Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Sinh Viên Thực Hiện Khoá học Ngành đào tạo Tự động hoá công nghiệp Tên đề tài Ứng dụng PLC và Biến tần thiết[.]
Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc Sinh Viên Thực Hiện: Khoá học: Ngành đào tạo: Tự động hố cơng nghiệp Tên đề tài: Ứng dụng PLC Biến tần thiết kế hệ thống điều khiển cấp tốc độ động điện xoay chiều KĐB pha Nội dung cần hoàn thành: Thuyết minh: Tổng quan PLC biến tần Thiết kế, tính tốn lựa chọn linh kiện chế tạo tủ điện đảm bảo yêu cầu kĩ thuật Khảo sát đánh giá sản phẩm Phần thực hành: - Chế tạo tủ điện đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật - Tên sản phẩm: Tủ điện điều khiển cấp tốc độ động pha Giáo viên hướng dẫn: Ngày giao đề tài: Ngày hoàn thành: Hưng yên , ngày tháng năm MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .3 DANH MỤC BẢNG Lời nói đầu Giới thiệu chung Lý chọn đề tài .7 Mục đích nghiên cứu đề tài Phạm vi đề tài .7 Chương .8 Giới thiệu tổng quan đề tài 1.1 Giới thiệu động KĐB ba pha roto lồng sóc 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Cấu tạo .8 1.1.3 Nguyên lí hoạt động 1.1.4 Ứng dụng 1.1.5 Điều chỉnh tốc độ động .10 1.2 Giới thiệu PLC 11 1.2.1 Khái niệm PLC 11 1.2.2 Sơ đồ khối cấu trúc PLC 11 1.2.3 Ngôn ngữ lập trình PLC 13 1.2.4 Tổ chức chương trình PLC 14 1.2.5 Ưu điểm nhược điểm PLC 14 1.2.6 Ứng dụng PLC 15 1.2.7 Một số loại PLC thông dụng 15 1.3 Tìm hiểu biến tần( Inverter) 16 1.3.1 Khái niệm biến tần 16 1.3.2 Nguyên lý hoạt động 16 1.3.3 Một số loại biến tần thông dụng công nghiệp 18 Chương .20 THIẾT KẾ , LẮP RÁP TỦ ĐIỆN DÙNG BIẾN TẦN VÀ PLC ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB PHA 20 2.1 Phân tích ý tưởng đề tài 20 2.2 Biến tần FUJI FVR_E9S 20 2.2.1 Thông số kỹ thuận 20 2.2.2 Sơ đồ đấu nối biến tần 21 2.2.3 Cài đặt chạy đa cấp tốc độ .22 2.2.4 Giới thiệu nút chức 24 2.3 PLC FX1N-40MR 25 2.3.1 Khái niệm .25 2.3.2 Cấu tạo 26 2.2.3 Input 26 2.3.4 Output 27 2.3.5 Ưu nhược điểm PLC 27 2.4 Khí cụ điện 28 2.4.1 Aptomat 28 2.4.2 Dây điện 30 2.4.3 Rơ le 24V 30 2.4.4 Nút ấn 31 2.5 Thiết kế hệ thống điều khiển động KĐB ba pha .33 2.5.1 Sơ đồ nguyên lý .33 2.5.2 Nguyên lý làm việc hệ thống 34 2.5.3 Chương trình PLC điều khiển 34 Chương .35 KIỂM TRA, KHẢO SÁT,ĐÁNH GIÁ .35 3.1 Kiểm tra khảo sát .35 3.2 Đánh giá 35 3.3 Hình ảnh sản phẩm thực tế .36 KẾT LUẬN 38 Kết luận 38 Hạn chế 38 Hướng phát triển đề tài 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO .39 DANH MỤC HÌNH Ả Hình 1 Đơng pha KĐB Hình Cấu tạo ĐC KĐ pha .7 Hình Cấu trúc PLC Hình 1.4 PLC dịng Sieme 13 Hình PLC dịng Misubishi .14 Hình sơ đồ chi tiết mạch điện biến tần 15 Hình Dạng sóng điện áp dịng điện đầu biến tần .15 Hình Biến tần DC 16 Hình Biến tần biến đổi nguồn điện đầu vào (CSI) 16 Hình 10 Biến tần biến đổi độ rộng xung .17 Y Hình Sơ đồ đấu nối 20 Hình 2 Thơng số sài đa cấp độ 21 Hình Đấu dây nguồn động lực 22 Hình PLC FX1N 24 Hình Các khối PLC 25 Hình Đầu vào PLC 25 Hình