42. Đồ án Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung PLC – 7300

42. Đồ án Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung PLC – 7300 42. Đồ án Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung PLC – 7300 42. Đồ án Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung PLC – 7300 42. Đồ án Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung PLC – 7300 42. Đồ án Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung PLC – 7300 42. Đồ án Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung PLC – 7300 42. Đồ án Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung PLC – 7300

Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ Mục lục Phần mở đầu Lý thực đề tài Mơc ®Ých thùc hiƯn Néi dung thùc hiÖn Ph-ơng pháp thực 5 Cấu trúc đồ án PhÇn néi dung Ch-¬ng 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 x-ởng) 1.3 Phân loại 11 1.4 øng dông 12 Ch-ơng 2: Trang bị điện tính chọn phần tử cho cầu trục 13 2.1 Sơ đồ khống chế cầu trục điển hình : 13 2.2 Tù ®éng hãa cho cÇu trơc 16 2.3 Giíi thiƯu chung PLC S7-300 .17 2.3.1.CÊu tróc chung cđa mét bé ®iỊu khiĨn PLC(H×nh 2.3) 17 2.3.2 Module CPU 19 2.3.3 Module më réng 20 2.3.4 Module hoạt động đèn báo 24 2.3.5 HƯ thèng bus trun tÝn hiÖu 25 2.3.6 Ngôn ngữ lập trình PLC S7-300 .25 2.3.7 Ph-¬ng pháp điều khiển lập trình S7-300 27 2.3.8 CÊu tróc bé nhí .28 2.4 Tính chọn công suất động truyền động cấu cầu trục 30 2.4.1 Cơ cấu di chuyển xe cầu xe .30 Sinh viên: Trần Quang Văn Lớp: ĐL-KTĐ1A Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ 2.4.2 Cơ cấu nâng hạ 32 2.5 Tính toán chọn cấu phanh hÃm 34 2.5.1 Tính toán lựa chọn phanh cho cấu nâng hạ .34 2.5.2 Tính toán lùa chän phanh cho c¬ cÊu di chun xe cÊu xe .35 2.6 Tính chọn nam châm ®iƯn cđa c¬ cÊu phanh 36 2.7 Tính chọn nam châm điện lấy tải cầu trục từ .36 2.8 Tính chọn đ-ờng dây tiếp điện cho cầu trôc 37 2.9 B¶ng b¶o vƯ 40 Ch-¬ng 3: thiÕt kế tính chọn mô hình cầu trục 41 3.1 Kh¸i qu¸t chung vỊ mô hình cầu trục 41 3.1.1 TÝnh kü thuËt 41 3.1.2 TÝnh s- ph¹m 41 3.1.3 TÝnh kinh tÕ 42 3.2 Tình toán mô hình cầu trôc 43 3.2.1 Mô hình cầu trục (hình 3.1) 43 3.2.2 Tính chọn thiết bị 44 3.3 Các tập mô hình 46 3.3.1 Điều khiển đảo chiều quay xe cầu xe 46 3.3.2 Điều khiển tốc độ động cấu nâng hạ 48 3.3.3 Lập trình điều khiển cho cầu trục 51 PhÇn KÕt luËn .54 Tài liệu tham khảo 56 Sinh viên: Trần Quang Văn Lớp: ĐL-KTĐ1A Đồ án học phần 3 GVHD: Nguyễn Đức Hỗ Danh mục hình Ch-ơng 1: Hình 1.1 Cấu tạo trang bị điện cho cầu trục 10 Ch-ơng 2: 13 Hình 2.1 Sơ đồ ®iỊu khiĨn cÇu trơc b»ng bé khèng chÕ .14 Hình 2.2 Họ đặc tính động truyền động nâng hạ, di chuyển 15 Hình 2.3: Cấu trúc chung điều khiển PLC .18 H×nh 2.4 .19 H×nh 2-3 20 H×nh 2-4: .21 H×nh 2-5: 21 H×nh 2-5 22 H×nh 2-6: 22 H×nh 2-7: .23 H×nh 2-8: .23 Hình 2.9 Quan hệ CPU víi c¸c modunle më réng .24 H×nh 2-10 24 Hình 2.11 sơ đồ lùc cđa c¬ cÊu di chun .31 Hình 2.12 Sơ đồ động học cấu nâng hạ hàng với cấu bốc hµng dïng mãc 32 H×nh 2.13 KÕt cÊu cđa hƯ thèng tiÕp ®iƯn cøng 38 Ch-¬ng 3: 41 Hình 3.1 Mô hình cầu trục 43 Hình 3.1 Mạch động lực điều khiển .47 H×nh 3.2 KÕt nèi phÇn cøng PLC 48 Hình 3.3 Mạch động lực điều khiển tốc độ động nâng hạ 49 Hình 3.4 Kết nối phần cứng 50 Sinh viªn: Trần Quang Văn Lớp: ĐL-KTĐ1A Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ Phần mở đầu Lý thực đề tài - Nhu cầu thực tế Khoa học kỹ thuật phát triển nâng cao suất lao động hiệu công việc đặc biệt đà góp phần lớn nghiệp công nghiệp hoá đại hoá đắt n-ớc Với đời cầu trục công việc nh- di chuyển hàng hoá, vật t-, thiết bị từ vị trí tới vị trí khác đ-ợc thực cách