Báo cáo thực tập tốt nghiệp thiết bị hệ thống điện dân dụng

Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển.. Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển.. Sơ đồ nối dây mạch điều khiển kết nối PLC với Sikostart và các

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Năm học 2009-2010

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN

SVTH : Nguyễn Anh Chương

SVTH : NHÓM 5, TỔ 2 GVHD: Thầy Phan Quang Ấn

Thầy Nguyễn Quang Nam

Mục Lục:

Bài 1: ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH PHÂN LOẠI VÀ ĐẾM SẢN PHẨM   4 

1.  Giá trị T1, T2, C1 và C2.   4 

2.  Sơ đồ nối dây PLC.   4 

3.  Lưu đồ thuật giải của chương trình.   5 

4.  Chương trình LADDER   6 

5.  Giải thích hoạt động của chương trình theo từng network.   9 

Bài 2: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA DÙNG BỘ BIẾN TẦN   10 

1.  Tính các giá trị F1, F2, F3, F4   10 

2.  So sánh phương pháp điều khiển:   10 

3.  Điều khiển tốc độ động cơ 4 tần số cố định F1, F2, F3 và F4 (Hz) và có thể đảo chiều.   10 

4.  Sơ lược về phương pháp điều khiển vòng kín dùng PID.   12 

Bài 3: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA DÙNG BỘ BIẾN TẦN VÀ PLC S7-200   16 

1.  Tính các giá trị N1, N2, N3, N4   16 

2.  Sự khác nhau giữa các chế độ dừng OFF2, OFF3 và RUN (khi chuyển từ trạng thái ON sang trạng thái OFF).   16 

3.  Viết chương trình điều khiển động cơ 3 tốc độ (N2%, N3% và N4%)   16 

a.  Chương trình Ladder.   17 

b.  Số tín hiệu vào và ra cần liên kết với PLC:   19 

c.  Kết nối với biến tần.   19 

d.  Các thông số cần thiết lập cho biến tần.   20 

e.  Giải thích hoạt động của chương trình.   20 

Bài 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA DÙNG BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM SIKOSTART VÀ PLC S7-200   21 

1.  Sử dụng Sikostart vận hành động cơ trong các chế độ khởi động mềm và dừng mềm.   21 

a.  Sơ đồ nối dây mạch điều khiển và mạch động lực cho Sikostart điều khiển động cơ:   21 

b.  Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển Nhận xét các hiệu ứng và ứng dụng khi dùng Sikostart.   22 

b.  Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển Nhận xét các hiệu ứng và

ứng dụng khi dùng Sikostart.   24 

3.  Sử dụng PLC S7-200 và Sikostart khởi động mềm cho động cơ ( một động cơ)   24 

a.  Thông số cài đặt cho Sikostart: giống phần 2   24 

b.  Sơ đồ nối dây mạch điều khiển kết nối PLC với Sikostart và các contactor   24 

Bài 1: ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH PHÂN LOẠI VÀ

3

10 + 3 + 0 + 3T2 = phaàn nguyeân cuûa = 4

4

10 + 3 + 0 + 3C1 = phaàn nguyeân cuûa = 8

2

10 + 3 + 0 + 3C2 = phaàn nguyeân cuûa = 4

4

2 Sơ đồ nối dây PLC

3 Lưu đồ thuật giải của chương trình

Y

Khởi động băng chuyền (M=1)

Chờ T1 giây Cho sản phẩm vào (EN=1)

SP vừa?

PP dài?

SP +=1

SP vừa +=1 (RS=0, RL=0)

Báo đầy (Full =1) Ngừng (EN=0) Reset SP=0

SP+=1 (RS=0, RL=0) PP<=4?

