Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Nhận xét của giáo viên phản biện ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH KHOA ĐIỆN SVTH Phạm Viết Tâm MỤC LỤC MỤC LỤC 1 Lời Nói Đầu 3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 4 1 1 Cấu tạo, phân loại động cơ xoay chiều không đồng bộ 4 1 1 1 Cấu tạo của động cơ xoay chiều không đồng bộ 4 1 1 2 Phân loại, ưu nhược điểm của động cơ xoay chiều không đồng bộ 6 1 1 3 Nguyên lý làm việc của động cơ xoay chiều không đồng bộ 6 1 1 4 Đặc điểm và ứng dụng của động c.
ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN Nhận xét giáo viên hướng dẫn ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Nhận xét giáo viên phản biện ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN MỤC LỤC MỤC LỤC Lời Nói Đầu Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 1.1 Cấu tạo, phân loại động xoay chiều không đồng 1.1.1 Cấu tạo động xoay chiều không đồng 1.1.2 Phân loại, ưu nhược điểm động xoay chiều không đồng .6 1.1.3 Nguyên lý làm việc động xoay chiều không đồng 1.1.4.Đặc điểm ứng dụng động xoay chiều không đồng 1.2 Đặc tính động xoay chiều khơng đồng 1.2.1 Sơ đồ thay pha động không đồng ba pha .8 1.2.2 Phương trình đặc tính .8 1.2.3 Ảnh hưởng tham số đến dạng đặc tính .10 1.3 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động KĐB 13 1.3.1 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số .14 1.3.2.Điều chỉnh tốc độ động không đồng cách thay đổi số đôi cực 16 1.3.3 Điều chỉnh tốc độ động không đồng cách thay đổi điện áp dặt vào stator 19 1.3.4 Phương pháp điều chỉnh tốc độ động không đồng cách điều chỉnh điện trở mạch rotor .23 1.3.5 Phương pháp điều chỉnh tốc độ động không đồng sơ đồ nối tầng 28 Kết luận: 32 Chương ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN TRỞ MẠCH ROTO 33 2.1.Phân tích sơ đồ mạch lực hệ truyền động .33 2.1.1 Cấu tạo động không đồng pha rotor dây quấn yêu cầu điều khiển 33 2.1.2 nguyên lý hoạt động sơ đồ mạch lực 33 2.2 Tính chọn phần tử mạch lực 34 2.2.1 Chọn aptomat 34 2.2.2 Chọn cầu chì .36 2.2.3 Chọn contactor 37 2.2.4 Role nhiệt 40 2.3 Tính tốn điện trở phụ mạch roto 41 SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN 2.4 Tính chọn mạch hãm cho thống động 42 2.4.1 Các phương pháp hãm động không đồng pha .42 2.4.2 Lựa chọn phương pháp hãm cho hệ truyền động 47 2.5 Bảo vệ động tải 48 Chương VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG TRÊN THIẾT BỊ PLC 49 3.1 Tổng quan PLC S7-200 49 3.1.1 Sơ lược lịch sử phát triển 49 3.1.2 Khái niệm PLC .50 3.1.3 Cấu trúc phần cứng PLC s7-200 .51 3.1.4 Cấu trúc nhớ PLC s7-200: 52 3.1.5 Mở rộng cổng vào 53 3.1.6 Thực chương trình .53 3.1.7 Cấu trúc chương trình .54 3.1.8 Thiết bị lập trình 54 3.1.9 Ngơn ngữ lậ trình PLC S7-200 56 3.2 Viết chương trình điều khiển cho hệ truyền động thiết bị PLC S7_200 60 3.2.1 Khai báo biến chưa trình: 60 3.2.2 Chương trình điều khiển PLC S7-200: 61 3.3 Vẽ sơ đồ kết nối phần lực hệ thống điều khiển 63 3.3.1 Sơ đồ kết nối PLC hệ truyền động 63 3.3.2 Sơ đồ kết nối mạch lực mạch điều khiển 63 KẾT LUẬN 65 SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH KHOA ĐIỆN Lời Nói Đầu Ngày động điện có mặt khắp nơi tất lĩnh vực sống, đặc biệt công nghiệp Khi động điện đưa vào ứng dụng rộng rãi việc thiết lập hệ thống tự điều chỉnh để đạt tối ưu tiêu kinh tế , kỹ thuật