Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung plc – 7 300

MỤC LỤC Phần mở đầu Lý thực đề tài .6 Mục đích thực Nội dung thực Phương pháp thực Cấu trúc đồ án Phần nội dung Chương 1: Khái quát cầu trục 1.1 Đặc điểm 1.1.1 Đặc điểm hệ truyền động trang bị điện cho cầu trục 1.1.2 Khái quát yêu cầu cho hệ thống điều khiển truyền động cầu trục 1.2 Cấu tạo cầu trục (cầu trục phân xưởng) 11 1.3 Phân loại 13 1.4 Ứng dụng 14 Chương 2: Trang bị điện tính chọn phần tử cho cầu trục 15 2.1 Sơ đồ khống chế cầu trục điển hình : 15 2.2 Tự động hóa cho cầu trục 18 2.3 Giới thiệu chung PLC S7-300 19 2.3.1.Cấu trúc chung điều khiển PLC(Hình 2.3) 19 2.3.2 Module CPU 21 2.3.3 Module mở rộng 22 2.3.4 Module hoạt động đèn báo 26 2.3.5 Hệ thống bus truyền tín hiệu .27 2.3.6 Ngôn ngữ lập trình PLC S7-300 27 2.3.7 Phương pháp điều khiển lập trình S7-300 29 2.3.8 Cấu trúc nhớ 30 2.4 Tính chọn cơng suất động truyền động cấu cầu trục 32 2.4.1 Cơ cấu di chuyển xe cầu xe 32 2.4.2 Cơ cấu nâng hạ 34 2.5 Tính tốn chọn cấu phanh hãm .36 2.5.1 Tính tốn lựa chọn phanh cho cấu nâng hạ .36 2.5.2 Tính tốn lựa chọn phanh cho cấu di chuyển xe cấu xe 37 2.6 Tính chọn nam châm điện cấu phanh 38 2.7 Tính chọn nam châm điện lấy tải cầu trục từ 38 2.8 Tính chọn đường dây tiếp điện cho cầu trục 39 2.9 Bảng bảo vệ .42 Chương 3: thiết kế tính chọn mơ hình cầu trục 43 3.1 Khái qt chung mơ hình cầu trục 43 3.1.1 Tính kỹ thuật .43 3.1.2 Tính sư phạm .43 3.1.3 Tính kinh tế .44 3.2 Tình tốn mơ hình cầu trục .45 3.2.1 Mơ hình cầu trục (hình 3.1) .45 3.2.2 Tính chọn thiết bị 46 3.3 Các tập mô hình 48 3.3.1 Điều khiển đảo chiều quay xe cầu xe .48 3.3.2 Điều khiển tốc độ động cấu nâng hạ 50 3.3.3 Lập trình điều khiển cho cầu trục 53 Phần Kết luận 56 Tài liệu tham khảo 58 DANH MỤC HÌNH Chương 1: Hình 1.1 Cấu tạo trang bị điện cho cầu trục 12 Chương 2: 15 Hình 2.1 Sơ đồ điều khiển cầu trục khống chế 16 Hình 2.2 Họ đặc tính động truyền động nâng hạ, di chuyển 17 Hình 2.3: Cấu trúc chung điều khiển PLC 20 Hình 2.4 21 Hình 2-3 22 Hình 2-4: 23 Hình 2-5: 23 Hình 2-5 24 Hình 2-6: 24 Hình 2-7: 25 Hình 2-8: 25 Hình 2.9 Quan hệ CPU với modunle mở rộng 26 Hình 2-10 26 Hình 2.11 sơ đồ lực cấu di chuyển .33 Hình 2.12 Sơ đồ động học cấu nâng hạ hàng với cấu bốc hàng dùng móc 34 Hình 2.13 Kết cấu hệ thống tiếp điện cứng .40 Chương 3: 43 Hình 3.1 Mơ hình cầu trục .45 Hình 3.1 Mạch động lực điều khiển 49 Hình 3.2 Kết nối phần cứng PLC .50 Hình 3.3 Mạch động lực điều khiển tốc độ động nâng hạ51 Hình 3.4 Kết nối phần cứng .52 PHẦN MỞ ĐẦU Lý thực đề tài - Nhu cầu thực tế Khoa học kỹ thuật phát triển nâng cao suất lao động hiệu cơng việc đặc biệt góp phần lớn nghiệp cơng nghiệp hố đại hố đắt nước Với đời cầu trục cơng việc di chuyển hàng hố, vật tư, thiết bị từ vị trí tới vị trí khác thực cách đơn giản cho hiệu suất lao động cao Trong công nghiệp cầu trục có nhiệm vụ nâng thiết bị cơng nghệ từ mặt đắt lên cao để lắp ráp Trong nhà máy luyện kim cầu trục vận chuyển cuộn thép, phơi thép thùng kim loại nóng chảy đổ vào khuôn đúc Trong nhà mày khí cầu trục vận chuyển phơi gia cơng để gá lắp lên máy hay vận chuyển chi tiết gia công sang công đoạn Trong cảng biển cầu trục bốc dỡ hàng hoá từ tàu xuống kho bãi hay ngược lại Như cầu trục giúp người khí hố, tự động hố khâu bốc xếp làm giảm sức lao động tăng suất hiệu công việc Với vốn kiến thức định truyền động điện, trang bị điện, PLC, khí cụ điện, tự động hố q trình điều khiển, kiến thức sở khác Với nhu cầu tiếp cận với khoa học kỹ thuật đại Với xu hướn hội nhập chung đất nước Để phần hồn thiện kiến thức nhà trường giao cho em