đồ án công nghệ thông tin Tìm hiểu phần mềm WinCC và Step7-MicroWin 32 của hãng SIEMENS - Ứng dụng xây dựng hệ thống tự động kiểm định chất lượng máy biến áp

Trong xu thế đó với tư cách là một thành viên của tổng công ty điện lực Việt Namnhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh đã đạt được những thành tích nổi bật đáng khích lệ, đáng chú ý là v

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển đi lên không ngừng của nền kinh

tế nước nhà là sự phát triển vượt bậc của ngành điện, ngành đóng vai trò quan trọng bậcnhất đối với đa phần các ngành kinh tế công nhiệp mũi nhọn cũng như phục vụ nhu cầuđiện năng của nhân dân

Trong xu thế đó với tư cách là một thành viên của tổng công ty điện lực Việt Namnhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh đã đạt được những thành tích nổi bật đáng khích

lệ, đáng chú ý là việc công ty là đơn vị đầu tiên đã nghiên cứu, làm chủ công nghệ và chếtạo thành công nhiều loại thiết bị điện như dây cáp nhôm, máy biến ỏp… mà trước đâyphải nhập ngoại với giá thành đắt hơn rất nhiều lần

Công ty là nơi đầu tiên và duy nhất trong cả nước sản xuất và đưa vào vận hànhthành công máy biến áp 110 KV với giá thành lên đến hàng tỉ đồng, sản phẩm máy biến ápcủa nhà máy đã nhận được sự tín nhiệm, tin cậy của thị trường

Cùng với sự phát triển của công nghệ thì vấn đề đặt ra đối với lãnh đạo nhà máy làlàm sao công đoạn kiểm định chất lượng máy biến áp trước khi xuất xưởng được thực hiệnmột cách nhanh hơn về thời gian, chính xác hơn về các thông số và quá trình đó có thểđược giám sát điều khiển cũng như thu thập, lưu trữ thông tin một cách tự động

Với bài toán đặt ra như thế em đã chọn việc giải quyết bài toán này làm đề tài

nghiên cứu của mình, đề tài "Tỡm hiểu phần mềm WinCC và Step7-Micro/Win 32 của hãng SIEMENS - Ứng dụng xây dựng hệ thống tự động kiểm định chất lượng máy biến áp”

Với đề tài này, trong quá trình thực tập tốt nghiệp, em đã nghiên cứu được nhữngvấn đề chủ yếu sau:

Tìm hiểu tổng quan về máy biến áp, bao gồm các công đoạn từ khi chế tạo cho đếnkhi kiểm tra xuất xưởng

Các hạng mục thử nghiệm máy biến áp tại nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh.Nghiên cứu và tỡm hiểu sừu về phần mềm lập trình giao diện WinCC

Nghiên cứu và tỡm hiểu về phần mềm lập trình S7-200.

Xừy dựng thành công chương trình kiểm định máy biến áp, thực hiện đầy đủ cácchức năng lưu trữ, truy xuất cũng như in ấn theo yêu cầu từ phớa nhà máy

Để có thể hoàn thành tốt đề tài này, em đã được giúp đỡ tận tình của các thầy cô

giáo ở Bộ môn Kỹ thuật đo và Tin học công nghiệp cũng như các anh chị nhừn viên tại công ty cổ phần Việt Sáng Tạo và nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh Qua đây, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của các thầy giáo Nguyễn Anh Tuấn, Đào Đức Thịnh, Hoàng Sỹ Hồng cựng các thầy cô giáo trong bộ môn Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh Đinh Công Khoa, Vũ Thế Anh cùng các anh ở phòng giải pháp phần mềm công ty Việt Sáng Tạo, anh Lưu Tuấn Đạt cùng các anh chị ở phòng

KCS nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh đã tận tình hướng dẫn cung cấp những tàiliệu cần thiết, tạo mọi điều kiện cho em trong quá trình thực tập và làm đồ án

Tuy em đã rất cố gắng song do sự eo hẹp về thời gian, hạn chế về tài liệu thamkhảo nên khó tránh khỏi cũn có nhiều sai sót Em rất mong nhận được ý kiến bổ sung từphớa các thầy cô giáo và các bạn bè để đề tài có thể phát triển tốt hơn

Hà Nội, ngày 12 tháng 6 năm 2005

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Trọng Hùng

2

-CHƯƠNG MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

I Giới thiệu về đề tài

Trước tốc độ phát triển chóng mặt của khoa học kỹ thuật ngày nay, con người đangdần được giải phóng khỏi những lao động chừn tay vất vả Thay thế vào đó là các loại máymóc thiết bị hiện đại được ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, có thể làm việc như conngười Để bắt kịp với sự phát triển của thời đại, nhừn loại nói chung, và người dừn ViệtNam nói riêng, cần phải được trang bị những kiến thức cần thiết để có thể sử dụng nhữngmáy móc, thiết bị này và làm chủ được nó

Trước nhu cầu thiết thực đó, các hóng sản xuất phần mềm tự động hoá công nghiệptrên thế giới liên tục cho ra đời các sản phẩm phần mềm công nghiệp Những phần mềm,sau khi được lập trình, có thể cho phép con người dễ dàng làm chủ được các máy móc,thiết bị mà mình đang sử dụng

Một trong các hóng đi đầu trong lĩnh vực này đó là SIEMENS SIEMENS liên tụccho ra đời các sản phẩm phần mềm cho phép lập trình điều khiển các thiết bị trong côngnghiệp, phần lớn là các thiết bị do chớnh hóng sản xuất ra, và các sản phẩm phần mềm chophép xừy dựng các giao diện hướng người sử dụng Một trong số đó hiện nay đang được

sử dụng rộng rói trong công nghiệp và cụ thể là ở Việt Nam đó là: phần mềm lập trình điềukhiển cho PLC Step7-200 (đây là thiết bị điều khiển logic khả trình viết tắt củaProgrammable Logic Control); và phần mềm giao tiếp người máy (Human MachineInterface viết tắt là HMI) là WinCC Hiện nay, các phần mềm này liờn tục được nừng cấpphù hợp với nhu cầu điều khiển và giám sát các thiết bị công nghiệp

Với đề tài: "Tỡm hiểu phần mềm WinCC và Step7-Micro/Win 32 của hãng SIEMENS - Ứng dụng xây dựng hệ thống tự động kiểm định chất lượng máy biến ỏp”, em hy vọng sẽ giới thiệu được một phần nào đó công dụng của các phần mềm này để

có thể ứng dụng nó vào nước ta Phần trình bày của em bao gồm các chương sau:

Chương I : Giới thiệu về công ty nơi thực tập.

Chương II: Những tỡm hiểu về công nghệ chế tạo máy biến áp và quy trình kiểm định

máy biến áp

Chương III: Tỡm hiểu về phần mềm WinCC.