vấn đề quan trọng Với việc ứng dụng rộng rãi tiến kỹ thuật lĩnh vực điện tử tin học, hệ truyền động phát triển có thay đổi đáng kể Đặc biệt công nghệ sản xuất thiết bị điện tử công suất ngày hoàn thiện nên biến đổi điện tử công suất hệ truyền động đáp ứng yêu cầu tác động nhanh, độ xác cao mà góp phần làm giảm kích thước hạ giá thành hệ truyền động Mặc dù lĩnh vực tưng đối hẹp truyền động xoay chiều dung động không đồng bap roto dây quấn ln ln có đề hấp dẫn phức tạp Vì vậy, đồ án “Thiết kế điều chỉnh tốc độ cho hệ truyền động động KĐB xoay chiều pha rô to dây quấn”em muốn sâu vào tất vấn đề lĩnh vực Nhưng kết trình bày đồ án kết bước đầu Trong nội dung nghiên cứu đồ án , em thực nhiệm vụ sau: - Mô tả động KĐB pha rơ to dây quấn phân tích sơ đồ ngun lý - Tính tốn cấp điện trở mạch rotor để thay đổi tốc độ động cấp tốc độ - Tính tốn mạch hãm ngược cho hệ truyền động - Viết chương trình điều khiển cho hệ truyền động thiết bị PLC S7_200 - Vẽ sơ đồ kết nối phần lực hệ thống điều khiển Trong trình thực hiện, chắn thân em tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS Trần Duy Trinh tận tình hướng dẫn cho em nhiều ý kiến quý báu để em hồn thành tốt thời gian đồ án SVTH Phạm Viết Tâm SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 1.1 Cấu tạo, phân loại động xoay chiều không đồng 1.1.1 Cấu tạo động xoay chiều không đồng Động xoay chiều không đồng gồm thành phần chính: Stator Rotor Stator phần đứng yên động cơ, tạo thành từ vỏ, lõi sắt quấn Vỏ máy Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn từ Ngồi vỏ máy cịn dung để truyền nhiệt làm mát Thường vỏ máy làm gang Đối với máy có cơng suất tương đố lớn (1000kw) thường dung thép hàn lại thành vỏ Tùy theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ khác Lõi sắt Lõi sắt phần dẫn từ Vì từ trường ddi qua lõi sắt từ trường quay nên để giảm tổn hao, lõi sắt làm từ thép kỷ thuật điện ép lại Khi đường kính ngồi lõi sắt nhỏ 990mm dùng thép trịn ép lại Khi đường kính ngồi lớn trị số dung hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn Mỗi thép kỷ thuật điện có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên Nếu lõi sắt dài ghép thành thếp ngắn, thếp dài từ 6cm đến 8cm, đặt cách 1cm để thơng gió cho tốt Mặt lõi thép có xẻ rảnh để đặt dây quấn Dây quấn Dây quấn stator đặt vào rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt Dây quấn động không đồng gồm nhiều phần tử nối với theo quy luật Phân tử bối dây đặt rãnh phần ứng Bối dây vịng dây (dây quấn kiểu vịng dây) gồm nhiều vịng dây (dây quấn kiểu vòng dây) Số vòng dây bối số vòng dây pha cách nối phụ thuộc vào công suất, điện áp, tốc độ, điều khiển làm việc máy Hình 1.1: Dây quấn stator sau quấn hoàn chỉnh Các kiểu dây quấn: - Dây quấn lớp - Dây quấn xếp - Dây quấn hai lớp - Dây quấn đồng tâm - Dây quấn đồng khuôn - Dây quấn song SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN Rotor phần quay động Phần có hai phận lõi sắt dây quấn Lõi sắt Nói chung người ta dung thép kỹ thuật stator Lõi sắt ép trực tiếp lên trục máy Phía ngồi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn Rotor dây quấn rotor Rotor có hai loại chính: rotor kiểu lồng sóc rotor kiểu dây quấn - Loại rotor kiểu lồng sóc: Kết cấu loại dây quấn khác với loại dây quấn stator Trong rãnh lõi sắt rotor đặt vào đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt nối tắt lại hai đầu hai vành ngắn mạch đồng hay nhôm làm thành lồng gọi lồng sóc Hình 1.2: Rotor lồng sóc Dây quấn lồng sóc khơng cần cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính mở máy, máy cơng suất tương đối lớn, rãnh rotor làm thành dạng rãnh sâu làm thành hai rãnh lồng sóc gọi lồng sóc kép Trong động điện cỡ nhỏ, rãnh rotor thường làm chéo góc so với tâm trục - Loại rotor kiểu dây quấn: Rotor có dây quấn giống dây quấn stator Trong động điện cỡ trung bình trở lên thường dung dây quấn kiểu song hai lớp bớt dây đầu nối, kết cấu dây quấn rotor chặt chẽ Trong động điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm lớp Dây quấn ba pha rotor thường đấu hình sao, cịn ba đầu nối với ba vành trượt thường làm làm đồng đặt cố định đầu trục thơng qua chổi than đấu với mạch điện bên Đặt điểm loại động rotor kiểu dây quấn thơngqua chổi than đưa điện trơ phụ vào mạch điện rotor để cải thiện tính mở máy điều chỉnh tốc độ cải thiện hệ số công suất máy Khi máy làm việc bình thường dây quấn rotor nối ngắn mạch SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HÓA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN Hình 1.3: Rotor dây quấn cơng suất lớn rotor dây quấn công suất nhỏ 1.1.2 Phân loại, ưu nhược điểm động xoay chiều không đồng Phân loại động xoay chiều không đồng Động xoay chiều không đồng rotor lồng sóc Động xoay chiều khơng đồng rotor dây quấn Ưu, nhược điểm động xoay chiều không đồng Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, đặc biệt động rotor lồng sóc so với động chiều, động khơng đồng có giá thành hạ, vận hành tin cậy, chắn Ngồi động khơng đồng dùng trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha nên không cần trang bị thêm thiết bị biến đổi kèm theo Nhược điểm: Điều chỉnh tốc độ khống chế q trình q độ khó khăn Riêng với động rotor lồng sóc có tiêu khởi động xấu so với động điện chiều 1.1.3 Nguyên lý làm việc động xoay chiều khơng đồng Khi ta cho dịng điện pha tần số f vào dây quấn stator, tạo từ trường quay p đôi cực, quay với tốc độ n = Từ trường quay cắt dẫn dây quấn rotor, cảm ứng sức điện động(chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải) Vì dây quấn rotor nối ngắn mạch, nên sức điện động cảm ứng sinh dòng dẫn rotor Lực tác dụng tương hổ từ trường quay máy với dẫn mang dòng điện rotor kéo rotor quay chiều quay từ trường với tốc độ n Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý Chú ý: Khi xác định chiều sức điện động làm việc ĐC XCKĐB SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH KHOA ĐIỆN cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải ta phải vào chiều chuyển động tương đối dẫn với từ trường Nếu coi từ trường đứng yên chiều chuyển động tương đối dẫn ngược chiều từ trường Tốc độ n máy nhỏ hơ tốc độ từ trường n tốc độ khơng có chuyện động tương đối, dây quấn rotor khơng có sức điện động dòng điện cảm ứng, lưc điện từ Độ chênh lệch tốc độ từ trường quay tốc độ máy gọi tốc độ trượt n2 n2 = n1 – n (1.1) Hệ số trượt tốc độ S= = (1.2) Khi rotor đứng yên (n=0),hệ số trượt s=1 Khi rotor quay định mức s= 0,02 ÷ 0,06 Tốc độ động là: n = n1.(1 – s) = (1-s) (1.3) 1.1.4.Đặc điểm ứng dụng động xoay chiều không đồng a Đặc điểm - Mômen mở máy phải lớn để thích nghi với phụ tải - Dịng mơmen phải nhỏ để khỏi ảnh hưởng đến phụ tải khác - Thời gian mở máy nhỏ để làm việc - Thiết bị mở máy đơn giản, rẻ tiền tốn lượng b Ứng dụng Động điện không đồng kết cấu đơn giản, làm việc chắn, sử dụng bảo quản thuận tiện, già thành rẻ nên sử dụng rộng rải kinh tế quốc dân, loại công suất 100 kW Trong công nghiệp thường dung động điện không đồng làm nguồn nguồn động lực cho nhà máy cán thép loại vừa nhỏ, động lực cho nhà máy công cụ nhà máy công nghiệp nhẹ, v.v… Trong hầm mỏ dung làm máy tời hay máy quạt gió Trong nơng nghiệp dung để làm máy bơm nước hay máy gia công nông sản Trong đời sống ngày, động điện khơng đồng chiếm vị trí quan trọng: quạt gió, máy quay đĩa, động tủ lạnh…Tóm lại, theo phát triển sản xuất điện khí hóa, tự động hóa sinh hoạt ngày, phạm vi ứng dụng động điện khơng đồng ngày rộng rãi 1.2 Đặc tính động xoay chiều không đồng 1.2.1 Sơ đồ thay pha động không đồng ba pha Để thành lập phương trình đặc tính động khơng đồng ta dựa vào đồ thay với giả thiết sau: SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH KHOA ĐIỆN - pha động đối xứng - Các thông số động không đồng khơng đổi - Tổng dẫn mạch từ hố khơng thay đổi, dịng điện từ hố khơng phụ thuộc tải mà phụ thuộc vào điện áp đặt vào stato động - Bỏ qua tổn thất ma sát, tổn thất lõi thép - Điện áp hồn tồn sin, đối xứng pha Ta có sơ đồ thay thế: Hình 1.5: Sơ đồ thay ĐK Trong đó: - U1f : Trị số hiệu dụng điện áp pha stato (V) - I1, I2, I’1 : Các dịng stato, mạch từ hóa, rơto quy đổi stato (A) - X1, Xµ, X’2 : Điện kháng stato, mạch từ, rôto quy đổi stato (Ω) - R1, Rµ, R’2 : Điện trở stato, mạch từ, rôto quy đổi stato (Ω) - R’2f: Điện trở phụ (nếu có) pha rơto quy đổi stato (Ω) - S: Hệ số trượt động 1.2.2 Phương trình đặc tính Để thành lập phương trình đặc tính động khơng đồng ba pha ta sử dụng sơ đồ thay Trên (hình 1.5) sơ đồ thay pha động không đồng ba pha Khi nghiên cứu ta đưa số giả thuyết sau đây: - Ba pha động đối xứng, khe hở khơng khí đồng - Các thông số động không đổi nghĩa không phụ thuộc vào nhiệt độ, điện trở rotor không phụ thuộc vào tần số dịng điện rotor, mạch từ khơng bão hịa nên điện kháng X1, X2 khơng đổi - Tổng dẫn mạch từ hóa khơng thay đổi, dịng điện từ hóa khơng phụ thuộc tải mà phụ thuộc điện áp đặt vào stator động - Bỏ qua tổn thất ma sát, tổn thất lõi thép - Điện áp lưới hoàn toàn sin đối xứng pha Khi cuộn dây stator cấp điện với điện áp định mức U 1f pha mà giữ yên SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN Rotor (khơng quay) pha cuộn dây rotor xuất sức điện động E2pha đmtheo nguyên lý máy biến áp Hệ số quy đổi sức điện động là: KE = (1.4) Từ có hệ số quy đổi dòng điện: KI = Với hệ số quy đổi đại lượng điện mạch rotor quy đổi phía mạch stator theo cách sau: - Dòng điện kháng: I’2 = KI.I2 - Điện kháng: X’2 = KX.X2 - Điện trở: R’2 = KR.R2 Dòng điện rotor quy đổi phía stator tính từ sơ đồ thay thế: I’2 = (1.5) Khi động hoạt động, công suất điện từ P 1,2 từ stator chuyển sang rotor thành công suất Pcơ đưa trục động công suất nhiệt P2 đốt nóng cuộn dây P1,2 = Pcơ + P2(1.6) Nếu bỏ qua tổn thất phụ coi mơmen điện từ M đt động bang mômen Mcơ Mđt = Mcơ = M Từ đó: P1,2 = M.ω0 = M.