Đề tài Tổng quan truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ trên thực tế. Đi sâu nghiên cứu hệ thống làm hàng với động cơ điện dị bộ rôto lồng sóc 3 cấp tốc độ ứng dụng PLC

ày tác động, khối 2A4 sẽ xử lý tín hiệu vào, và đưa tín hiệu đến còi và đèn để báo động. Cụ thể là khi có lỗi, rơle 2K28 được cấp điện, đóng tiếp điểm 2K28(420), đèn 3H2 sáng báo lỗi. Còi HORN kêu báo lỗi. h) Một số bảo vệ cơ khí: Dải góc làm việc của cần và dải góc quay mâm được điều khiển bởi các tiếp điểm hành trình. Góc làm việc của cần từ 15o đến 86o. Khi hạ cần tới góc 15o, tiếp điểm WW2(page 48) mở ra làm rơle 2K44 mất điện, tiếp điểm 2K44(467) mở ra, làm cho công tắc tơ 2K37 mất điện,cần cẩu ngừng hạ cần. Khi cần cẩu nâng tới 86o, tiếp điểm hành trình WW6(page 48) mở ra, làm cho công tắc tơ 2K43 mất điện. Tiếp điểm 2K43(466) mở ra làm cho công tắc tơ 2K36 mất điện. Khi đó cần cẩu ngừng nâng cần. Khi cần nâng tới góc 80o, tiếp điểm WW5(page 45) đóng lại, cấp điện cho rơle 2K57, tiếp điểm 2K57(503) đóng lại, cấp tín hiệu tới khối 2A8. Khối này xử lý tín hiệu và đưa tín hiệu giảm dòng điều khiển 2 van điện từ của cơ cấu nâng hạ cần, làm cho tốc độ của cơ cấu nâng hạ cần giảm 50%. Cần cũng có thể hoạt động ở dải góc từ 0o ¸ 15o, nếu ta ấn nút 4S7. Khi đó cần có thể hoạt động với móc không mà không được chất tải. Trong trường hợp móc chạm đỉnh cần,tiếp điểm HW1 mở ra,làm cho công tắc tơ 2K46 mất điện,tiếp điểm 2K46(470) mở ra, làm cho công tắc tơ 2K38 mất điện. Cơ cấu nâng hàng ngừng hoạt động. 4.3.Ưu nhược điểm của hệ thống: *Ưu điểm: Hệ thống làm hàng điện- thuỷ lực hãng NMF (tàu Phú Mỹ) nói riêng và hệ thống làm hàng điện- thuỷ lực nói chung ngoài nhưng ưu điểm chung của hệ thống thiết bị làm hàng bằng thuỷ lực, nó còn có một số ưu điểm nổi bật như: có thêm nhiều chức năng đặc biệt (chỉ báo độ nghiêng của tàu, chức năng tránh va, chức năng điều khiển công suất). Hệ thống này cho phép tự động hoá thiết bị làm hàng ở tốc độ rất cao. Chúng ta có thể khống chế, điều chỉnh được quá trình gia tốc, quá trình đảo chiều của hệ thống, có thể thực hiện đơn giản các mạch toán, mạch bảo vệ dừng, báo động. Các mạch điện điều khiển trong hệ thống chủ yếu dùng để điều khiển các van điện từ nên mạch đấu, sơ đồ nguyên lý đơn giản hơn nhiều so với hệ thống điện điều khiển thuần tuý. *Nhược điểm: Hệ thống này chủ yếu dùng cho các tàu công trình trọng tải lớn (cẩu, container), những tàu có yêu cầu khắt khe về điều chỉnh tốc độ. Các vỉ vi mạch là các vỉ điều khiển dòng rất nhạy cảm với điều kiện môi trường, vì thế đòi hỏi thiết bị điều khiển phải được bố trí trong môi trường có nhiệt độ ổn định và không quá cao. Ngoài ra, đầu tư ban đầu cho hệ thống này tương đối lớn. PHẦN II:ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ LÀM HÀNG VỚI ĐỘNG CƠ DỊ BỘ ROTO LỒNG SÓC 3 CẤP TỐC ĐỘ ỨNG DỤNG PLC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ S7- 300 VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PLC 1.1.Giới thiệu về S7-300: PLC là chữ viết tắt của Programmable Logic Control, là thiết bị điều khiển logic lập trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Như vậy, với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh( với các PLC khác hoặc với máy tính ). Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình và được thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét. Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên phải có cổng vào/ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đổi với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC cần phải có các khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter), Bộ thời gian (Timer)... và những khối hàm chuyên dụng 1.1.1 Các module của PLC S7-300: Thông thường, để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành các module. Số các số module được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng bài toán, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một module chính là module CPU. Các module còn lại là các module nhận/truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, các module chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ. Chúng được gọi chung là module mở rộng. Tất cả các module được gá trên thanh ray (Rack). Module CPU Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm cổng truyền thông (RS485) và có thể có một vài cổng vào ra số. Các cổng vào ra số có trên module CPU được gọi là cổng vào ra onboard Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau. Nói chung chúng được đặt tên theo bộ xử lý có trong nó như module CPU312, module CPU314, module CPU315… Những module cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra onboard cũng như các khối làm việc đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng cổng vào/ra onboard này sẽ được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ cái IFM. Ngoài ra còn có các loại module CPU với hai loại cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán. Tất nhiên kèm theo cổng truyền thông thứ hai này là những phần mềm thông dụng thích hợp cũng đã được cài sẵn trong hệ điều hành. Các loại module CPU được phân biệt với những module CPU khác bằng thêm cụm từ DP trong tên gọi 1.1.2 Vòng quét chương trình. PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét . Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (Block End). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn thực chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi Vòng quét chương trình Chú ý rằng bộ đệm I và Q không liên quan đến cổng vào/ra tương tự nên các lệnh truy cập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ đếm. Thời gian cần thiết để PLC thực hiện một vòng quét gọi là thời gian vòng quét . Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vòng quét được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào số lượng dữ liệu được truyền thông trong vòng quét đó. Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC . Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực hiện chương trình càng cao. Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ như khối OB40,OB80, chương trình của các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại. Các khối chương trình này có thể được thực hiện tại mọi điểm trong vòng quét chứ không bị gò ép là phải ở trong giai đoạn thực hiện chương trình. Chẳng hạn nếu một tín hiệu báo ngắt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra nội bộ, PLC sẽ tạm dừng công việc truyền thông, kiểm tra, để thực hiện khối chương trình tương ứng với tín hiệu báo ngắt đó. Với hình thức xử lý tín hiệu ngắt như vậy, thời gian vòng quét càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét. Do đó, để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đối không được viết chương trình xử lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chương trình điều khiển. Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU quản lý. Ở một số module CPU, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức, hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình ngắt, để thực hiện lệnh trực tiếp với cổng vào/ra. 1.1.3 Cấu trúc chương trình: Chương trình cho S7-300 được lưu trong bộ nhớ của PLC ở vùng dành riêng cho chương trình và có thể được lập với hai dạng cấu trúc khác nhau: + Lập trình tuyến tính: Toàn bộ chương trình điều khiển nằm trong một khối trong bộ nhớ. Loại hình cấu trúc tuyến tính này phù hợp những với bài toán tự động nhỏ, không phức tạp. Khối được chọn phải là khối OB1, là khối mà PLC luôn quét và thực hiện các lệnh trong nó thường xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lại lệnh đầu tiên Vòng quét Lệnh 1 Lệnh 2 Lệnh cuối cùng OB1 + Lập trình có cấu trúc: Chương trình được chia thành những phần nhỏ với từng nhiệm vụ riêng và những phần này nằm trong những khối chương trình khác nhau. Loại hình cấu trúc này phù hợp với những bài toán điều khiển nhiệm vụ và phức tạp. Mỗi khi xuất hiện một tín hiệu báo ngắt hệ thống sẽ tạm dừng công việc đang thực hiện lại, chẳng hạn tạm dừng việc thực hiện chương trình trong OB1, và chuyển sang thực hiện chương trình xử lý trong ngắt trong các khối OB tương ứng. Ví dụ khi đang thực hiện OB1 mà xuất hiện tín hiệu ngắt báo sự cố truyền thông, hệ thống sẽ tạm dừng việc thực hiện OB1 lại để gọi và thực hiện chương trình trong khối OB87. Chỉ sau khi đã thực hiện xong chương trình trong OB87, hệ thống sẽ quay trở về tiếp tục phần chương trình còn lại trong OB1. OB Organization Block FB FB FC FB SFB SFC DB DB DB DB Cấu trúc một chương trình (có cấu trúc) OB = Organization Block FC = Function FB = Function Block SFB = System Function Block SFC = System Function SDB = System Data Block DB = Data Block Khác với kiểu lập trình tuyến tính, kỹ thuật lập trình có cấu trúc (structure programming) là phương pháp lập trình mà ở đó toàn bộ chương trình điều khiển được chia nhỏ thành các khối FC hay FB mang một nhiệm vụ cụ thể riêng và được quản lý chung từ những khối OB Kiểu lập trình này rất phù hợp cho bài toán điều khiển phức tạp, nhiều nhiệm vụ cũng như cho việc sửa chữa, gỡ rối sau này. 1.1.4 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng: Trong trạm PLC luôn có sự trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng thông qua bus nội bộ. Ngay tại đầu vòng quét, các dữ kiện tại cổng vào của các module số (DI) đã được CPU chuyển tới bộ đệm vào số. Cuối mỗi vòng quét nội dung của bộ đệm ra số lại được CPU chuyển đến cổng ra của các module ra số (DO). Việc thay đổi nội dung hai bộ đệm này được thực hiện bởi chương trình ứng dụng. Điều này cho thấy nếu trong chương trình ứng dụng có nhiều lệnh đọc giá trị cổng vào số thì cho dù giá trị logic thực có của cổng vào này có thể đã bị thay đổi trong quá trình thực hiện vòng quét, chương trình sẽ vẫn luôn đọc được cùng một giá trị từ I và giá đó chính là giá trị của cổng vào có tại thời điểm đầu vòng quét. Cũng như vậy , nếu chương trình ứng dụng nhiều lần thay đổi giá trị cho một cổng ra số thì do nó chỉ thay đổi cuối cùng mới thực hiện được đưa tới cổng ra vật lý của module DO. Khác hẳn với việc đọc /ghi cổng số, việc truy nhập cổng vào/ra tương tự lại được CPU thực hiện trực tiếp với module mở rộng (AI/AO). Như vậy mỗi lệnh đọc giá trị từ địa chỉ thuộc vùng PI sẽ thu được một giá trị đúng bằng giá trị thực có ở cổng tại thời điểm thực hiện lệnh. Tương tự khi thực hiện lệnh gửi một giá trị (số nguyên 16 bit) tới địa chỉ của vùng PQ, giá trị đó sẽ được gửi ngay tới cổng ra tương tự của module Tuy nhiên miền địa chỉ PI và PQ lại được cung cấp nhiều hơn là số các cổng vào ra tương tự của một trạm. Chẳng hạn, thực chất các cổng vào tương tự chỉ có thể có là từ địa chỉ PIB256 đến địa chỉ PIB767 nhưng miền địa chỉ của PI và PQ lại từ 0 đến 65535. Điều này tạo ra khả năng kết nối các cổng vào/ra số với những địa chỉ dôi ra đó trong PI/PQ giúp chương trình ứng dụng có thể truy nhập trực tiếp các module DI/DO mở rộng để có được giá trị tức thời tại cổng mà không thông qua bộ đệm I và Q. 1.2. Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình PLC: Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ các đối tượng sử dụng khác nhau. PLC S7-300 có ba ngôn ngữ lập trình cơ bản. Đó là: Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement lits). Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung “tên lệnh” + “toán hạng”. Ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder logic). Đây chính là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển logic. Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu FBD (Function block diagram). Đây cũng là kiểu ngôn ngữ đồ hoạ dành cho những người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số. Một chương trình viết trên LAD hoặc FBD có thể chuyển sang được dạng STL, nhưng ngược lại thì không. Trong STL có nhiều lệnh không có trong LAD hay FBD. LAD FBD STL 1.3.Trình tự chung của việc viết chương trình điều khiển: Để viết chương trình (lập trình) điều khiển cho hệ thống sử dụng bộ điều khiển PLC cần theo các bước sau: 1.3.1 Xác định chức năng của hệ thống điều khiển: Đầu tiên chúng ta phải quyết định thiết bị hoặc hệ thống nào mà chúng ta muốn điều khiển một hay nhiều phần tử thực hiện của đối tượng. Để xác định chức năng của hệ thống điều khiển chúng ta cần xác định thứ tự hoạt động thông qua việc mô tả bằng lưu đồ. 1.3.2 Xác định các đầu vào và đầu ra: Tất cả các thiết bị đầu vào và đầu ra bên ngoài được nối với bộ điều khiển được lập trình hoá phải được xác định. Những thiết bị đầu vào là những chuyển mạch, cảm biến, nút ấn, tay điều khiển... .Những thiết bị đầu ra là những thiết bị như van điện từ, các đèn chỉ báo, chuông ... Sau việc nhận dạng các thiết bị chủng loại đầu vào và đầu ra đó, chúng ta tiến hành lựa chọn cấu hình PLC và các khối mở rộng một cách phù hợp. Gán đầu vào (INPUT) và đầu ra (OUTPUT) tương ứng với PLC đã chọn. 1.3.3 Quan hệ vào/ra và việc đơn giản hàm chức năng: Từ lưu đồ hoạt động, ta tiến hành xây dựng mạch logic điều khiển theo quan hệ đầu vào/ra. Viết hàm chức năng từ mạch logic, sau đó có thể thực hiện đơn giản hoá hàm trong trường hợp có thể. 1.3.4 Viết chương trình: a) Ngôn ngữ lập trình - Phương pháp hình thang (LAD). - Phương pháp danh sách lệnh (STL). - Phương pháp sơ đồ khối (FBD). b) Các lệnh cơ bản - Nhóm lệnh logic tiếp điểm. - Lệnh đọc, ghi và đảo vị trí bytes trong thanh ghi ACCU. - Các lệnh logic thực hiện trên thanh ghi ACCU. - Nhóm lệnh tăng giảm nội dung thanh ghi ACCU. - Nhóm lệnh dịch chuyển nội dung thanh ghi ACCU. - Nhóm lệnh so sánh số nguyên 16 bits. - Nhóm lệnh so sánh số nguyên 32 bits. - Nhóm lệnh so sánh số thực 32 bits. c)Các lệnh toán học - Nhóm lệnh làm việc với số nguyên 16 bits. - Nhóm lệnh làm việc với số nguyên 32 bits. - Nhóm lệnh làm việc với số thực. d) Các lệnh logic tiếp điểm trên thanh ghi trạng thái - Lệnh AND trên thanh ghi trạng thái. - Lệnh OR trên thanh ghi trạng thái. - Lệnh EXCLUSIVE OR trên thanh ghi trạng thái. e) Các lệnh đổi kiểu dữ liệu. - Chuyển đổi số BCD thành số nguyên và ngược lai. - Chuyển đổi số nguyên 16 bits thành số nguyên 32 bits. - Chuyển đổi số nguyên 32 bits thành số thực. - Chuyển đổi số thực thành số nguyên 32 bits. f) Các lệnh điều khiển chương trình. - Nhóm lệnh kết thúc chương trình. - Nhóm lệnh rẽ nhánh theo bit trạng thái. - Lệnh xoay vòng. - Lệnh rẽ nhánh theo danh mục. Ngoài ra thì còn có các bộ đếm(counter), bộ thời gian(timer) và các khối dữ liệu đặc biệt... 1.3.5:Nạp chương trình vào bộ nhớ: Ta truy nhập chương trình đã được soạn thảo vào trong bộ nhớ thông qua máy tính với sự trợ giúp của phần mềm đi kèm theo thiết bị. 1.3.6 Xác định địa chỉ cho module mở rộng: Tuỳ vào vị trí lắp đặt của module mở rộng trên những thanh RACK mà các module có những địa chỉ khác nhau. 2 hình dưới đây trình bày qui tắc xác định địa chỉ đó. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN: 2.1: Thuyết minh nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển: 2.1.1: Giới thiệu hệ thống: Cụ thể là cơ cấu nâng hạ hàng: *) Về phía mạch động lưc: Hệ thống có quạt gió làm mát cho động cơ. Chỉ khi nào cửa gió được mở thì mạch điều khiển mới được cấp điện. Còn khi cửa gió đã mở, quạt gió hoạt động, thì hệ thống của ta sẵn sàng hoạt động, người điều khiển có thể cho động cơ quay ở bất kì tốc độ nào mong muốn. Còn khi cửa gió mở, vì lí do nào đó mà quạt gió quá tải (do cánh quạt bị kẹt chẳng hạn thì chỉ cho phép động cơ hoạt động ở tốc độ 1).Quạt gió được bảo vệ quá tải nhờ rơle nhiệt. Cơ cấu nâng hạ hàng có 1 động cơ là động cơ dị bộ rôto lồng sóc 3 cấp tốc độ. Mỗi cấp tốc độ được khống chế bởi 1 công tắc tơ. Và có 2 công tắc tơ khống chế chiều quay theo phía nâng hàng hay phía hạ hàng. Ở rãnh đặt các cuộn dây của động cơ, ta đặt các điện trở nhiệt có hệ số nhiệt dương. Các điện trở này cảm nhận chính xác sự thay đổi nhiệt độ của cuộn dây. Khi nhiệt độ tăng, thì điện trở của chúng tăng. Các điện trở này gửi tín hiệu nhiệt đến cơ cấu bảo vệ quá tải cho động cơ. Mạch động lực còn có 1 phanh điện từ một chiều. Khi phanh có điện nó sẽ giải phóng trục động cơ, cho động cơ hoạt động. Phanh được cấp nguồn bằng biến áp hạ áp. *) Về phía mạch điều khiển của cơ cấu nâng hạ hàng: T1, T2, T3 là các khâu tạo trễ. Trong đó: T1: cho phép động cơ hoạt động ở cấp tốc độ 1 trong thời gian trễ của T1 khi động cơ đang hoạt động ở tốc độ cao mà ta ấn Stop. T2, T3: cho phép động cơ hoạt động ở cấp tốc độ 1, tốc độ 2 trong khoảng thời gian trễ của nó khi động cơ đang dừng mà ta ấn nút tốc độ cao. Tức là: Khi động cơ đang ở vị trí sẵn sàng, mà ta ấn ngay nút tốc độ cao, thì động cơ sẽ gia tốc từ cấp tốc độ 1, sau đó lên tốc độ 2, sau cùng mới lên tốc độ cao và hoạt động ổn định tại đó. Thời gian hoạt động ở cấp tốc độ thấp khi này bằng thời gian trễ của các khâu tạo trễ T2, T3. Còn ngược lại, khi động cơ đang hoạt động ở tốc độ cao mà ta ấn nút tốc độ thấp thì động cơ sẽ chuyển về hoạt động ở cấp tốc độ 1 trong khoảng trễ của T1, trước khi dừng. Các công tắc tơ khống chế tốc độ 1, tốc độ 2, tốc độ 3. Công tắc tơ khống chế nâng hàng, hạ hàng. Công tắc tơ khống chế phanh, khống chế quạt gió. Các rơle cấp điện cho đèn báo, còi báo. Các tiếp điểm của cơ cấu bảo vệ quá tải.... Ngoài ra còn có các rơle trung gian. *) Cơ cấu nâng hạ cần và cơ cấu quay mâm thì mạch động lực và mạch điều khiển cũng tương tư như cơ cấu nâng hạ hàng. 2.1.2: Nguyên lý hoạt động cho cơ cấu nâng hạ hàng: Cấp