Chương IV: Tỡm hiểu về phần mềm Step7-Micro/Win 32 và thiết bị logic khả trình Step7

- 200

Chương V: Xừy dựng chương trình giao tiếp người máy cho phép điều khiển quy trình

kiểm định máy biến áp từ máy tính cá nhừn PC

Chương VI: Chương này giới thiệu chương trình mô phỏng (demo) quy trình vận hành

cùng tài liệu hướng dẫn vận hành

Chương VII: Kết luận Chương này nêu ra những đánh giá về các kết quả đã làm được

như sai số của hệ thống và hướng phát triển của đề tài

II Các ký hiệu sử dụng trong đồ án

- PLC (Programmable Logic Controller): Thiết bị điều khiển logic khả trình

- HMI (Human Machine Interface): Giao tiếp người máy

- EEMP (Electronic Equipment Manufacturing Plant): Nhà máy chế tạo thiết bị điện

- SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition): Hệ thống thu thập dữ liệu và điềukhiển giám sát

- EVN (Electronic Vietnam): Nghành điện lực Việt Nam

- MBA: Máy biến áp

- MBATN1P: Máy biến áp tự ngẫu một pha

- MBATN3P: Máy biến áp tự ngẫu ba pha

- SQL (Structure Query Language): Ngôn ngữ cấu trúc truy vấn

4

-CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT SÁNG TẠO VÀ NHÀ MÁY CHẾ TẠO

THIẾT BỊ ĐIỆN ĐễNG ANH

I Công ty cổ phần Việt Sáng Tạo

I.1 Đụi nột về công ty

Công ty thành lập năm 2001, Việt Sáng Tạo là công ty chuyên về lĩnh vực

kỹ thuật điện và tự động hoá

Công ty Việt Sáng Tạo cung cấp các sản phẩm và giải pháp thích hợp cho cácngành công nghiệp bao gồm các thiết bị điện- tự động hoá do cỏc hóng nổi tiếng thế giớisản xuất như SIEMENS, MOELLER, F&G,

Ngoài việc cung cấp sản phẩm, công ty Việt Sáng Tạo còn có khả năng tíchhợp hệ thống từ khâu tư vấn, thiết kế lắp đặt, đưa vào vận hành, bảo trì thiết bị và đào tạochuyển giao công nghệ

Việt Sáng Tạo có thể cung cấp các dịch vụ kỹ thuật cao, tư vấn công nghệ mới

Mô hình công ty

Trong đó:

1/ Phòng kinh doanh có nhiệm vụ:

Hội đồngquản trị

Phònggiải pháp phần mềm

Phòng

kế toántài chính

Ban lãnh đạo công ty

Phòng

kinh

doanh

Phòngđời sống

- Nghiên cứu và ứng dụng các sản phẩm mới của hãng SIEMENS vào sản xuất.

- Dự án: thiết kế các projects, thực hiện chỉ đạo lắp đặt thiết bị, thi công các hợpđồng của dự án

- Dịch vụ sửa chữa và sau bảo hành: được uỷ quyền của hãng SIEMENS miền Bắcchuyên khắc phục và bảo hành các sản phẩm tự động hoá của hãng

- Bộ phận bảo dưỡng và bảo trì: các nhà máy Gạch ốp lát Hà Nội, Gạch men ThăngLong, Granit Tiờn Sơn, gốm sứ Việt Trỡ,…

I.2 Hoạt động của công ty

Cung cấp sản phẩm:

Việt Sáng Tạo cung cấp các sản phẩm đáp ứng hầu hết các giải pháp côngnghệ trên nền tảng tự động hoá điện công nghiệp Công ty còn hỗ trợ khách hàng ngay từgiải pháp kỹ thuật, tư vấn, thiết kế, lắp đặt hệ thống, đào tạo, chuyển giao công nghệ vàdịch vụ sau bán hàng

Các sản phẩm của công ty:

- Hệ thống hiển thị quá trình:

a SIMATIC WinCC là một hệ giao diện người-mỏy chạy trong môi trườngMicrosoft Windows 95/98, NT4.0/2000, được thiết kế để hiển thị quá trình sản xuấttrong nhà máy Với các giao diện xử lý mạnh và tính năng lưu trữ dữ liệu tin cậy,WinCC là giải pháp cao cho các ứng dụng điều khiển công nghiệp

b Màn hình cảm ứng trong dòng SIMATIC HMI hiển thị các yếu tố vận hànhcủa quá trình một cách trực quan như trình tự quá trình, trạng thái hoạt động củanhà máy, lưu đồ sản xuất,…

6

Tự động hoá: các bộ logic khả trình PLC của SIEMENS cho các giải pháp ứng dụng

công nghiệp và tự động hoá nhà máy

- Truyền động :

a Biến tần: các bộ biến tần với thiết kế gọn nhẹ với độ tin cậy cao với cỏc dũng sản

phẩm từ Micro Master 420,440 và Simovert Master Drives

b Động cơ: các động cơ của SIEMENS, đa dạng về chủng loại, đáp ứng các nhu cầu

về: máy bơm, máy nén, mỏy nừng, cần trục, băng tải, máy trộn, …

c Thiết bị điện hạ thế: cỏc thiết bị đóng cắt do hãng Moeller sản xuất, tủ phân phối

và điều khiển động cơ, các thiết bị hạ thế, hệ thống trạm trung thế đóng cắt mạchvòng của F&G

I.3 Đào tạo

Công ty Việt Sáng Tạo luôn xem việc đào tạo nhõn viên và chuyển giao công nghệcho khách hàng là vấn đề cốt yếu Để đảm bảo nắm bắt kịp thời với công nghệ và tiêuchuẩn mới, Việt Sáng Tạo cú cỏc chương trình đào tạo ngắn hạn và dài hạn, chủ yếu là đàotạo kiến thức về Điện và Tự động hoá cho các ngành công nghiệp, các trường đào tạo vàdạy nghề

- Cung cấp các thông tin mới nhất về lĩnh vực tự động hoá

- Phổ biển kiến thức về PLC, làm quen với các bộ lập trình

- Đào tạo chuyên sâu về hệ thống truyền động, các ứng dụng về bộ truyền động AC,DC

- Phát triển các kỹ năng về vi xử lý, kỹ thuật truyền thông công nghiệp, điều khiển

số, SCADA

II Nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh

II.1 Quá trình hình thành và phát triển của nhà máy

Nhà máy Chế tạo thiết bị điện, tên giao dịch quốc tế là EEMP là doanh nghiệp Nhà nướctrực thuộc Công ty sản xuất thiết bị điện - Tổng công ty Điện lực Việt Nhà máy Chếtạo thiết bị điện, tên giao dịch quốc tế là EEMP là doanh nghiệp Nhà nước trực thuộc Công

ty sản xuất thiết bị điện - Tổng công ty Điện lực Việt Nam

Địa chỉ: Khối 3A Thị trấn Đông Anh, Huyện Đông Anh, Hà Nội.

Tel: (84)-04 - 8833781 - 8833779 Fax: (84)-04 - 8833113

E-mail: eemp@hn.vnn.vn

Nhà máy được thành lập ngày 26 tháng 03 năm 1971 theo quỵết định số 88/NCQLKT của Bộ Điện và Than Ngày 05 tháng 04 năm 1971 sát nhập thêm phân xưởngsửa chữa cơ điện và lấy tên là Nhà máy sửa chữa thiết bị điện Đông Anh theo quyết định

số 101/QĐ/NCQL-1 của Bộ điện và than Năm 1982, Công ty sửa chữa và chế tạo thiết bịđiện được thành lập, Nhà máy là một cơ sở của Công ty và thực hiện hạch toán phụ thuộc.Thiết bị ban đầu do Liờn Xụ (cũ) viện trợ, Nhà máy có tổng diện tích mặt bằng là 11 ha,trong đó diện tích nhà xưởng là 4,74 ha

Đến tháng 6 năm 1988, Nhà máy tách khỏi cơ quan Công ty, hạch toán độc lập vàmang tên là Nhà máy chế tạo thiết bị điện Trước nhu cầu của thị trường thiết bị điện, màchủ yếu các đơn vị thuộc nghành điện lực Việt Nam trong công cuộc điện khớ hoỏ, côngnghiệp hoá, Nhà máy đã chuyển hướng hoạt động sản xuất kinh doanh từ sửa chữa sangchế tạo các sản phẩm thuộc ngành điện như: máy biến áp, cỏp nhụm trần tải điện, cỏp thộp,cỏp chống sét, các loại tủ bảng điện, cầu dao Từ năm 1988, cỏc mỏy biến áp phân phối,máy biến áp trung gian mang tên “Thiết bị điện Đông Anh” đã xuất hiện trên lưới điện cũnkhỏ thưa thớt của EVN cùng với cỏc mỏy khỏc chủ yếu là của Liờn Xụ (cũ), Trung Quốc

và các nước thuộc khối xã hội chủ nghĩa

Năm 1995, Nhà máy cho ra đời sản phẩm máy biến áp lực 25.000kVA-110kV đầutiên tại Việt Nam (lắp đặt tại trạm Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc) Kể từ đó đến nay, Nhà máy

