Quá trình thực tập tại công ty cổ phần tự động hóa công nghiệp SISIA.VN

VIỆT NAM. I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Biến tần Bộ biến đổi tần số hay còn gọi là biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều có tần số khác mà có thể thay đổi được. Đối với các bộ biến tần dùng cho việc điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều thì ngoài việc thay đổi tần số của chúng còn có thể thay đổi cả điện áp ra với điện áp lưới cấp vào bộ biến tần. 1.1. Nguyên lý làm việc của biến tần Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cos phi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ. Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp. Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID và thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giám sát trong hệ thống SCADA. 1.2. Phân loại biến tần: Biến tần được chia làm 2 nhóm là Biến tần máy điện và Biến tần van. 1.2.1. Biến tần máy điện Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Nguyên lý chung của loại biến tần này là dùng máy điện xoay chiều làm nguồn điện có tần số biến đổi. 1.2.2. Biến tần van Nguyên lý làm việc của biến tần van là dùng các tún hiệu điều khiển để đóng mở các van ( ở đây thường là các transistor hay thiristor ) biến đổi năng lượng điện xoay chiều ở tần số này thành năng lượng điện xoay chiều có tần số khác. Biến tần van được chia làm 2 loại: + Biến tần van trực tiếp. + Biến tần van gián tiếp. Biến tần van được ứng dụng rộng rãi vì có nhiều ưu điểm như: kích thước nhỏ nhẹ, không gây ồn, hệ số khuếch đại công suất lớn, hiệu suất cao. 1.2.3 Một số hang biến tần trên thị trường. 1.2.3.1. Biến tần ABB Bến tần ABB là một trong những sản phẩm rất thế mạnh của tập đoàn nổi tiếng ABB Phần Lan.Với nhiều dòng biến tần khác nhau và dãi công suất rất lớn đặc biệt với công nghệ hàng đầu của mình trong lĩnh vực điện tự động hóa ABB đã khẳng định được thương hiệu của mình trong nền công nghiệp của thế gới Công suất từ 0.18kw đến 27MW cùng với dãi điện áp 200V đến 4.16KV và công nghệ vượt trội Biến tần ABB đã được đánh giá là hãng có Biến tần đứng đầu trên toàn cầu " theo IMS Study 2008" * Biến tần cho chế tạo máy ACS 350: Dùng điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 Pha có yêu cầu điều khiển nâng cao, thông dụng chịu tải nặng sử dụng cho : OEM-chế tạo máy dệt, máy in,máy chế biến thực phẩm, cao su, nhựa, gỗ , băng tải... * Biến tần công suất nhỏ ACS 150: Dùng điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 Pha, 220V/0.37…2.2 KW, 380V/0.37…22 KW * Biến tần công suất nhỏ ACS 150: Dùng điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 Pha có yêu cầu điều khiển đơn giản, tải nhẹ. 1.2.3.2 Biến tần DELTA. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org * VFD - B Series dùng cho tải nặng: Phù hợp với hầu hết các ứng dụng, các nhu cầu thay đổi tốc độ máy đóng gói, băng tải. Đặc biệt: Ứng dụng trong ngành Dệt sợi, Thang máy, Thang cuốn, Bơm, Quạt, Nhựa và các dây chuyền sản xuất khác. (công suất từ 700W –75kW (1pha/3pha; 220V~/380V~) * VFD - L Series dùng cho tải nhẹ: Phù hợp với các ứng dụng nhỏ, các nhu cầu thay đổi tốc độ, máy bắn bóng, máy đóng gói, băng tải. Điều khiển hoàn hảo động cơ xoay chiều 3 pha công suất từ 0.2kW – 1.5kW Cài đặt đơn giản, Điện áp nguồn cấp 1&3 Pha/220V~,Công suất 400W & 750W. 1.2.3.3. Biến tần SIEMENS. *Biến tần M420 Họ biến tần MICROMASTER 420 - 6SE6420 có công suất định mức từ 0.37KW đến 11KW đối với điện áp vào 3 pha AC 380V đến 480V, 0.12 KW đến 5.5KW đối với điện áp vào 3 pha AC 200V đến 240V và 0.12KW đến 3KW đối với điện áp vào 1 pha AC 200V đến 240V tần số ngõ vào 50/60Hz. *Biến tần M430 :Biến tần MICROMASTER 430 - 6SE6430 có công suất định mức từ 7.5KW đến 250KW đối với điện áp vào 3 pha AC 380V đến 480V, tần số ngõ vào 50/60Hz. điện áp định mức ngõ ra: 3 pha 380VAC , tần số ngõ ra từ 0Hz đến 650Hz. *Biến tần SINAMICS G110 :Biến tần SINAMICS G110 - 6SL có công suất định mức: từ 0.12KW đến 3.0KW, điện áp định mức ngõ vào: từ 1 pha 200V- 240VAC , tần số ngõ vào 50/60Hz, điện áp định mức ngõ ra: 3 pha 220VAC, tần số ngõ ra từ 0Hz đến 650Hz. 1.3 Ưu điểm của biến tần là tiết kiệm điện Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo công nghệ hiện đại. Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống. Qua tính toán với các dữ liệu thực tế, với các chi phí thực tế thì với một động cơ sơ cấp khoảng 100 kW, thời gian thu hồi vốn đầu tư cho một bộ biến tần là khoảng từ 3 tháng đến 6 tháng. Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí nghiệp sử dụng máy Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org biến tần này và đã có kết quả rõ rệt. Với giải pháp tiết kiệm năng lượng bên cạnh việc nâng cao tính năng điều khiển hệ thống, các bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho các hệ truyền động cho bơm và quạt. Nhờ tính năng kỹ thuật cao với công nghệ điều khiển hiện đại nhất (điều khiển tối ưu về năng lượng) các bộ biến tần đang và sẽ làm hài lòng nhiều nhà đầu tư trong nước, trong khu vực và trên thế giới. 1.4. Các loại tải nên sử dụng biến tần để tiết kiệm điện. 1.4.1. Phụ tải có mô mem thay đổi (điều hòa trung tâm, bơm cấp nước, bơm quạt mát,... ). 