ω + P2.M = = (1.7) Công suất nhiệt cuộn dây bap là: P2 = 3.R’2.I’22 (1.8) Thay (1.8) vào (1.5) sau thay vào (1.7) ta được: M= (1.9) Trong đó: Xnm = X1 + X’2 điện kháng ngắn mạch Phương trình (1.9) phương trình đặc tính động khơng đồng Nếu biểu diễn đặc tính đồ thị hình cong hình 1.4 Có thể xác định điểm cực trị đường cong cách giải ta trị số M S điểm cực trị ký hiệu Mth Sth (mômen độ trượt tới hạn) cụ thể là: Sth = (1.10) Thay (1.10) vào (1.9) ta có Mth: M (1.11) Trong hai biểu thức trên, dấu (+) ứng với trạng thái động cơ, dấu (-) ứng với trạng thái máy phát Do Mth chế độ máy phát lớn Mth chế độ động Ngoài nghiên cứu hệ truyền động với động không đồng người ta quan tâm đến trạng thái làm việc SVTH: Phạm Viết Tâm ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN chuyển mức điện áp từ cao xuống mức tín hiệu tiêu chuẩn để đưa vào xử lý Khối ngõ thực việc chuyển mức tín hiệu từ tiêu chuẩn sang tín hiệu ngõ cách ly quang d.Bộ nguồn: Biến đổi từ nguồn cấp bên vào để cung cấp cho hoạt động PLC e.Khối quản lý ghép nối: Dùng để phối ghép PLC với thiết bị bên ngồi máy tính, thiết bị lập trình, bảng vận hành, mạng truyền thông công nghiệp 3.1.4 Cấu trúc nhớ PLC s7-200: a Phân chia nhớ: Bộ nhớ PLC S7-200 chia thành bốn vùng hầu hết đọc ghi trừ vùng nhớ đặc biệt (SM) truy cập để đọc Hình 3.2: Cấu trúc nhớ PLC Vùng nhớ chương trình: Là miền nhớ dùng để lưu trữ lệnh dùng chương trình.Vùng thuộc kiểu non-volatile đọc ghi Vùng nhớ tham số: Dùng để lưu giữ tham số từ khóa, địa trạm… Vùng thuộc kiểu non-volatile đọc ghi Vùng liệu: Dùng để cất giữ liệu chương trình bao gồm kết phép tính, số định nghĩa chương trình, đệm truyền thông… Vùng đối tượng: Bao gồm đếm, định thì, cổng vào tương tự Vùng khơng thuộc kiểu non-volatile đọc ghi Hai vùng nhớ cuối có ý nghĩa quan trọng việc thực chương trình c Vùng nhớ chương trình Vùng nhớ chương trình gồm ba khối chính: OB1, SUBROUTIN INTERRUPT OB1: Chứa chương trình chính, lệnh khối ln qt vòng quét SVTH: Phạm Viết Tâm 52 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN SUBROUTIN: Chứa chương trình con, tổ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi liệu, chương trình thực có lệnh gọi từ chương trình INTERRUPT: Miền chứa chương trình ngắt, tổ chức thành hàm có khả trao đổi liệu với khối chương trình khác Chương trình thực có kiện ngắt xảy c Vùng nhớ liệu Vùng liệu vùng nhớ động Nó truy cập theo bit, byte, từ đơn (word) hay từ kép (double word) sử dụng làm miền lưu trữ liệu cho thuật tốn, hàm truyền thơng, lập bảng, hàm dịch chuyển, xoay vòng ghi, trỏ địa chỉ… Vùng liệu chia thành vùng nhớ nhỏ để phục vụ cho mục đích cơng dụng khác nhau, bao gồm vùng sau: V (Variable memory): Vùng nhớ biến I (Input image register): Vùng đệm đầu vào Q (Output image register): Vùng đệm đầu M (Internal memory bits): Vùng nhớ bit nội SM (Special memory): Vùng nhớ đặc biệt Cách thức truy cập địa vùng nhớ liệu: 3.1.5 Mở rộng cổng vào Các PLC họ S7-200 mở rộng thêm đầu vào/ra chức nâng cao khác cách ghép nối thêm module mở rộng phía bên phải PLC tạo thành móc xích module Địa vị trí module xác định kiểu vào vị trí module móc xích, bao gồm module có kiểu Các module mở rộng số hay tương tự chiếm chỗ đệm tương ứng với số đầu vào module 3.1.6 Thực chương trình PLC thực chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp gọi vòng quét Mỗi vòng quét bắt đầu giai đoạn đọc liệu từ cổng vào vùng đệm ảo, giai đoạn thực chương trình Trong vịng qt chương trình thực lệnh kết thúc lệnh kết thúc Sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn truyền thơng nội kiểm tra lỗi Vòng quét kết thúc giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo tới cổng Như thời điểm thực lệnh vào ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào mà thông qua đệm ảo cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi giai đoạn CPU quản lý Khi gặp lệnh vào hệ thống cho dừng cơng việc khác SVTH: Phạm Viết Tâm 53 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN chương trình xử lý ngắt để thực lệnh cách trực tiếp với cổng vào/ra Nếu sử dụng chế độ ngắt, chương trình tương ứng với chế độ ngắt soạn thảo cài đặt phận chương trình Chương trình ngắt thực có kiện báo ngắt 3.1.7 Cấu trúc chương trình Chương trình PLC S7-200 lưu nhớ chương trình lập hai dạng cấu trúc khác nhau: Chương trình tuyến tính: Tồn chương trình nằm khối chương trình (OB1), lệnh chương trình ln qt từ đầu đến cuối chương trình quay lại từ đầu trình PLC hoạt động Chương trình thường áp dụng với ứng dụng không phức tạp Chương trình có cấu trúc: Chương trình chia thành phần nhỏ phần thực nhiệm vụ riêng biệt, phần nằm khối riêng biệt (OB1, SUBROUTIN, INTERRUPT) Loại chương trình thường áp dụng với yêu cầu phức tạp nhiều khâu Khi lập trình chương trình có cấu trúc thường sử dụng ngồi chương trình cịn có chương trình chương ngắt Chương trình viết khối chương trình gọi chương trình có lệnh gọi Chương trình ngắt viết khối chương trình ngắt thực có kiện ngắt xảy thời điểm vịng qt Cả hai loại chương trình có khả trao đổi liệu với chương trình khác 3.1.8 Thiết bị lập trình Có hai loại thiết bị dùng để lập trình cho PLC S7- 200 PG PC: PG: Là thiết bị lập trình chuyên dụng dùng cho PLC S7-200 nhiên sử dụng để lập trình với ngơn ngữ STL PC: Là máy tính cá nhân có cài phần mềm STEP7-MICROWIN Phần mềm cho phép lập trình với ba ngơn ngữ STL, LAD FBD Để cài phần mềm người phải có quyền PC phải cài hệ điều hành WIN98/2000/NT/XP Hiện hầu hết sử dụng STEP7- MICROWIN 3.0, 3.2, 4.0 để lập trình cho PLC S7200 để sử dụng ứng dụng nâng cao Giao diện làm việc: Sau cài đặt phần mềm STEP7-MICROWIN vào chương trình làm việc, giao diện làm việc thể sau: SVTH: Phạm Viết Tâm 54 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN Hình 3.3:Giao diện phần mềm STEP7-MICROWIN Navigation Bar: Thể khối lệnh làm việc tạo sẵn phần mềm Để sử dụng khối ta cần kích vào nút biểu tượng tương ứng với khối cần dùng Instruction Tree: Thể tất khối lệnh sử dụng chương trình dạng thư mục Muốn làm việc với lệnh việc Click đúp chuột vào vị trí để chọn thiết bị làm việc Các khối Cross Reference, Data Block, Status Chart, Symbol Table trình bày chi tiết phần sau Program Editor: Đây vùng để thực chương trình cách đưa lệnh vào vùng xếp chúng theo cách thức người dùng để tạo chương trình Menu bar Toolbar: Là cơng cụ giúp thực nhanh lệnh chức sử dụng chương trình 3.1.9 Ngơn ngữ lậ trình PLC S7-200 a Phương pháp lậ trình: S7-200 biểu diễn chương trình dạng mạch logic cứng dãy lệnh khối chương trình theo thứ tự quy định Các lệnh khối quét chương trình từ đầu đến cuối vòng quét PLC làm việc SVTH: Phạm Viết Tâm 55 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN vịng qt từ thực liên tục chu kỳ quét Trong vòng quét có lệnh gọi PLC nhận lệnh thực hiện, khơng qt kịp vịng qt thực Có ba phương pháp lập trình bản: Lập trình hình thang (LAB – Ladder Logic) Phương pháp khối hàm (FBD – Funtion Block Diagram) Phương pháp liệt kê câu lệnh (STL – Statement List) Nếu chương trình