đã thiết kế, chế tạo được trên 100 máy biến áp 110kV các loại có công suất từ 16.000kVAđến 63.000kVA với chất lượng cao, đang vận hành an toàn và ổn định trên lưới điện toànquốc

Tháng 9/2000, Nhà máy được Công ty AFAQ ASCERT cấp chứng chỉ ISO9002:1994 cho hệ thống quản lý chất lượng đối với 2 sản phẩm là máy biến áp và cỏpnhụm trần tải điện Năm 2002, Nhà máy được cấp chứng chỉ ISO 9001:2000

Năm 2003, Nhà máy đã tự thiết kế và chế tạo thành công máy biến áp 125MVA 220kV đầu tiên của nước ta (lắp đặt tại trạm biến áp 220kV Trung Dã, huyện Sóc Sơn, HàNội), đánh dấu bước trưởng thành vượt bậc trong lịch sử xây dựng và phát triển 33 nămcủa Nhà máy

-II.2 Chức năng và nhiệm vụ của nhà máy

II.2.1 Ngành nghề kinh doanh

8

-Chế tạo thiết bị điện; cáp điện; vật liệu kỹ thuật điện; sửa chữa thiết bị kỹ thuậtđiện, thiết bị năng lượng chuyên ngành, thiết bị nhiệt, chế tạo, gia công kết cấu, cột điệnthép, phụ tùng, phụ kiện lũ mỏy, mạ kim loại (Giấy đăng ký kinh doanh số 303785 cấpngày 18/4/1994).

Các loại tủ điều khiển, tủ phân phối điện hạ áp, cầu dao cao áp các loại

Sửa chữa, bảo dưỡng và đại tu các loại máy biến áp, động cơ, máy phát

II.3 Hình thức tổ chức và kết cấu tổ chức của nhà máy

II.3.1.Hình thức tổ chức sản xuất

- Sản xuất kiểu đơn chiếc, loạt nhỏ

- Mức độ chuyên môn hoỏ: Phừn thành các tổ chuyên môn theo các công đoạn chế tạo sảnphẩm như sau:

+ Bộ phận chuyên quấn dây: Tổ quấn dây MBA nhỏ, MBA lớn

+ Bộ phận tổ sấy và lọc dầu, tổ cơ khí làm điều chỉnh,…

II.3.2 Kết cấu sản xuất

Bộ máy tổ chức sản xuất của Nhà máy được chia thành 5 phân xưởng sản xuất.Trong đó, có 4 phân xưởng sản xuất chính và 1 phân xưởng sản xuất phụ

Các phân xưởng sản xuất chính gồm có:

- Phân xưởng Máy biến áp : Chế tạo các loại máy biến áp có công suất từ 30kVA

-125.000kVA, điện áp đến 220kV Gồm các tổ: Quấn dây, mạch từ, vỏ, cơ, sơn, vậtliệu cách điện, lắp ráp, lọc dầu

- Phân xưởng Cỏp nhụm : Chế tạo cỏp nhụm, cỏp thộp, chế tạo các chi tiết gỗ…

Gồm các tổ: Tổ chế tạo cáp, tổ mộc

- Phân xưởng Sửa chữa điện : Sửa chữa máy biến áp, động cơ, máy phát, chế tạo tủ

điện Gồm các tổ: Sửa chữa điện 1, 2, 3

- Phân xưởng Cơ khí : Gia cụng các chi tiết cho máy biến áp như bánh xe, ờcu, bu

lông, chế tạo cầu dao.… Gồm các tổ: Tổ chi tiết MBA, tổ cầu dao, Phân xưởng sản xuất phụ (phân xưởng Cơ điện): Có nhiệm vụ đảm bảo nguồn điện,nước và khí nén; phục vụ vận hành và sửa chữa máy móc, thiết bị; lắp ráp các tủ điều

khiển cho máy biến áp

II.4 Cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý của nhà máy

Nhà máy có bộ máy tổ chức quản lý theo kiểu trực tuyến - chức năng, đứng đầu là

Giám đốc, giúp việc cho Giám đốc có một Phó giám đốc phụ trách về kỹ thuật và một Phógiám đốc phụ trách về kinh doanh, trực tiếp chịu trách nhiệm về từng mặt hoạt động củaNhà máy

10

-Hình 1.2Sơ đồ tổ chức bộ máy quản lý nhà máy

Giúp việc cho Ban giám đốc là cỏc phũng ban chức năng, giữa các phòng ban vàcác phân xưởng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau.

Ngoài ra, cũn cú cỏc hội đồng, ban ngành do Giám đốc ký quyết định thành lập, cóchức năng tham mưu, giúp việc cho Giám đốc các mảng công tác cụ thể như: Mua bán vật

tư, định giá sản phẩm, các hoạt động văn xã

II.5 Định hướng phát triển

Với truyền thống và bề dày kinh nghiệm của mình, EEMP đang nỗ lực phấn đấusản xuất kinh doanh có hiệu quả với mức tăng trưởng cao Các mục tiêu chủ yếu củaEEMP trong tương lai là:

Đầu tư mọi nguồn lực để phát triển năng lực sản xuất, tiếp tục đầu tư mở rộng dâychuyền sản xuất máy biến áp 110kV và máy biến áp phân phối; không ngừng nâng caonăng lực sản xuất, nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm, đáp ứng mọi yêu cầu củakhác hàng, tăng khả năng cạnh tranh ở thị trường trong nước cũng như chuẩn bị tốt choviệc hội nhập thị trường quốc tế

Nghiên cứu tự thiết kế, chế tạo và thử nghiệm máy biến áp 220kV, tiến tới ổn địnhhoàn thiện dây chuyền chế tạo máy biến áp lực 220kV

Đầu tư, hiện đại hoá dây chuyền chế tạo cỏp nhụm trần tải điện, cáp chống sét phục vụ nhu cầu phát triển của hệ thống lưới điện đến 500kV

Đầu tư xây dựng hệ thống dây chuyền công nghệ sản xuất cáp sợi quang thông tinđiện lực

Nghiên cứu phát triển các sản phẩm mới theo định hướng phát triển ngành Cơ khíViệt Nam, chế tạo các thiết bị điện, vật liệu kỹ thuật điện chủ yếu như cầu dao cách ly 3pha đến 110 - 220kV, máy biến dòng 110kV, tủ bảng điện, tủ điều khiển phân phối

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ KIỂM

ĐỊNH MÁY BIẾN ÁP

I Máy biến áp

I.1 Khái niệm

Ngày nay, Các nhà máy điện đều được xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu như

mỏ than, mỏ khí, gần nguồn nước, bởi vì lượng nhiên liệu mà các nhà máy điện tiêu thụ làrất lớn nên chi phí cho vận chuyển nhiên liệu đi xa là rất lớn Hơn nữa các nhà máy điệncũng thải ra một lượng khí thải rất lớn gừy ụ nhi Ngày nay, Các nhà máy điện đều đượcxây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu như mỏ than, mỏ khí, gần nguồn nước, bởi vìlượng nhiên liệu mà các nhà máy điện tiêu thụ là rất lớn nên chi phí cho vận chuyển nhiênliệu đi xa là rất lớn Hơn nữa các nhà máy điện cũng thải ra một lượng khí thải rất lớn gõy

ụ nhiễm môi trường như nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện nguyên tử Cũn cỏc nhà máythủy điện thì phải xây dựng nơi nguồn nước Trong khi đó, những nơi tiêu thụ điện năngchủ yếu là các khu công nghiệp, các thành phố nơi tập trung đông dân cư thường ở xa cácnhà máy phát điện Vì vậy cần có thiết bị hỗ trợ truyền tải điện năng đi xa với tổn hao nhỏ

mà vẫn mang lại hiệu quả kinh tế

Khi cần một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp tăng cao thì dòngđiện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống, như vậy ta có thể làm tiết diện dây nhỏ đi do đótrọng lượng và chi phí đường dây dẫn điện sẽ giảm xuống Hơn nữa tổn hao trên đườngdây cũng nhỏ đi tiết kiệm được điện năng Vì vậy muốn truyền tải điện năng đi xa cần phảităng điện áp lên cao ở nhà máy phát điện và đến nơi tiêu thụ cần giảm điện áp cho phù hợpvới yêu cầu của hộ tiêu thụ

ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không

12

Hình 2.1Sơ đồ mạng truyền tải đơn giản

thay đổi Máy biến áp có hai cuộn dây, cuộn sơ cấp nối với nguồn điện để thu năng lượng,cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ để đưa điện năng ra.