nguồn cho hệ thống. Ấn nút Start. Sau khi đã ấn Start, nếu nguồn đã được cấp, các khâu bảo vệ, báo động cho hệ thống sẵn sàng thì có đèn báo sẵn sàng và người điều khiển mở cửa gió, cho quạt gió hoạt động. Khi đó, Rơle bảo vệ "không" có điện, đưa mạch điều khiển vào hoạt động. Rơle bảo vệ "không" có điện, công tắc tơ khống chế tốc độ 1 có điện luôn, và khâu tạo trễ T1 cũng có điện. *) Khi hệ thống ở trạng thái sẵn sàng hoạt động : - Người điều khiển ấn 1N: công tắc tơ khống chế nâng hàng có điện,công tắc tơ khống chế phanh có điện. Động cơ M1 hoạt động ở cấp tốc độ 1. - Ấn 2N: Công tắc tơ khống chế nâng hàng có điện, công tắc tơ khống chế phanh có điện. M1 hoạt động ở cấp tốc độ cấp 1 trong khoảng thời gian trễ của khâu tạo trễ T2. Sau đó chuyển lên hoạt động ở cấp tốc độ 2. - Ấn 3N: Công tắc tơ không chế nâng hàng có điện, công tắc tơ khống chế phanh có điện. M1 hoạt động ở cấp tốc độ 1, 2 trong khoảng thời gian trễ của khâu tạo trễ T2, T3 trước khi chuyển lên cấp tốc độ 3. - Ấn 1H, 2H, 3H thì M1 hoạt động tương tự như khi ấn 1N, 2N, 3N. Nhưng M1 quay theo chiều hạ hàng (ngược lại), do công tắc tơ khống chế hạ hàng có điện. *) Giả sử hệ thống đang hoạt động ở cấp tốc độ 1 nâng hàng nếu người điều khiển: - Ấn 2N: M2 chuyển ngang lên tốc độ 2. - Ấn 3N: M2 chuyển lên hoạt động ở tốc độ 2 trong khoảng trễ của T3 trước khi chuyên lên hoạt động ở tốc độ 3. - Ấn Stop: Công tắc tơ khống chế nâng hàng mất điện, công tắc tơ khống chế phanh mất điện. Động cơ M dừng, hệ thống trở về trạng thái sẵn sàng làm việc. - Ấn ES: Nếu có sự cố, ấn ES thì công tắc tơ khống chế nâng hàng mất điện, công tắc tơ khống chế tốc độ 1 mất điện, công tắc tơ phanh cũng mất điện, hệ thống về Stop. - Ấn 1H: Công tắc tơ khốngchế nâng mất điện, công tắc tơ khống chế hạ hàng có điện. M1 hoạt động ở tốc độ 1 hạ hàng. - Ấn 2H: Công tắc tơ khống chế nâng hàng mất điện, công tắc tơ khống chế hạ hàng có điện. M1 hoạt động ở tốc độ 1 hạ hàng trong khoảng thời gian trễ của T2, trước khi chuyển lên hoạt động ở cấp tốc độ 2 hạ hàng. - Ấn 3H: Công tắc tơ không chế nâng hàng mất điện, công tắc tơ khống chế hạ hàng có điện. M1 hoạt động ở tốc độ 1, 2 hạ hàng trong khoảng thời gian trễ của rơle T2, T3 trước khi chuyển lên hoạt động ở cấp tốc độ 3 hạ hàng. *) Hệ thống đang hoạt động ở cấp tốc độ 1 hạ hàng thì nguyên lý điều khiển tương tự. Ở đây, thay cho CN, thì CH có điện. *) Hệ thống đang hoạt động ở cấp tốc độ cao, cụ thể ở tốc độ 3 nâng hàng, nếu người điều khiển : - Ấn 2N: thì động cơ chuyển ngay về hoạt động ở cấp tốc độ 2 nâng. - Ấn 1N: động cơ chuyển ngay về hoạt động ở cấp tốc độ 1 nâng. - Ấn Stop: động cơ chuyển về hoạt động ở cấp tốc độ 1 trong khoảng trễ của T1, trước khi dừng. - Ấn ES: toàn bộ hệ thống mất điện. - Ấn 1H: động cơ chuyển về hoạt động ở cấp tốc độ 1 nâng hàng trong khoảng trễ của T1, sau dó chuyển sang hoạt động ở cấp tốc độ 1 hạ hàng - Ấn 2H: động cơ chuyển về 1 nâng, sau đó là hoạt động ở cấp tốc độ 1 hạ trong khoảng trễ của T2, trước khi chuyển sang tốc độ 2 hạ hàng. - Ấn 3H: thoạt đầu giống như khi đưa từ 3 nâng về Stop, quá trình gia tốc theo chiều ngược lại tương tự như khi từ Stop, mà ấn nút tốc độ cao. *) Trong quá trình động cơ hoạt động ở tốc độ cao, chương trình thực hiện kiểm tra sự cố: - Nếu quạt gió quá tải: tất nhiên khi đó quạt gió sẽ được ngắt ra. Còn động cơ chuyển về hoạt động ở tốc độ 1. Và động cơ chỉ hoạt động được ở cấp tốc độ 1 khi nào vẫn còn quá tải quạt gió. - Động cơ bị quá tải: động cơ chuyển về hoạt động ở cấp tốc độ 1. Khi đã chuyển về tốc độ 1 mà vẫn còn quá tải thì bảo vệ động cơ. Còn khi đã chuyển về tốc độ 1, mà hết quá tải, nếu vẫn ấn nút tốc độ 3 (tức TG2= 1) thì nó tự động chuyển lên hoạt động ở cấp tốc độ 3. - Nếu móc chạm đỉnh: không cho phép động cơ quay theo chiều nâng hàng nhưng vẫn cho phép nó quay theo chiều hạ hàng. - Nếu xảy ra hiện tượng quá trọng: thì toàn hệ thống không cho phép hoạt động. Đồng thời báo động cả bằng đèn và còi. Bảo vệ này là rất cần thiết. Hiện nay, các hệ thống thiết bị làm hàng trên thực tế chưa có cơ cấu bảo vệ này. Với ý tưởng đưa ra ở đây là: ứng với mỗi góc nâng (hoặc hạ) của cần thì tải trọng cho phép cũng là những giá trị tương ứng, nhưng tích W của chúng phải là giá trị không đổi. Trong quá trình hoạt động của cần cẩu khi nào W vượt quá Wcp thì phải bảo vệ động cơ. Cụ thể : Giả sử ứng với góc nâng cần là α1 thì tải trọng cho phép là G1 ứng với góc nâng cần là α2 thì tải trọng cho phép là G2 Khi đó: Wcp = α1G1 = α2G2 = const Khi nào W = αG ≥ Wcp thì bắt buộc phải bảo vệ cho hệ thống. *) Khi động cơ đang hoạt động ở các vị trí khác thì nguyên lý của thuật toán điều khiển cũng tương tự. *) Đối với cơ cấu quay mâm và cơ cấu nâng hạ cần thì hoạt động của hệ thống cũng tương tự. *) Đồng thời, ở mỗi cơ cấu đều có còi và đèn báo. Trạng thái hoạt động của động cơ : tốc độ 1, tốc độ 2, tốc độ 3 đều được báo bằng các đèn sáng bình thường. Trạng thái hoạt động của hệ thống cũng được báo bằng các đèn sáng bình thường: nâng hàng, hạ hàng, quay mâm sang phải, quay mâm sang trái, nâng cần hay hạ cần Còn khi hệ thống đang hoạt động, mà xảy ra sự cố, thì được báo động bằng đèn nhấp nháy và còi. Khi thấy còi và đèn nhấp nháy, người vận hành ấn nút khẳng định sự cố, thì còi tắt và đèn sáng bình thường. Khi sự cố đã được sử lý xong, đèn tắt. Người vận hành ấn nút Reset để đưa hệ thống về trạng thái sẵn sàng hoạt động. 2.2. Xây dựng sơ đồ thuật toán: 2.2.1) Các kí hiệu trong sơ đồ thuật toán: t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7: khoảng thời gian đặt của các khâu tạo trễ 1P, 2P: nút ấn đưa động cơ M2 hoạt động ở cấp tốc độ 1 quay phải, 2 quay phải. 1T, 2T: nút ấn đưa M2 hoạt động ở cấp tốc độ 1 quay trái, 2 quay trái 1NC, 2NC: nút ấn đưa M3 hoạt động ở cấp tốc độ 1 nâng cần, 2 nâng