Đồ án môn học KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Nội dung đề tài : Ổn định độ PH: Một bơm 50 l/min cấp NaOH vào bồn chứa dung dịch axit để trung hòa độ PH. Hãy điều khiển lưu lượng của bơm làm sao để độ PH ổn định bằng 0.7 Biến tần dùng hãng: OMRON. GVHD: TS. Lê Quang Đức NHÓM: 16 1. Lê Công Tuân 0951050069 2. Nguyễn Phan Vương Tuấn 0951050070 3. Trương Quang Tùng 0951050062 TP.Hồ Chí Minh, Ngày 22 Tháng 04 Năm 2013 GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 2 PHỤ LỤC Trang PHẦN 1. GIỚI THIỆU CHUNG. 3 I. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI. II. MỤC ĐÍCH. III. GIẢI PHÁP SƠ BỘ. PHẦN 2. CHỌN THIẾT BỊ. 5 I. CHỌN BƠM VÀ ĐỘNG CƠ. 5 a) Tiêu chí chọn. b) Đặc tính cơ của máy sản xuất. c) Các yêu cầu điều khiển và bảo vệ chính. d) Thông số kĩ thuật. II. CHỌN BIẾN TẦN. 6 III. THIẾT BỊ PHỤ KIỆN VÀ BẢO VỆ BIẾN TẦN. 8 a) Cuộn kháng DC và AC 9 b) Bộ lọc nhiễu 10 IV. THIẾT BỊ, BẢO VỆ MẠCH ĐỘNG LỰC, MẠCH ĐIỀU KHIỂN. 1. MCCB 10 2. Contactor 11 3. MCB 12 4. Cảm biến độ PH 13 5. Phao điện 14 6. Bộ chuyển đổi nguồn AC/DC 7. Relay 15 8. Nút nhấn, đèn báo. 17 9. Cáp điện cho phần động lực và điều khiển 18 PHẦN 3. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ GIẢI THÍCH. 20 1. Mạch động lực và mạch điều khiển. 20 2. Thuyết minh. 21 PHẦN 4. CÀI ĐẶT BIẾN TẦN. 23 PHẦN 5. THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN. 25 GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 3 PHẦN 1. GIỚI THIỆU CHUNG. I. Giới thiệu đề tài. Đề tài 6: Ổn định độ PH. Một bơm 50 l/min cấp NAOH vào bồn chứa dung dịch axit để trung hòa độ PH. Hãy điều khiển lưu lượng của bơm làm sao để độ PH ổn định là 0,7. - Chọn lọai bơm thích hợp. - Hệ thống gồm 1 bơm NaOH vào bồn, điều khiển lưu lượng bơm . - Bơm NaOH dừng khi bình chứa hết nguyên liệu, báo động bằng đèn. - Bơm không tự hoạt động lại sau khi có sự cố. Sử dụng biến tần : OMRON. II. Mục đích, yêu cầu. Ổn định độ PH là 0.7 thông qua việc điều chỉnh lưu lượng bơm NaOH được cấp vào dung dịch axit. Chọn động cơ, các thiết bị điều khiển và bảo vệ. Chọn bơm chuyên dụng với lưu lượng 50 l/min bơm NAOH vào bồn axit. Dùng biến tần Omron điều khiển tốc độ động cơ. Chọn cảm biến PH. III. Giải pháp sơ bộ. 1. Mô hình tổng quát của hệ thống: GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 4 Mô tả hoạt động: Biến tần điều khiển bơm, bơm NAOH vào bồn chứa với tốc độ được đặt trước 50lit/min.Cảm biến độ PH sẽ cảm biến độ PH dung dịch trong thùng chứa, phản hồi tín hiệu về biến tần. Biến tần so sánh tín hiệu phản hồi về từ cảm biến với giá trị PH đặt là 0,7 sẽ điều khiển bơm bơm dung dịch NAOH vào bình chứa sao cho độ PH trong bình chứa luôn ổn định ở mức 0,7. 