I.2 Cấu tạo

Máy biến áp cú cỏc bộ phận chính sau đây: lừi thộp, dừy quấn và vỏ máy Máybiến áp cú cỏc bộ phận chính sau đây: lừi thộp, dõy quấn và vỏ máy

I.2.1 Lõi thộp

Lõi thộp dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để quấn dây quấn Theo hìnhdáng lừi thộp người ta chia ra: Lừi thép dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung

để quấn dây quấn Theo hình dáng lừi thộp người ta chia ra:

- Máy biến áp kiểu lõi hay kiểu trụ: Dây quấn bao quanh trụ thép Loại này hiện

nay rất thông dụng cho cỏc mỏy biến áp một pha và ba pha có dung lượng nhỏ và trungbình

- Máy biến áp kiểu bọc

Mạch từ được phân ra hai bên và “ bọc “ lấy một phần dây quấn Loại này thường chỉ

được dùng trong một vài nghành chuyờn môn đặc biệt như máy biến áp dùng trong lòđiện, luyện kim, hay máy biến áp một pha công suất nhỏ dùng trong kỹ thuật vô tuyếnđiện, âm thanh Mạch từ được phân ra hai bên và “ bọc “ lấy một phần dây quấn.Loại này thường chỉ được dùng trong một vài nghành chuyên môn đặc biệt như máy biến

áp dùng trong lò điện, luyện kim, hay máy biến áp một pha công suất nhỏ dùng trong kỹthuật vô tuyến điện, âm thanh

Hình 2.2 Máy biến áp kiểu lõi 1pha , 3pha

- Máy biến áp kiểu trụ bọc

Ở cỏc mỏy biến áp hiện đại, dung lượng lớn và cực lớn (80- 100 MVA trên một pha),điện áp cao (220-400 kV), để giảm chiều cao của trụ thép, tiện lợi cho việc vận chuyển,mạch từ của máy biến áp kiểu trụ được phân sang hai bên nờn mỏy biến áp mang hìnhdáng vừa kiểu trụ vừa kiểu bọc Ở cỏc mỏy biến áp hiện đại, dung lượng lớn

và cực lớn (80- 100 MVA trên một pha), điện áp cao (220-400 kV), để giảm chiều cao củatrụ thép, tiện lợi cho việc vận chuyển, mạch từ của máy biến áp kiểu trụ được phân sanghai bên nờn mỏy biến áp mang hình dáng vừa kiểu trụ vừa kiểu bọc

- Máy biến áp mạch từ không gian

Mạch từ của máy biến áp được phân bố trong không gian Loại máy biến ápnày chỉ được chế tạo cho loại máy biến áp có công suất nhỏ và trung bình

Cấu tạo lừi thộp

Lõi thộp mỏy biến áp gồm hai phần: phần trụ và phần gông Trụ là phần lừi thộp códây quấn, gông là phần lừi thộp nối các trụ lại với nhau thành mạch từ kín và không có dâyquấn (đối với máy biến áp kiểu bọc và máy biến áp kiểu trụ – bọc thì hai trụ phía ngoàicũng đều thuộc về gông) Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, lừi thộp được ghép

từ những lá thép kỹ thuật điện có bề dày (0,27-0,35 mm) có phủ sơn cách điện trên bề mặt.Trụ và gông có thể ghép với nhau bằng phương pháp ghép nối hoặc ghép xen kẽ Ghép nốithì trụ và gụng ghộp riờng, sau đú dựng xà ép và bu lông vít chặt lại Ghép xen kẽ thì toàn

bộ lừi thộp phải ghép đồng thời và các lá thép được xếp xen kẽ với nhau lần lượt theo trình

tự a, b

14

Hình 2.4Ghép xen kẽ lõi thép máy biến áp ba pha

Hình 2.3 Máy biến áp kiểu bọc

Sau khi ghộp, lừi thộp cũng được vít chặt bằng xà ép và bu lông Phươngpháp này tuy phức tạp song giảm được tổn hao do dòng điện xoáy gây nên và rất bền vềphương diện cơ học, vì thế hầu hết cỏc mỏy biến áp hiện nay đều dùng kiểu ghép này

Do dây quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang của trụ thép thường làm thànhhình bậc thang gần trũn Gụng từ vì không có dây quấn, do đó, để thuận tiện cho việc chếtạo tiết diện ngang của gông có thể làm đơn giản: hình chữ nhật , hình chữ thập hoặc hìnhchữ T Do dây quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang của trụ thép thường làm thànhhình bậc thang gần trũn Gụng từ vì không có dây quấn, do đó, để thuận tiện cho việc chếtạo tiết diện ngang của gông có thể làm đơn giản: hình chữ nhật , hình chữ thập hoặc hìnhchữ T

Để đảm bảo an toàn: toàn bộ lừi thộp được nối đất với vừ mỏy và vừ mỏy phải được nốiđất Để đảm bảo an toàn: toàn bộ lừi thộp được nối đất với vừ mỏy và vừ mỏyphải được nối đất

I.2.2 Dây quấn

Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp, làm nhiệm vụ thu nănglượng vào và truyền năng lượng ra Kim loại làm dây quấn thường bằng đồng, cũng có thểdựng dừy quấn bằng nhôm nhưng không phổ biến Theo cách sắp xếp dây quấn cao áp và

hạ áp, người ta chia ra hai loại dây quấn chớnh: dừy quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ

- Dây quấn đồng tâm

Dây quấn đồng tâm tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm Dây quấn hạ áp thườngquấn phía trong gần trụ thộp, cũn dừy quấn cao áp quấn phía ngoài bọc lấy dây quấn hạ

áp Với cách quấn này có thể giảm bớt điều kiện cách điện của dây quấn cao áp Trongdây quấn đồng tâm lại có nhiều kiểu khác nhau, dây quấn hình trụ, dây quấn hình xoắn,dây quấn xoáy ốc liên tục Dây quấn đồng tâm tiết diện ngang là những vòngtròn đồng tâm Dây quấn hạ áp thường quấn phía trong gần trụ thộp, cũn dõy quấn cao ápquấn phía ngoài bọc lấy dây quấn hạ áp Với cách quấn này có thể giảm bớt điều kiện cách

điện của dây quấn cao áp Trong dây quấn đồng tâm lại có nhiều kiểu khác nhau, dây quấnhình trụ, dây quấn hình xoắn, dây quấn xoáy ốc liên tục.

