầu dao loại : ký hiệu PO-3 do Liên xô cũ sản xuất có các thông sốUđm=500V;Kích thớc: 80x50x75; Ta chọn 1 bộ cầu dao này để bảo vệ 1 động cơ.II.Chọn các thiết bị mạch điều khiển. 1.Chọn các Côngtactơ. Vì các Côngtactơ không chỉ đóng cắt các tiếp điểm trên mạch điều khiển mà còn đóng cắt các tiếp điểm trên mạch lực cho nên phải chọn các Côngtactơ chịu đợc dòng lớn, nếu không các tiếp điểm trên mạch lực của các Côngtactơ có thể bị phá hỏng. Nh vây các tiếp điểm của chúng phải chụi đợc dòng định mức của phần ứng động cơ mà không bị phá hỏng hay bị phóng điện và còn phải chịu đợc dòng khi động cơ khởi động. Để đảm bảo an toàn thì dòng thờng đợc chọn theo dòng điện max. Imax>(2 ữ2.5)Iđm ; Imax=2.500=1000(A); Từ dòng điện này ta chọn loại Côngtactơ ký hiệu K-504do Liên Xô sản xuất có các thông số kỹ thuật sau: Uđm=600(V); Iđm=1200(A); Kích thớc: 110-70-129;2.Chọn các Rơle. Các Rơle này chủ yếu làm việc đóng cắt các tiếp điểm điều khiển trên mạch điều khiển cho nên ta chọn các Rơle không cần chịu đợc dòng điện Stato, vậy tra sổtay ta chọn các Rơle có ký hiệu là: P-60 do Liên Xô chế tạo có các thông số: Uđm=220V; Kích thớc: 100-70-127;3.Chọn cầu chì. Vì cầu chì này đợc dùng để bảo vệ dòng điện trong mạch điều khiển cho nên nó bảo vệ cho dòng điều khiển: Iđk=1,7.500=850(A);Ta chọn cầu chì loại P-2do Liên Xô chế tạo có các thông số: Uđm=220(V); Iđm=700ữ1000(A); Có thời gian tác động: T=0,22 sec.4.Chọn các công tắc hành trình.Chọn loại BK-110 do Liên Xô chế tạo Có các thông số kỹ thuật:Ilt=6A.Inh=100A;U=220V.ChơngIII Thuyết minh hoạt động của sơ đồ Giả thiết ban đầu đang dừng khi đi hết hành trình ngợc(N) do vấu gạt tác động lên công tắc hành trình KH làm cho KH1kín Kh2mở. ấn nút mở máy M(m) Rơle RTr có điện đóng tiếp điểm tự duy trì RTr(1,2)nên mạch điều khiển đợc cấp điện. Do ban đầu bàn máy đứng yên tại A nên công tắc hành trình 1M kín. Rơle 1RM có điện đóng tiếp điểm tự duy trì 1RM(2,4). Mặt khác dmdkIIì=3 do ban đầu Rơle 2RM cha có điện nên tiếp điểm 2RM(4,5)kín. Khi đó Rơle 1RM đóng các tiếp điểm 1RM(2,16)và 1RM(2,20) làm cho Rơle KT và Rơle1G có điện đóng các tiếp điểm KT() 1G() bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1. Khi bàn máy chuyển động đến đến B nó tác động nên công tác hành trình 2M. Rơle 2RM có điện mở tiếp điểm thờng đóng 2RM(4,5) đồng thời đóng tiếp điểm tự duy trì 2RM(2,6). Mặt khác do ban đầu Rơle 3RM cha có điện nên tiếp điểm 3RM(6,7)kín. Khi đó Rơle 2RM đóng các tiếp điểm 2RM(2,16)và 1RM(2,21) làm cho Rơle KT và Rơle2G có điện đóng các tiếp điểm KT() 2G() bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V2. Khi bàn máy chuyển động đến đến C nó tác động nên công tác hành trình 3M. Rơle 3RM có điện mở tiếp điểm thờng đóng 3RM(6,7) đồng thời đóng tiếp điểm tự duy trì 2RM(2,8). Mặt khác do ban đầu Rơle 4RM cha có điện nên tiếp điểm 4RM(8,9)kín. Khi đó Rơle 3RM đóng các tiếp điểm 3RM(2,16)và 3RM(2,20) làm cho Rơle KT và Rơle1G có điện đóng các tiếp điểm KT() 1G() bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1. Khi bàn máy chuyển động đến D do vấu gạt tác động lên công tắc hành trình KH làm cho KH2 kín KH1mở Rơle RT mất điện, Rơle RN có điện động cơ đợc đảo chiều. Đồng thời với quá trình đó bàn máy tác động lên công tác hành trình 4M. Rơle 4RM có điện mở tiếp điểm thờng đóng 4RM(8,9) đồng thời đóng tiếp điểm tự duy trì 4RM(2,10). Mặt khác do ban đầu Rơle 5RM cha có điện nên tiếp điểm 5RM(10,11)kín. Khi đó Rơle 4RM đóng các tiếp điểm 4RM(2,18)và 4RM(2,22) làm cho Rơle KN và Rơle3G có điện đóng các tiếp điểm KT() 3G() bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V3. Khi bàn máy chuyển động đến E bàn máy tác động lên công tác hành trình 5M. Rơle 5RM có điện mở tiếp điểm thờng đóng 5RM(10,11) đồng thời đóng tiếp điểm tự duy trì 5RM(2,12). Mặt khác do ban đầu Rơle 6RM cha có điện nên tiếp điểm 6RM(12,13)kín. Khi đó Rơle 5RM đóng các tiếp điểm 5RM(2,18)và 5RM(2,21) làm cho Rơle KN và Rơle2G có điện đóng các tiếp điểm KT() 2G() bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V2. Khi bàn máy chuyển động đến F bàn máy tác động lên công tác hành trình 6M. Rơle 6RM có điện mở tiếp điểm thờng đóng 6RM(12,13) đồng thời đóng tiếp điểm tự duy trì 5RM(2,14). Mặt khác do ban đầu Rơle 1RM cha có điện nên tiếp điểm 61M(14,15)kín. Khi đó Rơle 6RM đóng các tiếp điểm 6RM(2,18)và 6RM(2,20) làm cho Rơle KN và Rơle1G có điện đóng các tiếp điểm KT() 1G() bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1. Quá trình đó cứ lặp lại đến khi ta ấn nút dừng máy D. . Đồ án điều khiển logicI.Yêu cầu công nghệ Thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ cho truyền động bàn máy bào giờng có sơ đồ công nghệ nh sau:II.TổNG. có.TT1: Bàn máy đứng yên tại D.TT2: Bàn máy chuyển động ngợc với vận tốc V3.TT3: Bàn máy chuyển động ngwợc với vận tốc V2.TT4: Bàn máy chuyển động ngợc