Đề tài Tìm hiểu và thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ máy bào giường theo phương pháp Grafcet

LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của đất nước, yêu cầu tự động hóa các hệ thống công nghiệp ngày càng trở nên cần thiết. Lĩnh vực tự động hóa thừa hưởng những thành tựu của Điều khiển học, Tin học, công nghệ vật liệu mới đã phát triển rất nhanh trong thời gian qua tạo ra những công nghệ, dây chuyền sản xuất tự động với năng suất cao, chất lượng tốt. Máy bào giường là một trong những dây chuyền sản xuất như vậy, năng suất của dây chuyền phụ thuộc rất nhiều vào việc điều khiển, với đồ án này em đã tìm hiểu và thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ máy bào giường theo phương pháp Grafcet. Phương pháp này so với các phương pháp khác có ưu điểm đưa ra cái nhìn tổng quát cho hệ thống đồng thới vận hành chắc chắn ít phải hiệu chỉnh. Mạch lực trong đồ án là hệ T-Đ với động cơ một chiều kích từ độc lập Qua một thời gian cùng với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ của các bạn và sự chỉ bảo của các thầy, cô em đã hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hồng Quang người trực tiếp hướng dẫn đồ án của nhóm em, em cũng xin cảm ơn thầy Phan Cung và cô Phan Thị Huyền Châu những người đã giảng dạy trên lớp và đưa ra những chỉ bảo quý báu để giúp em hoàn thành đồ án này

doc25 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 15/06/2013 | Lượt xem: 299 | Lượt tải: 1download
Tóm tắt tài liệu Đề tài Tìm hiểu và thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ máy bào giường theo phương pháp Grafcet, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của đất nước, yêu cầu tự động hóa các hệ thống công nghiệp ngày càng trở nên cần thiết. Lĩnh vực tự động hóa thừa hưởng những thành tựu của Điều khiển học, Tin học, công nghệ vật liệu mới… đã phát triển rất nhanh trong thời gian qua tạo ra những công nghệ, dây chuyền sản xuất tự động với năng suất cao, chất lượng tốt. Máy bào giường là một trong những dây chuyền sản xuất như vậy, năng suất của dây chuyền phụ thuộc rất nhiều vào việc điều khiển, với đồ án này em đã tìm hiểu và thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ máy bào giường theo phương pháp Grafcet. Phương pháp này so với các phương pháp khác có ưu điểm đưa ra cái nhìn tổng quát cho hệ thống đồng thới vận hành chắc chắn ít phải hiệu chỉnh. Mạch lực trong đồ án là hệ T-Đ với động cơ một chiều kích từ độc lập Qua một thời gian cùng với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ của các bạn và sự chỉ bảo của các thầy, cô em đã hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hồng Quang người trực tiếp hướng dẫn đồ án của nhóm em, em cũng xin cảm ơn thầy Phan Cung và cô Phan Thị Huyền Châu những người đã giảng dạy trên lớp và đưa ra những chỉ bảo quý báu để giúp em hoàn thành đồ án này I.TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ Máy bào giường được sử dụng rộng rãi trong các máy cơ khí,nó dùng để gia công các chi tiết bằng kim loại lớn như :bệ máy,thân máy,máy bào,máy tiện... 1.Cấu tạo của máy Các bộ phạn chủ yếu của máy gồm có : Đế máy   : Bàn máy  : Giá chữ U   : Xà ngang  : Các bàn dao máy : Bộ phận chuyển động : 2.Các truyền động