- Dây quấn xen kẽ

Các bỏnh dừy quấn cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép

Cỏc bỏnh dõy quấn cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép

- Nắp thùng

Dùng để đậy thùng và trên đó đặt các chi tiết máy quan trọng như: Các sứ đầu ra củadây quấn cao áp và hạ áp Làm nhiệm vụ cách điện giữa dây dẫn ra với vỏ mỏy Bỡnh gióndầu, ống bảo hiểm Ngoài ra trên nắp còn đặt bộ phận truyền động của cầu dao đổi nối cácđầu điều chỉnh điện áp của dõy quấn cao áp Dùng để đậy thùng và trên đó đặt các chi tiếtmáy quan trọng như: Các sứ đầu ra của dây quấn cao áp và hạ áp Làm nhiệm vụ cách điệngiữa dây dẫn ra với vỏ mỏy Bỡnh gión dầu, ống bảo hiểm Ngoài ra trên nắp còn đặt bộphận truyền động của cầu dao đổi nối các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp

Điện áp dây sơ cấp định mức U 1đm: là điện áp của dây quấn sơ cấp tính bằng KilụVụn (KV) hay Vôn (V) Nếu dây quấn sơ cấp cú cỏc đầu phân nhánh thì người ta ghi cảđiện áp định mức của từng đầu phân nhánh.

- Điện áp dây thứ cấp định mức U 2đm: là điện áp dây của dây quấn thứ cấp khi máybiến áp không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp, tính bằng Kilụ Vụn (KV) hayVụn(V)

- Dòng điện dây định mức sơ cấp I 1đm và thứ cấp I 2đm: là những dòng điện dây củadây quấn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức, tính bằng Kilụ Ampe(KA) hay Ampe (A)

- Tần số định mức f đm: tính bằng Hz Thường máy biến áp điện lực có tần số côngnghiệp là 50 Hz hay 60 Hz

Ngoài ra trờn nhón mỏy biến áp điện lực còn ghi những số liệu khác như: số pha m,

sơ đồ và tổ nối dây quấn, điện áp ngắn mạch un%, chế độ làm việc (dài hạn hay ngắn hạn),phương pháp làm mát

Khái niệm “ định mức “ còn bao gồm những tình trạng làm việc định mứccủa máy biến áp nữa mà có thể không ghi trờn nhón mỏy như: hiệu suất định mức, độ tăngnhiệt định mức, nhiệt độ định mức của môi trường xung quanh

II Công nghệ chế tạo máy biến áp

17

-Chế tạo mạch từChế tạo bối dây

Chế tạo vỏ máy

Nạp dầu Kiểm tra Xuất xưởngLắp ráp tổng thể

Lắp ráp và sấy ruột máy

II.1 Chế tạo vỏ máy

Chế tạo thừn thựng mỏy biến áp từ thép CT3, thép phi từ tính (độ dày từ 3mm trởlên tuỳ thuộc dung lượng máy)

Chế tạo nắp mỏy, đỏy mỏy từ thép CT3, thép phi từ tính

Chế tạo cỏc cỏnh tản nhiệt bằng phương pháp hàn lăn hoặc dập cỏnh sóng

Chế tạo bình dầu phụ, các chi tiết cơ khí, các đường ống dẫn dầu và van

Hàn tổ hợp, phun cát làm sạch, sơn chống gỉ và thử áp lực đối với vỏ máy

-Băng đai mạch từ

Đo kiểm tra tổn hao

II.3 Chế tạo các bối dây

Bọc giấy cách điện dây điện từ (đối với cỏc mỏy biến áp có dung lượng lớn)

Chế tạo ống lồng cách điện

Chế tạo khuôn quấn dây

Quấn các bối dây cuộn cao áp, trung áp, hạ áp, cuộn điều chỉnh theo thiết kế)

II.4 Lắp ráp ruột máy và sấy

Lắp các bối dây vào mạch từ

Sấy và ộp cỏc bối dây (sơ bộ)

Băng và hàn các đầu dừy lờn cỏc sứ và bộ điều chỉnh

Lắp sứ và bộ điều chỉnh với lắp máy

Kiểm tra các kết cấu và chuyển vào lò sấy cảm ứng rút chân không

II.5 Lắp ráp tổng thể

Sau khi sấy xong, tiến hành siết ép lại các bối dây, mạch từ và các chi tiết

Lắp hoàn chỉnh ruột máy và lắp máy với thựng mỏy biến áp, bình dầu phụ, bình hút

ẩm, sứ cao áp và các phụ kiện (như các rơle, thiết bị đo lường, thiết bị bảo vệ)

II.6 Nạp dầu

Nạp dầu cho máy từ máy lọc dầu chân không

II.7 Kiểm tra xuất xưởng

Đưa máy vào trạm thí nghiệm để kiểm tra xuất xưởng (đo các thông số theo thiết kế

và tiêu chuẩn)

Lắp cỏc nhón mỏc, ghi tên và các ký hiệu, chỉ dẫn Nhập kho thành phẩm

III Kiểm tra máy biến áp

III.1 Các hạng mục kiểm tra

Tất cả cỏc mỏy biến áp sản xuất ở nhà máy, trước khi xuất xưởng đều phải được thínghiệm để đánh giá chất lượng và kiểm tra các đặc tính kỹ thuật xem có phù hợp với tínhtoán thiết kế, với tiêu chuẩn kỹ thuật nhà nước đã ban hành hay không

Thí nghiệm máy biến áp được phân làm hai loại:

- Thí nghiệm máy biến áp: Áp dụng cho từng máy biến áp đã được sản xuất ra.

- Thí nghiệm mẫu: Áp dụng cho một trong những máy biến áp mẫu đầu tiên của

một loại máy biến áp mới được đưa vào sản xuất hàng loạt, hoặc khi có sự thay đổimột phần hay toàn bộ về kết cấu, về vật liệu, về công nghệ chế tạo… Nếu nhưnhững sự thay đổi đó có ảnh hưởng lớn đến sự làm việc của máy biến áp Nếukhông có sự thay đổi về kết cấu, vật liệu và công nghệ chế tạo thì thí nghiệm mẫuđược tiến hành theo chu kỳ ít nhất một lần trong năm năm để kiểm tra lại các đặc để kiểm tra lại các đặctính kỹ thuật của cỏc mỏy biến áp so với tiêu chuẩn nhà nước

Các hạng mục thí nghiệm của “ Thí nghiệm kiểm tra “ gồm có:

1- Kiểm nghiệm tỷ số biến áp ở tất cả các vị trí của bộ đổi nối (điều chỉnh điện áp)của mỗi cuộn dây

2- Kiểm nghiệm tổ nối dõy của máy biến áp

3- Kiểm nghiệm độ bền điện của dầu trong thùng dầu máy biến áp Thí nghiệmnày áp dụng cho những máy biến áp 35k, những máy biến áp dung lượng từ1000kVA trở lên, ngoài ra đối với những máy biến áp 110kV và cao hơn cầnphải tiến hành đo góc tổn hao tg của dầu. của dầu

4- Đo điện trở của cỏc dừy quấn bằng dòng điện một chiều

5- Đo điện trở cách điện

6- Xác định góc tổn hao tg và điện dung của cách điện Thí nghiệm này áp dụng của dầu.cho những máy biến áp 35kV dung lượng từ 10MVA trở lên và cho những máybiến áp 110kV và cao hơn

7- Thí nghiệm độ bền điện của cách điện chính của máy biến áp bằng điện điện áp

có tần số công nghiệp 50HZ

8- Thí nghiệp độ bền điện của cách điện giữa các vòng dây, bối dây lớp và các phacủa dây quấn máy biến áp bằng điện áp cảm ứng tần số cao, còn gọi là thínghiệm cách “ dọc điện”

9- Thí nghiệm không tải đo tổn hao không tải Po và dòng điện không tải Io%.10- Thí nghiệm ngắn mạch đo tổn hao ngắn mạch PN và điện áp ngắn mạch UN