đơn giản nh-ng cho hiệu suất lao động cao Trong công nghiệp cầu trục có nhiệm vụ nâng thiết bị công nghệ từ mặt đắt lên cao để lắp ráp Trong nhà máy luyện kim cầu trục vận chuyển cuộn thép, phôi thép thùng kim loại nóng chảy đổ vào khuôn đúc Trong nhà mày khí cầu trục vận chuyển phôi gia công 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 ng-ợc lại Nh- cầu trục đà giúp ng-ời khí hoá, tự động hoá 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 hoá trình điều khiển, kiến thức sở khác Với nhu cÇu tiÕp cËn víi nỊn khoa häc kü tht hiƯn ®¹i Víi xu h-ín héi nhËp chung cđa ®Êt n-íc Để phần hoàn thiện kiến thức nhà tr-ờng đà giao cho em thực đồ án môn học với đề tài Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình điều khiển cầu trục dung PLC 7-300 Với h-ớng dẫn thầy giáo Nguyễn Đức Hỗ Mục đích thực - Hoàn thiện nội dung ch-ơng trình đào tạo nhà tr-ờng - Hệ thống lại đ-ợctoàn kiến thức đà học - Biết cách trình bày lôgíc sáng tạo, dễ hiểu sáng kiến khoa học kỹ thuật - Tạo khả t- nhạy bén thiết kế sáng tạo kỹ thuật Sinh viên: Trần Quang Văn Lớp: ĐL-KTĐ1A Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ Nội dung thực Để cho sản phẩm d-ới dạng mô hình em phải nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động chức cầu trục từ tính toán lựa chọn trang bị điện cho phận hệ thống Để trắc chắn lựa chọn tối -u hay không cần phải có kiểm tra lại theo quy định, tiêu chuẩn kỹ thuật đạt yêu cầu Ph-ơng pháp thực Để đạt đ-ợc mục đích đà nêu em phải thực nh-ng ph-ơng 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 Ph-ơng pháp tính toán, lựa chọn kiểm tra Đây ph-ơng pháp quan trọng, cho ta nh-ng thông số xác sau thiết kế Do vốn kiến thức hạn chế Hiểu biết thùc tÕ cßn Ýt kinh nghiƯm thiÕt kÕ cßn ch-a có nên t- vấn, giúp đỡ giáo ng-ời có chuyên môn 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, ph-ơng pháp thực - Phần nội dung: Đ-ợc bố cục theo ch-ơng Ch-ơng 1: Khái quát cầu trục Ch-ơng : Trang bị điện tính toán cho cầu trục Ch-ơng 3: Thiết kế chọn mô hình cho cầu trục - Phần kết luận: Những kết mà đồ án đà đạt đ-ợc ch-a đạt đ-ợc H-ớng phát triển đề tài Sinh viên: Trần Quang Văn Lớp: ĐL-KTĐ1A Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ Phần nội dung Ch-ơng 1: KháI quát 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 đ-ợc trang bị động điện Cung cấp điện cho hệ thống có dạng - Cung cấp điện từ l-ới qua góp điện cố định Loại th-ờng cầu trục phân x-ởng - Cung cấp điện từ l-ới qua cuộn cáp điện Loại th-ờng dùng cho cầu trục dịch chuyển theo đ-ờng ray mặt đất - Cung cấp điện từ máy phát điện diezen Loại th-ờng dùng cho cầu trục di chuyển ô tô Phần lớn môi tr-ờng làm việc cầu trục khắc nghiệt Thí dụ nhà máy luyện kim môi tr-ờng 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 th-ờng xuyên Tất truyền động cho cấu phải điều chỉnh tốc độ, lực gia tốc Hàng hoá đ-ợc dịch chuyển theo quỹ đạo không gian định th-ờng 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 -u hàng hoá đ-ợc nâng chuyển điều kiện tr-ớc tiên để nâng cao suất bốc xếp hàng hoá đ-a lại hiệu kinh tế kĩ thuật cao cho hoạt động cầu trục Nếu tốc độ nâng hạ thiết kế lớn đòi hỏi kích th-ớc, trọng l-ợng truyền khí lớn điều dẫn tới giá thành chế tạo cao Mặt khác tốc độ nâng hạ tối -u đảm bảo cho hệ thống Sinh viên: Trần Quang Văn Lớp: ĐL-KTĐ1A Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ 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 Ng-ợc lại tốc độ thấp ảnh h-ởng tới suất bốc xếp hàng hoá Thông th-ờng tốc độ chuyển động hàng hoá chế độ định mức th-ờng 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 