của bàn Truyền động của bàn là truyền động chính của máy,là truyền động cơ bản của máy,đặc điểm của truyền động này là có tính chu kỳ lặp lại mỗi chu kỳ có hai hành trình +hành trình thuận : là hành trình gia công chi tiết, gồm nhiều giai đoạn, khởi động,ăn dao,vào chi tiết,cắt gọt ổn định,dao ra khỏi chi tiết gia công ứng với các tốc độ khác nhau +hành trình ngược : là quá trình máy chạy không tải để đưa bàn máy khỏi chi tiết về vị trí ban đầu để chuẩn bị cho một chu kì mới. Tốc độ hành trình thuận thường nhỏ hơn tốc độ hành trình ngược để nâng cao năng suất của máy 3.Phân tích đồ thị của tốc độ máy bào giường Đồ thị tốc độ : B C D E A Phân tích : +Giai đoạn 1 : giả thiết bàn máy đang ở điểm khởi đầu của chu kỳ,bàn máy tăng tốc độ đến tốc độ vào dao V1 trong khoảng thời gian t1 +Giai đoạn 2 : tăng tốc từ V1 đến tốc độ cắt gọt V2 trong khoảng thời gian t2 +Giai đoạn 3 : giảm tốc độ từ V2 xuống V1 trong khoảng thời gian t3 +Giai đoạn 4 : đảo chiều chuyển động bàn máy, bàn máy từ tốc độ thuận V1 đảo chiều chuyển động và tăng tới tốc độ ngược V3 trong khoảng thời gian t4 +Giai đoạn 5 : giảm tốc độ ngược từ V3 về V1 trong khoảng thời gian t5 +Giai đoạn 6 : giảm tốc từ V1 về 0,trở lại vị trí ban đầu,kết thúc một hành trình làm việc Qua việc phân chia các giai đoạn hoạt động ta có thể mô tả công nghệ của máy bào giường như sau : Sau khi ấn nút khởi động, máy bào giường sẽ chuyển động theo hành trình thuận với tốc độ nhỏ V1, giai đoạn này kéo dài từ A tới B. Kết thúc giai đoạn này cần phải tăng tốc cho bàn máy chuyển động theo hành trình thuận với tốc độ cắt gọt V2>V1, giai đoạn này kéo dài từ B tới C. Đến C sau khi đã cắt gọt chi tiết xong bàn máy giảm tốc từ V2 xuống V1 chuẩn bị cho quá trình đảo chiều, giai đoạn này kéo dài từ C tới D. Trong quá trình đảo chiều để tăng năng suất, ta điều khiển cho bàn máy chạy với tốc độ V3 >V2 >V1 . Bàn máy chuyển động ngược cho tới khi gặp E thì bắt đầu giảm tốc từ V3 xuống V1, tiếp đó tốc độ giảm về 0 khi gặp A và bắt đầu một chu kì làm việc mới. Khi có tín hiệu dừng máy, bàn máy sẽ dừng ở đầu hành trình thuận hoặc đầu hành trình ngược Qua mô tả công nghệ như trên ta có thể thực hiện các yêu cầu công nghệ như trên theo nguyên tắc hành trình. Ta đặt tại A,B,C,D,E các cảm biến vị trí (thực chất là công tắc tơ hành trình). Các tín hiệu cảm biến nhận từ các công tắc tơ được sử dụng để điều khiển cho phù hợp với công nghệ yêu cầu. CHƯƠNG II  : XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN Theo yêu cầu của đề tài, sau đây trình bày việc tổng hợp mạch điều khiển bằng phương pháp đồ hình GRAFCET cho phép mô tả các trạng thái làm việc của hệ thống và biểu diễn quá trình điều khiển với các trạng thái chuyển biến từ trạng thái này sang trạng thái khác I . Xác định các tín hiệu điều khiển và tín hiệu chấp hành Nguyên tắc điều khiển thuận, nghịch của động cơ là nguyên tắc hành trình. Vì vậy, các tín hiệu a,b,c,d,e nhận từ cảm biến xác nhận vị trí tại A,B,C,D,E trong mỗi chu kỳ chuyển động Các trạng thái của tín hiệu điều khiển được quy ước như sau : +a = 1: xác nhận bàn máy qua A và ra lệnh điều khiển bàn máy chạy thuận với vận tốc V1 +a = 0 : bàn máy rời khỏi a +b = 1 : xác nhận bàn máy qua B và ra lệnh điều khiển bàn