%

11- Xác độ kín của vỏ thựng mỏy biến áp

12- Đối với những máy biến áp có thiết bị điều chỉnh điện áp khi có tải tiến hành thínghiệm thiết bị đổi nối, kiểm nghiệm bộ tự động điều chỉnh của hệ thống truyềnđộng

20

-Các hạng mục thí nghiệm của thí nghiệm mẫu bao gồm đầy đủ các thí nghiệm kiểmtra và làm thờm cỏc thí nghiệm sau:

1- Thí nghiệm độ bền điện của cách điện bằng xung điện áp toàn sóng và sóng cắt.Thí nghiệm này áp dụng cho những máy biến áp có cách điện ở mức độ bìnhthường

2- Thí nghiệm nhiệt hoặc thí nghiệm phát nóng

3- Thí nghiệm về độ bền chắc đối với lực điện động khi ngắn mạch Thí nghiệmnày áp dụng cho những máy biến áp có dung lượng đến 63MVA Đối vớinhững máy biến áp lớn hơn, thì xác định độ bền lực điện động qua tính toán.4- Thí nghiệm về độ bền cơ học của vỏ thùng khi rỗng Thí nghiệm này áp dụngcho những máy biến áp dung lượng 1000kVA và cao hơn

5- Thí nghiệm về độ bền cơ học của vỏ thùng khi tăng cao áp lực bên trong

Khối lượng, phương pháp và các dạng thí nghiệm kiểm tra và thí nghiệm mẫu phụthuộc vào công dụng, kết cấu dung lượng và cấp điện áp của máy biến áp và đã được nhàmáy chế tạo lập thành chương trình và chỉ dẫn phù hợp với các tiêu chuẩn của nhà nước

Đối với những máy biến áp dung lượng lớp điện áp cao, phải tiến hành thí nghiệm

sơ bộ đối với từng chi tiết và bộ phận riêng biệt trong quá trình sản xuất và lắp ráp Qua đókết luận được các thông số kỹ thuật có phù hợp với tiêu chuẩn hay không, đồng thời pháthiện và loại bỏ được những sản phẩm sai sót và hư hỏng ngay trong quá trình sản xuất,giảm bớt được khó khăn cho việc phát hiện và sửa chữa ở giai đoạn tổng lắp ráp về sau

Những thí nghiệm dùng để phát hiện những thiếu sót và hư hỏng của máy biến ápcũng như kiểm tra thí nghiệm các đặc tính của chúng đều dựa theo các tiêu chuẩn đã đượcnhà nước ban hành

III.2 Các hạng mục kiểm tra tại EEMP

Thí nghiệm máy biến áp phân phối và trung gian:

- Đo điện trở một chiều các cuộn dây bằng dòng điện một chiều

- Đo tỷ số biến áp và góc lệch pha

- Đo điện trở cách điện

- Đo các tổn thất và dòng điện không tải

- Đo các tổn thất và điện áp ngắn mạch

- Thử nghiệm điện áp tăng cao 50Hz

- Thử nghiệm điện ỏp cảm ứng 100 Hz.

- Thớ nghiệm tổng trở ngắn mạch

- Thớ nghiệm dầu cỏch điện

- Thử độ tăng nhiệt độ

III.3 Hệ thống đang được sử dụng tại EEMP

- Nhà mỏy sử dụng hệ thống kiểm tra mỏy biến ỏp cũ của Liờn Xụ được điều khiển bằngtay

Cửa vào/ra

Cửa vào/ra

Tủ đựng thiết bị

Tủ

đựng thiết bị Bàn làm việc

Cầu dao cách ly bàn1 Cầu dao cách ly bàn2

Động cơ M2 Quạt gió

MĐCCƯ3F

Gian đặt thiết bị thí nghiệm

Động cơ M1 MBA tự ngẫu 1 pha

MBA tạo xung 175kV TU-100kV

Bàn thử xung Bàn2

Bàn KT, NM

Bàn cao

áp Bàn1

Hỡnh 2.12Sơ đồ mặt bằng phũng thử KCS

III.3.1 Hệ thống kiểm tra cao áp

a) Mục đích

Mục đích của hạng mục thử cao áp là thử cách điện của máy biến áp về các phươngdiện sau trước khi cho tiến hành xuất xưởng:

Thử cách điện giữa cỏc dừy quấn với nhau

Cách điện giữa cỏch dừy quấn với mạch từ vỏ thùng

MBA

cần

thử

Phòng thử

Bàn thử cao áp

Bàn thử không tải và ngắn mạch

- Đo Ucao áp

- Đo Urò

Ngắn mạch:

Hình 2.13Sơ đồ khối công nghệ

b) Mạch điều khiển kiểm tra cao ỏp

24

-Tín hiệu đánh thủng

Di chuyển cuộn dây xuống phía duới

Di chuyển cuộn dây lên trên

Động cơ truyền động 1AT

Rơ le tín hiệu Tín hiệu đóng thiết bị Mạch điều khiển đóng MBATN Cung cấp điện thế

8 7 6 5

4 3 2 1

8 7

6 5

4 3

2 1

Chuông

Đỏ

2CA Vàng

13B 1K

1PC.2 1PC

1PC.1 1K 1CA

1  K

 B B

1K 1PM

1Ky 1Ky

1BK Kca

 d

2AB 2AB

Ur cao

áp

R 1TU

Kca 1PM

v

BV

1K 1K

AB 1AB

Hỡnh 3.14Sơ đồ mạch lực điều khiển bàn cao ỏp

Bảng các ký hiệu trên mạch điều khiển

c) Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển

Mắc MBA thử vào cầu dao Đỳng khúa KCA Đóng ỏptụmỏt AB, 1AB Đóng cầu dao 2AB cấp nguồn cho mạch điều khiển Khi chưa đóng 1K thì đèn xanh sỏng bỏo chưa

có điện vào 1AT

Đóng nguồn cho MBATN1P (1AT) bằng cách nhấn nút 1Ky: Khi nhấn nút 1Ky thỡ có dòng điện qua cuộn hút 1K, cuộn hút này đúng cỏc tiếp điểm thường mở của công tắc tơ 1K và đồng thời sẽ có dòng điện qua cuộn hút 1PC đúng các tiếp điểm thường mở 1PC.1 và 1PC.2.

Khi cú dũng rò rơ le 1PM tác động làm ngắt dòng qua cuộn hút 1K, khi đó

tiếp điểm thường đóng được lập lại, cỳ chuụng và đèn vàng sỏng bỏo cú dũng rò

Các rơ le hành trình:

 BB B là rơle hành trình cuối, khi điện áp đầu ra của 1AT đạt giá trị max thì rơle này

tác động làm cho tiếp điểm thường đóng nhả ra và và các tiếp điểm thường mởđóng lại

 BB H là rơle hành trình đầu, khi điện áp đầu ra của 1AT đạt giá trị 0V thì rơle này

tác động làm cho tiếp điểm thường đóng nhả ra và và các tiếp điểm thường mởđóng lại

1yn là khóa đổi chiều vạn năng.