2. Mô hình vòng kín của hệ thống : PHẦN 2. CHỌN THIẾT BỊ. I. Các thiết bị chính. 1. Chọn bơm và động cơ. a. Tiêu chí lựa chọn. Chọn loại bơm chuyên dụng bơm hóa chất NAOH. Chọn loại bơm ly tâm. Chọn động cơ cho máy bơm có chế độ làm việc dài hạn. b. Phân tích đặc tính cơ của máy sản xuất. Mục đích: Chọn được máy sản xuất. Chế độ làm việc : Dài hạn. Vì ở đây là tải bơm,quạt nên: T L = k.ω 2 . Đặc tính cơ: GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 5 c. Chọn bơm và động cơ. Yêu cầu kĩ thuật. Cần 1 bơm dung dịch hóa chất. Yêu cầu lưu lượng: Q = 50 l/phút = 3m 3 /h. Ta chọn loại bơm có tích hợp động cơ chuyên dụng bơm hóa chất. Từ yêu cầu trên ta chọn máy bơm hãng EBARA ( ITALIA). Model: CDX 70/05. Đặc tính của bơm : GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 6 Thông số kỹ thuật: - Điện áp định mức: 3-pha 230/400V, 50Hz. - Công suất định mức: 0,37 KW. - Dòng điện định mức: 1,4A. - Tần số làm việc: 50 Hz. - Lưu lượng Q = 50 l/min = 3m 3 /h. - Áp suất làm việc tối đa: 2 bar. - Bơm lên được độ cao: 18,4m. - Chất liệu: AISI 304 (Thép không gỉ). 2. Biến tần. Yêu cầu: - Sử dụng biến tần hãng OMRON. - Phù hợp với tải bơm, quạt gió. - Điều khiển V/f. - Biến tần có chức năng PID. - Công suất phù hợp với động cơ được sử dụng. Biến tần được sử dụng: (OMRON - JAPAN) GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 7 - Sử dụng dòng biến tần: 3G3JX – A4004 Thông số kỹ thuật: - Công suất: 0.4 Kw - Điện áp: 3 Phase- 380/480V. - Dòng điện vào: 2.0 A. - Tần số đầu vào: 50/60Hz - Tần số đầu ra: 0.5->400Hz - Điều khiển: V/F. - Chức năng tiết kiệm năng lượng và điều khiển PID. - Bảo vệ quá dòng, quá áp. (catalog kèm theo: BT_catalog_bientan_omron_3g3jx.pdf [trang 18;177]) GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 8 3. Thiết bị phụ kiện và bảo vệ biến tần. a. Cuộn kháng DC và AC (chọn theo catalog biến tần: BT_catalog_bientan_omron_3g3jx.pdf [trang 190,199]) DC REACTOR Model: 3G3AX – DL4004. A C AC REACTOR Model: 3G3AX – AL4025. DC REACTOR VÀ AC REACTOR dùng để triệt sóng hài, làm cho biến tần chạy ổn định hơn, bền hơn. GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 9 b. Bộ lọc nhiễu. (chọn theo catalog biến tần: BT_catalog_bientan_omron_3g3jx.pdf [trang 192]) INPUT NOISE FILTER (Bộ lọc trước vào biến tần). Model: 3G3AX – NFI41. Tác dụng lọc nhiễu, ngăn nhiễu cảm ứng. OUTPUT NOISE FILTER (Bộ lọc trước motor). Theo catalog thì chỉ dùng cho những model có công suất 2.2 và 3.7 KW của dòng 3G3JX nên ta không sử dụng II. Các thiết bị và bảo vệ mạch động lực mạch điều khiển. 