1.4.2. Động cơ luôn chạy non tải mà không thể thay động cơ được thì phải lắp thêm biến tần. 2. PLC 2.1. Khái niêm Kỹ thuật điều khiển khả trình PLC (Pogrammable Logic Control) được phát triển từ những năm 1968 – 1970. Trong giai đoạn đầu các thiết bị khả trình yêu cầu người sử dụng phải có kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao. Ngày nay các thiết bị PLC đã phát triển mạnh mẽ và có mức độ phổ cập cao. Thiết bị điều khiển logic lập trình được PLC là dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa trên bộ vi xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh và thực hiện chức năng, chẳng hạn, cho phép tình logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, và các thuật toán để điều khiển máy và các quá trình công nghệ. PLC được thiết kế cho các kỹ sư, không yêu cầu cao các kiếm thức về máy tính và ngôn ngữ máy tính, có thể vận hành. Chúng được thiết kế cho không chỉ các nhà lập trình máy tính mới có thể cái đặt hoặc thay đổi chương trình. Vì vậy, các nhà thiết kế PLC phải lập trình sẵn sao cho chương trình điều khiển có thể nhập bằng cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản (ngôn ngữ điều khiển). Thuật ngứ logic được sử dụng vì việc lập trình chủ yếu liên quan đến các hoạt động logic ví dụ nếu có các điều kiện A và B thì C làm việc… người vận hành nhập chương trình (chuỗi lệnh) vào bộ nhớ PLC. Thiết bị Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org điều khiển PLC sẽ giám sát các tín hiệu vào và các tín hiệu vào và các tín hiệu ra theo chương trình này và thực hiện các quy tắc điều khiển đã được lập trình. Các PLC tương tự máy tính, nhưng máy tính được tối ưu hóa cho các tác vụ tính toán và hiển thị, còn PLC được chuyên biệt cho các tác vụ điều khiển và môn trường công nghiệp. vì vậy các PLC: + Được thiết kế bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn. + Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra. + Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch. Về cơ bản chức năng của bộ điều khiển PLC cũng giống như chức năng của bộ điều khiển thiết kế trên cơ sở các rơle công tắc tơ hoặc trên cơ sở các khối điện tử đó là: + Thu nhận các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ cảm biến. + Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đòng mở các mạch phù hợp với công nghệ. + Tính toán và soạn thảo cá lệnh điều khiển trên cơ sở so sánh các thong tin thu được +Phân biệt các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp. 2.2. Các thành phần cơ bản của một bộ PLC. 2.2.1. Cấu hình phần cứng. Hình 4: cấu hình phán cứng. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hệ thống PLC thong dụng có năm bộ phận cơ bản gồm: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ ngồn, giao diện vào/ra, và thiết bị lập trình. Sơ đồ hệ thống như hình trên. - Bộ xử lý. Bộ xử lý hay còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử lý. Bộ xử lý biên dịnh các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình được lưu trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị ra. Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự, đầu tiên các thông tin lưu trư trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự và được kiểm soát bởi bộ đếm chương trình. Bộ xử lý lien kết các tín hiệu và đưa kết quả đầu ra. Chu kỳ thời gian này gọi là thời gian quét (scan). Thời gian vòng quét phụ thuộc vào dung lượng của bộ nhớ, vào tốc độ của CPU. Nói chung một chu kì quét như hình dưới. Sau thao tác tuần tự chương trình sẽ dẫn đến một thời gian trẽ khi bộ đếm của chương trinh đi qua một chu trình đầy đủ, sau đó bắt đầu lại từ đầu. Để tránh thời gian quá trễ người ta đo thời gian quét của một chương trình dài 1 Kbyte và coi đó là chỉ tiêu để so sánh các PLC. Với nhiều loại thiết bị thời gian trễ này có thể tới 20ms hoặc hơn. Nếu thời gian trễ gây trở ngại cho qua trình điều khiển thì phải dùng các biện pháp đặc biệt, chẳng hạn như lắp đặt những lần gọi quan trọng trong thời gian một lần quét, hoặc là điều khiển các thông tin chuyển giao để bỏ bớt đi những lần gọi ít quan trọng khi thời gian quét dài tới mức không thể chấp nhận được. nếu các giải pháp trên không thỏa mãn thì phải dùng PLC có thời gian quét ngắn hơn. 2.2.2. Bộ nguồn. Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho bộ vi xử lý (thường là 5v) và cho các mạch điênh trong các module còn lại ( thường là 24v). Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org 2.2.3. Thiết bị lập trình. Thiết bị lập trình được sử dụng để lập các chương trình điều khiển cần thiết, sau đó chuyển cho PLC. Thiết bị lập trình có thể là thiết bị lập trình chuyên dụng, có thể là các thiết bị cẩm tay gọn nhẹ, có thể là phần mềm được cài đặt trên máy tính cá nhân. 2.2.4 Bộ nhớ. Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình sử dụng cho các hoạt động điều khiển. Các dạng bộ nhớ có thể là RAM, ROM, EPROM. Người ta luôn chế tạo nguồi dự phòng cho RAM để duy trì chương trình trong trường hợp mất điện nguồn, thời gian duy trì tùy thuộc vào từng PLC cụ thể. Bộ nhớ cũng có thể được chế tạo thành module cho phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau, khi cần mở rộng có thể cắm thêm. 2.2.5. Giao diện vào/ ra. Giao diện vào ra là nơi bộ xử lý trung tâm nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin đến các thiết bị bên ngoài. Tín hiệu vào có thể từ các công tắc, các bộ cảm biến nhiệt độ, các tế bào quang điện…. Tín hiệu ra có thể cung cấp cho các cuộn dât công tắc tơ, các rơle, các van điện từ, các động cơ nhỏ…. Tín hiệu vào/ ra có thể là tín hiệu rời rạc, tín hiệu lien tục, tín hiệu logic… Các tìn hiệu vào/ ra có thể thể hiện như hình 5 Hình 5: Các tín hiệu vào ra. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Mỗi điểm vào ra có một địac chỉ duy nhất được PLC sủ dụng. Các kênh vào\ra đã có các chức năng cách ly và điều hòa tín hiệu sao cho các bộ cảm biến và các bộ tác động có thể nối trực tiếp với chúng mà không cần thêm mạch điện khác. Tín hiệu thường được ghép cách điện (cách ly) nhờ linh kiện quang như hình 6. Dải tín hiệu nhận vào cho các PLC cỡ lớn có thể là 5v, 24v, 110v, 220v. Các PLC cỡ nhỏ thường chỉ nhập tín hiệu 24v. Tín hiệu ra cũng được ghép cách ly kiểu rơle như hình 7a, cách ly kiểu quang như hìn7b. Hình 6: Cách ly điện tín hiệu vào. Hình 7: Cách ly tín hiệu ra Tín hiệu ra có thể là tín hiệu chuyển mạch 24v, 100mA: 110v, 1A một chiều; thậm chí 240v, 1A xoay chiều tùy loại PLC. Tuy nhiên, với PLC cỡ lớn dải tín hiệu ra có thể thay đổi bằng cách lựa chọn các module ra thích hợp. 2.3. Cấu tạo chung của PLC. Các PLC có hai kiểu cấu tạo cơ bản là: kiểu hộp đơn và kiểu module nối ghép. Kiểu hộp đơn thường dùng cho các PLC cỡ nhỏ và được cung cấp dưới dạng nguyên chiếc hoàn chỉnh gồm bộ nguồn, bộ xử lý, bộ nhớ và các giao diện vào\ ra. Kiểu hộp đơn thường vẫn có khả năng ghép nối được với các module ngoài đẻ mở rộng khả năng của PLC.. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hình 8: Cấu tạo chung của PLC Kiểu module gồm các module riêng cho mỗi chức năng như module nguồn, module xử lý trung tâm, module ghép nối, module vào\ra, module mờ, module PID…. Các module được lăp trên các rãnh và được kết nối với nhau. Kiểu cấu tạo này có thể được sử dụng cho các thiết bị điền khiển lập trình với mọi kích cỡ, có nhiều bộ chức năng khác nhau được gộp vào các module riêng biệt. Việc sử dụng các module tùy thuộc công dụng cụ thể. 3. Các thiết bị điện. 3.1. Rơle. Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực. Các bộ phận (các khối) chính của rơle là: cơ cấu tiếp thu, cơ cấu trung gian, cơ cấu chấp hành. Ví dị rơle điện từ có các bộ phận: cuộn dây (cơ cấu tiếp thu), mạch tùe nam châm điện (cơ cấu trung gian), hệ thốn các tiếp điểm (cơ cấu chấp hành). Ngày nay do sự phát triển của công nghệ, ngoài rơle điện cơ, rơle nhiệt, rơle từ, các loại rơle điện tử rơle số với những ưu điêmt nổi bật đã phát triển và sử dụng nhiều trong các nghành của sản xuất và đời sống 3.1.1. Rơle điện từ. Rơle điện từ là rơle điện cơ, làm việc theo nguyên lý từ điện. xét 1 rơle điện từ có cấu tạo như hình 9. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Khi có dòng điện i đi vào cuộn dây 2 của nam châm điện 1, thì nắp 3 của nam châm điện sẽ chịu 1 lực hút điện từ Fđt. Khi dòng điên i lớn hơn dòng điện tác động thì lực điện từ Fđt lớn . Hình 9: Cấu tao rơle điện từ. hơn lực Flò xo của là xo 4, làm đóng tiếp điểm 5. khi dòng điện i nhỏ hơn dòng điện trở về Itv, lực Flò xo lớn hơn lực điện từ Fđt, rơle nhả, cắt tiếp điểm 5. Nhược điểm của rơle điện tử là công suất tác động tương đối lớn, độ nhạy thấp. hiện nay người ta sử dụng vật liệu sắt từ mới để tăng độ nhạy của rơle. 3.1.2. Rơle nhiệt. Rơle nhiêt dùng để bảo vệ động cơ điện và mạch điện khỏi bị quá tải. Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện, vì cẩn có thời gian để phát nóng. Thời gian làm việc khoảng vài giây đến vài phút. Rơle nhiệt có nguyên lý làm việc dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện. Loại rơle nhiệt thường có gắn phần tử cơ bản là phiến kim loại kép, cấu tạo từ 2 tấm kim loại, một tấm có hệ số giãn nở bé và một tấm có hệ số giãn nở lớn. Khi đốt nóng do dòng điện I, có thể dùng trực tiếp cho dòng điện đi qua, hoặc dây điện trở bao quanh. Hình 10 là sơ đồ cấu tạo rơle nhiệt. Bộ phận đốt nóng 1 đấu nối trực tiếp với mạch điện chính của thiết bị cần bảo vệ (tự động cắt điện). Khi dòng điện chạy trong mạch điện tăng lên quá mức quy định (động cơ điện bị quá tải) thì nhệt lượng tỏa ra làm cho kim loại 3 cong lên phía trên (về phía kim loại có hệ số giản nở nhỏ). Nhờ lực kéo của lò xo 5, đòn bẩy 4 sẽ quay và mở tiếp Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hình 10: Cấu tạo rơle nhiệt. điểm 2, làm cho mạch điện tự động cắt điện. Khi bộ phận đốt nóng nguội đi, thanh kim loại kép hết cong, ấn nút 6 là có thể đưa rơle nhiệt về vị trí cũ, tiếp điểm 2 đóng. 3.1.3. Rơle tương tự, rơle kỹ thuật số Các loiạ rơle điện- cơ có nhược điểm là tác động chậm và kém chính xác nên từ những năm 70 đến năm 90 các rơle điện – cơ được cải tiến theo hướng điện tử hóa, thay thế các cơ cấu đo, cơ cấu so ngưỡng bằng các mạch điện tử và vi mạch bán dẫn. Đến khoảng những năm 90 người ta đưa kỹ thuật vi xử lý, vi điêu khiển vào rơle, các tính năng của rơle càng ưu việt hơn. Rơle tương tự có đặc trương là các thông số vào, ra của rơle như dòng điện, điện áp, góc lệch pha, công suất… là các đại lương lien tục (analog). Tín hiệu này được so sánh với 1 hay nhiều đại lượng đầu vào có giá trị chuẩn đẻ cho tín hiệu đầu ra. Cấu trúc rơle gồm các khối như sau: khối tiếp thu, khối thực hiên, khối trì hoãn và khối chỉ định. Rơle kỹ thuật số có đặc điểm là tín hiệu xử lý bên trong của rơle ở dạng số (dạng nhị phân 0, 1). Tín hiệu vào được chuyển sang tín hiệu số điểu khiển tín hiệu ta. Kết cấu phần cứng và phần mềm của các kiểu rơle kỹ thuật số của các hang khác nhau thường có những nét đặc biệt riêng, không giống nhau. 3.2. Cầu dao. Cầu dao là loại thiết bị điện dùng để đóng, cắt dòng điện bằng tay, đơn giản nhất, được sử dụng trong mạch điện có điện có điện áp 220V điện một chiều và 380 V điện xoay chiều. Cầu dao thường dùng để đóng cắt mạch điện công suất nhỏ khi làm việc không phải đóng cắt nhiều lần. Nếu điện áp mạch điện cao hơn hoặc mạch điện có công suất trung bình và lớn hơn thì cầu dao làm nhiệm vụ cách li hoặc chỉ đóng cắt không tải. Sở dĩ như vậy là vì khi cắt mạch điện, hồ quang sinh ra sẽ rất lớn, tiếp xúc sẽ bị phá hủy trong một thời gian ngắn dẫn đến phát sinh hồ quang giữa các pha, gât nguy hiểm cho người thao tác và hỏng thiết bị. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Để đảm bảo cắt điện tin cậy các thiết bị dùng ra khỏi nguồn điện, chiều dài lưỡi dao phải đủ lớn (lớn hơn 50 cm) và để an toàn lúc đóng cắt, cần có biện pháp dập tắt hồ quang, tốc độ di chuyển lưỡi dao tiếp xúc càng nhanh, thời gian dập tắp hồ quang càng ngắn, vì thế người ta thường làm them lưỡi dao phụ có lò xo bật nhanh ở các cầu dao có dòng điện một chiều lớn hơn 30A. Hình 11: cấu tạo và kí hiệu cầu dao. 1. tiếp điểm động (lưỡi dao); 2. tiếp điểm tĩnh; 3. đế cách điện. Theo kết cấu người ta phân ra làm 2 loại 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực. Theo điện áp phân ra điện áp định mức 250V, 500V. Theo dòng định mức có các loại 15; 25 ; 30; 40; 60; 75; 100; 150; 200; 300; 350; 600; 1000A. Theo điều kiện bảo vệ có loại cầu dao không có hộp, loại có hộp che chắn. Theo yêu cầu sử dụng có loại cầu dao có cầu chì bảo vệ và loại không có cầu chì bảo vệ. 3.3. Nút ấn. Là thiết bị điện để điều khiển từ xa (có khoảng cách) đóng cắt tự động mạch điện (mạch điện động cơ). Có hai loại nút nấn : nút ấn thường hở và nút ấn thường đóng. 3.3.1 Nút ấn thường hở. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hình 12: cấu tạo và ký hiệu nút ấn thường hở. Khi ấn nút theo chiều mũi tên thì các tiếp điểm hở ra, cắt mạch điện. Khi bỏ tay ra, nhờ lo xo phản, các tiếp điểm trở lại vị trí ban đầu là thường hở. 3.3.2. Nút ấn thường đóng. Hình 13: cấu tạo và ký hiệu nút ẩn thường đóng. Khi ấn nút theo chiều mũi tên thì các tiếp điểm hở ra, cắt mạch điện. Khi bỏ tay ra, nhờ lo xo phản, các tiếp điểm trở lại vị trí ban đầu là thường đóng. 3.4. Công tắc tơ điện từ. Công tăc tơ là loại thiết bị điện dùng để đóng cắt từ xa, tự động hoặc dùng nút ấn các mạch điện có tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A. Công tắc tơ có hai vị trí: đóng và cắt. Tiếp điểm được giữ ở trạng thái đóng nhờ có dòng điện trong cuộn dây hút (cuộn điều khiển) của cơ cấu điện từ. Công tắc tơ điện từ có các bộ phận chính sau: - Cơ cấu điện từ. - Hệ thống tiếp điểm chính. - Hệ thống tiếp điểm phụ. - Hệ thống dập hồ quang. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org hinh Hình 14: sơ đồ nguyên lý chung của các công tắc tơ điện từ. Trong sơ đồ hình 14 ta thấy có 2 bộ phận cơ bản: cơ cấu điện tử và cơ cấu truyền động. Cơ cấu truyền động gồm hệ thống tay đòn và tiếp điểm động. Cơ cấu truyền động phải có kết cấu hợp lý để giảm thời gian thao tác đóng cắt, tăng lực ép các tiếp điểm và giảm được tiếng kêu va đập. 3.4.1. Cơ cấu điện từ. Cơ cấu điện từ của công tắc tơ gồm có mạch từ và cuộn hút. Mạch từ của công tác tơ điện xoay chiều là các lõi thép được ghép bằng lá thép kỹ thuật điện có chiều dày 0.35mm đến 0.5mm để giảm tổn hao sắt từ do dòng điện xoáy. Mạch từ có dạng hình chữ E hoặc U, gồm 2 thành phần tĩnh (1) được ghép chặt cố định, phần động (2) là nắp còn gọi là phần ứng được nối với các tiếp điểm (3) qua hệ thống tay đòn (4). Cuộn hút (5) có điện trở rất bé so với điện kháng. Khi có dòng điện qua cuộn hút, sẽ có lực điện từ hút nắp (phần động 2), thông qua hệ thống tay đòn, đóng tiếp điểm (3), duy trì vị trí đóng mạch điện của công tắc tơ (hình 14). Nguên lý làm việc của công tắc tơ điện một chiều cũng tương tự như trên, thường chỉ khác nhau ở hình dáng kết cấu truyền động của mạch từ tới tiếp điểm. Công tắc tơ điện một chiều thường dùng mạch từ kiểu xupáp, có tiếp điểm động bám chặt ngày vào nắp. Ngoài ra, vì sử dụng dòng điện một chiều, nên mạch từ thường làm bằng sắt từ mềm, cuộn dây thường có dạng hình trụ tròn quấn sát vào lõi, vì lõi thép ít nóng hơn trương hợp xoay chiều. 3.4.2. Hệ thống tiếp điểm. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hệ thống tiếp điểm gồm các tiếp điểm thường mở(ở trạng thái hở) và các tiếp đểm thường đóng, (ở trạng thái đóng) khi chưa có tác động của cuộn hút. Hình 15: 1.lõi sắt; 2. cuộn dây; 3. lò xo; 4.k1 ký hiệu tiếp điểm thường mở; 5. k2 ký hiệu tiếp điểm thường đóng. - đm - đm 0; 20; 25; 40; 60; 75; 100; 150; 250; 300; 600A. 3.5. Khởi động từ. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org au: - 500V.; - c - – - - - - 1, K2, K3 4 ). - - . Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org - 1, K2, K3 4 4). - 1, K2, K3, K4 - 3.6. Cầu chì. - - - - Kim lo - - - Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org 3.7. Áptômát. Hình 17: Cấu tạo áptômat. - - - 4. Các loại cảm biến, can nhiệt. 5. Động cơ SEVOR 5.1. Khái niêm Động cơ DC và động cơ bước vốn là những hệ hồi tiếp vòng hở - ta cấp điện để động cơ quay nhưng chúng quay bao nhiêu thì ta không biết, kể cả đối Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org với động cơ bước là động cơ quay một góc xác định tùy vào số xung nhận được. Việc thiết lập một hệ thống điều khiển để xác định những gì ngăn cản chuyển động quay của động cơ hoặc làm động cơ không quay cũng không dễ dàng. Mặt khác, động cơ servo được thiết kế cho những hệ thống hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển. Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này. Nếu có bầt kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động quay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưa đạt được vị trí mong muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ đạt được điểm chính xác. Động cơ servo có nhiều kiểu dáng và kích thước, được sử dụng trong nhiếu máy khác nhau, từ máy tiện điều khiển bằng máy tính cho đến các mô hình máy bay và xe hơi. Ứng dụng mới nhất của động cơ servo là trong các robot, cùng loại với các động cơ dùng trong mô hình máy bay và xe hơi. Các động cơ servo điều khiển bằng liên lạc vô tuyến được gọi là động cơ servo R/C (radio- controlled). Trong thực tế, bản thân động cơ servo không phải được điều khiển bằng vô tuyến, nó chỉ nối với máy thu vô tuyến trên máy bay hay xe hơi. Động cơ servo nhận tín hiệu từ máy thu này. Như vậy có nghĩa là ta không cần phải điều khiển robot bằng tín hiệu vô tuyến bằng cách sử dụng một động cơ servo, trừ khi ta muốn thế. Ta có thể điều khiển động cơ servo bằng máy tính, một bộ vi xử lý hay thậm chí một mạch điện tử đơn giản dùng IC 555. 