báo cáo thực tập tại công ty cổ phần thiết bị thủy lực HECO

Một số ví dụ:  Công nghiệp chế tạo ô tô  Công nghiệp máy công cụ  Công nghiệp chế biến thực phẩm  Xe đa dụng ví dụ: xe tải, máy nông nghiệp  Máy rửa xe -Các loại Cảm biến Tiệm cận C

MỤC LỤC

Lời Mở Đầu 2

I Khái Quát Chung Về Công Ty 3

1 Giới thiệu về công ty 3

Tên giao dịch: HECO HYDRAULIC EQUIPMENT JOINT STOCK COMPANY 3

2 Ngành nghề kinh doanh của Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Thủy Lực Heco 3

3 Cơ cấu doanh nghiệp: 4

II Quá Trình Thực Tập Tại Công Ty 5

PHẦN 1 Tìm Hiểu Một Số Thiết Bị Phổ Biến 5

1.CẢM BIẾN TIỆM CẬN 5

2 Biến tần 10

3 PLC 13

18

4 Các thiết bị điện 19

5 Động cơ SEVOR 25

Phần 2 Thực hành 29

1 Cài đặt, lắp đặt biến tần 29

1.1 Cài đặt biến tần DELTA VLFD007L21A 29

2 Cài đặt bộ đếm RC102C 46

Lời Mở Đầu

Là một sinh viên em biết rằng muốn học tốt thì không chỉ học những gì trong sách vở một cách thụ động mà không biết mình học để làm gì và học những điều đó sau nay phục vụ cho công việc gì,muốn có thể hiểu được sâu sắc mọi vấn đề cần phải bám sát với thực tiễn và “học phải đi đôi với hành” chỉ khi đó mỗi người mới thực sự hiểu được những kiến thức tiếp thu được dùng để làm gì và dùng nó như thế nào,việc thực tập một mặt giúp cho mỗi sinh viên hiểu thêm công việc sau nay cũng như là rèn luyện cho mỗi sinh viên về kỹ năng và nhất là việc thực hành sẽ giúp củng cố lại lý thuyết

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước vấn đề tự động hóa sản xuất có vai trò đặc biệt quan trọng Mục tiêu ứng dụng tự động hóa là nhằm nâng cao năng suất dây truyền công nghệ, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động

Trong quá trình thực tập tại công ty cổ phần thiết bị thủy lực HECO, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của anh chị trong công ty và các thầy cô hướng dẫn Tuy nhiên do thời gian thực tập không nhiều nên bản thân còn nhiều thiếu sót, emmong sẽ nhận được sự góp ý của các thầy cô

I Khái Quát Chung Về Công Ty

1 Giới thiệu về công ty

Tên doanh nghiệp: công ty cổ phần thiết bị thủy lực HECO

Tên giao dịch: HECO HYDRAULIC EQUIPMENT JOINT STOCK COMPANYTình trạng hoạt động: Đang hoạt động (đã được cấp GCN ĐKT)

Nơi đăng ký quản lý: Chi cục thuế Quận Hoàng Mai

Địa chỉ:Số 19, ngách 53B, ngõ 255 đường Lĩnh Nam, Phường Vĩnh Hưng, Quận Hoàng Mai, Thành phố Hà Nội

Đại diện pháp luật: Phạm Đức Minh

Địa chỉ người ĐDPL:-Giám đốc: Phạm Đức Minh

Ngày cấp giấy phép: 13/02/2012Ngày bắt đầu hoạt động: 09/02/2012

Ngày nhận TK: 02/02/2012

Năm tài chính: 2012

Số lao động: 24

Cấp Chương Loại Khoản: 3-754-190-194

NNKD chính: Bán buôn máy móc, thiết bị và phụ tùng máy khác (G4659)

2 Ngành nghề kinh doanh của Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Thủy Lực Heco

G4659 Bán buôn máy móc, thiết bị và phụ tùng máy khác (Ngành chính)