viết theo kiểu LAD FBD chuyển sang dạng STL khơng phải chương trình viết STL chuyển sang hai dạng LAD: Là ngơn ngữ lập trình đồ hoạ mơ theo mạch relay Các phần tử dùng để biểu diễn lệnh logic Tiếp điểm: Mô tả tiếp điểm dùng mạch relay, toán hạng tiếp điểm dùng chương trình bit Có hai loại tiếp điểm: Tiếp điểm thường đóng: Tiếp điểm thường mở: Cuộn dây: -( ) mơ tả cuộn dây relay Tốn hạng sử dụng bit Hộp: Là biểu tượng mô tả hàm khác làm việc có tín hiệu đến kích Những hàm thường biểu diễn hộp hàm tạo thời gian (Timer), hàm đếm (Counter) hàm toán học Mạng LAD: Là đường nối phần tử thành mạch hồn chỉnh Thơng thường tín hiệu điện phải từ dây nóng qua thiết bị đến dây trung hồ sau nguồn, nhiên phần mềm lập trình thể dây nóng bên trái đường nối đến thiết bị từ STL: Phương pháp liệt kê lệnh phương pháp lập trình cách tập hợp câu lệnh, câu lệnh thể chức chương trình Để tạo chương trình dạng STL người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng ngăn xếp Ngăn xếp logic khối gồm bit chồng lên từ S0 – S8 Tất thuật toán liên quan đến ngăn xếp làm việc với bít (S0) bit thứ hai (S1) ngăn xếp Giá trị logic gửi nối thêm vào ngăn xếp Khi phối hợp hai bit ngăn xếp ngăn xếp kéo lên bit Ngăn xếp tên bít: SVTH: Phạm Viết Tâm 56 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN FBD: Là phương pháp lập trình khối hàm mơ lệnh khối làm việc mạch số Các phần tử phương pháp khối lệnh liên kết với b Tập lệnh PLC S7-200: Tập lệnh S7-200 chia làm ba nhóm: Các lệnh mà thực làm việc độc lập không phụ thuộc vào giá trị logic ngăn xếp Các lệnh thực bit ngăn xếp có giá trị logic Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí tập lệnh hay cịn gọi nhóm lệnh điều khiển chương trình Cả ba phương pháp sử dụng ký hiệu I để lệnh làm việc tức thời, tức giá trị định lệnh vừa chuyển vào ghi ảo đồng thời chuyển đến tiếp điểm dẫn lệnh thực chờ đến giai đoạn trao đổi với ngoại vi vịng qt Điều khác với lệnh không tức thời giá trị chuyển vào ghi ảo thực lệnh Các nhóm lệnh cho lệnh S7-200: Bit Logic: Tập lệnh làm việc với bit Clock: Tập lệnh làm việc với thời gian hệ thống Communication: Tập lệnh truyền thông Compare: Tập lệnh so sánh Convert: Tập lệnh biến đổi Counter: Tập đếm Floating-Point Math: Tập lệnh toán học làm việc với số thực Integer Math: Tập lệnh toán học làm việc với số nguyên Interupt: Tập lệnh làm việc với chương trình ngắt Logical Operations: Tập lệnh phép tính logic biến đổi Move: Tập lệnh di chuyển liệu Programe Control: Tập lệnh điều khiển chương trình Shift/Rotate: Tập lệnh dịch/quay làm việc với ghi SVTH: Phạm Viết Tâm 57 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN String: Tập lệnh làm việc với chuỗi Table: Tập lệnh làm việc với bảng liệu Call Subroutin: Tập lệnh gọi chương trình Các lệnh sử dụng S7-200 liên quan tới yêu cầu lập trình đề tài (Các lệnh sau mô tả cho phương pháp lập trình LAD ): c Các lệnh làm việc với bit logic Nhóm lệnh so sánh: S7-200 cung cấp lệnh so sánh theo kiểu liệu muốn thực phép so sánh tốn hạng phải có kiểu liệu khơng chương trình báo lỗi Sau số lệnh so sánh liệu kiểu Byte SVTH: Phạm Viết Tâm 58 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN Tập tạo thời gian: Tập tạo thời gian: SVTH: Phạm Viết Tâm 59 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN 3.2 Viết chương trình điều khiển cho hệ truyền động thiết bị PLC