5.2. Hoạt động của động cơ SEVOR. Động cơ và vôn kế nối với mạch điều khiển tạo thành mạch hồi tiếp vòng kín. Cả mạch điều khiển và động cơ đều được cấp nguồn DC (thường từ 4.8 – 7.2 V). Để quay động cơ, tín hiệu số được gửi tới mạch điều khiển. Tín hiệu này khởi động động cơ, thông qua chuỗi bánh răng, nối với vôn kế. Vị trí của trục vôn kế cho biết vị trí trục ra của servo. Khi vôn kế đạt được vị trí mong muốn, mạch điều khiển sẽ tắt động cơ. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hình 18: Một động cơ SEVOR R/C kích thước chuẩn điển hình trong mô hình máy bay và xe đua. Động cơ servo được thiết kế để quay có giới hạn chứ không phải quay liên tục như động cơ DC hay động cơ bước. Mặc dù ta có thể chỉnh động cơ servo R/C quay liên tục (sẽ trình bày sau) nhưng công dụng chính của động cơ servo là đạt được góc quay chính xác trong khoảng từ 90o – 180o. Việc điều khiển này có thể ứng dụng để lái robot, di chuyển các tay máy lên xuống, quay một cảm biến để quét khắp phòng… 5.3. SEVOR và điều biến độ rộng xung. Trục của động cơ servo R/C được định vị nhờ vào kỹ thuật gọi là đi62u biến độ rộng xung (PWM). Trong hệ thống này, servo là đáp ứng của một dãy các xung số ổn định. Cụ thể hơn, mạch điều khiển là đáp ứng của một tín hiệu số có các xung biến đổi từ 1 – 2 ms. Các xung này được gởi đi 50 lần/giây. Chú ý rằng không phải số xung trong một giây điều khiển servo mà là chiều dài của các xung. Servo đòi hỏi khoảng 30 – 60 xung/giây. Nếu số này qua thấp, độ chính xác và công suất để duy trì servo sẽ giảm. Với độ dài xung 1 ms, servo được điều khiển quay theo một chiều (giả sử là chiều kim đồng hồ như hình 19. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hình 19: Điều biến độ rộng xung. Với độ dài xung xung 2 ms, servo quay theo chiều ngược lại. Kỹ thuật này còn được gọi là tỉ lệ số - chuyển động của servo tỉ lệ với tín hiệu số điều khiển Công suất cung cấp cho động cơ bên trong servo cũng tỉ lệ với độ lệch giữa vị trí hiện tại của trục ra với vị trí nó cần đến. Nếu servo ở gần vị trí đích, động cơ được truyền động với tốc độ thấp. Điều này đảm bảo rằng động cơ không vượt quá điểm định đến. Nhưng nếu servo ở xa vị trí đích nó sẽ được truyền động với vận tốc tối đa để đến đích càng nhanh càng tốt. Khi trục ra đến vị trí mong muốn, động cơ giảm tốc. Quá trình tưởng chừng như phức tạp này diễn ra trong khoảng thời gian rất ngắn - một servo trung bình có thể quay 60o trong vòng ¼ - ½ giây. Vì độ dài xung có thể thay đổi tùy theo hãng chế tạo nên ta phải chọn servo và máy thu vô tuyến thuộc cùng một hãng để đảm bảo sự tương thích. Đối với robot, ta phải làm một vài thí nghiệm để xác định độ dài xung tối ưu. 5.4 Vai trò của vôn kế. Vôn kế trong servo giữ vai trò chính trong việc cho phép định vị trí của trục ra. Vôn kế được gắn vào trục ra (trong một vài servo, Vôn kế chính là trục ra). Bằng cách này, vị trí của Vôn kế phản ánh chính xác vị trí trục ra của servo. Ta đã biết Vôn kế hoạt động nhờ cung cấp một điện áp biến thiên cho mạch điều khiển.Khi cần chạy bên trong Vôn kế chuyển động, điện thế sẽ thay đổi. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Mạch điều khiển trong servo so sánh điện thế này với độ dài các xung số đưa vào và phát “tín hiệu sai số” nếu điện thế không đúng. Tín hiệu sai số này tỉ lệ với độ lệch giữa vị trí của Vôn kế và độ dài của tín hiệu vào. Mạch điều khiển sẽ kết hợp tín hiệu sai số này để quay động cơ. Khi điện thế của Vôn kế và độ dài các xung số bằng nhau, tín hiệu sai số được loại bỏ và động cơ ngừng. 5.5. Các giới hạn quay. Các servo khác nhau ở góc quay được với cùng tín hiệu 1 – 2 ms (hoặc bất kỳ) được cung cấp. Các servo chuẩn được thiết kế để quay tới và lui từ 90o – 180o khi được cung cấp toàn bộ chiều dài xung. Phần lớn servo có thể quay được 180o hay gần 180o. Nếu ta cố điều khiển servo vượt quá những giới hạn cơ học của nó , trục ra của động cơ sẽ đụng vật cản bên trong, dẫn đến các bánh răng bị mài mòn hay bị rơ. Hiện tượng này kéo dài hơn vài giây sẽ làm bánh răng của động cơ bị phá hủy. 5.6. Các loại và kích thước SEVOR đặc biệt. Ngoài servo kích thước chuẩn dùng trong robot và mô hình điều khiển vô tuyến cón có các loại servo R/C khác: Servo tỉ lệ ¼ / tỉ lệ lớn (quarter-scale / large-scale servo): kích thước gấp khoảng 2 lần servo chuẩn, công suất lớn hơn rõ, được dùng trong các mô hình máy bay lớn nhưng cũng có thể làm động cơ công suất tốt cho robot. Servo nhỏ (mini-micro servo): kích thước nhỏ hơn khoảng 2 lần so với servo chuẩn, không mạnh bằng servo chuẩn, dùng ở những không gian hẹp trong mô hình máy bay hay xe hơi Servo tời buồm(sail minch servo): mạnh nhất, dùng để điều khiển các dây Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org thừng của buồm nhỏ và buồm chính trong mô hình thuyền buồm. Servo thu bộ phận hạ cánh(landing-gear retraction servo): dùng để thu bộ phận hạ cánh trong mô hình máy bay vừa và lớn. Thiết kế bộ phận hạ cánh thường đòi hỏi servo phải đảm bảo góc quay ít nhất là 170o. Các servo này thường nhỏ hơn kích thước chuẩn vì không gian giới hạn trong mô hình máy bay. 6. Động cơ bƣớc 6 chu - về vị trí của roto, và một số mạch phức tạp để điều khiển sự sai lệch giữa vị trí mong muốn và vị trí tức thời vì lúc đó dòng qua động cơ sẽ dao động tắt dần. Để lựa chọn giữa động cơ bước và động cơ sevor, phải xem xét một số vấn đề và nó phụ thuộc vào các ứng dụng thực tế. Động cơ bước có thể được dùng trong các hệ thống điều khiển vòng hở đơn giản; những hệ thống này đảm bảo cho hệ thống điều khiển gia tốc với tải trọng tĩnh, nhưng khi tải trọng thay đổi hoặc điều khiển ở gia tốc lớn, người ta vẫn dùng hệ điều khiển vòng kín với động cơ bước. Nếu một động cơ bước trong hệ điều Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org khiển