máy tăng tốc chuyển động với vận tốc V2 +b = 0 : bàn máy rời khỏi vị trí B +c = 1 : xác nhận bàn máy qua vị trí C và ra lệnh điều khiển bàn máy giảm tốc nhưng vẫn chạy thuận với vận tốc V1 +c =0 : bàn máy rời khỏi vị trí C +d = 1 : xác nhận bàn máy qua vị trí D và có lệnh điều khiển đảo chiều quay động cơ, sau khi đảo chiều bàn máy tăng tốc chuyển động với vận tốc V3 +d =0 : bàn máy rời khỏi vị trí D +e = 1 : xác nhận bàn máy ở vị trí E và có lệnh điều khiển giảm tốc bàn máy từ V3 xuống V1 động cơ vẫn đang quay ngược +e = 0 : bàn máy rời khỏi E và kết thúc một chu kỳ làm việc Các tín hiệu chấp hành (tín hiệu ra) : T,N,V1,V2,V3. T  : tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để bàn máy chạy thuận N  : tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để bàn máy chạy nghịch V1 : tín hiệu chấp hành để bàn máy chuyển động với vận tốc V1 V2 : tín hiệu chấp hành để bàn máy chuyển động với vận tốc V2 V3 : tín hiệu chấp hành để bàn máy chuyển động với vận tốc V3 Các tín hiệu chấp hành sẽ xuất hiện khi một tổ hợp nhất định các tín hiệu điều khiển tác động nhằm điều khiển bàn máy chuyển động theo yêu cầu thiết kế. II. Xác định các trạng thái có thể có của hệ thống Theo mô tả công nghệ ở chương I ta thấy các trạng thái có thể có của hệ thống trong một chu kỳ như sau : S0 : trạng thái ban đầu, động cơ chưa hoạt động S1 : trạng thái bàn máy chuyển động ngược với vận tốc V1 về vị trí ban đầu, bảo đảm bàn máy luôn xuất phát từ vị trí ban đầu S2 : trạng thái bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 S3 : trạng thái bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V2 S4 : trạng thái bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 S5 : trạng thái bàn máy chuyển động nghịch với vận tốc V3 S6 : trạng thái bàn máy chuyển động nghịch với vận tốc V1 III. Thiết kế sơ đồ nguyên lý của mạch điều khiển 1 0 2 3 4 5 6 Xác định trạng thái ban đầu Trạng thái ban đầu Đã ở trạng thái ban đầu Trạng thái quay ngược, vận tốc V1 Trạng thái quay thuận, vận tốc V1 Đã ở trạng thái quay thuận, vận tốc V1 Trạng thái quay thuận, vận tốc V2 Đã ở trạng thái quay thuận, vận tốc V2 Trạng thái quay thuận, vận tốc V1 Đã ở trạng thái quay thuận, vận tốc V1 Trạng thái quay ngược, vận tốc V3 Đã ở trạng thái quay ngược, vận tốc V3 Trạng thái quay ngược, vận tốc V1 Đã ở trạng thái quay ngược, vận tốc V1 SƠ ĐỒ GRAFCET I 1 0 2 3 4 5 6 g N,V1 a a T,V1 b T,V2 c T,V1 d N,V3 e T,V1 a SƠ ĐỒ GRAFCET II STT Hàm điều khiển 0 1 2 3 4 5 6 Sử dụng các phần tử điều khiển là các phần tử có tiếp điểm. Nên ta có các công thức sau : Như vậy ta có các hàm điều khiển thuận, ngược, tốc độ như sau : CHƯƠNG III : THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ Quá trình tổng hợp mạch điều khiển đã đưa ra cấu trúc điều khiển về cơ bản đã đáp ứng được yêu cầu của công nghệ đăt ra. Tuy nhiên, cấu trúc này chưa thể mang vào lắp ráp và sử dụng vì không đáp ứng được các yêu cầu khi xảy ra sự cố ( ngắn mạch, quá tải ngắn hạn, dài hạn...). Để sử dụng được cấu trúc đã xây dựng cần bổ sung thêm một số mạch bảo vệ. Mục đích để bảo vệ và nâng cao độ tin cậy của sơ đồ mạch điều khiển I.Thiết kế và chọn lựa phần tử bảo vệ cho hệ thống I.1 Bảo vệ ngắn mạch Đối với một hệ thống điện thì khi