CHƯƠNG 4. LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
4.4 Điều khiển động cơ bằng biến tần
4.4.2 Các phương pháp điều khiển biến tần
a) Giao tiếp PLC S7 200 với biến tần MM440 của Siemen:
Hình 4.2 Sơ đồ khối điều khiển động cơ.
Giải pháp ứng dụng biến tần tính năng đọc và phát xung từ bộ đo tốc độ (Encoder), điều khiển chính xác tốc độ vòng kín:
Sử dụng Bộ đo tốc độ ( đƣợc gọi là Encoder ) gắn trên trục động cơ và sự phát xung của encoder đƣợc sử dụng nhƣ 1 cảm biến để cung cấp tín hiệu hồi tiếp, tín hiệu này tương ứng với tốc độ động cơ phản hồi về Biến tần. Khi đó, Bộ xử lý bên trong Biến tần sẽ so sánh với tín hiệu yêu cầu ( Tốc độ đặt của người sử dụng ) để đƣa ra Quyết định điều khiển ( tăng tốc hay giảm tốc hoặc giữ nguyên tốc độ ).
Độ phân giải Encoder càng cao thì khả năng điều khiển càng chính xác, Trong biến tần cho phép nhận encoder có độ phân giải lên đến 20,000 xung/ vòng. Do vậy, tốc độ sẽ được điều khiển và ổn định một cách chính xác và tương đương đến 99% tốc độ mong muốn.
b) Giao tiếp NC Studio với biến tần:
Đỗ Hữu Tình - 20110695 Page 58
Hình 4.2 Card điều khiển NC Studio V5.
NcStudio là một hệ thống điều khiển đƣợc dùng nhiều trong máy phay CNC.
Hệ thống này có thể hỗ trợ chuyển đổi sang dạng mã G-code và định dạng mã PLT đƣợc tạo ra bởi phần mềm CAD/ CAM khác nhau, nhƣ UG, Mastercam, CASMATE, ART CAM, AUTOCAD và COREDRAW.
Hệ điều hành của Ncstudio làm cho sử dụng đầy đủ 32-bit máy tính và xử lý đa tác vụ. Ngoài ra, giao diện của Ncstudio là đáng tin cậy và thân thiện với người dùng.
Chức năng đặc biệt nhƣ mô phỏng, trục Z tự động hiệu chuẩn, điểm dừng, xoay trục có sẵn, ngoài việc dẫn động, hoạt động tự động và ủng hộ chức năng có nguồn gốc cơ khí.
Hệ thống này có thể đƣợc áp dụng cho nhiều chạm khắc ba chiều và khắc và phay. Máy cũng nhƣ đƣợc sử dụng trong khuôn phức tạp xử lý, quảng cáo, trang trí, khắc và các ngành công nghiệp khác.
Đặc điểm của phần mềm:
- Hỗ trợ tối đa các máy CNC.
- Hỗ trợ chuyển đổi các dạng mã G-code, định dạng PLT, DXF và các phần mềm CAD/CAM, MasterCAM, Cimatron, CASMate and ArtCAM…
- Các chế độ điều khiển đa dạng nhƣ là điều khiển bằng tay, bằng thiết bị điều khiển hay là điều khiển theo từng bước.
- Hỗ trợ xử lý hình ảnh. Chức năng này cho phép gia công từ các hình ảnh đƣợc đƣa vào.
- Hỗ trợ sử dụng dữ liệu từ ngoài vào, có thể nhập vào lệnh G-code online và thực hiện ngay lập tức.
- Hỗ trợ chức năng tự hiệu chỉnh công cụ, kết nối với các thiết bị bên ngoài nhƣ điện thoại di động hay USB.
Đỗ Hữu Tình - 20110695 Page 59
Hỗ trợ hiển thị khi mô phỏng giúp người dùng có thể quan sát kết quả một cách trực quan hơn.
4.4.3 Ƣu điểm của biến tần:
- Cho phép mở rộng dải điều chỉnh và nâng cao tính chất động học của hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều.
- Hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần có kết cấu đơn giản, làm việc được trong nhiều môi trường khác nhau.
- Khả năng điều chỉnh tốc độ động cơ dễ dàng.
