Đồ án điều khiển động cơ master slave

Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức ĐỀ TÀI: Master Slave: Hai dây chuyền chạy nối tiếp cần ổn định tốc độ, dây chuyền có tốc độ gấp lần dây chuyền Động có công suất HP, hộp số 1/20, Động có cơng suất HP, hộp số 1/20 - Điều khiển chạy tới, chạy lui, thay đổi tốc độ, bảo đảm tỷ lệ tốc độ 2/1 hai dây chuyền Nếu động dừng động dừng theo Page Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức  Phân tích đề bài: ( Tiêu chí ) Với đặc tính tải:     Momen không đổi tốc độ thay đổi Đồng tốc độ, với tốc độ dây chuyền gấp đôi dây chuyền Ổn định tốc độ Chế độ làm việc dài hạn Để giải yêu cầu cần có biến tần với cơng suất khác điều khiển trực tiếp hai động (Động 1là 5HP động 4HP) Mỗi động kéo băng truyền riêng Để đảm bảo tốc độ 2/1 hai dây truyền ta dùng encoder cảm biến vận tốc từ động biến tần 1, lấy tín hiệu từ encoder hồi tiếp biến tần biến tần điều khiển động chạy với tốc độ ½ lần tốc độ động Băng truyền Master có tốc độ lần tốc độ băng truyền Slaver Để thay đổi tốc độ ta chỉnh giá núm vặn speed biến tần để thay đổi tốc độ Điều khiển chạy tới Page Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức chạy lui biến tần Động hộp số 1/20 công suất 5HP=3,7KW 4HP=3KW Hãng sản xuất: ROCKWELL Biến tần Động Băng truyền Biến tần Encoder Động Băng truyền 1.CHỌN THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG,ĐỘNG CƠ Page Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 1.Động ,hộp số 1(master) Yêu cầu:     Động 5hp Hộp số tỉ lệ 1/20 Tốc độ không cao Chế độ làm việc dài hạn Giải pháp:  Nhóm chon động kèm hộp số có cơng suất 4kw hãng Siemens.( catalog- Page 111 ) Chế độ làm việc: Dài hạn Tốc độ qua hộp số: 71 rpm Momen ra: 536 Nm Tỉ lệ hộp số: 20,2 Mã sản phẩm: 2KJ1104-GJ14-N1 Tần số: 50Hz Page Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 1.1.Thông số động ( catalog- Page 926) Số cực: Tốc độ định mức: 1440 rpm Dòng điện định mức: 8,2A Điện áp: 400V Hệ số công suất: 0.81 Hiệu suất lúc đầy tải: 86,6% Chế độ làm việc dài hạn Hãng sản xuất: Siemens Page Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 2.động hộp số 2(slave) Yêu cầu:     Công suất 4hp Tỉ lệ hộp số 1/20 Tốc độ không nhanh Chế độ làm việc dài hạn Giải pháp:  Nhóm chon động kèm hộp số có công suất 3kw hãng Siemens (Catalog- page 106) Tốc độ qua hộp số: 71 rpm Momen : 403 Nm Mã sản phẩm : 2KJ1104-FP13-N1 Tỉ lệ hộp số: 20,2 Page Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 2.2 Thông số động cơ( catalog- Page 926) Số cực :4 Tốc độ định mức:1435 Momen:20 Nm Dòng điện định mức:6,3A Điện áp: 400V Hệ số công suất:0,81 Hiêu suất lúc đầy tải:85,5% Hãng sản xuất:Siemens Page Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức Chọn băng chuyền: Loại BM 4081 CD( thuộc hãng interroll)  Một số thông số kĩ thuật băng chuyền: Tải công suất.Max: 50kg/m Khả tổng tải: 500kg Tốc độ băng chuyền: 0.1 đến m/s Nhiệt độ môi trường: -5 đến 500C Page Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 2.CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH A CHỌN BIẾN TẦN: + Yêu cầu: o Sử dụng cho động HP ( 4kW), động 4HP ( 3kW ) o Làm việc với điện lƣới pha dịng biến tần khơng đƣợc nhỏ 8.6 A điện áp 400 V o Vector control o Đọc đƣợc xung Encoder o Có chế độ encoder reference + Giải pháp: PowerFlex 70 Số catalog 20AC8P7( catalog-page23) - Điện áp vào: 400V, pha - Dòng vào: 11.3 A - Dịng ra: 8.7 A - Cơng suất :4 kW - Tần số: 50/60 Hz Page 10 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức B CHỌN PHỤ KIỆN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ : + Yêu cầu: + Bảo vệ ngắn mạch, tải mạch điều khiển động lực + Khi dừng động phải bảo vệ độ bền học + Bảo vệ sóng hài số cao, bảo vệ chống nhiễu từ a Điện trở hãm: (catalog trang 7) Theo catalog biến tần chọn điện trở hãm:115 (ohm) 20AD – DB1 - B Page 11 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức d Contactor: ( Catalog MCCB,contactor- trg 2-129) Dùng để đóng cắt từ xa để điều khiển bảo vệ mạch động lực mạch điều khiển Dựa vào dòng vào biến tần biến tần ta chọn Contactor loại 100-C09 Rockwell - Dịng tiếp điểm 32A - Loại tiếp điểm thường hở NO Page 13 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động e Chọn GVHD : TS Lê Quang Đức MCCB : Bảo vệ ngắn mạch, tải mạch động lực MCCB-Mạch động lực ( Catalog MCCB,contactor- trg 8) Do dịng vào biến tần 11.3 A chọn MCCB tổng loại 140MC2E-C25 Rockwell, loại 25A, Page 14 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức g CB : bảo vệ mạch điều khiển ( Catalog CB- trang 7-22) Chọn loại 1489-A2C050R củaRockwell với thông số :  Điện áp: 277VAC  Dòng điện: 5A  Số cực: Page 15 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức f Rơ le trung gian: Sử dụng role trung gian để điều khiển động chạy thuận chạy ngƣợc Ta chọn loại 653- MY4N AC220/240 hãng OMRON - Dòng 3A - Điện áp 220/240 V h Chọn đế cắm cho rơle: Chọn theo catalog role ,ta chọn 653-PYF14A-E sử dụng cho loại 4PDT Page 16 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức Page 17 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động i GVHD : TS Lê Quang Đức Encoder: Yêu cầu: - Số xung phải tương thích với biến tần, điện áp đầu vào VDC Giải pháp: Chọn Encoder: 845PY-FW-2-C ROCKWELL (catalogPage 45) Điện áp đầu vào : 5VDC Loại xung đầu Page 18 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức l Chọn cad cho encoder: (catalog tr 34/140) Để xử lí tín hiệu từ encorder hồi biến tần ta phải có card để kết nối encorder biến tần Theo catalog biến tần ta chọn loại 20A-ENC-1 m Dây - cáp đấu nối: Của hãng CADIVI Theo catalog biên tần Powerflex 70 ( page 17) Do đó: + Cáp lõi: ( cho mạch điều khiển ) 0.5 mm2 Mã sản phẩm 1120301 Đ Trở DC 20OC Ruột dẫn-Conductor Bề dày Đ/kính Mặt cắt Kết cấu danh định cách điện DC res at 200C ruột dẫn Insul thickness Structure (Max) Conductor dia Nominal area mm2 N0/mm Mm Mm /km 0,5 1/0,80 0,80 0,8 35,70 0,75 1/1,00 1,00 0,8 23,79 Page 19 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 1,0 7/0,40 1,20 0,8 21,01 1,25 7/0,45 1,35 0,8 16,70 1,5 7/0,52 1,50 0,8 12,10 7/0,60 1,80 0,8 9,43 2,5 7/0,67 2,01 0,8 7,41 + Cáp lõi: (cho mạch động lực) 3.5mm2 Mã SP Code Ruột dẫn-Conductor Bề dày Đ/kính Mặt cắt