S7_200 3.2.1 Khai báo biến chưa trình: Các biến hệ truyền động điện khai báo hình dưới: SVTH: Phạm Viết Tâm 60 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN 3.2.2 Chương trình điều khiển PLC S7-200: SVTH: Phạm Viết Tâm 61 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN Chương trình viết theo yêu cầu công nghệ sau: Khi ấn nút khởi động động khởi động qua cấp điện trở sau 3s loại dần cấp Khi ấn nút dừng đồng thời mạch hãm ngược khởi động sau tốc độ động giaảm xuống 15% tốc độ định mức thi cảm biến nhận tín hiệu ngắt dịng mạch hãm tồn mạch điện SVTH: Phạm Viết Tâm 62 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN 3.3 Vẽ sơ đồ kết nối phần lực hệ thống điều khiển 3.3.1 Sơ đồ kết nối PLC hệ truyền động Hình 3.4 Sơ đồ kết nối PLC hệ truyền động SVTH: Phạm Viết Tâm 63 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN 3.3.2 Sơ đồ kết nối mạch lực mạch điều khiển Hình 3.5 Sơ đồ mạch lực hệ truyền động SVTH: Phạm Viết Tâm 64 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN Hình 3.6 Hệ thống điều khiển hệ truyền động Ngun lí hoạt động: Khi đóng aptomat cấp điện cho mạch lực mạch điều khiển ta ấn nút Start cấp điện cho mạch điều khiển lúc cuộn hút Q11 có điện, động quay thuận điện trở có điện Sau 3s cuộn hút Q14 đóng lại loại bỏ cấp điện trở thứ 3, 3s cuộn hút Q13 đóng lại lạo bỏ cấp điện trở thứ 2, 3s cuộn hút Q12 đóng lại loại bỏ cấp điện trở thứ động lúc hoạt động tốc độ định mức Khi ta dừng động ấn nút Stop đồng thời kích hoạt nút Start mạch hãm ngược Động quay thuận điện đồng thời cấp điện cho động quay ngược, đồng thời cấp điện trở hoạt động để giảm dịng điện áp Khi động quay thuận có tốc độ giảm xuống 15% tốc độ định mức cảm biến rơ le tốc độ có tín hiệu cắt mạch điện hãm ngược toàn mạch điện Khi xảy cố tải rơ le nhiệt ngắt điện toàn mạch để bảo vệ động SVTH: Phạm Viết Tâm 65 ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH KHOA ĐIỆN KẾT LUẬN Sau tháng tập trung nghiên cứu đề tài với hướng dẫn tận tình thầy giáo em rút cho thân nhiều kinh nghiệm cho thân Trong thời gian vừa qua em tập trung nghiên đề tài khởi động động không đồng ba pha roto dây quấn qua ba cấp điện trở tìm hiểu được: - Tổng quan động không đồng cấu tạo, đặc tính cơ, phương pháp điều chỉnh tốc độ động - Cách điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện trở phụ, tính chọn thiết bị để lắp vào mạch lực - Tổng quan PLC S7_200 đời phát triển PLC Viết chương trình điều khiển cho mạch điều khiển Mặc dù hoàn thành đồ án chắn em tránh khỏi sai sót lúc làm việc Em mong nhận bảo thêm từ thầy giáo thầy khác để em có thêm kinh nghiệm Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô giáo! SVTH: Phạm Viết Tâm 66 ... 1 .3 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động KĐB 13 1 .3. 1 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số .14 1 .3. 2 .Điều chỉnh tốc độ động không đồng cách thay đổi số đôi cực 16 1 .3. 3 Điều chỉnh. .. điện tử tin học, động KĐB khai thác ưu điểm Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu với hệ truyền động tiristo, động chiều 1 .3 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động KĐB Động không đồng... phức tạp Vì vậy, đồ án ? ?Thiết kế điều chỉnh tốc độ cho hệ truyền động động KĐB xoay chiều pha rô to dây quấn? ??em muốn sâu vào tất vấn đề lĩnh vực Nhưng kết trình bày đồ án kết bước đầu Trong nội