xảy ra hiện tượng ngắn mạch gây nguy hiểm cho cả người vận hành lẫn thiết bị làm việc, vì vậy cần có bảo vệ tác động nhanh cắt hệ thống ra khỏi lưới điện khi xảy ra sự cố Bảo vệ ngắn mạch có thể sử dụng các thiết bị như cầu chì, rơle, hoặc aptomat. Giá trị chỉnh định của thiết bị bảo vệ có giá trị nhỏ nhất nhưng vẫn phải đảm bảo không được tác động ở trường hợp quá tải tạm thời do khởi động Đối với yêu cầu thiết kế của đồ án này, bàn máy chuyển động thuận nghịch hoạt động theo chu kỳ, ta có thể sử dụng rơ-le dòng cực đại vừa bảo vệ ngắn mạch vừa bảo vệ sự cố quá tải xung kích I.2 Bảo vệ quá tải dài hạn Sự cố quá tải dài hạn sẽ gây phát nóng dẫn đến làm phá hủy cách điện và làm tuổi thọ của thiết bị khí cụ suy giảm. Để bảo vệ khỏi quá tải dài hạn ta dùng rơ-le nhiệt hoặc aptomat chỉnh định có cơ cấu nhả hỗn hợp. Tuy nhiên do rơ-le nhiệt không nhạy với quá tải ngắn hạn và đặc tính nhiết của động cơ hoạt động theo chu kỳ nên ta không sử dụng rơ-le nhiệt cho trường hợp này I.3 Bảo vệ mất từ thông Khi động cơ một chiều hoạt động thì bất kỳ sự thay đổi nào của dòng điện kích từ không phải do điều khiển đều ảnh hưởng tới trạng thái làm việc của động cơ. Đặc biệt nếu dòng kích từ bị mất sẽ gây ngắn mạch dòng điện phần ứng và mất từ thông. Vì vậy để bảo vệ mạch khỏi hiện tượng mất kích từ ta dùng rơ-le dòng điện mắc nối tiếp với cuộn kích từ I.4 Bảo vệ quá tốc độ tăng điện áp và dòng điện cho mạch chỉnh lưu Khi đóng cắt mạch điện và đóng cắt máy biến áp ở lưới sẽ gây ra hiện tượng xuất hiện các xung đỉnh nhọn có tốc độ biến thiên rất lớn có thể gây đánh thủng các lớp tiếp giáp bán dẫn của các thiết bị chỉnh lưu. Vì vậy để bảo vệ hệ thống khỏi hiện tượng tăng áp và dòng ta sử dụng sơ đồ mạch R-C bảo vệ cho hệ thống : Giá trị R,C có thể tính toán chính xác nhưng theo kinh nghiệm có thể chọn R=100 (Ω) và C=1μF I.5 Bảo vệ cực tiểu và bảo vệ điểm không Khi điện áp lưới bị mất hoặc bị giảm thấp dưới giá trị cho phép, thì phải cắt mối liên hệ giữa nguồn và động cơ, phòng trường hợp khi có lại điện áp thì hệ thống không thể hoạt động theo mong muốn của người vận hành. Để thực hiện bảo vệ cực tiểu hoặc bảo vệ điểm không, ta sử dụng rơ-le điện áp thấp kiểu điện từ. Cuộn dây của rơ-le được mắc vào điện áp lưới, còn tiếp điểm của nó đóng nguồn cung cấp cho mạch điều khiển động cơ I.6 Bảo vệ liên động Khi động cơ kéo tải là động cơ điện một chiều thì việc sử dụng khâu liên động (cơ và điện ) tránh được ngắn mạch cho mạch điều khiển khi đảo thứ tự pha Trong sơ đồ ta dùng liên động về điện bằng cách gửi các tiếp điểm phụ thường đóng của các côngtắctơ điều khiển chuyển động quay thuận và quay ngược chéo nhau II. Tính toán các thiết bị trong mạch động lực và mạch điều khiển II.1 Chọn lựa mô hình truyền động T-Đ Do hệ truyền động của máy bào giường có yêu cầu phải đảo chiều quay, phạm vi điều chỉnh tốc độ trung bình nên ta có thể sử dụng sơ đồ chỉnh lưu cầu thyristor 3 pha có điều khiển. Điện áp sau khi qua bộ chỉnh lưu điều khiển không bằng phẳng do đó cần có cuôn lọc có giá trị điện cảm lớn. Biểu thức điện áp ra : Để điều chỉnh tốc độ của bàn máy ta điều khiểu điện áp điều khiển. Bằng cách thay đổi điện áp điều khiển ta thay đổi góc mở van α, khi góc mở van thay đổi sẽ làm cho giá trị điện áp ra thay đổi. Việc đảo chiều của động cơ được thực hiện bằng các công tắc tơ của mạch phần ứng động cơ một chiều II.2 Tính chọn động cơ cho hệ truyền động Theo đề bài thì công suất động cơ là 50kw. Đây là công suất trên trục động cơ Công suất mà động cơ lấy từ lưới là :  Với η là hiệu suất của động cơ, ta chọn băng 0.9 Như vậy công suất của động cơ sẽ là : Từ đây ta chọn động cơ một chiều sau : Loại động cơ : П-812 có các thông số sau : II.3 Chọn lựa phần tử mạch lực Chọn lựa phần tử thyristor : Điện áp ngược cực đại đặt lên van : Giới hạn cực đại dòng điện đặt lên van : Từ đó ta chọn thyristor 2N3422 có II.4 Chọn lựa phần tử đóng cắt hệ thống Sử dụng công tắc tơ đóng cắt nguồn cung cấp cho hệ thống, loại công tắc tơ 3 pha cung cấp cho bộ chỉnh lưu đặt tại phía xoay chiều contactor Bé chØnh l­u II.5 Tính chọn các thiết bị bảo vệ II.5.1 . Chọn công tắc tơ RA: Công tắc tơ RA được dùng làm thiết bị bảo vệ cực tiểu và điểm không. Do vậy ta chọn loại công tắc tơ sau: Loại công tắc tơ : KЛ - 1 - 0021 có các thông số sau : + Uđm = 220 VAC + Iđm = 10 A + Khối lượng 4,5 kg + Kích thước : dài 160 mm , rộng 110 mm Công tắc tơ này có thể tự ngắt điện nếu điện áp sụt quá 15% điện áp hút định mức của nó. II.5.2 . Chọn rơle dòng điện RTT bảo vệ mất từ thông : Ta chọn loại PЄ - 60 có thông số sau : + Uđm = 220 VAC. + Itđ = 50 A. II.5.3 . Chọn rơle dòng điện cực đại RM bảo vệ ngắn mạch và dòng xung kích : Dòng điện đỉnh nhọn của động cơ một chiều được tính như sau: Iđn = 1,7.Iđm = 663 A Dòng điện khởi động của động cơ một chiều được tính như sau: Ikđ = 1,2.Iđm = 468A Rơle có dòng điện chỉnh định hút phải thoả mãn : Ikđ < Ihút < Iđn Do vậy ta chọn loại rơle EOCR-3EZ/F có các thông số sau : + Iđmtđ = 0.5-960 A + Uđmh = 85-250VAC II.5.4 . Chọn rơle nhiệt RN bảo vệ quá tải lâu dài : Ta chọn loại TPЛ - 600 có các thông số sau: + Uđm = 220 V một chiều . + Iptnhiệt = 250 A. + Khối lượng 0,65 kg + Có một nút ấn trả về. + Dòng chỉnh định hút của cuộn hút là : Ihút = 1,1 Iđm = 1,1x390 = 429 A II.5.5 . Chọn cầu dao: II.5.5.1. Cầu dao 1CD đóng cắt mạch động lực : Ta chọn loại PБ 32 có các thông số sau : + Uđm = 220 V + Iđm = 400 A + Kích thước : 80´50 Loại này có bộ phận dập hồ quang và có thể cắt có tải. II.5.5.2. Cầu dao 2CD, 3CD đóng cắt mạch kích từ và điều khiển : Do dòng kích từ của động cơ bằng 5 A và dòng điện trong mạch điều khiển không quá 10 A nên ta chọn chung hai loại này như sau : Cầu dao loại ЛK2 - 10 có các thông số sau : + Iđm = 10 A + Uđm = 220 V + Kích thước : 60´40 II.5.6 . Chọn cầu chì : II.5.6.1. Cầu chì 3CC bảo vệ mạch kích từ : Chọn loại cầu chì ЛP2 - 15 có các thông số sau : + Iđmcc = 15 A + Iđmdc = 6 A + Uđm = 220 VAC II.5.6.2. Cầu chì 2CC bảo vệ mạch điều khiển : Chọn loại cầu chì HЛH có các thông số sau : + Iđmcc = 40 A + Iđmdc = 15 A + Uđm = 220 VAC II.5.7 . Chọn nút ấn mở máy M và dừng máy D, xác định trạng thái đầu g : Chọn loại KY - 122 có các thông số sau : + Uđm = 220 VAC + Iđm = 12 A II.6 Tính chọn rơ-le trung gian Do các rơ-le trung gian và các tiếp điểm của chúng đều được lắp trên mạch điều khiển nên ta chọn các rơ-le trung gian dòng không quá 10A và áp là 220V một chiều Các rơ-le trung gian chọn giống nhau ta chọn loại