danh định Kết cấu cách điện Khối Bề dày vỏ Đường kính lượng cáp tổng ruột dẫn Insul Structure Nominal Conductor thickness area dia Sheath thickness Overal dia Approx weight Đ Trở DC 20OC DC res at 200C (Max) mm N0/mm Mm Mm mm mm kg/km 1050701 7/0,42 1,20 0,8 1,4 44 18,10 1050702 1,5 7/0,52 1,50 0,8 1,4 54 12,10 1050703 7/0,60 1,80 0,8 1,4 58 9,43 1050704 2,5 7/0,67 2,01 0,8 1,4 65 7,41 1050705 3,5 7/0,80 2,40 0,9 1,4 85 5,30 1050706 7/0,85 2,55 1,0 1,4 90 4,61 1050707 5,5 7/1,00 3,00 1,0 1,4 110 3,40 1050708 7/1,04 3,12 1,0 1,4 115 3,08 /km Page 20 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 1050709 7/1,20 3,60 1,0 1,4 139 2,31 1050710 10 7/1,35 4,05 1,0 1,4 163 1,83 1050711 11 7/1,40 4,20 1,0 1,4 172 1,71 1050712 14 7/1,60 4,80 1,0 1,4 10 209 1,33 1050713 16 7/1,70 5,10 1,0 1,4 10 229 1,15 D MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÁC : a MBA cách ly cho mạch điều khiển: Ta chọn máy biến áp cách ly loại ST-1000VA-BACL V-Standa., JSC - Điện áp vào 220V - Điện áp 220V - Công suất kVA - Khối lượng 9kg b Nút nhấn: Ta chọn nút nhấn YW1L - V4E11Q0R IDEC Page 21 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức Điện áp max 250V , sử dụng loại 1NO - 1NC - NO tiếp điểm thường mở - NC tiếp điểm thường đóng c Đén báo: Đèn báo nguồn, cháy thuận, chạy nghịch, báo cố Chọn loại YW1P-1EQM3 hãng IDEC, sử dụng đèn Led Điện áp định mức: 230/240 AC/DC d Bộ Nguồn AC/DC: cung cấp nguồn cho Encoder chọn loại S8JX G01505 OMRON - Điện áp 5V - Dịng điện 3A - Cơng suất 15W Page 22 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức CÀI ĐẶT + CÀI ĐẶT BIẾN TẦN NO PARAMETER Cài đặt Đơn Vị Điện áp định mức động 400 V Dòng điện định mức 8.2 A GIẢI THÍCH THƠNG SỐ ĐỘNG CƠ 1( catalog 3-14 ) 041 Motor NP Volts: ( page 3-13) 042 Motor NP PLA: (page 3-13) 043 Motor NP Hertz: ( page 3-13) Tần số 50 Hz 044 Motor NP RPM( page 3-13) Tốc độ 1440 RPM 045 Motor NP Power( page 3-13) Công suất động kW 046 Mtr NP Pwr Units( page 3-13) Đơn vị công suất ( – Hp/ 1- kW) 049 Motor NP Poles( page 3-13) Số cực động Cực 50 Hz THÔNG SỐ BIẾN TẦN 001 Output Freq Tần số ngõ Page 23 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 003 Output Current Dòng ngõ 8.7 A 006 Output Voltage Điện áp ngõ 400 V 007 Output Power Công suất ngõ kW 053 Motor Cntl Sel:(page 3-14) FVC Vector 054 Maximum Voltage Điện áp lớn ngõ 400 V 055 Maximum Freq Tần số ngõ lớn 50 Hz PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 088 Speed/Torque Mode Điều khiển tốc độ Speed Reg 081 Minimum Speed Tốc độ nhỏ Hz 082 Maximum Speed Tốc độ lớn 50 Hz 140 Accel Time Thời gian tăng tốc Secs 142 Decel Time Thời gian giảm tốc Secs 151 PWM Frequency Tốc độ điều xung PWM kHz SPEED REFERENCE 090 Speed Ref A Sel Tốc độ đặt theo Analog In 2 091 Speed Ref A Hi Giới hạn 50 Hz 092 Speed Ref A Lo Giới hạn Hz GÁN CHỨC NĂNG CÁC NGÕ I/O 361 Digital In1 Sel(page3-68) Run Forward - chạy thuận 362 Digital In2 Sel (page3-68) Run Reverse - chạy nghịch 380 Digital Out1 Sel (page3-68) Fault – lỗi Page 24 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động 384 GVHD : TS Lê Quang Đức Run – chạy Digital Out2 Sel (page3-68) + CÀI ĐẶT BIẾN TẦN NO PARAMETER GIẢI THÍCH Cài đặt Đơn Vị THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ 041 Motor NP Volts: ( page 3-13) Điện áp định mức động 400 V 042 Motor NP FLA: ( page 3-13) Dòng điện định mức 6.3 A 043 Motor NP Hertz: ( page 3-13) Tần số 50 Hz 044 Motor NP RPM( page 3-13) Tốc độ 1435 RPM 045 Motor NP Power( page 3-13) Công suất động kW Đơn vị công suất ( – Hp/ 1- kW) Số cực động Cực 046 Mtr NP Pwr Units( page 3-13) 049 Motor NP Poles( page 3-13) THÔNG SỐ BIẾN TẦN 001 Output Freq Tần số ngõ 50 Hz 003 Output Current Dòng ngõ 8.7 A 006 Output Voltage Điện áp ngõ 400 V 007 Output Power Công suất ngõ kW 054 Maximum Voltage Điện áp lớn ngõ 400 V PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 088 Speed/Torque Mode Phƣơng pháp điều khiển : speed regulator Speed Reg 081 Minimum Speed Tốc độ nhỏ Hz 082 Maximum Speed Tốc độ lớn 25 Hz Page 25 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 140 Accel Time 1(page 3-30) Thời gian tăng tốc Secs 142 Decel Time Thời gian giảm tốc Secs 151 PWM Frequency Tốc độ điều xung PWM kHz THÔNG SỐ ENCODER 413 Encoder PPR Số xung chu kỳ 1024 PPR 412 Motor Fdbk Type Chọn dạng encoder Quadra ture 415 Encoder Speed Tốc độ encoder 50 Hz SPEED REFERENCE 090 Speed Ref A Sel Tốc độ đặt theo Encoder Encode r 091 Speed Ref A Hi Giới hạn 25 Hz 092 Speed Ref A Lo Giới hạn Hz GÁN CHỨC NĂNG CÁC NGÕ I/O 361 Digital In1 Sel (page3-68) Run Forward - chạy thuận 362 Digital In2 Sel (page3-68) Run Reverse - chạy nghịch 380 Digital Out1 Sel (page3-68) Fault – lỗi 384 Digital Out2 Sel (page3-68) Run – chạy Chức phần tử mạch động lực, mạch điều khiển 1.Sơ đồ mạch a.Mạch động lực (file autocad kèm theo) Page 26 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức Thiết bị Chức Biến tần Điều khiển, bảo vệ động Động Kéo băng chuyền Encoder Phản hồi tốc độ d/c biến tần EMC Fiter Lọc sóng điện từ cao tần, chống nhiễu Tiếp điểm contactor Đóng ngắt điện vào biến tần MCCB Bảo vệ ngắn mạch, tải Input/ Output Line Reactors Bảo vệ sóng hài số cao, bảo vệ chống nhiễu từ b.Mạch điều khiển (file autocad kèm theo) Thiết bị MCB Chức Nếu xảy cố ngắn mạch hay tải lúc MCB ngắt mạch điều khiển khỏi lưới Cuộn hút contactor Điều khiển đóng ngắt tiếp điểm Và rơle Biến áp cách ly Cấp nguồn cách ly mạch điều khiển với lưới điện Biến trở Đặt tốc độ Các nút nhấn Thao tác để điều khiển Đèn báo Báo hiệu trạng thái hệ thống Page 27 ... Biến tần Encoder Động Băng truyền 1.CHỌN THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG,ĐỘNG CƠ Page Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức 1 .Động ,hộp số 1 (master) Yêu cầu:     Động 5hp Hộp số... tử mạch động lực, mạch điều khiển 1.Sơ đồ mạch a.Mạch động lực (file autocad kèm theo) Page 26 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức Thiết bị Chức Biến tần Điều khiển, ... 653-PYF14A-E sử dụng cho loại 4PDT Page 16 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động GVHD : TS Lê Quang Đức Page 17 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động i GVHD : TS Lê Quang Đức Encoder: Yêu