thực đồ án môn học với đề tài “Tính tốn thiết kế trang bị điện mơ hình điều khiển cầu trục dung PLC – 7-300” Với hướng dẫn thầy giáo Nguyễn Đức Hỗ Mục đích thực - Hồn thiện nội dung chương trình đào tạo nhà trường - Hệ thống lại đượctồn kiến thức học - Biết cách trình bày lơgíc sáng tạo, dễ hiểu sáng kiến khoa học kỹ thuật - Tạo khả tư nhạy bén thiết kế sáng tạo kỹ thuật Nội dung thực Để cho sản phẩm dạng mơ hình em phải nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động chức cầu trục từ tính tốn lựa chọn trang bị điện cho phận hệ thống Để trắc chắn lựa chọn tối ưu hay khơng cần phải có kiểm tra lại theo quy định, tiêu chuẩn kỹ thuật đạt yêu cầu Phương pháp thực Để đạt mục đích nêu em phải thực phương pháp sau: - Nghiên cứu tài liệu - Đi thăm quan thực tế cầu trục nhà máy bia NaDa, cảng biển Ninh Phúc để có nhìn thực tế cầu trục - Phương pháp tính tốn, lựa chọn kiểm tra Đây phương pháp quan trọng, cho ta thơng số xác sau thiết kế - Do vốn kiến thức cịn hạn chế Hiểu biết thực tế cịn kinh nghiệm thiết kế cịn chưa có nên tư vấn, giúp đỡ giáo người có chun mơn cầu trục cần thiết Cấu trúc đồ án Bố cục đồ án gồm phần - Phần mở đầu: Trình bày lý thực đề tài, mục đích thực hiện, phương pháp thực - Phần nội dung: Được bố cục theo chương Chương 1: Khái quát cầu trục Chương : Trang bị điện tính tốn cho cầu trục Chương 3: Thiết kế chọn mơ hình cho cầu trục - Phần kết luận: Những kết mà đồ án đạt chưa đạt Hướng phát triển đề tài PHẦN NỘI DUNG Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CẦU TRỤC 1.1 Đặc điểm 1.1.1 Đặc điểm hệ truyền động trang bị điện cho cầu trục Phần lớn cấu cầu trục trang bị động điện Cung cấp điện cho hệ thống có dạng - Cung cấp điện từ lưới qua góp điện cố định Loại thường cầu trục phân xưởng - Cung cấp điện từ lưới qua cuộn cáp điện Loại thường dùng cho cầu trục dịch chuyển theo đường ray mặt đất - Cung cấp điện từ máy phát điện diezen Loại thường dùng cho cầu trục di chuyển ô tô Phần lớn môi trường làm việc cầu trục khắc nghiệt Thí dụ nhà máy luyện kim môi trường làm việc cầu trục nóng ẩm nhiều bụi Trên bến cảng cầu trục phải làm việc trời Chế độ làm việc cầu trục ngắn hạn lặp lại, khởi động hãm thường xuyên Tất truyền động cho cấu phải điều chỉnh tốc độ, lực gia tốc Hàng hố dịch chuyển theo quỹ đạo khơng gian định thường phải phối hợp truyền động lúc 1.1.2 Khái quát yêu cầu cho hệ thống điều khiển truyền động cầu trục - Cần đảm bảo tốc độ nâng chuyển với tải trọng định mức Tốc độ chuyển động tối ưu hàng hoá nâng chuyển điều kiện trước tiên để nâng cao suất bốc xếp hàng hoá đưa lại hiệu kinh tế kĩ thuật cao cho hoạt động cầu trục Nếu tốc độ nâng hạ thiết kế lớn đòi hỏi kích thước, trọng lượng truyền khí lớn điều dẫn tới giá thành chế tạo cao Mặt khác tốc độ nâng hạ tối ưu đảm bảo cho hệ thống điều khiển truyền động cấu thoả mãn yêu cầu thời gian đảo chiều, thời gian hãm, làm việc liên tục chế độ độ “hệ thống liên tục đảo chiều theo chu kì bốc xếp” Gia tốc độ giật thoả mãn yêu cầu Ngược lại tốc độ thấp ảnh hưởng tới suất bốc xếp hàng hố Thơng thường tốc độ chuyển động hàng hoá chế độ định mức thường nằm phạm vi 0,2 đến m/s hay 12 đến 60 m/ph Điều khiển chuyển động cho cấu cầu trục cần đảm bảo yêu cầu - Có khả thay đổi tốc độ phạm vi rộng Phạm vi điều chỉnh cấu điều chỉnh tốc độ cấu điều khiển chuyển động điều kiện cần thiết để nâng cao suất bốc xếp hàng đồng thời thoả mãn yêu cầu công nghệ bốc xếp với nhiều chủng loại hàng hoá Cụ thể nâng hạ móc khơng tải hay tải trọng nhẹ với tốc độ cao cịn có u cầu khai thác phải có tốc độ thấp ổn định để hạ hàng hóa vào vị trí u cầu (điều