cần. 1HC, 2HC: nút ấn đưa M3 hoạt động ở cấp tốc độ 1 hạ cần, 2 hạ cần. M1: động cơ cho cơ cấu nâng hạ hàng. M2: động cơ cho cơ cấu quay mâm. M3: động cơ cho cơ cấu nâng hạ cần. C1, C2, C3: công tắc tơ khống chế tốc độ 1, tốc độ 2, tốc độ 3. CN, CH : các công tắc tơ khống chế nâng hàng, hạ hàng ở cơ cấu nâng hạ hàng. CQP, CQT: các công tắc tơ khống chế quay phải, quay trái của cơ cấu quay mâm. CNC, CHC: công tắc tơ khống chế nâng cần, hạ cần của cơ cấn nâng hạ cần. Cp: công tắc tơ khống chế cuộn phanh. Cq: công tắc tơ khống chế quạt gió. ES: nút dừng sự cố. tq: ngưỡng bảo vệ quá tải cho quạt gió. tđ: ngưỡng bảo vệ quá tải cho động cơ. Động cơ được bảo vệ quá tải theo 2 cấp, nếu động cơ đang hoạt động ở cấp tốc độ cao mà xảy ra quá tải thì nó tự động chuyển về hoạt động ở cấp tốc độ 1. Khi đã chuyển về tốc độ 1 mà vẫn còn quá tải thì bảo vệ động cơ. Còn khi đã chuyển về tốc độ 1, mà hết quá tải, nếu vẫn ấn nút tốc độ cao thì nó tự động chuyển lên hoạt động ở cấp tốc độ cao đó. ltd: ngưỡng cáp bảo vệ móc chạm đỉnh. lc: chiều dài cáp. ∆lc: chiều dài cáp đã xông W: trọng lượng hàng. Wcp: trọng lượng hàng cho phép. TG, TG1, TG2: các khâu nhớ trung gian. TG1 = 1↔ ấn 2N, 2H với cơ cấu nâng hạ hàng TG2 = 1↔ ấn 3N, 3H với cơ cấu nâng hạ hàng TG = 1↔ ấn 2QP, 2QT với cơ cấu quay mâm TG = 1↔ ấn 2NC, 2HC với cơ cấu nâng hạ cần - Gcp: góc cuốn phải cho phép của cơ cấu quay mâm. - Gct: góc cuốn trái cho phép của cơ cấu quay mâm. - amax: góc nâng cần lớn nhât cho phép. - amin: góc hạ cần lớn nhât cho phép. Ä: Đèn báo. Còi 2.2.2) Sơ đồ thuật toán cho hệ thống: CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO S7- 300. 3.1) Bảng các tín hiệu vào ra : 3.1.1) cơ cấu nâng hạ hàng: Bảng tín hiệu vào: DI Chức năng I0.0 Start I0.1 nút ấn tốc độ 1 nâng hàng I0.2 nút ấn tốc độ 2 nâng hàng I0.3 nút ấn tốc độ 3 nâng hàng I0.4 nút ấn tốc độ 1 hạ hàng I0.5 nút ấn tốc độ 2 hạ hàng I0.6 nút ấn tốc độ 3 hạ hàng I0.7 nút Stop I1.0 ES I1.1 Tiếp điểm hành trình, đóng vào khi cửa gió được mở I1.2 tiếp điểm cảm biến, mở ra khi quạt gió quá tải I1.3 tiếp điểm cảm biến, mở ra khi M1 quá tải cấp 1 I1.4 tiếp điểm cảm biến, mở ra khi M1 quá tải cấp 2 I1.5 tiếp điểm hành trình, mở ra khi móc chạm đỉnh I1.6 tiếp điểm hành trình, mở ra khi quá trọng I1.7 tiếp điểm hành trình, mở ra khi hết cáp I2.0 nút Reset của hệ thống Bảng tín hiệu ra: DO Chức năng Q6.0 Công tắc tơ cấp điện cho quạt gió Q6.1 Công tắc tơ khống chế hạ hàng Q6.2 Công tắc tơ khống chế nâng hàng Q6.3 Công tắc tơ khống chế tốc độ 1 Q6.4 Công tắc tơ khống chế tốc độ 2 Q6.5 Công tắc tơ khống chế tốc độ 3 Q6.6 Công tắc tơ khống chế cuộn phanh Q6.7 Đèn báo nâng hàng Q7.0 Đèn báo hạ hàng Q7.1 Đèn báo M1 hoạt động cấp tốc độ 1 Q7.2 Đèn báo M1 hoạt động cấp tốc độ 2 Q7.3 Đèn báo M1 hoạt động cấp tốc độ 3 Q7.4 Đèn báo dừng bình thường Q7.5 Đèn báo dừng sự cố Q7.6 Đèn báo quạt gió quá tải Q7.7 Đèn báo M1 quá tải cấp 1 Q8.0 Đèn báo M2 quá tải cấp 2 Q8.1 Đèn báo hết cáp Q8.2 Đèn báo móc chạm đỉnh Q8.3 Đèn báo quá trọng 3.1.2)Cơ cấu quay mâm: Bảng tín hiệu vào: DI Chức năng I2.1 nút ấn tốc độ 1 quay phải I2.2 nút ấn tốc độ 2 quay phải I2.3 nút ấn tốc độ 1 quay trái I2.4 nút ấn tốc độ 2 quay trái I2.5 nút Stop I2.6 ES I2.7 tiếp điểm hành trình, đóng vào khi cửa gió mở I3.0 tiếp điểm cảm biến, mở ra khi quạt gió quá tải I3.1 tiếp điểm cảm biến, mở ra khi M2 quá tải cấp 1 I3.2 tiếp điểm cảm biến, mở ra khi M2 quá tải cấp 2 I3.3 tiếp điểm hành trình, mở ra khi mâm quay quá góc phải I3.4 tiếp điểm hành trình, mở ra khi mâm quay quá góc trái I3.5 nút Start Bảng tín hiệu ra: DO Chức năng Q8.4 đèn báo quạt gió 2 bị quá tải Q8.5 công tắc tơ cấp điện cho quạt gió Q8.6 công tắc tơ khống chế quay phải Q8.7 công tắc tơ khống chế quay trái Q9.0 công tắc tơ khống chế tốc độ 1 Q9.1 công tắc tơ khống chế tốc độ 2 Q9.2 công tắc tơ cấp điện cho phanh Q9.3 đèn báo M2 đang quay phải Q9.4 đèn báo M2 đang quay trái Q9.5 đèn báo dừng bình thường Q9.6 đèn báo dừng sự cố Q9.7 đèn báo M2 quay với tốc độ 1 Q10.0 đèn báo M2 quay với tốc độ 2 Q10.1 đèn báo M2 quá tải cấp 1 Q10.2 đèn báo M2 quá tải cấp 2 Q10.3 đèn báo cơ cấu quay quá góc phải cho phép Q10.4 đèn báo cơ cấu quay quá góc trái cho phép 3.1.3) Cơ cấu nâng hạ cần: Bảng tín hiệu vào: DI Chức năng I3.7 nút Start I4.0 nút ấn tốc độ 1 nâng cần I4.1 nút ấn tốc độ 2 nâng cần I4.2 nút ấn tốc độ 1 hạ cần I4.3 nút ấn tốc độ 2 hạ cần I4.4 tiếp điểm hành trình, đóng vào khi cửa gió mở I4.5 tiếp điểm cảm biến, mở ra khi quạt gió quá tải I5.0 tiếp điểm hành trình, mở ra khi nâng cần quá góc cho phép I5.1 tiếp điểm hành trình, mở ra khi hạ cần quá góc cho phép I5.2 tiếp điểm hành trình, mở ra khi móc chạm đỉnh I5.3 Stop I5.4 ES I5.6 Nút khẳng định sự cố Bảng tín hiệu ra: DO Chức năng Q10.7 công tắc tơ cấp điện cho quạt gió Q11.0 công tắc tơ khống chế nâng cần Q11.1 công tắc tơ khống chế hạ cần Q11.2 công tắc tơ khống chế tốc độ 1 Q11.3 công tắc tơ khống chế tốc độ 2 Q11.4 công tắc tơ cấp điện cho phanh Q11.5 đèn báo dừng bình thường Q11.6 đèn báo dừng sự cố Q11.7 đèn báo nâng cần Q12.0 đèn báo hạ cần Q12.1 đèn báo động cơ đang hoạt động ở tốc độ 1 Q12.2 đèn báo động cơ đang hoạt động ở tốc độ 2 Q10.5 đèn báo quạt gió bị quá tải Q12.4 đèn báo nâng cần quá αmax Q12.5 đèn báo hạ cần quá αmin Q12.6 đèn báo móc chạm đỉnh Q12.7 Còi báo động sự cố (chung cho cả hệ thống) 3.2) Chương trình điều khiển : 3.2.1:Chương trình điều khiển với ngôn ngữ lập trình STL: 3.2.1.1) Cơ cấu nâng hạ hàng: Network 1: Start O I 0.0 O M 0.0 = M 0.0 Network 2: quạt gió hoạt động AN I 1.2 AN I 1.1 A M 0.0 = Q 6.0 Network 3: rơle trung gian bảo vệ "không" AN I 1.1 AN I 1.0 A M 0.0 AN I 1.6 A( A Q 6.0 AN M 0.3 AN M 0.2 O AN I 1.4 A M 0.1 ) = M 0.1 Network 4: rơle trung gian nâng hàng A M 0.1 AN I 1.5 AN I 0.7 A( O I 0.1 O I 0.2 O I 0.3 O M 2.0 ) = L 20.0 A L 20.0 AN Q 6.1 AN M 0.3 AN M 1.2 = M 0.2 A L 20.0 BLD 102 = M 2.0 Network 5: rơle trung gian hạ hàng A M 0.1 AN I 1.7 AN I 0.7 A( O I 0.4 O I 0.5 O I 0.6 O M 2.1 ) = L 20.0 A L 20.0 AN Q 6.2 AN M 0.2 AN M 1.3 = M 0.3 A L 20.0 BLD 102 = M 2.1 Network 6: công tăc tơ khống chế nâng hàng A M 0.1 A( O M 0.2 O AN T 1 AN I 1.5 A Q 6.2 ) AN Q 6.1 = Q 6.2 = Q 6.7 Network 7: công tăc tơ khống chế hạ hàng A M 0.1 A( O M 0.3 O AN T 1 A Q 6.1 ) AN Q 6.2 = Q 6.1 = Q 7.0 Network 8: rơle trung gian đưa tốc độ 2, tốc độ 3 vào hoạt động A M 0.1 A( AN I 1.3 A M 0.1 O AN M 0.2 AN M 0.3 ) = M 0.4 Network 9: công tăc tơ khống chế tốc độ 1 A M 0.1 AN Q 6.4 AN Q 6.5 = L 20.0 A L 20.0 AN I 1.4 AN I 1.7 AN Q 7.5 = Q 6.3 A L 20.0 BLD 102 L S5T#10S SD T 1 Network 10: công tăc tơ phanh A M 0.1 A( A M 0.2 A Q 6.2 O A M 0.3 A Q 6.1 ) = L 20.0 A L 20.0 BLD 102 L S5T#10S SD T 2 A L 20.0 BLD 102 = M 6.5 A L 20.0 A( O Q 6.3 O Q 6.4 O Q 6.5 ) = Q 6.6 A L 20.0 A M 0.4 A Q 6.0 AN I 0.7 = M 6.4 Network 11: mạch đưa tốc độ 2 vào hoạt động A M 6.4 A( O I 0.2 O I 0.3 O I 0.5 O I 0.6 O M 0.5 O A M 1.2 AN M 1.4 O A M 1.3 AN M 1.5 ) = L 20.0 A L 20.0 A T 2 AN M 1.0 AN M 1.1 = L 20.1 A L 20.1 AN Q 6.5 = Q 6.4 = Q 7.2 A L 20.1 BLD 102 L S5T#10S SD T 3 A L 20.0 BLD 102 = M 0.5 Network 12: mạch đưa tốc độ 3 vào hoạt động A M 6.4 A( O I 0.3 O I 0.6 O M 0.6 O A M 1.2 AN M 1.6 O A M 1.3 AN M 1.7 ) = L 20.0 A L 20.0 AN M 1.0 A T 3 AN M 0.7 = Q 6.5 = Q 7.3 A L 20.0 AN I 0.1 AN I 0.2 AN I 0.5 AN I 0.4 = M 0.6 Network 13: mạch trung gian thay đổi tốc độ A M 6.5 A( A Q 6.5 A( O I 0.2 O I 0.5 ) O M 0.7 ) AN I 0.6 AN I 0.3 = M 0.7 Network 14: mạch trung gian thay đổi tốc độ A M 6.5 A( A Q 6.5 A( O I 0.1 O I 0.4 ) O M 1.0 ) AN I 0.3 AN I 0.2 AN I 0.5 AN I 0.6 = M 1.0 Network 15: mạch trung gian thay đổi tốc độ A M 6.5 A( A Q 6.4 A( O I 0.1 O I 0.4 ) O M 1.1 ) AN I 0.2 AN I 0.3 AN I 0.6 AN I 0.5 = M 1.1 Network 16: đảo chiều từ nâng sang hạ A( A( O Q 6.3 O Q 6.4 O Q 6.5 ) A( O I 0.4 O I 0.5 O I 0.6 ) O M 1.2 ) AN I 0.1 AN I 0.2 AN I 0.3 = M 1.2 Network 17: đảo chiều từ hạ sang nâng A( A( O Q 6.3 O Q 6.4 O Q 6.5 ) A( O I 0.1 O I 0.2 O I 0.3 ) O M 1.3 ) AN I 0.4 AN I 0.5 AN I 0.6 = M 1.3 Network 18: đảo chiều từ nâng sang 1 hạ A( A( O Q 6.3 O Q 6.4 O Q 6.5 ) A I 0.4 O M 1.4 ) AN I 0.1 AN I 0.2 AN I 0.3 AN I 0.5 AN I 0.6 = M 1.4 Network 19: đảo chiều từ hạ sang 1 nâng A( A( O Q 6.3 O Q 6.4 O Q 6.5 ) A I 0.1 O M 1.5 ) AN I 0.5 AN I 0.2 AN I 0.3 AN I 0.4 AN I 0.6 = M 1.5 Network 20: đảo chiều từ nâng sang 2 hạ A( A( O Q 6.3 O Q 6.4 O Q 6.5 ) A I 0.5 O M 1.6 ) AN I 0.1 AN I 0.2 AN I 0.3 AN I 0.4 AN I 0.6 = M 1.6 Network 21: đảo chiều từ hạ sang tốc độ 2 nâng A( A( O Q 6.3 O Q 6.4 O Q 6.5 ) A I 0.2 O M 1.7 ) AN I 0.5 AN I 0.1 AN I 0.3 AN I 0.4 AN I 0.6 = M 1.7 Network 22: đèn báo động cơ quay tốc độ 1 A( O Q 6.1 O Q 6.2 ) A Q 6.3 = Q 7.1 Network 23: mạch trung gian báo đèn Stop AN I 0.1 AN I 0.2 AN I 0.3 AN I 0.4 AN I 0.5 AN I 0.6 A( O I 0.7 O M 6.7 ) = M 6.7 Network 24: đèn Stop A M 6.7 AN Q 6.2 AN Q 6.1 = Q 7.4 Network 25: mạch trung gian báo dừng sự cố AN I 2.0 A( O I 1.0 O M 7.4 ) = M 7.4 3.2.1.2) Cơ cấu quay mâm: Network 1: Start O I 3.5 O M 2.2 = M 2.2 Network 2: Quạt gió hoạt động AN I 2.7 AN I 3.0 A M 2.2 = Q 8.5 Network 3: Rơle bảo vệ "không" AN I 2.6 A M 2.2 A( A Q 8.5 AN M 2.4 AN M 2.5 O AN I 3.2 A M 2.3 ) = M 2.3 Network 4: Rơle trung gian cho quay mâm sang phải A M 2.3 AN I 3.3 AN I 2.5 A( O I 2.1 O I 2.2 O M 2.7 ) = L 20.0 A L 20.0 AN Q 8.7 AN M 2.5 AN M 3.3 = M 2.4 A L 20.0 BLD 102 = M 2.7 Network 5: Rơle trung gian cho quay mâm sang trái A M 2.3 AN I 3.4 AN I 2.5 A( O I 2.3 O I 2.4 O M 3.0 ) = L 20.0 A L 20.0 AN Q 8.6 AN M 2.4 AN M 3.4 = M 2.5 A L 20.0 BLD 102 = M 3.0 Network 6: công tăc tơ khống chế quay mâm sang phải A M 2.3 A( O M 2.4 O AN T 4 AN I 3.3 A Q 8.6 ) AN Q 8.7 = Q 8.6 Network 7: công tăc tơ khống chế quay mâm sang trái A M 2.3 A( O M 2.5 O AN T 4 AN I 3.4 A Q 8.7 ) AN Q 8.6 = Q 8.7 Network 8: rơle trung gian đưa tốc độ 2 vào hoạt động A M 2.3 A( ON I 3.1 O AN M 2.4 AN M 2.5 ) = M 2.6 Network 9: công tăc tơ khống chế tốc độ 1 A M 2.3 AN Q 9.1 = L 20.0 A L 20.0 AN I 3.2 AN Q 9.6 = Q 9.0 A L 20.0 BLD 102 L S5T#10S SD T 4 Network 10: mạch cấp điện cho công tăc tơ khống chế tốc độ 2, và trung gian đưa tốc độ 2 vào hoạt động A M 2.3 A( A M 2.4 A Q 8.6 O A M 2.5 A Q 8.7 ) = L 20.0 A L 20.0 BLD 102 L S5T#10S SD T 5 A L 20.0 A( O Q 9.0 O Q 9.1 ) = Q 9.2 A L 20.0 A M 2.6 A Q 8.5 AN I 2.5 = M 6.3 A L 20.0 A( A Q 9.1 A( O I 2.1 O I 2.3 ) O M 3.2 ) AN I 2.2 AN I 0.5 = M 3.2 Network 11: mạch đưa tốc độ 2 vào hoạt động và báo đèn A M 6.3 A( O I 2.2 O I 2.4 O M 3.1 O A M 3.3 AN M 3.5 O A M 3.4 AN M 3.6 ) = L 20.0 A L 20.0 A T 5 AN M 3.2 = Q 9.1 = Q 10.0 A L 20.0 BLD 102 = M 3.1 Network 12: mạch chuyển từ quay phải sang quay trái A( A( O Q 9.0 O Q 9.1 ) A( O I 2.3 O I 2.4 ) O M 3.3 ) AN I 2.1 AN I 2.2 = M 3.3 Network13: mạch chuyển từ quay trái sang quay phải A( A( O Q 9.0 O Q 9.1 ) A( O I 2.1 O I 2.2 ) O M 3.4 ) AN I 2.3 AN I 2.4 = M 3.4 Network 14: mạch chuyển từ quay phải sang tốc độ 1 quay trái A( A( O Q 9.0 O Q 9.1 ) A I 2.3 O M 3.5 ) AN I 2.1 AN I 2.2 AN I 2.4 = M 3.5 Network 15: mạch chuyển từ quay trái sang tốc độ 1 quay phải A( A( O Q 9.0 O Q 9.1 ) A I 2.1 O M 3.6 ) AN I 2.4 AN I 2.2 AN I 2.3 = M 3.6 Network 16: mạch chuyển từ quay phải sang tốc độ 2 quay trái A( A( O Q 9.0 O Q 9.1 ) A I 2.4 O M 3.7 ) AN I 2.1 AN I 2.2 AN I 2.3 = M 3.7 Network 17: mạch chuyển từ quay trái sang tốc độ 2 quay phải A( A( O Q 9.0 O Q 9.1 ) A I 2.2 O M 4.0 ) AN I 2.4 AN I 2.1 AN I 2.3 = M 4.0 Network 18: đèn báo quay phải A Q 8.6 A( O Q 9.0 O Q 9.1 ) = Q 9.3 Network 19: đèn báo quay trái A Q 8.7 A( O Q 9.0 O Q 9.1 ) = Q 9.4 Network 20: đèn báo Stop AN I 2.1 AN I 2.2 AN I 