 Khi tăng áp, đẩy khóa sang trái tiếp điểm 1-2 đúng dũng qua cuộn hút 1PB, công tắc tơ 1PM đóng lại Động cơ M1 quay thuận, quá trình tăng áp diễn ra và quá trình này bị dừng lại khi rơ le hành trình cuối BB B tác động

 Khi giảm áp, đẩy khóa sang phải tiếp điểm 3-4 đúng dũng qua cuộn hút 2PB, công tắc tơ 2PM đóng lại Động cơ M1 quay ngược, quá trình giảm áp diễn ra và quỏ trỡnh này bị dừng lại khi rơ le hành trình đầu BB H tác động

III.3.2 Hệ thống kiểm tra không tải và ngắn mạch

a) Mục đích

Kiểm tra máy biến áp ở điều kiện không tải, ngắn mạch để tìm ra các thông số:

 Điện áp ngắn mạch (Uk%) và công suất tổn hao ngắn mạch (Pk)

 Dòng điện không tải (I0%) và công suất tổn hao không tải (P0)

Máy biến áp đạt yêu cầu khi các thông số này thoả món cỏc yêu cầu cần thiết (tuỳthuộc vào từng loại biến áp và thiết bị thử)

b) Sơ đồ mạch điều khiển

26

-Tới mba thử nghiệm

5 6 4 3

2 1

X X X X X X X X

4 3 2 1

Từ xa Bằng tay

Số thứ tự của các tiếp điểm

Số thứ tự của mạch

AT

2-KB

2PM 1PM







1B 1B 1B B B B H H H

 P) 3P

380VAC

2P 2P

1P

 P)

 P)

1B Ky1

1B

P 

P 

H B

2-KB 3Ky

Ky2 1-KB

B H

1-KB yn

2Ky Ky2

6

7

8910

12345

678

9

9910

Chuyển tắc cung cấp Kiểm tra sự có điện

Điều khiển máy điều chỉnh cảm ứng(MĐCCƯ)

Điều khiển công tắc tăng điện thế

Tín hiệu trị số điện thế cực đại của MĐCCƯ

Điều khiển công tắc giảm thế Tín hiệu trị số điện thế cực đại MĐCCƯ

Điều khiển động cơ quạt của MĐCCƯ Tín hiệu đóng điện của MĐCCƯ

Rơ le trung gian cho phép đóng điện của MĐCCƯ d\-uới trị số điện thế tối thiểu.

1-UP AB

A 

Hỡnh 2.15  Sơ đồ điều khiển MĐCCƯ thử ngắn mạch và khụng tải

Bảng các ký hiệu trên mạch điều khiển

380/0650V, 320A/150A

c) Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển:

Khi mắc MBA cần thử xong, đóng cầu aptomỏt AT, đúng các cầu dao 3P, 1P Đóng cầu dao 2P cấp nguồn cho mạch điều khiển- đèn xanh ( KB ) sáng

Đóng động cơ quạt gió (AB) bằng cách nhấn nút Ky1 thường mở, cú dũng qua cuộn hút (1B), cuộn hút này đúng cỏc tiếp điểm của công tắc 1B, đồng thời duy trì dòng điện qua cuộn hút 1B nhờ tiếp điểm 1B.4 Khi tắt động cơ AB ta nhấn nút Ky1 thường đóng, ngắt dòng điện qua cuộn hút 1B do vậy các tiếp điểm của công tắc tơ 1B nhả ra.

Khi động cơ quạt gió được đóng, tiếp điểm 1B.5 đóng lại Rơ le PB đóng lại khi điện áp đầu ra của 1-PB là 0V được phát hiện nhờ rơ le hành trình 2-KB Như vậy việc cấp nguồn cho 1-PB phải thỏa mãn 2 điều kiện: động cơ quạt gió đú đỳng và điện áp đầu

ra của 1-PB bằng 0V Khi đã thỏ mãn 2 điều kiện trên, để cấp nguồn ta nhấn nút Ky cuộn

hút B cú dòng chạy qua sẽ đóng công tắc tơ B, đồng thời sẽ duy trì dòng điện chạy qua

nó nhờ tiếp điểm 4 B và sẽ báo rằng 1-PB đang có điện nhờ tiếp điểm 5B đóng cho đèn

vàng (B) sáng Nếu trong quá trình đóng điện hoặc làm việc mà dòng qua 1-PB quỏ

28

-dòng cho phép của 2 role bảo vệ -dòng 1PM, 2PM thì 2 rơ le này hoặc khi Ky thường đóng (tắt 1-PB ta nhấn nút) thì dòng điện qua cuộn hút B bị ngắt do vậy các tiếp điểm của công

Tiếp điểm yn:

 Đặt ở chế độ “tại chỗ” tiếp điểm 1-2, 3-4 đóng

 Đặt ở chế độ “từ xa” tiếp điểm 5-6, 7-8 đóng

Quá trình tăng giảm điện áp:

 Khi tăng điện áp, nhấn nút 2Ky có dòng điện qua cuộn hút B cuộn hút này đúng cỏc tiếp điểm của công tắc B, động cơ M2 quay thuận, quá trình tăng áp diễn ra Quá trình này sẽ tự đông dừng lại khi rơ le hành trình cuối 1-KB tác động, và đèn trắng ( BB ) bỏo sáng

 Khi giảm điện áp, nhấn nút 3Ky có dòng điện qua cuộn hút H cuộn hút này đúng cỏc tiếp điểm của công tắc H, động cơ M2 quay ngược, quá trình giảm áp diễn ra Quá trình này sẽ tự đông dừng lại khi rơ le hành trình đầu 2-KB tác động, và đèn xanh ( 3B ) bỏo sáng

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ WINCC

I Khái niệm về WinCC

WinCC là một hệ thống phần mềm điều khiển giám sát công nghiệp, có tính kỹthuật và hệ thống màn hình hiển thị đồ hoạ để điều khiển các nhiệm vụ đặt ra trong sảnxuất và tự động hóa quá trình Hệ thống này đưa ra những modul chức năng tích hợp côngnghiệp cho hiển thị đồ hoạ thông báo lưu trữ và các báo cáo Nó là một trình điều khiểnmạnh nhanh chóng cập nhật các ảnh của quá trình quan sát, các chức năng lưu trữ an toànbảo đảm tiện ích cao

WinCC còn đưa ra các giao diện mở cho giải pháp của người dùng Những giaodiện này có thể tích hợp trong nhưng giải pháp tự động hoá phức tạp, các giải pháp cho hệthống mở Sự truy nhập tới nơi lưu trữ dữ liệu tích hợp bởi các giao diện chuẩn ODNC vàSQL Những cơ chế này làm cho WinCC là một đối tác dễ hiểu dễ truyền tải trong môitrường Windows

WinCC hỗ trợ tất cả các loại máy tính, nó tích hợp với tất cả các máy tính cá nhân

PC thoả mún điều kiện sau:

II Wincc Explorer

Wincc Explorer xuất hiện khi khởi động Wincc Tất cả các phần mềm của Winccđều được khởi động từ đây Từ cửa sổ Wincc Explorer ta có thể xâm nhập vào tất cả cácthành phần của một project giao diện người máy cần có cũng như việc xây dựng cấu hìnhcho các thành phần riêng rẽ đó

30

-Hình 3.1: Cửa sổ giao diện WinCC Explorer

WinCC Explorer gồm tất cả các chức năng quản lý, tại đây ta có thể đặt cấu hình(Computer Driver, tag ) và khởi động chế độ Runtime.

II.1 Nhiệm vụ chính

- Tạo một Project mới

- Đặt cấu hình trọn vẹn

- Gọi và lưu trữ project

- Quản lý Project: mở, lưu, di chuyển, copy

- Chức năng ấn bản mạng cho nhiều người sử dụng (Client server Enviroment)

- Trình bày cấu hình dữ liệu

- Điều khiển và đặt cấu hình của cấp bậc của picture / kiến trúc hệ thống chẳng hạnnhư bằng cách cây thư mục

- Cài đặt thông số tổng thể như ngôn ngữ hệ thống đường dẫn người dùng

- Đặt cấu hình cho vị trí chức năng đặc biệt của người dùng

- Phản hồi tín hiệu

- Lập báo cáo các trạng thái hệ thống

- Chuyển đổi giữa chạy thực và cấu hình

- Thử các chế độ như mô phỏng khi chạy trợ giúp hoạt động đặt cấu hình dữ liệuchuyển đổi các picture thể hiện các trạng thái và thông báo

II.2 Các modul chức năng

- Hệ thống đồ hoạ (Graphics Designer): Hiển thị và liên kết các hình ảnh quá trình.