rơ-le trung gian MY4AC 220/240 của Omron có các thông số nhue sau : 14 chân dẹt Tiếp điểm 220 VAC/24VDC Dòng 5A Cuộn dây có 220/240VAC 4 tiếp điểm thường mở và 2 tiếp điểm thường đóng II.7 Tính chọn côngtắctơ Tính chọn công tắc tơ thuận nghịch 1T,2T,1N,2N và các công tắc tơ hãm, rơ-le điều chỉnh tốc độ RV1,RV2,RV3 Ta chọn loại KЛ có các thông số sau : +Ucuộn hút = 220 V một chiều +I tiếp điểm = 600 A có bộ phận dập hồ quang +có hai tiếp điểm chính thường mở +có thể lắp thêm tiếp điểm phụ dòng 10A Rơ-le RV1,RV2,RV3 : chọn loại SRD-N4LC có 4 tiếp điểm thường mở 0.5/220V II.7. Chọn rơ-le thời gian 1Rth Chọn rơ-le thời gian H3CR-A/-AS của Omron, điện áp đặt 100-240 VAC III. Thiết kế sơ đồ nguyên lý III.1 Các chức năng của phần tử trong sơ đồ Các đầu ra T, N : Điều khiển việc cấp điện cho các côngtắctơ 1T, 1N. Các côngtắctơ này thực hiện việc đóng thuận ,ngược cho động cơ. Các đầu ra V1,V2,V3 : Điều khiển việc cấp điện cho các Rơle RV1,RV2,RV3 .Các Rơle này sẽ điều khiển việc thay đổi giá trị của điện áp điều khiển Uđk cấp vào bộ biến đổi, để cho ra các vận tốc V1,V2,V3 tương ứng. Nút dừng D : Thực hiện việc dừng hệ thống. Nút ấn mở máy kép M : Với mục đích khởi động động cơ và được dùng với việc dừng sự cố. SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN III.2 Thuyết minh sơ đồ nguyên lý Hệ thống được cấp nguồn một chiều từ bộ chỉnh lưu Thyristor cầu 3pha đối xứng có điều khiển điện áp ra Ud được san phẳng qua cuộn kháng lọc, điện áp động cơ lấy từ điện áp ra chỉnh lưu. Ban đầu đóng cầu dao 1CD, 3CD, 2CD, cấp điện cho mạch lực, mạch kích từ và mạch điều khiển khi mạch đã đủ kích từ rơ-le kích từ RTT đóng tiếp điểm RTT(6,8) chuẩn bị cấp điện cho mạch điều khiển phía dưới. Ấn nút ấn g để xác định trạng thái ban đầu S0,khi g được ấn do 1Rtr,2Rtr chưa có điện nên các tiếp điểm ở trạng thái này động cơ chưa hoạt động vẫn chờ tín hiệu điều khiển. Ấn nút khởi động m cấp điện cho rơ-le áp RA, ban đầu RN, RM không có điện và RTT đã có điện nên các tiếp điểm RN (10,12) ,RM (8,10), RTT(6,8) kín vậy RA có điện đóng RA (15,17) duy trì điện cho RA. Mạch điều khiển bên dưới được cấp điện. Theo thiết kế rơ-le trung gian 1Rtr là rơ-le tạo ra trạng thái S1 là trạng thái đảm bảo cho bàn máy luôn ở vị trí ban đầu tức vị trí của cảm biến A. Hoạt động như sau: Giả sử trước khi khởi động bàn máy chưa ở vị trí ban đầu ( vị trí A) ta ấn nút khởi động m, a(19,21) kín do a=0, trước đó RTr có điện và 2RTr không có điện nên các tiếp điểm Rtr(21,23) và 2RTr(23,25) kín 1RTr có điện, đóng tiếp điểm duy trì 1RTr (17,23) đồng thời đón các tiếp điểm 1RTr (17,59) và 1RTr (17,61) cấp điện cho rơ-le N và RV1 động cơ chuyển động ngược với tốc độ V1 cho tới khi tác động tới cảm biến A, tức bàn máy đã quay về vị trí ban đầu. Bàn máy ở vị trí A, cảm biến tại A tác động a=1, trước đó RTr có điện (khi ban đầu bàn máy ở A) hoặc 1RTr có điện (khi ban đầu bàn máy không ở A), tức hoặc RTr(27,29) hoặc 1RTr(27,29) kín 3RTr chưa có điện nên 3RTr (29,31) kín. Như vậy 2RTr có điện đóng tiếp điểm duy trì 2RTr (17,29), 2RTr(17,57) ,2RTr(17,61) cấp điện cho rơ-le T và RV1 , đóng tiếp điểm 2RTr(33,35) chuẩn bị cấp điện cho rơ-le 3RTr, đồng thời cắt 2RTr(23,25) cắt 