C25920 Gia công cơ khí; xử lý và tráng phủ kim loại

C28110 Sản xuất động cơ, tua bin (trừ động cơ máy bay, ô tô, mô tô và xe máy);C28120 Sản xuất thiết bị sử dụng năng lượng chiết lưu

C28130 Sản xuất máy bơm, máy nén, vòi và van khác

C28140 Sản xuất bi, bánh răng, hộp số, các bộ phận điều khiển và truyền chuyển động

C28160 Sản xuất các thiết bị nâng, hạ và bốc xếp

C33110 Sửa chữa các sản phẩm kim loại đúc sẵn

C33120 Sửa chữa máy móc, thiết bị

C33200 Lắp đặt máy móc và thiết bị công nghiệp

G46530 Bán buôn máy móc, thiết bị và phụ tùng máy nông nghiệp.

G4661 Bán buôn nhiên liệu rắn, lỏng, khí và các sản phẩm liên quan

G4662 Bán buôn kim loại và quặng kim loại

G4669 Bán buôn chuyên doanh khác chưa được phân vào đâu

M72100 Nghiên cứu và phát triển thực nghiệm khoa học tự nhiên và kỹ thuật

N82300 Tổ chức giới thiệu và xúc tiến thương mại

N7730 Cho thuê máy móc, thiết bị và đồ dùng hữu hình khác

3 Cơ cấu doanh nghiệp:

­ Giám đốc

­ 1 Phó giám đốc

­ 1 Kế toán trưởng

­ 1 trưởng phòng kinh doanh

­ 3 kĩ sư cơ khí thủy lực

­ 2 kĩ sư tự động hóa

­ 15 công nhân (3 điện + 10 cơ khí + 2 thợ hàn)

Công ty cổ phần thiết bị thủy lực HECO tuy có tuổi đời không dài nhưng đang kinh doanh rất nhiều mảng liên quan đến các thiết bị máy móc cơ khí và tự động hóa Chuyên cung cấp, tư vấn, lắp đặt các hệ thống điện, điều khiển

Chuyên cung cấp, tư vấn, thiết kế hệ thống điện động lực, hệ thống bơm, thủy lực.Phân phối, kinh doanh, lắp đặt các thiết bị điện, điện tử, thủy lực

II Quá Trình Thực Tập Tại Công Ty

PHẦN 1 Tìm Hiểu Một Số Thiết Bị Phổ Biến.

1 Cảm Biến Tiệm Cận.

1.1 Thông tin cơ bản về Cảm biến Tiệm cận

-Một Cảm biến tiệm cận (còn được gọi là "Công tắc tiệm cận" hoặc đơn giản là

"PROX") phản ứng khi có vật ở gần cảm biến.Trong hầu hết các trường hợp, khoảng

cách này chỉ là vài mm Cảm biến tiệm cận thường phát hiện vị trí cuối của chi tiết máy và tín hiệu đầu ra của cảm biến khởi động một chức năng khác của máy

Các lợi ích chính của cảm biến tiệm cận công nghiệp là:

 Vận hành đáng tin cậy ngay cả trong môi trường khắc nghiệt (ví dụ: môi trườngngoài trời hoặc môi trường dầu mỡ)

 Vận hành/cài đặt đơn giản và dễ dàng

 Mức giá hấp dẫn (ví dụ: rẻ hơn Cảm biến quang điện)

Ngày nay, cảm biến tiệm cận có mặt trong nhiều loại hình công nghiệp và ứng dụng Một số ví dụ:

 Công nghiệp chế tạo ô tô

 Công nghiệp máy công cụ

 Công nghiệp chế biến thực phẩm

 Xe đa dụng (ví dụ: xe tải, máy nông nghiệp)

 Máy rửa xe

-Các loại Cảm biến Tiệm cận

Có 2 loại cảm biến tiệm cận công nghiệp chính là:

-Cảm biến tiệm cận cảm ứng phát hiện các vật bằng cách tạo ra trường điện từ Dĩ nhiên, thiết bị chỉ phát hiện được vật kim loại

-Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện các vật bằng cách tạo ra trường điện dung tĩnh điện Do đó, thiết bị này có thể phát hiện mọi loại vật

Mặc dù cảm biến cảm ứng chỉ phát hiện được các vật kim loại, chúng phổ biến hơn nhiều trong công nghiệp Những cảm biến này ít chịu ảnh hưởng của các nhiễu bên

ngoài hơn như EMC và - cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng - những cảm biến này rẻ hơn cảm biến điện dung.

Trang tiếp theo sẽ giới thiệu cho bạn một số lý thuyết kỹ thuật về cách vận hành của cảm biến cảm ứng

-Cách vận hành của Cảm biến Cảm ứng

Cảm biến tiệm cận cảm ứng bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao động quanh nó.Trường điện từ này được một mạch bên trong kiểm soát

Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện (dòng điện xoáy) trong vật

Những dòng điện này gây ra tác động như máy biến thế, do đó năng lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ trường giảm đi

Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu ra vật đã được phát hiện.

Vì nguyên tắc vận hành này sử dụng trường điện từ nên cảm biến cảm ứng vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu với môi trường Ví dụ: dầu hoặc bụithường không làm ảnh hưởng đến sự vận hành của cảm biến

-Đầu ra của Cảm biến Cảm ứng

Ngày nay, hầu hết cảm biến cảm ứng đều có đặc điểm đầu ra tranzitocó logic

NPN hoặc PNP (xem hình bên dưới) Những loại này còn được gọi là kiểu DC-3 dây.

Trong một số trường hợp cài đặt, người ta sử dụng cảm biến tiệm cận có 2 kết nối (âm

và dương).Chúng được gọi là kiểu DC-2 dây (xem hình bên dưới).

-Thường Mở/Thường Đóng

Cảm biến tiệm cận được chia theo chế độ hoạt động thường mở (NO) và thường

đóng (NC) mô tả tình trạng có tín hiệu đầu ra của cảm biến sau khi có hoặc không

phát hiện được vật

 Thường mở: Tín hiệu điện áp cao, khi phát hiện ra vật; tín hiệu điện áp thấp khikhông có vật

 Thường đóng: Tín hiệu cao khi không có vật; tín hiệu thấp khi phát hiện ra vật

Cảm biến tiệm cận có cả hai đầu ra NO và NC được gọi là kiểu đối lập.

Lưu ý: Kiểu NO/NC dùng cho cả cảm biến cảm ứng và cảm biến điện dung

-Khoảng cách Phát hiện - Tỷ lệ Tiêu chuẩn

Khoảng cách phát hiện là một thông số kỹ thuật quan trọng khi thiết kế PROX trong máy

Có ba loại là cảm biến tiệm cận cảm ứng khoảng cách phát hiện ngắn, trung và dài

Khoảng cách phát hiện được nêu trong thông số kỹ thuật của cảm biến tiệm cận cảm ứng dựa trên mục tiêu chuẩn di chuyển hướng trục của cảm biến.Mục tiêu chuẩn này

là một bản thép mềm hình vuông dày 1 mm, vật có thành phần chính là sắt

Lưu ý: Đối với các vật di chuyển hướng tâm về phía bề mặt cảm ứng, khoảng cách phát hiện sẽ khác!