- Ấn bản các Action: Tạo ra các thuộc tính động của project cho các yêu cầu riêng rẽ

- Hệ thống các thông báo(Alarm logging): Đưa ra các thông báo.

- Lưu trữ các giá trị đo của quá trình(Tag logging): Hệ thống báo cáo để lập báo cáo các tình trạng của hệ thống (Report Designer)

III Các thành phần cơ bản trong một project của Wincc

III.1 Quản lý tag (Tag management)

Là khu vực quản lý tất cả cỏc kờnh cỏc quan hệ logic các tag quá trình (Tag Process), Tag trung gian trong PLC (Tag Internal) và cỏc nhúm tag (Tag Group).

III.2 Các loại dữ liệu

Chứa các loại dữ liệu được gán cho các tag của cỏc kờnh khỏc nhau

III.3 Cỏc trỡnh soạn thảo

Cỏc trình soạn thảo được liệt kê trong vùng này dùng để soạn thảo và điều khiển

một project hoàn chỉnh bao gồm Graphics System để làm giao diện ảnh, Golobal Script dùng để xây dựng các hàm chức năng, Các Message System dùng để thu thập cảnh báo, Tag Logging để thu thập và lưu trữ các giá trị đo, Report Designer để lập báo cáo, User Administrator để phân quyền truy cập,Text Library để tạo các ký hiệu Tất cả các modul

này đều thuộc hệ thống WinCC nhưng nếu không cần thiết thì không cần cài đặt đến

III.4 Graphics Designer

Là một trình thảo đồ hoạ nó cung cấp các đối tượng đồ hoạ và các bảng màu chophép tạo các hình ảnh của quá trình từ đơn giản đến phức tạp Những đặc tính động có thểđược tạo ra cho từng đối tượng đồ hoạ riêng lẻ Có thể lưu trữ những đối tượng đồ hoạđược tạo ra bởi người sử dụng

32

-Hình 3.2: Cửa sổ soạn thảo Graphics Designer

III.5 Alarm logging

Cho phép thao tác chọn việc thu thập và lưu trữ các kết quả của quỏ trình và chuẩn

bị để hiển thị thông báo Có thể lựa chọn các khối thông báo (Message Type) hiển thị thông báo và báo cáo Alarm Control của Graphics Designer được dùng để hiển thị các

thông báo trong quá trình chạy thực

III.6 Tag logging

Hình 3.3: Cửa sổ Alarm Logging

Tag logging được sử dụng để thu thập dữ liệu từ các quá trình và chuẩn bị chúng

cho việc lưu trữ Dữ liệu được định dạng cho việc lưu trữ, thời gian thu thập và lưu trữ cóthể được lựa chọn Để hiển thị những giá trị quá trình trên dạng đồ thị hoặc dạng bảng

được thực hiện thông qua các ActiveX của Graphics Designer là WinCC Online Trend và

WinCC Online Table

III.7 Report Designer

Report Designer là một hệ thống tích hợp báo cáo để cung cấp tài liệu theo thời

gian định trước hoặc theo sự kiện điều khiển của thông báo Các thao tác các nội dung lưutrữ các dữ liệu hiện thời hoặc dữ liệu lưu trữ trong các báo cáo của người sử dụng hoặc cóthể sử dụng các layout trong project Nó cung cấp đầy đủ những giao diện cho người sửdụng với các công cụ đồ hoạ và đưa các kiểu báo cáo khác nhau các hệ thống layout chuẩnhoặc các print job có sẵn

34

-Hình 3.4: Cửa sổ Tag Logging

III.8 Global Scipt

Hình 3.5: Cửa sổ tạo mẫu báo cáo Layout của Report Designer

Global Scipt cho phép tạo ra những hành động cho các đối tượng Trình soạn thảocho phép tạo ra các hàm giống như trong c hoặc vbscript và các hành động này có thể mộttrong project phụ thuộc vào các loại hàm tạo ra.

III.9 Text library

Cho phép soạn thảo văn bản để sử dụng trong khi chạy bởi các modul khác nhau.Các ngôn ngữ được sử dụng trong các văn bản định nghĩa ở đây để thể hiện trong quá trìnhchạy thực

III.10 User Administrator

User Administrator: được sử dụng để xác định và giám sát quyền truy nhập củangười sử dụng Tối đa 999 quyền truy nhập được cài đặt

III.11 Cross Reference

36

-Hình 3.6: Cửa sổ C - Editor của Global Action

Cross Reference được sử dụng để tìm và hiển thị tất cả các vị trí của đối tượng sửdụng ví dụ các tag picture và các hàm Với hàm “linking” tên của các tag có thể được sửađổi nhưng không bị mâu thuẫn trong cấu hình.

CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM LẬP

S7 – 200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng SIEMENS (CHLB

Đức), có cấu trúc theo kiểu modul mở rộng Các modul này được sử dụng cho nhiều ứng

dụng lập trình khác nhau Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặcCPU 214 Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của hai loại CPU này nhận biết được nhờ

số đầu vào/ra và nguồn cung cấp

- CPU 212 có 8 cổng vào, 6 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 2modul mở rộng

- CPU 214 có 14 cổng vào, 10 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 7modul mở rộng

S7 – 200 có nhiều loại modul mở rộng khác nhau

CPU 212 bao gồm:

- 512 từ đơn (word), tức là 1K Byte, để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc / ghi

và không bị mất dữ liệu nhờ có giao tiếp với EEPROM Vùng nhớ với tớnh chấtnhư vậy được gọi là vùng nhớ non – volatile

- 512 từ đơn để lưu dữ liệu, trong đó có 100 từ nhớ đọc / ghi thuộc miền non –volatile.

- 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic

- Có thể ghép thêm 2 modul để mở rộng số cổng vào/ra, bao gồm cả modul tương tự

- Tổng số cổng logic vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra

- 64 bộ tạo thời gian trễ (Timer), trong đó có 2 Timer có độ phừn giải 1 ms, 8 Timer

có độ phừn giải 10 ms và 54 Timer có độ phừn giải 100 ms

- 64 bộ đếm (Counter), chia làm hai loại: loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại bộ đếmvừa đếm tiến vừa đếm lựi

- 368 bit nhớ đặc biệt, sử dụng là các bit trạng thái hoặc các bit đặt chế độ làm việc

- Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu ngắt khác nhau bao gồm: ngắt truyền thông,ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộđếm tốc độ cao (2 KHz)

- Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC bị mất nguồnnuôi

- Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vào/ra bao gồm cả modul tương tự

- Tổng số cổng vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra

- 128 Timer chia làm 3 loại theo độ phừn giải khác nhau: 4 Timer 1 ms, 16 Timer 10

ms, và 108 Timer 100ms

- 128 bộ đếm chia làm hai loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi

- 688 bit nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc

- Các chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặcxuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung

-Mô tả các đèn báo trên S7 – 200, CPU 214:

39

-SF RUN STOP

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7

I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5

Q1.0 Q1.1

Cổng truyền thông Các cổng vào

Các cổng ra

Hình 4.1-Bộ điều khiển PLC S7 – 200 Với CPU 214

1 2 3 4 5

Bảng ý nghĩa cỏc chừn:

Để ghép nối S7 – 200 với máy tớnh PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC/PPI với

bộ chuyển đổi RS232/RS485

Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC:

Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phớa trên, bên cạnh các cổng ra của S7 – 200

có ba vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC

- RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ PLC S7-200 sẽ rời khỏichế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu máy tớnh có sự cố, hoặc trongchương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN Nờnquan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo

- STOP cưỡng bức PLC dừng công việc thực hiện chương trình đang chạy và chuyểnsang chế độ STOP Ở chế độ STOP, PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trìnhhoặc nạp một chương trình mới

40

-PC/PPICOM

Hình 4.3-Truyền thông giữa S7-200 với PC