1RTr. Bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1. Khi bàn máy chuyển động đến vị trí B, cảm biến tại B tác động b=1 do 2RTr(33,35), 4RTr(35,37) kín trước đó nên rơ-le 3RTr có điện mở 3RTr(29,31) cắt điện 2RTr, đóng tiếp điểm duy trì 3RTr(17,35) và 3RTr(17,41) chuẩn bị cấp điện cho 4RTr. 3RTr có điện đóng tiếp điểm 3RTr(1,57) và 3RTr(1,63) cấp điện cho rơ-le T và RV2 đóng các tiếp điểm trên mạch lực, bàn máy chuyển động thuận với tốc độ V2. Khi bàn máy chuyển động tới vị trí C, cảm biến tại C tác động c=1, do tiếp điểm 3RTr(39,41) và 5RTr(41,43) kín nên rơ- le 4RTr có điện đóng tiếp điểm duy trì 4RTr(17,41), và 4RTr(45,47) chuẩn bị cấp điện cho rơ-le 5RTr, đồng thới mở tiếp điểm 4RTr(35,37) ngắt điện rơ-le 3RTr bàn máy chuyển trạng thái. Rơ-le 4RTr đóng tiếp điểm 4RTr(17,57) và 4RTr(17,61) cấp điện cho rơ-le T và RV1 đóng các tiếp điểm trên mạch lực và đặt Udk1, bàn máy chuyển động thuận với tốc độ V1. Khi bàn máy chuyển động tới vị trí D, cảm biến tại D tác động d=1, do 4RTr(45,47) và 6RTr(47,49) kín nên rơ-le 5RTr có điện. Rơ-le 5RTr đóng tiếp điểm duy trì 5RTr(45,47), và 5RTr(51,53) chuẩn bị cấp điện cho 6RTr, đồng thời mở tiếp điểm 5RTr(41,43) cắt điện 4RTr. Rơ-le 5RTr đóng tiếp điểm 5RTr(17,59) và 5RTr(17,61) cấp điện cho rơ-le N và rơ-le RV3. Các rơ-le này đón các tiếp điểm trên mạch lực và đặt Udk3, bàn máy chuyển động ngược với vận tốc V3. Bàn máy chuyển động cho tới vị trí E, cảm biến tại E tác động e=1, do tiếp điểm 5RTr(51,53) và RTr(53,55) kín mạch nên rơ-le 6RTr có điện. 6RTr đóng các tiếp điểm 6RTr(17,53) và 6RTr(7,9) duy trì điện cho 6RTr và chuận bị cấp điện cho RTr. Rơ-le 6RTr đồng thời đóng 6RTr(17,59) và 6RTr(17,61) cấp điện cho rơ-le N và RV1, các rơ-le này đóng tiếp điểm trên mạch lực và đặt Udk1, bàn máy chuyển động ngược với vận tốc V1. Bàn máy chuyển động cho tới khi về vị trí A thì bắt đầu chu kỳ mới, lặp lại các chuyển động như chu kỳ trước. Trong sơ đồ có thiết kế quá trình khợi động với một cấp điện trở. Khi khởi động T hoặc N có điện sẽ cấp điện cho rơ-le thời gian 1Rth, rơ-le này sẽ đóng tiếp điểm thường mở đóng chậm 1Rth(17,69). Sau khi kết thúc thời gian khởi động tiếp điểm này kín cấp điện cho rơ-le G cắt điện trở khởi động ra khỏi mạch Các rơ-le bảo vệ ngắn mạch RN và quá tải RM có 2 tiếp điểm thường đóng không tự phục hồi RN(10,12) và RM(8,10) để báo cho người vận hành biết có sự cố phải khắc phục trước khi tiếp tục cho hệ thống hoạt động. Quá trình hãm ngược xảy ra khi đảo chiều quay: Khi đảo chiều quay của động cơ có hãm ngược. Trạng thái hãm ngược của động cơ xảy ra khi phần ứng dưới tác dụng của động năng tích lũy trong các bộ phận chuyển động .Mô men sinh ra bởi động cơ khi đó chống lại sự chuyển động của cơ cấu sản xuất. Giả sử động cơ đang làm việc tại A với tải MC ,ta đảo chiều chiều điện áp phần ứng và đưa thêm điện trở hãm rh vào ,động cơ chuyển sang làm việc tại B trên đặc tính cơ biến trở .Tại B mômen đã đổi chiều chống lại chiều quay của động cơ nên tốc độ giảm theo đoạn BC.Tại C tốc độ bằng 0, cuộn hút 1RH (2RH) của Rơle tốc độ có điện, tiếp điểm 1RH (2RH) ở mạch lực đóng lại, cuộn hút của Côngtắctơ H có điện nên tiếp điểm 1RH (2RH) đóng lại nối ngắn mạch điện trở hãm rh .