PP dài +=1 (RL=1, RS=0)

N

Delay T2 giây Full=0 EN=0

4 Chương trình LADDER

5 Giải thích hoạt động của chương trình theo từng network

Network1: Nhấn nút Start (I0.0) cuộn dây Q0.0 có điện do Q0.4 là đèn báo Full chưa có điện nhờ tiếp điểm tự giữ mà Q0.0 luôn giữ được trạng thái ON

Network2 & 3: Q0.0 cấp điện cho timer37 Sau khoảng thời gian delay là 4 giây, thời gian băng chuyền ổn định, thì Q0.1 có điện để cho phép sản phẩm vào băng chuyền

Network 4 & 5: Tổ hợp 3 cảm biến cho phép nhận diện sản phẩm vừa và lưu trạng thái vào biến tạm M0.0 Phế phẩm dài được lưu vào biến M0.1, còn phế phẩm ngắn được nhận biết và lưu vào M0.2

Network 6: số sản phẩm loại dài được đếm bởi Counter 1

Network 7: số sản phẩm loại ngắn được lưu vào Counter 2

Network 8: Counter 0 lưu lại tổng số sản phẩm loại dài và loại ngắn

Network 9: Gạt sản phẩm vào thùng khi gặp sản phẩm vừa, hoặc khi gặp phế phẩm còn cho phép (còn ít hơn 4 phế phẩm)

Network 10: Dùng Counter 3 để đếm số để đếm số sản phẩm đi vào Két

Network 11&12: khi phế phẩm thứ 4 đi vào két Phế phẩm thứ năm sẽ được gạt ra Gặp phế phẩm dài sẽ làm RL=1, RS=0 Gặp phế phẩm ngắn sẽ gạt qua bên sản phẩm ngắn (RL=0, RS=1) Network 13: khi sản phẩm vào Két đủ 10 Sẽ bật đèn báo Full và ngừng đưa sản phẩm vào (theo Network 3)

Network 14: sau đi đủ 10 sản phẩm, sản phẩm ngừng một thời gian là 3 giây Sau đó tiếp tục chu

kỳ mới

Bài 2: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

4

3 + 0 + 3 F2 = phaàn nguyeân cuûa 20 = 21

4

3 + 0 + 3 F3 = phaàn nguyeân cuûa 25 = 26

4

3 + 0 + 3 F4 = phaàn nguyeân cuûa 30 = 31

4

2 So sánh phương pháp điều khiển:

Phương pháp điều khiển số và Phương pháp điều khiển tương tự:

Đáp ứng tốc độ động cơ đều nhanh như nhau điều khiển số chỉ cho tối đa

8 tốc độ khác nhau, trong khi điều khiển tương tự có thể điều chỉnh mọi tốc

độ trong tầm cho phép

Phương pháp điều khiển vòng kín và vòng hở:

Điều khiển vòng hở có tốc độ trong khoảng cho phép và độ chính xác này phụ thuộc vào tốc độ trượt, tức phụ thuộc vào đặc tính tải Ưu điểm là không cần dùng cảm biến tốc tộ

Điều khiển vòng kín đáp ứng tốc độ động cơ sẽ nhanh chóng đạt đến giá trị đặt với sai số thấp tuy nhiên phải cần bộ phận hồi tiếp tốc độ (Tachometer hoặc Encoder)

3 Điều khiển tốc độ động cơ 4 tần số cố định F1, F2, F3 và F4 (Hz) và có thể đảo chiều

Thông số biến tần cần thiết (cài đặt theo tuần tự sau):

Thông

P944 1 Reset bộ biến tần về thông số mặc định

P009 3 Cho phép truy cập tất cả các thông số

P003 10.0 Thời gian giảm tốc 10s

P006 2 Chế độ dùng tần số cố định qua 3 đầu vào DIN3,4,5

P007 0 Cho phép điều khiển biến tần qua các ngõ vào số

P045 0 Không đảo chiều quay nhóm 1 (4 tần số cố định trên)

P054 17 Bit điều khiển giữa (DIN4)

P055 17 Bit điều khiển thấp (DIN5)

các Bit điều khiển

Sơ đồ nối dây của Biến Tần:

Cách nối: nối chân P15+ với:

DIN1 : Động cơ quay theo chiều thuận

DIN2 : Động cơ quay theo chiều nghịch

DIN3,DIN4,DIN5 : tổ hợp điều khiển tốc độ động cơ theo tần số cố định như bảng trên

4 Sơ lược về phương pháp điều khiển vòng kín dùng PID

Với tham số đặt là r(t), đáp ứng của hệ thống được điều khiển là c(t) thì hàm truyền điển hình dưới đây sử dụng phương pháp điều khiển PID

Khâu khuếch đại tỉ lệ Kp (Proportional gain):