-Hệ số Giảm Khoảng cách Phát hiện

Tùy thuộc vào loại kim loại được sử dụng, phạm vi phát hiện có thể nhỏ hơn khoảng cách phát hiện định mức Bảng sau cung cấp mức giảm khoảng cách phát hiện gần đúng của một PROX tiêu chuẩn đối với các vật liệu kim loại khác nhau Thông tin chi tiết về sự lệ thuộc vào các loại kim loại có trong thông tin kỹ thuật của tài liệu mỗi cảm biến cảm ứng

Lưu ý: Các cảm biến cảm ứng đặc biệt có khoảng cách không phụ thuộc vào khoảng cách của loại kim loại sử dụng Chúng còn được gọi là cảm biến tiệm cận "Hệ số 1"

-Ảnh hưởng của Kích thước Vật

Khoảng cách phát hiện cũng chịu ảnh hưởng của kích thước của vật (vật nhỏ hơn sẽ

làm giảm khoảng cách phát hiện

Đồng thời loại và độ dày của lớp mạ cũng ảnh hưởng đến khoảng cách phát hiện thực.

-Khoảng cách Phát hiện - Độ trễ (Hysteresis)

Độ trễ của cảm biến mô tả sự chênh lệch giữa khoảng cách mà cảm biến hoạt động và khoảng cách mà cảm biến trở lại trạng thái ban đầu

Lưu ý: Nếu tỷ số xung - tạm dừng khác (ví dụ: 1:1) thì đồng thời tần số đáp ứng tối đa

sẽ thấp hơn Tần số đáp ứng tối đa cũng giảm nếu khoảng cách cao hơn hoặc thấp hơn so với 50% khoảng cách phát hiện định mức

-Cảm biến Cảm ứng Được bảo vệ

PROX được bảo vệ có cấu tạo gồm một tấm chắn quanh lõi từ.Tấm này có tác dụng dẫn trường điện từ đến trước phần đầu

Cảm biến tiệm cận được bảo vệ có thể được lắp chìm bằng mặt trên bề mặt kim loại, nếu không gian chật hẹp Điều này cũng có lợi là có thể bảo vệ cảm biến về mặt cơ học

Tuy nhiên, phạm vi phát hiện bị hạn chế, nhưng có thể lắp cảm biến dễ dàng với các kim loại xung quanh mà không gây ra ảnh hưởng nào

-Cảm biến Cảm ứng không được bảo vệ

Cảm biến không được bảo vệ không có lớp bảo vệ quanh lõi từ Sự khác biệt giữa cảmbiến được bảo vệ và không được bảo vệ có thể quan sát được một cách dễ dàng

Thiết kế này cho khoảng cách phát hiện lớn hơn cảm biến tiệm cận được bảo vệ.Cảm biến cảm ứng không được bảo vệ có khoảng cách phát hiện gần gấp đôi so với loại được bảo vệ có cùng kích thước đường kính Không thể lắp PROX không được bảo vệchìm bằng mặt với bề mặt kim loại Do đó, khả năng bảo vệ về mặt cơ học thấp hơn

Vì từ trường mở rộng ra tới cạnh của cảm biến, nên có thể bị ảnh hưởng của những kim loại trong khu vực này Cảm biến tiệm cận không được bảo vệ cũng nhạy cảm hơn với giao thoa hỗ tương

Để tránh trục trặc khi lắp loại cảm biến này, vui lòng làm theo các hướng dẫn có trong bản dữ liệu.

-Chọn Cảm biến Cảm ứng

Kết luận: Nếu muốn chọn đúng cảm biến tiệm cận cho một ứng dụng, cần phải lưu ý đến một số điều sau:

 Điều kiện cụ thể của vật (loại kim loại, kích thước, lớp mạ)

 Hướng chuyển động của mục tiêu

 Vận tốc của mục tiêu

 Ảnh hưởng của kinh loại xung quanh

 Ảnh hưởng của nhiệt độ, điện áp, EMC, độ rung, va chạm, độ ẩm, dầu, bột, hóachất hoặc chất tẩy rửa