Động cơ sau đó sẽ làm việc ổn định tại điểm D có mômen động cơ bằng mômen cản MC . Đặc tính cơ khi đảo chiều quay và hãm ngược như sau: CHƯƠNG IV: BẢNG BỐ TRÍ THIẾT BỊ VÀ BẢNG ĐẦU DÂY Bảng bố trí thiết bị điều khiển. Trên cơ sơ lựa chọn các thiết bị , ta bố trí các thiết bị trên bảng điều khiển theo một số nguyên tắc sau: + Các thiết bị điều khiển gồm: Cầu dao (CD); cầu chì (CC); các rơ-le bảo vệ RM, RN , RTT; các rơ-le trung gian: 1RTr, 2RTr, 3RTr, 4RTr, 5RTr,6RTr ; các rơ le thời gian & các công tắc tơ đều bố trí trên một bảng điều khiển. + Dùng các đầu nối trung gian để nối các điểm trong và ngoài bảng điện với nhau. + Bố trí các thiết bị có kích thước lớn và nặng ở phía dưới bảng điều khiển. VD như các công tắc tơ đóng cắt, các công tắc tơ gia tốc . Còn các thiết bị nhẹ bố trí ở phía trên. + Các phần tử phát nhiệt (nếu có, như rơ le nhiệt) thì phải bố trí xa các thiết bị chịu ảnh hưởng của nhiệt như rơ le thời gian¼ Bảng đấu dây. Từ các tính toán ở trên ta có bảng nối dây các thiết bị như sau : Tên thiết bị Điểm nối Tên thiết bị Điểm nối Tên thiết bị Điểm nối Cầu dao CD A-2 ĐN Rơ le bảo vệ mất từ thông 6- Rơ le trung gian 2RTr 6-1RTr B-2 ĐN 8- 31-3RTr C-2 ĐN 206- 11- A1-1 CC 208-2 ĐN 17-1 ĐN B1-1 CC Rơ le bảo vệ quá áp RA 12- 23- C1-1 CC 17-1 ĐN 33-1 ĐN Cầu dao 1CD 103- BBĐ 15-1 ĐN 15-1 ĐN 104- BBĐ Bộ chỉnh lưu BBĐ 100- 29-3RTr 105- G 101- 57-1T 106- RM 102- 61-RV1 Cầu dao 2CD 1- 1 ĐN 103- 25- 2- 1 ĐN 104- 35-3RTr 3- 2 CC 302-RV1 Rơ le trung gian 3RTr 6-2RTr 4- 2CC Rơ le RV1 305-R1 17-1 ĐN Cầu dao 3CD 201- 2 ĐN 302- 29- 202- 2 ĐN 6-1N 31- 203- 3CC 61-RTr 35-4RTr 204- 3CC Rơ le RV2 303-R2 37-4RTr Bộ cầu chì 1CC A1- 302-RV1 39-1 ĐN B1- 6-RV1 41-4RTr C1- 63-3RTr 57-1T 100-BBĐ Rơ le RV3 301-2 ĐN 63-RV2 101-BBĐ 302-BBĐ Rơ le trung gian 4RTr 6-3RTr 102-BBĐ 6-RV2 17-1 ĐN Bộ cầu chì 2CC 3- 65-5RTr 35- 4- Rơ le trung gian RTr 6- 37- 5-1 ĐN 13-2RTr 41-5RTr 6-RTr 5- 1 ĐN 43-5RTr Bộ cầu chì 3CC 203- 9-1 ĐN 45-1 ĐN 204- 27-1RTr 47-5RTr 205- 2 ĐN 29-3RTr 57-1T 206- RTT 21-1 ĐN 61-RV1 Rơ le bảo vệ ngắn mạch RM 106- 23-1RTr Rơ le trung gian 5RTr 6-4RTr 115-RN 53-6RTr 17-1 ĐN 8-RTT 55-6RTr 41- 10-RM Rơ le trung gian 1RTr 6-RTr 47-6RTr Rơ le bảo vệ quá tải RN 10- 25-2RTr 49-6RTr 12-RA 9-1 ĐN 51-1 ĐN 113-1T 11-2RTr 53-6RTr 115- 17- 1 ĐN 59-1N 27-1 ĐN 43- 23- 2RTr 65-RV3 29-2RTr 59-N 61-RV1 Rơ le trung gian 6RTr 6-5RTr Công tắc tơ 1T 6-RV3 Công tắc tơ 1N 6-1T 7-1 ĐN 57- 59- 9-1 ĐN 107-G 107-G 17-1 ĐN 109-2 ĐN 109-2 ĐN 47- 111-2 ĐN 111-2 ĐN 49- 113-RN 113-RN 53-RTr Công tắc hành trình b 17-1 ĐN Hộp điện trở 301 55-RTr 33-1 ĐN 303 59-1N Công tắc hành trình c 17-1 ĐN 305 61-RV1 39-1 ĐN 207 Nút ấn m 17-1 ĐN Công tắc hành trình d 17-1 ĐN 207 19-1 ĐN 45-1 ĐN 105 Nút ấn D 9-1 ĐN Công tắc hành trình e 17-1 ĐN 107 15-1 ĐN 51-1 ĐN GNĐ Nút ấn g 5-1 ĐN Công tắc hành trình a 5-1 ĐN 9-1 ĐN 7-1 ĐN Cuộn kích từ CK 205-2 ĐN 19-1 ĐN Rơ le thời gian 1RTh 6-RV3 208 -2 ĐN 21-1 ĐN 17-1 ĐN Điốt bảo vệ D 205-2 ĐN 17-1 ĐN 67 -T 207-2 ĐN 27-1 ĐN 69 -G Công tắc tơ G 6-1RTh 69- 105-Rk 107-Rk Tài liệu tham khảo : Điều khiển logic các thiết bị điện tử-Võ Trí An Điều khiển tự động truyền động điện-Trịnh Đình Đề-Võ Trí An Catalogue của các hãng Siemens,Omron… Nhiều website khác

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doctamnk.doc