Sơ đồ đấu dây

Các thông số cần thiết lập

P009 3 Cho phép truy cập tất cả các thông số

P002 10.0 Thời gian tăng tốc 10s

P003 10.0 Thời gian giảm tốc 10s

P006 1 Chế độ dùng ngõ vào tương tự

P007 0 Không cho phép điều khiển biến tần qua bàn phím.P013 30.00 Tần số cho phép cực đại là 30Hz

P021 0 Chọn tầm % tốc độ đặt ứng với Analog min

P022 50 Chọn tầm % tốc độ đặt ứng với Analog max

P203 chỉnh (1) Hiệu Hệ số Ki

P204 chỉnh Hiệu

(0.1)

Hệ số Kd

P323 0 Tín hiệu cảm biến dạng điện áp tầm 0 10V

Tốc độ đáp ứng của động cơ khi dùng khâu PID nhanh xác lập và ổn định Tuy nhiên, trong bài thí nghiệm này không xác định hệ số Kp,KI, KD đúng nên tốc độ đáp ứng cũng như điều khiển vòng hở tốc độ đáp ứng cũng dao động quanh giá trị đặt

Khi điều khiển vòng kín động cơ dùng biến tần:

Ưu: Đáp ứng nhanh, sai số tốc độ nhỏ chạy ổn định khi có sự thay đổi tải trở về tốc độ đặt sau một thời gian quá độ do tải thay đổi hoặc nhiễu

Khuyết: Xác định các tham số của khâu PID khá khó khăn và phải thực nghiệm nhiều và cần có bộ hồi tiếp tốc tộ

Bài 3: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

3

3 + 0 + 3N2 = phaàn nguyeân cuûa 25 = 27

3

3 + 0 + 3N3 = phaàn nguyeân cuûa 50 = 52

3

3 + 0 + 3N4 = phaàn nguyeân cuûa 90 = 92

a Chương trình Ladder

b Số tín hiệu vào và ra cần liên kết với PLC:

Tín hiệu vào dùng các nút nhấn thường hở tín hiệu ra dùng các đèn hiển thị trạng thái làm việc của chương trình Riêng phần kết nối với biến tần dùng cable mạng PPI

c Kết nối với biến tần

Các thông số cần thiết lập cho biến tần

P081 50 Tần số danh định của động cơ

P082 2850 Tốc độ danh định của động cơ

P084 380 Điện áp danh định của động cơ

P091 1 Địa chỉ Slave

P002 10 Thời gian tăng tốc của động cơ

P003 10 Thời gian giảm tốc của động cơ

P093 5 Số chu kỳ tối đa cho phép giữa hai khối data tới P094 50 Tần số đặt của động cơ

P095 0 Độ phân giải

P971 1 Các thay đổi của thông số không bị mất khi ngắt điện

d Giải thích hoạt động của chương trình

Network 1: ngay khi khởi động PLC Chương trình tạo kết nối vớ biến tần, khi kết nối thành công Đèn nối với Q0.0 sáng lên

Network 2: điều khiển động cơ qua biến tần dùng lệnh USS_Ctrl Ta dễ dàng cho động

cơ chạy, dừng mềm, dừng nhanh, đảo chiều… các đèn báo tương ứng khi động cơ chạy, đảo chiều, lỗi xảy ra trong quá trình hoạt động

Network 3: Nhấn nút gắn vào I0.5 sẽ ra lệnh đọc giá trị tốc độ động cơ từ biến tần và lưu vào PLC Điều này được thực hiên qua khối USS_RPM_W

Network 4: nhấn nút I1.0 sẽ ra lệnh cho động cơ chạy với tốc độ thứ 1

Network 5: nhấn nút I1.1 sẽ ra lệnh cho động cơ chạy với tốc độ thứ 2

Network 6: nhấn nút I1.2 sẽ ra lệnh cho động cơ chạy với tốc độ thứ 3

Bài 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

b Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển Nhận xét các hiệu ứng và ứng dụng khi dùng Sikostart

Chế độ khởi động:

- Dùng công tắc DIL3 và DIL5 để chọn chế độ khởi động

- Thời gian lên của điện áp tR : RAMP-TIME : 20s

- Điện áp xung ban đầu: START VOLTAGE :30%

- Dòng giới hạn IB : CURRENT LIMIT : 0.5Ie

ƒ Với chế độ : - hàm dốc điện áp

- hàm dốc điện áp với giới hạn dòng hàm dốc điện áp với xung ban đầu và giới hạn dòng

=> Động cơ khởi động từ từ, không có hiện tượng tăng dòng

ƒ Với chế độ khởi động nhanh

=> Động cơ chạy ngay Có hiện tượng quá dòng

Chế độ dừng:

- Dùng công tắc DIL1 và DIL2 để chọn chế độ dừng mềm

+ Tắt kiểu bơm : tAus = 30s

- Điện áp tắt UAB : START VOLTAGE : 85%Ukhởiđộng

ƒ Với chế độ tắt kiểu bơm và hãm một chiều

=> Động cơ dừng lâu và bị khựng

ƒ Với chế độ dừng mềm

=> Động cơ dừng êm, thời gian hợp lý

ƒ Với chế độ dừng nhanh

=> Động cơ dừng không êm, hơi nhanh

2 Sử dụng Sikostart khởi động mềm động cơ và bypass

a Sơ đồ nối dây mạch điều khiển và mạch động lực cho Sikostart điều khiển động cơ

b Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển Nhận xét các hiệu ứng và ứng dụng khi dùng Sikostart

Chế độ khởi động: giống phần 1

Chế độ dừng: giống phần 1 nhưng trong trường hợp này ta thường sử dụng chế

độ dừng nhanh Tuy nhiên, nếu động cơ, contactor còn tốt thì ta có thể cho dừng mềm được vì không sợ quá áp và ngắn mạch do tiếp điểm contactor hỏng xảy ra

3 Sử dụng PLC S7-200 và Sikostart khởi động mềm cho động cơ ( một động cơ)

a Thông số cài đặt cho Sikostart: giống phần 2

b Sơ đồ nối dây mạch điều khiển kết nối PLC với Sikostart và các contactor

Chöông trình LADDER ñieàu khieån:

Giải thích chương trình điều khiển:

Network 1: Khi nhấn nút START, tiếp điểm thường hở I0.0 đóng lại, cấp điện cho cuộn dây Q0.0, tiếp điểm thường hở Q0.0 đóng lại tự giữ điện cho cuộn dây Q0.0

Network 2: Khi nhấn nút Bypass, tiếp điểm thường hở I0.1 và Q0.0 đóng lại, cấp điện cho cuộn dây Q0.1 có tự giữ Tiếp điểm thường đóng Q0.1 ở Network

1 hở ra, cuộn dây Q0.0 mất điện

Network 3: Khi nhấn nút STOP, tiếp điểm thường hở I1.0 đóng lại, cấp điện cho cuộn dây M0.1 có tự giữ Tiếp điểm thường đóng M0.1 ở Network 2 hở ra, cuộn dây Q0.1 mất điện Dẫn đến tiếp điểm thường đóng Q0.1 ở Network 3 trở về trạng thái đóng ban đầu, cấp điện cho cuộn dây M0.0 có tự giữ Lúc này tiếp điểm thường đóng M0.0 ở Network 1 hở ra, dù ra có nhấn nút START thì cuộn dây Q0.0 vẫn không có điện (động cơ không chạy)

Network 4: Tiếp điểm thường hở M0.0 đóng lại, cấp điện cho timer T37 đếm đủ 100 lần (1 lần là 100ms) thì tác động, tiếp điểm thường hở T37 đóng lại, cấp điện cho cuộn dây M0.2 có tự giữ Lúc này tiếp điểm thường hở M0.0 ở

Network 1 đóng lại, khi ta nhấn nút START thì cuộn dây Q0.0 sẽ có điện (động

cơ sẽ hoạt động)

Network 5: Khi nhấn nút STOP, tiếp điểm thường hở I1.0 đóng lại, cấp điện cho cuộn dây Q0.0 có tự giữ

Network 6: Khi nhấn nút START, tiếp điểm thường hở I0.0 đóng lại, cấp điện cho cuộn dây Q0.2 có tự giữ Khi nhấn nút STOP, tiếp điểm thường đóng I1.0 hở ra, cuộn dây Q0.2 mất điện