 Khoảng cách phát hiện bắt buộc

2 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

2.1 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

2.2 Phân loại biến tần:

Biến tần được chia làm 2 nhóm là Biến tần máy điện và Biến tần van

2.2.1 Biến tần máy điện

Nguyên lý chung của loại biến tần này là dùng máy điện xoay chiều làm nguồn

điện có tần số biến đổi

2.2.2 Biến tần van

Nguyên lý làm việc của biến tần van là dùng các tún hiệu điều khiển để đóng mởcác 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

2.2.3 Một số biến tần trên thị trường

2.2.3.1 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

Pha, 220V/0.37…2.2 KW, 380V/0.37…22 KW

Pha có yêu cầu điều khiển đơn giản, tải nhẹ

2.2.3.2 Biến tần DELTA

* 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 cấp1&3 Pha/220V~,Công suất 400W & 750W

2.2.3.3 Biến tần SIEMENS

*Biến tần M420

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 3KWđối với điện áp vào 1 pha AC 200V đến 240V tần số ngõ vào 50/60Hz

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

suất định mức: từ 0.12KW đến 3.0KW, điện áp định mức ngõ vào: từ 1 pha

200V240VAC , tần số ngõ vào 50/60Hz, điện áp định mức ngõ ra: 3 pha

220VAC, tần số ngõ ra từ 0Hz đến 650Hz

2.3 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

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

2.4 Các loại tải nên sử dụng biến tần để tiết kiệm điện

2.4.1 Phụ tải có mô mem thay đổi (điều hòa trung tâm, bơm cấp nước, bơm quạt mát, )

2.4.2 Động cơ luôn chạy non tải mà không thể thay động cơ được thì phải lắp

Thiết bị điều khiển logic lập trình được PLC là dạng thiết bị điều khiểnđặc 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 đượcthiết kế cho các kỹ sư, không yêu cầu cao các kiếm thức về máy tính và ngônngữ máy tính, có thể vận hành Chúng được thiết kế cho không chỉ các nhà lậptrình máy tính mới có thể cái đặt hoặc thay đổi chương trình Vì vậy, các nhàthiết kế PLC phải lập trình sẵn sao cho chương trình điều khiển có thể nhậpbằng cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản (ngôn ngữ điều khiển) Thuật ngứ logicđược sử dụng vì việc lập trình chủ yếu liên quan đến các hoạt động logic ví dụnếu 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 điều khiển PLC sẽ giám sát các tín hiệuvào và các tín hiệu vào và các tín hiệu ra theo chương trình này và thực hiện cácquy 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

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 đếmcủa 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

3.2.2 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)

3.2.3 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

3.2.4 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

3.2.5 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

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

3.3 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

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

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

Khi có dòng điện i đi vào cuộn

dây 2 của nam châm điện 1, thì

nắp 3 của nam châm điện sẽ chịu

hơn lực Flò xo của là xo 4, làm đóng tiếp điểm 5 khi dòng điện i nhỏ hơn dòng điệntrở 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

4.1.2 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 sẽquay và mở tiếp 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

4.1.3 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 khiểnvào 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

4.2 Cầu dao

Cầu dao là loại thiết bị điện dùng để đóng, cắt dòng điện bằng tay, đơn giảnnhất, 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 rấtlớn, 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

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

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

4.3.2 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

4.4 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

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

4.4.1 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 vàolõi, vì lõi thép ít nóng hơn trương hợp xoay chiều

4.4.2 Hệ thống tiếp điểm

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,

5 Động cơ SEVOR

5.1 khái niệm

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 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, vậntốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này Nếu có bầt kỳ lý do nào ngăncản chuyển động quay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưađạt được vị trí mong muốn Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơđạt được điểm chính xác

Động cơ servo có nhiều kiểu dáng và kích thước, được sử dụng trongnhiếu máy khác nhau, từ máy tiện điều khiển bằng máy tính cho đến các môhình máy bay và xe hơi Ứng dụng mới nhất của động cơ servo là trong cácrobot, cùng loại với các động cơ dùng trong mô hình máy bay và xe hơi Cácđộng 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 điềukhiển 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