vòng mở quá tải, tất cả các giá trị về vị trí của động cơ đều bị mất và hệ thống phải nhận diện lại; sevor motor thì không sảy ra vấn đề này. 6.2. Phân loại động cơ bước. Động cơ bước được chia làm 2 loại, nam châm vĩnh cữu và biến từ trở. Nếu mất đi nhãn trên động cơ, chúng ta vẫn có thể phân biệt hai loại động cơ này bằng cảm giác mà không cần cấp điện cho chúng. Động cơ nam châm vĩnh cữu dường như có các nấc khi ta xoay nhẹ roto của chúng, trong khi động cơ có biến từ trở thì dường như xoay tụ do. 6.2.1. Động cơ biến từ trở. Hình 20: động cơ biến từ trở. Nếu motor có 3 cuộn dây, được nối như hình 17, với 1 đầu nối chung cho tất cả các cuộn thì nó chắc hẳn là một động cơ biến từ trở, Khi sử dụng, nối dây chung (c) thường được nối vào cực dương của nguồn và các cuộn được kích theo liên tục. Roto của động cơ biến từ trở quay 30 độ mỗi bước. rotor trong động cơ này có 4 răng và stator có 6 cực, mỗi cuộn quấn quanh hai cực đối diện. khi cuộn 1 được kích điện, răng X của roto sẽ quay 30 độ theo chiều kim đồng hồ. nếu dòng đi qua cuộn 1 bị ngắt và đòng dòng qua cuộn 2, roto sẽ quay 30 độ theo chiều kim đồng hồ và răng Y sũ hút vào cực 2. Để quay động cơ này một các liên tục, chúng ta cần cấp điện áp liên tục luân phiên cho 3 cuộn. Theo logic đặt ra, trong bảng dưới đây có 1 ý nghĩa là có dòng điện đi qua các cuộn, và chuỗi điều khiển sẽ quay động cơ theo chiều kim đồng hồ 24 bước hoặc 2 vòng. Cuộn 1: 1001001001001001001001001 Cuộn 2: 0100100100100100100100100 Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Cuộn 3: 0010010010010010010010010 Thời gian  6.2.2. Động cơ đơn cực. Hình 21: Động cơ bước đơn cực. Động cơ bước đơn cực, cả nam châm vĩnh cửu và động cơ hỗn hợp, với 5, 6 hoặc 8 dây ra thường được quấn như sơ đồ hình 18 với một đầu nối trung tâm trên các cuộn. Khi dùng, các đầu nối trung tâm thường được nối vào cực dương nguồn cấp, và hai đầu còn lại của mỗi mấu lần lượt nối đất để đảo chiều từ trường tạo bởi cuộn đó. Sự khác nhau giữa hai loại động cơ nam châm vĩnh cửu đơn cực và động cơ hỗn hợp đơn cực không thể nói rõ trong nội dung tóm tắt của tài liệu này. Từ đây, khi khảo sát động cơ đơn cực, chúng ta chỉ khảo sát động cơ nam châm vĩnh cửu, việc điều khiển động cơ hỗn hợp đơn cực hoàn toàn tương tự. Mấu 1 nằm ở cực trên và dưới của stator, còn mấu 2 nằm ở hai cực bên phải và bên trái động cơ. Rotor là một nam châm vĩnh cửu với 6 cực, 3 Nam và 3 Bắc, xếp xen kẽ trên vòng tròn. Để xử lý góc bước ở mức độ cao hơn, rotor phải có nhiều cực đối xứng hơn. Động cơ 30 độ mỗi bước trong hình là một trong những thiết kế động cơ nam châm vĩnh cửu thông dụng nhất, mặc dù động cơ có bước 15 độ và 7.5 độ là khá lớn. Người ta cũng đã tạo ra được động cơ nam châm vĩnh cửu với mỗi bước là 1.8 độ và với động cơ hỗn hợp mỗi bước nhỏ nhất có thể đạt được là 3.6 độ đến 1.8 độ, còn tốt hơn nữa, có thể đạt đến 0.72 độ. `Như trong hình, dòng điện đi qua từ đầu trung tâm của mấu 1 đến đầu a tạo ra cực Bắc trong stator trong khi đó cực còn lại của stator là cực Nam. Nếu điện ở Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org mấu 1 bị ngắt và kích mấu 2, rotor sẽ quay 30 độ, hay 1 bước. Để quay động cơ một cách liên tục, chúng ta chỉ cần áp điện vào hai mấu của đông cơ theo dãy. II. QUÁ TRÌNH THỰC TẬP TẠI CÔNG TY 1. Cài đặt, lắp đặt biến tần. 1.1. Cài đặt biến tần DELTA VLFD007L21A 1.1.1. Thông số cơ bản. Trên mỗi biến tần có những thông số cơ bản sau: Qua những thông số này chúng ta có thể biết được phiên bản biến tần (A: standard, B: with EMI Filter …), điện áp đầu vào là 220V hay 380V, 1 pha hay 3 pha, công suất động cơ tương ứng(ví dụ: 007 tức là ứng Hình 22: Biến tần Delta. dụng cho động cơ 0.75kw, 015 là ứng dụng cho động cơ 1.5kw), dải tần số đầu ra. Đây là những hướng dẫn sử dụng đầu tiên mà chúng ta phải quan tâm tới. Mấu 1a 1000100010001000100010001 Mấu 1a 1100110011001100110011001 Mấu 1b 0010001000100010001000100 Mấu 1b 0011001100110011001100110 Mấu 2a 0100010001000100010001000 Mấu 2a 0110011001100110011001100 Mấu 2b 0001000100010001000100010 Mấu 2b 1001100110011001100110011 Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org 1.1.2. Sơ đồ nối dây. Dưới đây là 2 sơ đồ kết nối biến tần. Mỗi sơ đồ áp dụng cho các phiên bản được ghi trên hình vẽ. Ví dụ sơ đồ 1 áp dụng với biến tần: VDF002L11A, VFD002L11B, VFD004L21B, … . như hình 22 a,b. a. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org b. Hình 22: Sơ đồ nối dây. Chúng ta có thể thấy sơ đồ các chân kết nối của biến tần. Chân U/T1, V/T2, W/T3 là 3 chân kết nối với động cơ. R/L1, S/L2, T/L3 là 3 chân cấp nguồn( với điện áp 1 pha thì chỉ cần 2 trong số 3 chân). Chân M0, M1 dùng để điều khiển đông cơ chạy thuận/nghịch hoặc start/stop (tùy vào chế độ cài đặt) bằng công tắc ngoài. Chân AVI, GND, +10V(+15V) dùng để tăng/giảm tần số bằng triết áp. Chân M2 dùng để reset biến tần bằng công tắc ngoài. M2, M3 dùng để lựa chọn các bước tần số, ví dụ khi M2=1 thì tần số là 20Hz, M3=1 tần số là 30Hz, M2=M3=1 thì tần số là 40Hz(các tần số này được cài đặt tùy theo yêu cầu). Ngoài ra chúng ta có thể cài đặt điều khiển biến tần bằng các phím nhấn và triết áp trên bề mặt của biến tần. Dưới đây là sơ đồ kết nối bằng các chân điều khiển ngoài: Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hình 23: Sơ đồ kết nối bằng điều khiển ngoài. 1.1.3. Các thông số cài đặt cơ bản * Các phím cài đặt của biến tần Để cài đặt biến tần ta ấn phím PROG/DATA và 2 phím tăng giảm để đến các bước cài đặt (ví dụ 0-00,2-00,2-04…). Sau khi cài đặt xong ấn phím MODE để ghi nhớ và kết thúc cài đặt. Khi cài đặt biến tần ta cần quan tâm đến các vấn đề sau: Lựa chọn điền khiển bằng bàn phím hay bằng công tắc ngoài. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Để điều khiển biến tần bằng phím nhấn thì ta lựa chọn đến bước 2-01 và cài đặt bước 2-01 là d0, bằng công tắc ngoài là d1. Để điều khiển tần số bằng triết áp trên drive hay triết áp ngoài ta lựa chọn bước 2-00: d0-triết áp trên drive, d3-triết áp ngoài. Trong thực tế thì biến tần thường hay được đặt trong các tủ điện vì thế ta phải điều khiển bằng công tắc và triết áp ngoài. * - - - - - - - - - - - Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org * Cài đặt cho phép chạy thuận-nghịch. Biến tần được cài đặt mặc định chạy thuận. Để cài đặt cho phép động cơ chạy thuận- nghịch ta chọn bước cài đặt 2-04. d0-là cho phép chạy ngược; d1-là không cho phép chạy ngược; d2 là không cho phép chạy thuận * Đặt chế độ cho chân M0, M1, M2, M3 - - - - - - - - - Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org d5. 1.1.4. Ứng dụng triển khai. Đã cài đặt biến tần DELTA VFDLS21A cho công ty công ty SIVICO khu công nghiệp vĩnh niêm Hải Phòng, công ty Vân nam 56 Nguyễn Chính, Tân Mai, Hoàng, Mai Hà Nội… 2. Hình 24: Biến tần ABB. Có thể thấy trên thân biến tần còn có dòng chữ: ACS150-03E-08A8-4. Ý nghĩa: -ACS150: phiên bản biến tần. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org -03E: 03 là 3 pha còn 01 là 1 pha, E-tần số đầu vào là 50Hz còn U là 60Hz. -08A8: dòng ra max là 8.8A. -4: điện áp ra là từ 380~480VAC, 2: điện áp ra là từ 200~220VAC. 2.1 Sơ đồ kết nối Hình 25: Sơ đồ kết nối của ABB. -INPUT: là chân điện áp đầu vào. -OUTPUT: chân kết nối với động cơ. Ngoài ra còn các chân kết nối điều khiển: Để điều khiển các chân này còn phụ thuộc vào việc cài đặt các chế độ ở thông số 9902 như hình vẽ sau: * Hình 26: 9902=1. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hình 26: Kết nối ngoài với thông số 9902 đặt bằng 1. .-DI1=0 là Stop,DI1=1 là Start. -DI2=0 là quay thuận, DI2=1 là quay ngược. -DI3 và DI4 là 2 chân chọn các bước tần số (các mức logic như trong bảng), tần số ở các bước này tùy ý do ta cài đặt. -Chân 2, 3, 4 (AI, GND, 24V): kết nối biến trở để điều khiển tần số đầu ra. -Chân 5, 6 nối tắt. -Chân 12, 13, 14 là chân ra Rơle. 12-13: thường đóng, 12-14: thường mở. * Hình 27: 9902=2. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hình 27: Kết nối ngoài với thông số 9902 bằng 2. Như chế độ 9902=1, chức năng các chân như trong bảng. * Hình 28: 9902=3 Hình 28: Kết nối ngoài với thông số 9902 bằng 3. Ở chế độ này khi DI1=1 thì động cơ sẽ bắt đầu chạy và quay thuận, khi DI2=1 động cơ sẽ bắt đầu chạy và quay ngược. Nếu DI1=0, DI2=0 hoặc DI1=DI2 thì động cơ sẽ dừng hoạt động. *Hình 29: 9902=4. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Hình 29: Kết nối ngoài với thông số 9902 bằng 4. Chế độ này ta có thể thay đổi tần số đầu ra ở chân DI3 và DI4 bằng nút nhấn.Cần lưu ý: nếu mức logic ở chân DI3=DI4 thì ta không thể tăng/giảm được tần số. * Hình 30: 9902=5. Hình 30: Kết nối ngoài với thông số 9902 bằng 5. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Trên đây là 5 chế độ cài đặt hoạt động cho các chân điều khiển biến tần (điều khiển bằng công tắc hay nút nhấn ngoài). Chức năng các chân được tổng quát trong bảng sau: 2.2. Hướng dẫn cài đặt. 2.2.1. Trước tiên ta quan sát các phím cài đặt: Muốn chọn chế độ điều khiển bằng các phím bấm hay điều khiển bằng công tắc ngoài thì ta ấn phím LOC/REM và quan sát trên màn hình phía góc trên cùng bên trái ( vị trí 1a tren hình vẽ): LOC-điều khiển bằng bàn phím, REM- điều khiển bằng công tắc ngoài. Nếu điều khiển bằng công tắc ngoài thì ta cần cài Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org đặt thông số 9902 như sau: Để cài đặt, đầu tiên ta ấn phím ENTER (vị trí số 3 trên hình). Sau đó sử dụng phím lên, xuống (phím 4, 5) để lựa chọn chô đến khi màn hình hiện dòng chữ “Par L”. Tiếp tục ấn ENTER để lựa chọn các bước thông số cài đặt (99xx,10xx,11xx…). Lúc này trên màn hình sẽ hiển thị các con số. Để vào thông số 9902 ta sử dụng phím tăng/giảm (phím 4, 5) đến khi màn hình hiển thị số 99 thì ấn ENTER. Màn hình sẽ hiện 9901. Ấn phím tăng để đến thông số 9902. Ấn và giữ phím ENTER trong 3s ( khi màn hình hiện dòng chữ SET). Sau đó ta sẽ lựa chọn cài đặt 9902 =1, 2, 3, 4 hay 5 là tùy mục đích yêu cầu. Cuối cùng ấn ENTER để kết thúc. Muốn thoát ra ngoài thì ấn EXIT (phím 2). Ví dụ cài đặt để điều khiển 1 cầu trục: ấn nút nhấn 1 thì cầu trục di chuyển sang trái, ấn nút nhấn 2 thì cầu trục di chuyển sang phải. Nếu không ấn nút nhấn hoặc ấn cả 2 nút nhấn thì cầu trục đứng yên. Để đáp ứng yêu cầu này ta cần cài thông số 9902=3. Sơ đồ các chân: Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Theo sơ đồ, khi đóng công tắc DI1 thì động cơ sẽ chạy và quay thuận. Khi đóng DI2 thì động cơ sẽ chạy và quay ngược. Nếu không đóng công tắc DI1, DI2 hay đóng cả 2 thì động cơ không chạy. Như vậy đã đáp ứng được yêu cầu. Giả sử ta chọn 9902=5 hay 9902=1 thì không thể đáp ứng yêu cầu điều khiển cầu trục. Tiếp theo là các thông số cài đặt khác. 2.2.2. START/STOP: Để Start/Stop bằng công tắc ngoài qua các chân DI1, DI2, …ta cần lựa tới thông số 1001 và cài đặt theo bảng hướng dẫn sau: Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org -Nếu 1001=1 khi đó ta chỉ Start/Stop biến tần bằng chân DI1: 0=Stop, 1=Start. Và lúc này động cơ chỉ có thể chạy thuận-FORWARD (cài đặt thuận/ngược là thông số 1003). -Nếu 1001=2: DI1 là Start/Stop, DI2 là thuận/nghịch. -Tương tự ta xem trong bảng. *Cài đặt Thuận/Ngược (FORWARD/REVERSE). Thông số 1003: 1003= 1: quay thuận. 2: quay ngược. 3: có thể quay thuận hay ngược tùy ý. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org 2. Cài đặt bộ đếm RC102C. RC102C là sản phẩm được thiết kế để đếm sản phẩm hoặc đo chiều dài sản phẩm do công ty SELEC của Ấn Độ sản xuất. SELEC là công ty của Ấn Độ sản xuất và phân phối các sản phẩm như PID Controllers, Hotrunner Controllers, timer, rate metter, PLC, digital panel metter. SELEC có hơn 50 nhà phân phối khắp Ấn Độ, mang lưới hơn 20 nhà phân phối ủy quyền trên thế giới, 40 bán hàng và hỗ trợ kỹ thuật, sản phẩm thiết kế vượt qua tiêu chuẩn quốc tế EMC. Hướng dẫn ký thuật RC102C: * Hiển thị LED 7 thanh, đếm đến 999.99, 9999.9, 99999. Tính năng: Đây là đồng hồ đếm áp dụng đếm sảm phẩm và đo chiều dài; hiển thị 1 dòng 6 Led (Led 7 thanh) với 1 hoặc 2 số sau dấu phảy: Nguồn nuôi 90-270 VAC/DC 50-60Hz, khối lượng 250gram, cấp nguồn sesor +12V-30mA. Kích thước: Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org 2.1 sơ đồ chân kết nối. Chức năng các chân đã được chú thích trong bảng trên. Các chân cần quan tâm: -2, 4, 6: đây là 3 chân kết nối với Sensor (cảm biến điện dung). -1, 2, 3: lựa chọn kiểu PNP hay NPN của Sensor (cảm biến điện dung). -L, N: chân nối nguồn. -9, 10: là 2 chân cài đặt. -5, 6: 2 chân Reset ngoài bằng công tắc. -4: chân +12V; 6: chân GND. 2.2.Nguyên lý hoạt động của đồng hồ Đồng hồ được kết nối với 1 cảm biến điện dung(Sensor từ). Khi có kim loại gần Sensor (khoảng cách phát hiện kim loại khoảng 0.5mm) thì đồng hồ sẽ đếm. Mỗi lần đếm tăng bao nhiêu đơn vị là do việc cài đặt hệ số đếm. Hệ số đếm mặc định của đồng hồ là 1, tức là mỗi lần đếm đồng hồ sẽ tăng 1 đơn vi (tăng từ 1 lên 2, lên 3,…..). 2.3. Kết nối với cảm biến điện cảm. Sensor từ có 3 dây kết nối: Red, Grên, Black hoặc Brown, Black, Blue. Cách kết nối với RC102C được mô tả theo sơ đồ sau: Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org 2.4. Cài đặt Để tiến hành cài đặt ta cần nối chân 9, 10 với nhau. Sau đó sử dụng 3 phím trên đồng hồ là phím PRG, phím tăng và phím R/T để cài đặt (hình vẽ). Có 3 bảng thông số cần quan tâm. Hệ số đếm. Khi nối chân 9, 10 với nhau và cấp nguồn cho đồng hồ, màn hình sẽ hiện 1.00000 và nhấp nháy số 1. Hệ số đếm mặc định là 1(1.00000). Để thay đổi hệ số đếm ta ấn phím tăng. Tiếp theo sử dụng phím PRG để chuyển vị trí Led. Ví dụ ta Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org muốn thay đổi hệ số đếm lên 2 thì ấn phím tăng( màn hình hiển thị 2.00000), lên 3.14 thì ấn phím tăng đến khi màn hình hiển thị 3.00000 thì ấn phím PRG để chuyển tới vị trí số 0 đầu tiên và ấn tăng lên 1, tiếp tục ấn PRG để chuyển sang vị trí số 0 thứ 2 và ấn tăng lên 4. Màn hình lúc này sẽ hiển thị 3.14000 và khi hoạt động thì mỗi lần đếm sẽ tăng 3.14 đơn vị (với hệ số nhân là 1, hệ số nhân có thể thay đổi). Hệ số đếm có thể cài đặt là từ 0.00000 đến 9.99999(từ 0 đến 9,99999). Cài đặt hiển thị. RC102 chỉ có thể hiển thị 2 số sau dấu phảy. Thực tế thì chúng ta cũng chỉ cần chính xác tới 2 số phần thập phân là đủ. Ta sử dụng phím R/T để vào phần thông số này (xem bảng hướng dẫn): Sau đó sử dụng phím tăng để lựa chọn: -1: tức là hiển thị số nguyên. -0.1: hiển thị 1 số phần thập phân. -0.01: hiển thị 2 số phần thập phân. Hệ số nhân của hệ số đếm. Như đã trình bày trên, hệ số đếm max là 9,99999 vậy khi ta muốn có hệ số đếm cao hơn như 20, 35 vv… thì phần cài đặt hệ số đếm sẽ không thể đáp ứng. Vì vậy cần có phần hệ số nhân này. Ví dụ ta muốn hệ số đếm là 20,5. Lúc này ta sẽ cài đặt hệ số đếm là 2.05 và hệ số nhân là 10. Đây là bảng thông số: - 0: hệ số nhân là 1. - 1: hệ số nhân là 10. - 2 : hệ số nhân là 100. - -3: hệ số nhân là 0.001. - -2: hệ số nhân là 0.01. - -1: hệ số nhân là 0.1. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org Lưu ý: sau khi cài đặt xong ta cần ngắt nguồn cấp và cắt dây nối chân 9, 10. Sau đó mới có thể đưa vào sử dụng. 2.5. Ứng dụng Ứng dụng đầu tiên của đồng hồ là đếm sản phẩm. Sau các bước cài đặt trên là ta có thể sử dụng. Sản phẩm phải bằng kim loại do ta đang sử dụng cảm biến điện dung. Với cảm biến quang thì ta có thể đếm mọi loại sản phẩm. Một ứng dụng nữa của đồng hồ là đo chiều dài của các cuộn dây, giấy, bao bì trong các nhà máy sản xuất giấy , bao bì. Thực chất vẫn là ứng dụng đếm. Ứng dụng được mô tả trong hình sau: Khi bánh răng quay được 1 vòng thì chiều dài cuộn dây chạy qua bánh răng chính bằng chu vi của vòng tròn bánh răng. Như vậy để đo được chiều dài cả cuộn dây thì ta sẽ đếm số vòng quay của bánh răng rồi nhân với chu vi của vòng tròn bánh răng. Ví dụ chu vi của vòng tròn bánh răng là 50cm. Như vậy mỗi một vòng quay thì ta sẽ đo được chiều dài dây là 50cm. Đây chính là hệ số đếm ta phải cài đặt cho đồng hồ. Sau đó ta lắp đặt Sensor để đếm số vòng quay của bánh răng. Thực tế ta thường lắp Sensor ở phần sát ngoài của bánh răng để sai số là thấp nhất và ta phải gắn một nam châm nhỏ lên bánh răng thì Sensor mới xác định được số vòng quay. Vì bánh răng cũng bằng kim loại dẫn đến Sensor sẽ luôn luôn nhận được tín hiệu hoặc không nhận được khi khoang cách lớn hơn 0.5mm. Nhưng khi gắn nam châm thì Sensor chỉ nhận được tín hiệu ở vị trí gắn nam châm. Ta có thể thay nam châm bằng một cục kim loại nhỏ. Sinh Vên: Lê Văn Long. Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1 |Tài liệu được chia sẻ trên thuviendientu.org 3. Đi thực tế tại các công ty. - Lập trình PLC và cài đặt biến tấn tại công ty cổ phần SIVICO khu công nghiệp Niệm Nghĩa, quân Lê Chân, Hải Phòng. - Cài đặt biến tần DELTA tại công ty Vân Nam 56 Nguyễn chính, Tân Mai, Hoàng mai, Hà nội. - Cài đặt biến tần ABB cho công ty sản xuất INOX Thuận Phát Hưng Yên. - Đi thực tế, xem sửa chữ hệ thống kéo và quấn cáp quang tại nhà máy sản xuất cáp Thăng Long, khu công nghiệp Phố Nối, Hưng Yên. - Nhận và giao hàng tại các công ty: cổ phần thương mại và tự động hóa ADI, Công ty cổ phần tự động hóa Đông Dương, Công ty TNHH Thương mại cơ điện Tự Động Hoá ATC, Công ty TNHH PANA…. - Cài đặt và lắp bộ đo độ dài cho nhà máy bao bì Thường Tìn Hà Nội.