- Có khả năng đáp ứng cho nhiều ứng dụng khác nhau.
- Các thiết bị cần thay đổi tốc độ nhiều động cơ cùng một lúc (dệt, băng tải...).
- Các thiết bị đơn lẻ yêu cầu tốc độ làm việc cao (máy li tâm, máy mài...).
4.4.4 Các loại biến tần hay sử dụng trên thị trường:
a) Biến tần Sunfar E300:
Hình 4.4 Biến tần Sunfar E300 Tên thương hiệu: Sunfar
Sản lƣợng hiện tại: 15A Điện áp đầu ra :0-220V Số mô hình: E300-2S0037L Trọng lƣợng: 3KG
Tần số :0-1000Hz
Công suất đầu ra: 3.7KW
Đặc điểm:
1. E300 nhỏ biến tần phổ quát có cấu trúc nhỏ gọn
2. Phím bấm tùy chọn có thể dễ dàng gỡ bỏ hoặc cài đặt theo yêu cầu của người dùng. Với đèn báo trên biến tần, người dùng có thể theo dõi tình trạng hoạt động của biến tần.
Đỗ Hữu Tình - 20110695 Page 60
3. Biến tần đƣợc sử dụng nhƣ hỗ trợ trang thiết bị cho ngành công nghiệp dệt may, máy móc truyền tải, v.v. Với tần số đầu ra 1000Hz, nó cũng đƣợc sử dụng trong kiểm soát biến tần cho máy mài, máy khắc, máy ly tâm.
Các tính năng:
1. Công suất của nó từ 0.25W tới 3.7KW và phạm vi điện áp đầu vào của nó là 220V ± 15% và 380V ± 15%.
2. Biến tần phổ mini có cấu hình tiêu chuẩn bao gồm cả giao diện RS485, giao thức Modbus.
3. Nó cũng có thể điều chỉnh điện áp tự động và tự động giới hạn, để đảm bảo hoạt động ổn định.
4. Hai loại phương pháp cài đặt có sẵn để đáp ứng yêu cầu của bạn và tiết kiệm không gian hơn.
5. Biến tần phổ mini có thể phù hợp với một bàn phím điều khiển có thể đƣợc sử dụng riêng rẽ với biến tần
Nơi xuất xứ: Quảng Đông - Trung Quốc b) Biến tần Siemens G110:
Hình 4.5 Biến tần Siemens G110.
Thông số kỹ thuật của Biến tần Siemens G110 Dãy công suất biến tần G110 0,12 kW đến 3 kW
Cấp điện áp cho biến tần G110
1 pha x 200 ... 240V (±10%) Phạm vi điều chỉnh 0 ... 640 Hz (điều khiển V/f) Chế độ điều khiển biến tần
G110
V/f Tần số điều chế biến tần
G110
8 kHz (lên đến 16 kHz)
Đỗ Hữu Tình - 20110695 Page 61
Có khả năng giao diện RS485/USS
Giao diện bên ngoài Với máy tính qua cổng RS232, BOP Ứng dụng biến tần G110 - Hệ thống băng tải, bơm, quạt
- Ứng dụng trong các ngành công nghiệp nhƣ: thực phẩm và nước giải khát, bao bì, dệt và dược phẩm.
4.4.5 Lựa chọn phần mềm điều khiển:
Chọn phương pháp điều khiển với NCstudio, ta có đặc điểm của phần mềm này:
STT Đặc điểm so sánh
NCstudio
1 Giao diện Giao diện cứng không tùy chỉnh , Xuất tín hiệu qua card dùng kèm vào máy tính, đọc file Gcode 2 Độ ổn định Tính an toàn và độ ổn định cao do chạy xử lý tín hiệu
qua card riêng biệt 3 Ứng dụng -Không đảo chiều (Free)
-Xử lí công tác hành trình đơn giản -Load file nhanh hơn Mach3 4 Đầu tƣ ,
đối tƣợng sử dụng
-Phải mua card NCstudio để có phần mềm đi kèm.
Không có bản dùng thử, giá thành cao.
-Hướng tới người sử dụng kinh doanh vừa.
-Phù hợp làm máy lớn, giá thành cao, năng suất cao.