Bảng thơng số đầu PLC 26 Hình Aptomat 27 Hình Dây điện 29 Hình 10 Rơ le 24V 29 Hình 11Nút ấn kí hiệu 30 Hình 12Đèn báo 31 Hình 13 Sơ đồ nguyên lý 32 Hình 14 Chương trình 33 Hình Sơ đồ kết nối 34 Hình Hình ảnh mặt tủ .35 Hình 3 Hình ảnh mặt tủ .36 DANH MỤC BẢNG Bảng Thông số kỹ thuật biến tần fuji-fvr-e9s .19 Bảng Bảng cài đặt thông số biến tần 21 Bảng Bảng nút chức biến tần 24 Bảng Bảng thông số đầu vào PLC .26 Lời nói đầu Trong lĩnh vực kỹ thuật đại ngày nay, việc chế tạo tủ điện chất lượng cần thiết.Vì em mơn giao cho đề chuyên ngành II “Ứng dụng PLC Biến tần thiết kế hệ thống điều khiển cấp tốc độ động điện xoay chiều KĐB pha ” Trong trình nghiên cứu, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô , giảng viên Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm đồ án Cùng với giúp đỡ thầy giáo, cô giáo Bộ môn Điện – Điện Tử Nhận xét giáo viên hướng dẫn Hưng yên, Ngày tháng năm Ký tên Giới thiệu chung Lý chọn đề tài Một thành tựu quan trọng tiến khoa học kỹ thuật tự động hóa sản xuất Nó cho phép nâng cao độ xác gia cơng, đồng thời rút ngắn thời gian sản xuất, giảm sức lao động, tăng cao suất an toàn lao động, mang lại hiệu kinh tế Chính nước ta nhiều nước giới ứng dụng rộng rãi dây chuyền sản xuất tự động vào hầu hết lĩnh vực sản xuất Thực tế cho thấy dây chuyền sản xuất tự động giám sát điều khiển thơng qua PLC biến tần tính linh hoạt nó, đễ lắp đặt, bảo trì, bền dễ lập trình,cài đặt Vì áp dụng thiết bị lập trình điều khiển PLC ngày trở lên phổ biến Chính vậy, chúng em lựa chọn đề tài: “Ứng dụng PLC Biến tần thiết kế hệ thống điều khiển cấp tốc độ động điện xoay chiều KĐB pha” Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu, phân tích lựa chọn thiết bị, thiết kế sơ đồ thử nghiệm chương trình điều khiển động không đồng ba pha roto lồng sóc đảm bảo yêu cầu Sản phẩm đề tài ứng dụng q trình nghiên cứu đảm bảo tính cơng nghiệp, có tính khả thi thực tiễn Phạm vi đề tài - Nghiên cứu cấu chấp hành PLC, cụ thể ứng dụng kết nối, điều khiển động pha KĐB - Nghiên cứu, ứng dụng kết nối, điều khiển biến tần fuji_fvr_e9s Chương Giới thiệu tổng quan đề tài 1.1 Giới thiệu động KĐB ba pha roto lồng sóc 1.1.1 Khái niệm Động điện pha dạng máy điện khơng đồng hoạt động sử dụng dịng điện xoay chiều pha Đây loại động điện sử dụng thông dụng ngành công nghiệp dây chuyền sản xuất công suất lớn, cụ thể loại máy bơm ly tâm trục ngang, máy bơm ly tâm trục đứng… Dòng điện pha động điện chạy qua nam châm điện đặt lệch vòng tròn tạo từ trường quay cuộn dây bố trí tương tự cách bố trí đường dây máy phát điện pha Đối với động điện pha, dịng điện đưa từ ngồi vào bên cuộn dây 1, 2, Khi motor điện xoay chiều pha đem đấu nối vào dịng điện pha từ trường quay tạo để nhằm làm rotor quay trục Roto truyền chuyển động ngồi thơng qua qua trục máy giúp vận hành cấu chuyển động hay chuyển động máy cơng cụ Hình 1 Đông pha KĐB 1.1.2 Cấu tạo - Cấu tạo Motor pha thiết kế bao gồm phần phần stator (đứng yên) phần rotor (quay) - Phần stator: Là tập hợp thép kỹ thuật điện mỏng ghép lại với vào khung, bên có xẻ rãnh làm khối thép đúc Phần dây quấn qua rãnh khe stator - Phần rotor: Là phần quay motor điện, ghép lại nhiều kim loại để tạo thành dạng lồng có hình trụ ngắn Rotor động chia thành loại, là: loại rotor lồng sóc tạo thành từ nhiều kim loại song song dây quấn Hình Cấu tạo ĐC KĐ pha 1.1.3 Nguyên lí hoạt động Những sắt động điện pha sắt mỏng để giúp giảm dịng điện xốy đến mức nhỏ Người có chun mơn biết lợi lớn động điện pha tự khởi động Đồng thời, với mục đích tránh dao động momen quay động cơ, dẫn truyền rotor động thiết kế đặt xiên so với phận trục quay Trong cấu tạo động khơng đồng pha có sử dụng rotor lồng sóc thay sử dụng vịng dây kín đơn giản Loại rotor lồng sóc cấu tạo bao gồm nhiều dẫn ngắn mạch đầu, trình thực vịng ngắn mạch Sẽ có khoảng nhỏ mô men quay chuyển động từ cặp dẫn sang cho cặp dẫn động dẫn động điện pha đặt thẳng song song với trục Đây nguyên nhân gây dao động moment quay động làm rotor bị giật, gián đoạn quay Với cách đặt theo hướng xiên dẫn rotor, trước mô men quay động điện pha ngừng cặp dẫn khác vào hoạt động Do vậy, việc giúp tránh q trình dao động mơ men quay Nguyên lý hoạt động động điện xoay chiều pha là: + Khi ta thực cho dịng điện pha có tần số f vào dây quấn stator chúng tạo từ trường quay bên động với tốc độ n1 = 60f/ p + Từ trường quay phía bên động giúp bạn dễ dàng cắt dẫn phần dây quấn rotor với cảm ứng sức điện động Đồng thời, dây quấn rotor thực việc đấu nối kín mạch Vì thế, sức điện động cảm ứng động điện pha làm sinh dòng điện dẫn rotor Khi đó, lực tác dụng tương hỗ từ trường quay máy với dẫn mang dòng điện rotor gây cho rotor quay nhanh với tốc độ n < n1, quay đồng thời với chiều với n1 + Như ta biết, rotor n động điện pha ln có tốc độ quay nhỏ tốc độ vốn có từ trường quay n1 Khi tốc độ quay chúng lực điện từ 0, dây quấn rotor khơng cịn tồn sức điện động lẫn dòng điện cảm ứng Cơng thức tính hệ số trượt tốc độ là: s = (n1n)/ n1 Cơng thức tính tốc độ động là: n = 60f/ p.(1s) (vòng/ phút) 1.1.4 Ứng dụng Ngày nay, động điện pha sử dụng vô rộng rãi lĩnh vực đời sống hoạt động điện áp pha tần số 50Hz mà động hoạt động ổn định - Động điện pha có ứng dụng thơng dụng - Động điện máy bơm nước pha - Động điện máy phát điện xoay chiều pha - Động điện motor giảm tốc - Động điện motor kéo ... hoạt động điện áp pha tần số 50Hz mà động hoạt động ổn định - Động điện pha có ứng dụng thơng dụng - Động điện máy bơm nước pha - Động điện máy phát điện xoay chiều pha - Động điện motor giảm tốc. .. áp dụng thiết bị lập trình điều khiển PLC ngày trở lên phổ biến Chính vậy, chúng em lựa chọn đề tài: ? ?Ứng dụng PLC Biến tần thiết kế hệ thống điều khiển cấp tốc độ động điện xoay chiều KĐB pha? ??... chế tạo tủ điện chất lượng cần thiết. Vì em mơn giao cho đề chuyên ngành II ? ?Ứng dụng PLC Biến tần thiết kế hệ thống điều khiển cấp tốc độ động điện xoay chiều KĐB pha ” Trong trình nghiên cứu,