1. MCCB – MITSUBISHI - JAPAN. Vì dòng vào biến tần là 2 A, nên ta chọn MCCB có dòng định mức lớn hơn. Theo catalog MCCB ta chọn. Model NF32-SW 3P/16A/5kA (catalog kèm theo: CATALOGUE MCCB MITSUBISHI.pdf [trang 54]) Thông số kỹ thuật: - Số cực:3 cực GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 10 - Dòng điện định mức: 16A - Khả năng chịu dòng cực đại AC400V : 5kA - Dòng ngắn mạch AC400V: 2kA 2. CONTACTOR – MITSUBISHI – JAPAN Vì biến tần có công suất là 0.4 KW, 380÷440V nên ta chọn contactor chịu được công suất là 0.4KW ở 400V và có dòng định mức hơn 2A. [...]... ngõ vào 0 10V) 0 % A014 Mức cuối cùng FV 100 % Cài đặt ngõ vào, ra đa chức năng A 005 Kỹ thuật điều khiển động cơ 24 GVHD: Lê Quang Đức PID function (trang 103 ) A 071 Lựa chọn PID (00 : Không cho ph p; 01 : Cho ph p) 01 - A 072 Khuyếch đại P (0. 2-5 .0) 1 - A 073 Vi ph n I (0. 0-1 50) 1 - A 074 Tích ph n D (0. 0- 100 ) 0 - A 076 Lựa chọn tín hiệu hồi tiếp PID (00 :FI, 01 :FV, 02 :mạng truyền thông, 03 : điều khiển chức... quá áp (00 : Không cho ph p, 01 : Cho ph p) 01 - b131 Cài đặt mức ngừng khi quá áp (Loại 400 V: 6 60 đến 7 90) 7 60 V b1 40 Ngăn chặn quá dòng điện (00 : Không cho ph p, 01 : Cho ph p) 01 - b092 Điều khiển quạt làm mát (00 : Luôn ON, 01 : ON lúc RUN, 02 : Tùy theo ổn định nhiệt độ) 01 - C026 Chọn ngõ ra chức năng relay (MA,MB) ( [00 : Trong lúc chạy]; [01 :Miền tốc độ không đổi]; [02 :Đặt tần số tín hiệu đến]; [03 :Cảnh... dây, 01 :đường cong S) 01 - A098 Kiểu giảm tốc (00 :đường dây, 01 :đường cong S) 01 - b 001 Chọn khởi động lại (00 : Alarm, 01 : bắt đầu tại 0 Hz, 02 : bắt đầu tần số ph hợp, 03 : ngắt sau khi ngừng giảm tần số ph hợp) 00 C036 Chọn ngõ ra relay MA,MB (00 : NC mắc tại MB, NO mắc tại MA; 01 : NC mắc tại MA, NO mắc tại MB) 01 - F 002 Thời gian tăng tốc 10 s F 003 Thời gian giảm tốc 10 s F 004 Chọn chiều quay (00 :... Thuận, 01 : Nghịch) 00 - 0. 37 KW 2 - Cài đặt thông số động cơ H 003 Công suất cho động cơ H 004 Số cực động cơ d013 Điện áp định mức (0- 600 V) 3 80 V d 002 Dòng điện định mức (0- 999.9) 1.4 A Chọn ngõ vào FV/FI (02 : Điều chỉnh công tắc giữa FV/FREQ qua đầu cực AT, 03 : Điều chỉnh công tắc giữa FI/FREQ qua đầu cực AT, 04 : Chỉ ngõ vào FV, 05 : Chỉ ngõ vào FI) 04 - A013 Mức bắt đầu FV (tham chiếu ngõ vào 0 10V) 0. .. lập)) 00 C044 Mức độ lệch quá mức PID 3 % C052 Giới hạn trên FB PID 5 % C055 Giới hạn dưới FB PID 0 % 01 - 1.5*1.4 = 2.16 A Cài đặt bảo vệ Chọn giới hạn quá tải: b021 b022 (00 : Không cho ph p, 01 : cho ph p khi tốc độ hoạt động tăng hay không đổi, 02 : cho ph p khi tốc độ hoạt động không đổi.) Mức giới hạn quá tải (0. 1 x Iđm tới 1.5 x Iđm) b023 Giới hạn thời gian quá tải (0. 