2.3 AN I 2.4 A( O I 2.5 O M 4.1 ) = L 20.0 A L 20.0 AN Q 8.7 AN Q 8.6 = Q 9.5 A L 20.0 BLD 102 = M 4.1 Network 21: mạch trung gian báo dừng sự cố AN I 2.0 A( O I 2.6 O M 7.5 ) = M 7.5 Network 22: đèn báo động cơ quay với tốc độ 1 A( O Q 8.6 O Q 8.7 ) A Q 9.0 = Q 9.7 3.2.1.3)Cơ cấu nâng hạ cần Network1: Start O I 3.7 O M 4.2 = M 4.2 Network 2: Quạt gió AN I 4.4 AN I 4.5 A M 4.2 = Q 10.7 Network 3: rơle trung gian bảo vệ "không" AN I 5.4 A M 4.2 A( A Q 10.7 AN M 4.4 AN M 4.5 O M 4.3 ) = M 4.3 Network 4: rơle trung gian cho nâng cần A M 4.3 AN I 5.0 AN I 5.2 AN I 5.3 A( O I 4.0 O I 4.1 ) = L 20.0 A L 20.0 AN Q 11.1 AN M 4.5 AN M 5.3 = M 4.4 A L 20.0 BLD 102 = M 4.7 Network 5: rơle trung gian cho hạ cần A M 4.3 AN I 5.1 AN I 5.3 A( O I 4.2 O I 4.3 O M 5.0 ) = L 20.0 A L 20.0 AN Q 11.0 AN M 4.4 AN M 5.4 = M 4.5 A L 20.0 BLD 102 = M 5.0 Network 6: công tăc tơ khống chế nâng cần A M 4.3 A( O M 4.4 O AN T 6 AN I 5.0 AN I 5.2 A Q 11.0 ) AN Q 11.1 = Q 11.0 = Q 11.7 Network 7: công tăc tơ khống chế hạ cần A M 4.3 A( O M 4.5 O AN T 6 AN I 5.1 A Q 11.1 ) AN Q 11.0 = Q 11.1 = Q 12.0 Network 8: rơle trung gian đưa tốc độ 2 vào hoạt động O M 4.3 O A M 4.3 AN M 4.4 AN M 4.5 = M 4.6 Network 9: công tăc tơ khống chế tốc độ 1 A M 4.3 AN Q 11.3 = Q 11.2 L S5T#10S SD T 6 Network 10: mạch trung gian đưa tốc độ 2 vào hoạt động A M 4.3 A( A M 4.4 A Q 11.0 O A M 4.5 A Q 11.1 ) = L 20.0 A L 20.0 BLD 102 L S5T#10S SD T 7 A L 20.0 A( O Q 11.2 O Q 11.3 ) = Q 11.4 A L 20.0 A M 4.6 A Q 10.7 AN I 5.3 = M 6.2 A L 20.0 A( A Q 11.3 A( O I 4.0 O I 4.2 ) O M 5.2 ) AN I 4.1 AN I 4.3 = M 5.2 Network 11: mạch đưa tốc độ 2 vào hoạt động A M 6.2 A( O I 4.1 O I 4.3 O M 5.1 O A M 5.3 AN M 5.5 O A M 5.4 AN M 5.6 ) = L 20.0 A L 20.0 A T 7 AN M 5.2 AN M 1.0 = Q 11.3 = Q 12.2 A L 20.0 BLD 102 = M 5.1 Network 12: mạch đảo chiều từ nâng sang hạ A( A( O Q 11.2 O Q 11.3 ) A( O I 4.2 O I 4.3 ) O M 5.3 ) AN I 4.0 AN I 4.1 = M 5.3 Network 13: mạch đảo chiều từ hạ sang nâng A( A( O Q 11.2 O Q 11.3 ) A( O I 4.0 O I 4.1 ) O M 5.4 ) AN I 4.2 AN I 4.3 = M 5.4 Network 14: đảo chiều từ nâng sang tốc độ 1 hạ A( A( O Q 11.2 O Q 11.3 ) A I 4.2 O M 5.5 ) AN I 4.0 AN I 4.1 AN I 4.3 = M 5.5 Network 15: đảo chiều từ hạ sang tốc độ 1 nâng A( A( O Q 11.2 O Q 11.3 ) A I 4.0 O M 5.6 ) AN I 4.3 AN I 4.1 AN I 4.2 = M 5.6 Network 16: đảo chiều từ nâng sang tốc độ 2 hạ A( A( O Q 11.2 O Q 11.3 ) A I 4.3 O M 5.7 ) AN I 4.0 AN I 4.1 AN I 4.2 = M 5.7 Network 17: đảo chiều từ hạ sang tốc độ 2 nâng A( A( O Q 11.2 O Q 11.3 ) A I 4.1 O M 6.0 ) AN I 4.3 AN I 4.0 AN I 4.2 = M 6.0 Network 18: đèn báo dừng bình thường AN I 4.0 AN I 4.1 AN I 4.2 AN I 4.3 A( O I 5.3 O M 6.1 ) = L 20.0 A L 20.0 AN Q 11.1 AN Q 11.0 = Q 11.5 A L 20.0 BLD 102 = M 6.1 Network 19: mạch trung gian cho đèn và còi báo dừng sự cố AN I 2.0 A( O I 5.4 O M 7.6 ) = M 7.6 Network 20: đèn báo động cơ hoạt động ở cấp tốc độ 1 A( O Q 11.0 O Q 11.1 ) A Q 11.2 = Q 12.1 4) Mạch báo động cho hệ thống bằng đèn nháy và còi: Network 1: mạch trung gian tạo nháy 1 O I 1.2 O I 1.3 O I 1.4 O I 1.5 O I 1.6 O I 1.7 O M 7.4 O I 3.0 O I 3.1 O I 3.2 O I 3.3 O I 3.4 O M 7.5 O I 4.5 O I 5.0 O I 5.1 O I 5.2 O M 7.6 = M 7.3 Network 2: mạch trung gian tạo nháy 2 A( O M 7.3 O M 7.0 ) AN I 2.0 = M 7.0 Network 3: mạch cấp cho cuộn thời gian T8 AN M 7.2 A M 7.0 AN T 9 L S5T#1S SD T 8 Network 4: mạch cấp cho cuộn thời gian T9 A T 8 L S5T#1S SD T 9 Network 5: mạch đèn nháy A M 7.3 A( O T 8 O M 7.2 ) = L 20.0 A L 20.0 A I 1.2 = Q 7.6 A L 20.0 A I 1.3 = Q 7.7 A L 20.0 A I 1.4 = Q 8.0 A L 20.0 A I 1.5 = Q 8.1 A L 20.0 A I 1.6 = Q 8.2 A L 20.0 A I 1.7 = Q 8.3 A L 20.0 A M 7.4 = Q 7.5 A L 20.0 A I 3.0 = Q 8.4 A L 20.0 A I 3.1 = Q 10.1 A L 20.0 A M 7.5 = Q 9.6 A L 20.0 A I 3.2 = Q 10.2 A L 20.0 A I 3.3 = Q 10.3 A L 20.0 A I 3.4 = Q 10.4 A L 20.0 A M 7.6 = Q 11.6 A L 20.0 A I 4.5 = Q 10.5 A L 20.0 A I 5.0 = Q 12.4 A L 20.0 A I 5.1 = Q 12.5 A L 20.0 A I 5.2 = Q 12.6 Network 6: Cấp điện cho còi A M 7.0 AN M 7.1 = Q 12.7 Network 7: mạch tắt còi A( O I 5.6 O M 7.1 ) A M 7.0 = M 7.1 Network 8: mạch tắt nháy, đèn sáng bình thường A( O I 5.6 O M 7.2 ) A M 7.0 = M 7.2 3.2.2) Chương trình điều khiển với ngôn ngữ LAD: 3.2.2.1) Cơ cấu nâng hạ hàng: Network 1: Start Network 2: quạt gió hoạt động Network 3: rơle trung gian bảo vệ "không" Network 4: rơle trung gian nâng hàng Network 5: rơle trung gian hạ hàng Network 6: công tăc tơ khống chế nâng hàng Network 7: công tăc tơ khống chế hạ hàng Network 8: rơle trung gian đưa tốc độ 2, tốc độ 3 vào hoạt động Network 9: công tăc tơ khống chế tốc độ 1 Network 10: công tăc tơ phanh Network 11: mạch đưa tốc độ 2 vào hoạt động Network 12: mạch đưa tốc độ 3 vào hoạt động Network 13: mạch trung gian thay đổi tốc độ Network 14: mạch trung gian thay đổi tốc độ Network 15: mạch trung gian thay đổi tốc độ Network 16: đảo chiều từ nâng sang hạ Network 17: đảo chiều từ hạ sang nâng Network 18: đảo chiều từ nâng sang 1 hạ Network 19: đảo chiều từ hạ sang 1 nâng Network 20: đảo chiều từ nâng sang 2 hạ Network 21: đảo chiều từ hạ sang tốc độ 2 nâng Network 22: đèn báo động cơ quay tốc độ 1 Network 23: mạch trung gian báo đèn Stop Network 24: đèn Stop Network 25: mạch trung gian báo dừng sự cố 3.2.2.2) Cơ cấu quay mâm Network 1: Start Network 2: Quạt gió hoạt động Network 3: Rơle bảo vệ "không" Network 4: Rơle trung gian cho quay mâm sang phải Network 5: Rơle trung gian cho quay mâm sang trái Network 6: công tăc tơ khống chế quay mâm sang phải Network 7: công tăc tơ khống chế quay mâm sang trái Network 8: rơle trung gian đưa tốc độ 2 vào hoạt động Network 9: công tăc tơ khống chế tốc độ 1 Network 10: mạch cấp điện cho công tăc tơ khống chế tốc độ 2, và trung gian đưa tốc độ 2 vào hoạt động Network 11: mạch đưa tốc độ 2 vào hoạt động và báo đèn Network 12: mạch chuyển từ quay phải sang quay trái Network13: mạch chuyển từ quay trái sang quay phải Network 14: mạch chuyển từ quay phải sang tốc độ 1 quay trái Network 15: mạch chuyển từ quay trái sang tốc độ 1 quay phải Network 16: mạch chuyển từ quay phải sang tốc độ 2 quay trái Network 17: mạch chuyển từ quay trái sang tốc độ 2 quay phải Network 18: đèn báo quay phải Network 19: đèn báo quay trái Network 20: đèn báo Stop Network 21: mạch trung gian báo dừng sự cố Network 22: đèn báo động cơ quay với tốc độ 1 3.2.2.3) Cơ cấu nâng hạ cần Network1: Start Network 2: Quạt gió Network 3: rơle trung gian bảo vệ "không" Network 4: rơle trung gian cho nâng cần Network 5: rơle trung gian cho hạ cần Network 6: công tăc tơ khống chế nâng cần Network 7: công tăc tơ khống chế hạ cần Network 8: rơle trung gian đưa tốc độ 2 vào hoạt động Network 9: công tăc tơ khống chế tốc độ 1 Network 10: mạch trung gian đưa tốc độ 2 vào hoạt động Network 11: mạch đưa tốc độ 2 vào hoạt động Network 12: mạch đảo chiều từ nâng sang hạ Network 13: mạch đảo chiều từ hạ sang nâng: Network 14: đảo chiều từ nâng sang tốc độ 1 hạ Network 15: đảo chiều từ hạ sang tốc độ 1 nâng Network 16: đảo chiều từ nâng sang tốc độ 2 hạ Network 17: đảo chiều từ hạ sang tốc độ 2 nâng Network 18: đèn báo dừng bình thường Network 19: mạch trung gian cho đèn và còi báo dừng sự cố Network 20: đèn báo động cơ hoạt động ở cấp tốc độ 1 4) Mạch báo động cho hệ thống bằng đèn nháy và còi: mạch này tích hợp báo tất cả các sự cố có thể xảy ra của hệ thống (gồm cả 3 cơ cấu), có cả nút khẳng định sự cố, nút Reset Network 1: mạch trung gian tạo nháy 1 Network 2: mạch trung gian tạo nháy 2 Network 3: mạch cấp cho cuộn thời gian T8 Network 4: mạch cấp cho cuộn thời gian T9 Network 5: mạch đèn nháy Network 6: Cấp điện cho còi Network 7: mạch tắt còi Network 8: mạch tắt nháy, đèn sáng bình thường CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CHUNG VÀ KẾT LUẬN Hiện nay, số lượng con tàu ở Việt Nam có ứng dụng PLC và điều khiển các hệ thống truyền động cũng như hệ thống tự động còn ít. Nhưng trong những năm tới đây, chắc chắn PLC sẽ được đưa vào ứng dụng rộng rãi vào các hệ thống tự động, hệ thống truyền động dưới tàu. Việc sử dụng PLC, không những có thể thay đổi chương trình điều khiển một cách linh hoạt, mà hệ thống của ta sẽ giảm đi rất nhiều trọng lượng, do các rơle trung gian ở đây chỉ là các rơle "ảo", với số lượng tiếp điểm không hạn chế. Chúng ta chỉ cần cung cấp các thiết bị nhập xuất cho PLC (các thiết bị nhập kiểu nút ấn, công tăc, các khối đo, cảm biến...và các thiết bị xuất kiểu công tăc tơ, rơle, transito...). Việc viết chương trình thuật toán và chương trình điều khiển ở đây tuy có dựa vào các hệ thống thiết bị làm hàng mà điều khiển bằng động cơ điện hoặc bằng thuỷ lực trên thực tế nhưng chủ yếu vẫn là tự thiết kế. Do đo, có những điểm chưa được tương đồng với thực tế. Đó là những điểm cần phải sửa chữa. Trong khi thiết kế, em đã cố gắng để đưa ra tương đối đầy đủ các bảo vệ cho từng cơ cấu của hệ thống, với hy vọng hệ thống mang tính tổng quát. Hệ thống bao gồm 3 cơ cấu: - Cơ cấu quay mâm có các bảo vệ sau: +Bảo vệ quá tải cho quạt gió: chỉ cho động cơ hoạt động ở cấp tốc độ 1 +Bảo vệ qua tải cho động cơ. Bảo vệ theo 2 cấp. + Bảo vệ móc chạm đỉnh. + Bảo vệ hết cáp. + Bảo vệ qua tải trọng. -Đối với cơ cấu quay mâm, gồm có: + Bảo vệ quá tải quạt gió + Bảo vệ quá tải cho động cơ: cũng có 2 cấp bảo vệ. + Bảo vệ quay quá góc cho phép. - Đối với cơ cấu nâng hạ cần: + Bảo vệ nâng cần quá αmax, và hạ cần quá αmin. + Bảo vệ móc chạm đỉnh. *) Một số ý tưởng đưa ra: - Chức năng bảo vệ quá trọng. - Báo động bằng đèn nhấp nháy, còi. Có cả nút khẳng định sự cố. Và khi có sự cố xẩy ra thì người vận hành biết chắc chắn là sự cố gì do mỗi sự cố có đèn báo riêng.... KẾT LUẬN CHUNG Đề tài của em gồm có 2 phần. Phần thứ nhất :"Tổng quan truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ trên thực tế", em đã cố gắng để đưa được ra các hệ thống thiết bị làm hàng thông dụng hiện nay. Tuy nhiên, với con mắt tổng quan nên em không trình bày sâu về hệ thống nào, mà mỗi hệ thống chỉ đưa ra được cấu trúc chung, giới thiệu phần tử và chức năng các phần tử, nguyên lý hoạt động chung và ưu nhược điểm của hệ thống. Do vây, chăc chắn còn có những chỗ thiếu xót, những chỗ cần có điểm nhấn mà em chưa đưa ra được. Phần thứ hai: " Đi sâu nghiên cứu hệ thống làm hàng với việc ứng dụng PLC để điều khiển động cơ điện dị bộ rôto lồng sóc 3 cấp tốc độ". Phần này mang tính thiết kế hệ thống. Em đã cố găng thiết kế để đảm bảo những yêu cầu mà một hệ thống làm hàng cần phải có, ngoài ra em còn đưa ra được 1 số ý tưởng cho hệ thống với mục đích hệ thống tăng thêm tính kinh tế, an toàn. Nhưng do tầm nhìn thực tế còn ít, tư duy thiết kế còn hạn hẹp, nên chắc chắn hệ thống còn thiếu xót. Em xin được tiếp nhận những ý kiến đóng góp quí báu của các thầy giáo để em có thể hoàn thiện được tầm nhìn về thực tế cũng như tư duy thiết kế cho đề tài của em. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện- ĐTTB, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Hứa Xuân Long cùng thầy giáo Vương Đức Phúc để em có thể hoàn thành đồ án. Hải Phòng, ngày 10 tháng 3 năm 2006. Sinh viên: Đồng Huy Hoài TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Truyền động điện tàu thuỷ- Thạc sĩ Lưu Đình Hiếu. Khoa Điện- ĐTTB, Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam 2.Bài giảng môn Truyền động điện tàu thuỷ- Thầy giáo Lưu Đình Hiếu 3.Bài giảng môn PLC và kĩ thuật mạng tàu thuỷ- Thầy giáo Đinh Anh Tuấn 4.Điều khiển logic và lập trình PLC- Tăng Văn Mùi, TS. Nguyễn Tiến Dũng. Khoa cơ khí chế tạo máy. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hồ Chí Minh. 5. Tự động hoá với Simatic S7- 300- Nguyễn Doãn Phước, Phạm Xuân Minh, Vũ Văn Hà.