1 đến 300 0 .0) 1 s b1 30 Ngừng... hiệu ph n hồi - Giới hạn đầu ra Cài đặt bảo vệ cho biến tần: bảo vệ quá tải, quá áp, làm mát Chức năng Cài đặt Đơn vị A 001 Chọn tần số chuẩn (00 : Điều khiển số (điều chỉnh FREQ), 01 : Đấu dây, 02 : Điều khiển số (F 001 ), 03 : Truyền thông, 10: Kết quả điều khiển tần số 01 - A 002 Chọn lệnh RUN (01 : Đấu dây, 02 : Điều khiển số, 03 : Truyền thông) 01 - A 003 Tần số cơ bản 50 Hz A 004 Tần số lớn nhất 50 Hz A044... V/f (00 : Thuộc tính moment quay không đổi (VC), 01 : Giảm thuộc tính moment quay (nguồn 1 .7 VP), 02 : Đặc biệt giảm thuộc tính moment quay (VP đặc biệt) 01 - A061 Giới hạn tần số trên 50 Hz Code Cài đặt cơ bản Kỹ thuật điều khiển động cơ 23 GVHD: Lê Quang Đức A062 Giới hạn tần số dưới 5 Hz A085 Chọn kiểu RUN (00 : Điều khiển thông thường, 01 : Điều khiển tiết kiệm điện) 01 - A0 97 Kiểu tăng tôc (00 :đường... đa: DC 200 V, AC240V Dòng điện tối đa: 1A Áp suất tối đa: 1.5MPa Nhiệt độ làm việc: - 20 ~ 1 60 ℃ Chất liệu: SUS 304 hoặc SUS316L (thép không gỉ) Ph ơng ph p đặt: đặt ngang (catalog kèm theo: 1.Mini Float Level Switch.pdf trang[3]) 6 Bộ chuyển đổi nguồn AC/DC Chức năng: Chuyển nguồn 220V AC thành nguồn 12V DC để cấp cho cảm biến pH Model: 653-S8JX-G01512CD Thông số kỹ thuật: - Điện áp vào: 100 -2 40 VAC... đo: 0- 14 -Nguồn cấp : 10- 30 VDC -Thép không gỉ (catalog kèm theo: WQ 201 B.pdf [trang 1]) Sơ đồ đấu dây (catalog kèm theo: WQ 201 B.pdf [trang 25]) - 5 Phao điện Yêu cầu: Phao được đặt chìm trong dung dịch NaOH Phao điện có chức năng ngắt điện trực tiếp vào biến tần, động cơ để dừng hoạt động lúc cạn NaOH Kỹ thuật điều khiển động cơ 13 GVHD: Lê Quang Đức - Vị trí đặt: khu vực thành bể chứa Chịu ăn mòn bởi... đến]; [03 :Cảnh báo quá tải]; [04 :Độ lệch PID quá mức]; [05 : Alarm]; [06 :Ph t hiện hỡ mạch]; [ 07 :Trạng thái 05 - Kỹ thuật điều khiển động cơ 25 GVHD: Lê Quang Đức ngõ ra FB PID]; [08 :Lỗi hệ thống]; [09 :Ngõ ra điều khiển logic];[ 10: Tùy chọn thông tin hỡ mạch];[43 :Ph t hiên dấu hiệu quá tải nhẹ]) Kỹ thuật điều khiển động cơ 26 GVHD: Lê Quang Đức PH N 5 THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN Kỹ thuật điều khiển động cơ 27 . Đề tài 6: Ổn định độ PH. Một bơm 50 l/min cấp NAOH vào bồn chứa dung dịch axit để trung hòa độ PH. Hãy điều khiển lưu lượng của bơm làm sao để độ PH ổn định là 0, 7. - Chọn lọai bơm thích. Ổn định độ PH: Một bơm 50 l/min cấp NaOH vào bồn chứa dung dịch axit để trung hòa độ PH. Hãy điều khiển lưu lượng của bơm làm sao để độ PH ổn định bằng 0. 7 Biến tần dùng hãng: OMRON. . Tuân 09 5 105 006 9 2. Nguyễn Phan Vương Tuấn 09 5 105 0 07 0 3. Trương Quang Tùng 09 5 105 006 2 TP.Hồ Chí Minh, Ngày 22 Tháng 04 Năm 201 3 GVHD: Lê Quang Đức Kỹ thuật điều khiển động cơ 2 PH