không tải hay tải trọng nhẹ với tốc độ cao có yêu cầu khai thác phải có tốc độ thấp ổn định để hạ hàng hóa vào vị trí yêu cầu (điều kĩ thuật bốc xếp kĩ thuật lắp máy đòi hỏi cụ thể với loại cầu trục) Ngoài hệ thống truyền động phải có tác động trung gian sau - Tốc độ toàn tải Vđm - Tốc độ nâng 1/2 tải ( 1,5 đến 1,7)Vđm - Tốc độ nâng móc không ( 3đến 3,5)Vđm - Tốc độ hạ toàn tải (2 đến 2,5)Vđm - Tốc độ hạ tải không tải (2 đến 2,5)Vđm Vì số cấp tốc độ cho cấu điều khiển chuyển động cầu trục cấp tốc độ Cấp tốc độ thấp thoả mÃn công nghệ nâng hạ hàng chạm đất Cấp tốc độ cao tốc độ tối -u cho cấu, cấp tốc độ th-ờng đ-ợc thiết kế thêm tốc độ trung gian để thoả mÃn công nghệ bốc xếp hàng hoá nh- làm việc ổn định cầu trục - Có khả rút ngắn thời gian độ Các cấu điều khiển chuyển động cầu trục làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, th-ờng hệ số đóng điện t-ơng đối %=40% thời gian độ Sinh viên: Trần Quang Văn Lớp: ĐL-KTĐ1A Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ chiếm hầu hết thời gian công tác Do việc rút ngắn thời gian độ biện pháp để cao suất Thời gan độ chế độ công tác thời gian khởi động thời gian hÃm trình tăng tốc, giảm tốc Để rút ngắn thời gian độ cần sử dụng biện pháp sau: + Chọn động có mômen khởi động lớn + Giảm mômen quán tính (GD)2 phận quay + Dùng động điện có tốc độ không cao từ 1000- 1500vòng/phút Đối với động điện chiều mômen khởi động phụ thuộc vào giới hạn dòng phiến góp th-ờng chọn Ikđ = 2-> 2,5 Iđm Đối với động diện xoay chiều mômen khởi động phụ thuộc vào loại động Với động không đồng rôto lồng sóc mômen khởi động đạt 1,5 Mđm, với động không đồng rôto dây quấn mômen khởi động chọn mômen tới hạn Mmax.Việc sử dụng động có tốc độ thấp hệ thống điện mặt rút ngắn đ-ợc trình độ, mặt khác nâng cao đ-ợc hiệu suất, sử dụng điều tốc khí có tỉ số nhỏ - Có trị số hiệu suất cos - Công tác khai thác hợp lí cầu trục bốc xếp hàng hoá yếu tố để nâng cao tính kinh tế hƯ thèng ®iỊu khiĨn Nh- chóng ta ®· biÕt hƯ thống truyền động cầu trục th-ờng không sử dụng hết công suất, hệ số tải th-ờng khoảng từ 0,3-> 0,4 Do chọn động truyền động phải chọn loại có hiệu suất cos cao ổn định phạm vi rộng - Đảm bảo an toàn hàng hoá Đảm bảo an toàn cho hàng hoá, cho thiết bị đảm bảo an toàn cho công nhân bốc xếp yêu cầu cao công tác khai thác vận hành cầu trục Để thực đ-ợc điều cần ý tới giải pháp sau: + Cần có quy trình an toàn cho công tác vận hành điều khiển cầu trục trình hoạt động + Trong trình tính toán thiết kế phải chọn hệ số dự trữ hợp lý Sinh viên: Trần Quang Văn Lớp: ĐL-KTĐ1A Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ + Kỹ thuật điều khiển cầu trục cần có hệ thống giám sát bảo vệ tự động cho hệ thống điều khiển chuyển động cầu trục Các hệ thống cần có bảo vệ nh- bảo vệ móc chạm đỉnh, bảo vệ trùng cáp cho cấu nâng hạ, có hệ thống đo l-ờng bảo vệ tải tải trọng nâng hạ hàng Hệ thống điều khiển bắt buộc phải có bảo vệ cố, bảo vệ 0, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ tải nhiệt cho động thực dừng khẩn cấp Các loại phanh hÃm cho hệ thống làm việc có tính bền vững cao Các giải pháp đảm bảo an toàn trình khai thac cầu trục phải kiểm tra th-ờng xuyên phải đ-ợc kiểm tra quan đăng kiểm - Điều khiển tiện lợi an toàn Để đảm bảo thuận lợi cho ng-ời điều khiển việc thiết kế cabin điều khiển với thiết bị điều khiển phải đ-ợc bố trí thuận tiện thống loại cầu trục đồng thời ng-ời điều khiển cầu trơc cã thĨ sư dơng c¸c lƯnh khÈn cÊp mét cách thuận tiện dễ dàng - ổn định nhiệt điện Các cầu trục thông th-ờng đ-ợc láp ráp để vận hành trời Các khu vục làm việc thông th-ờng có nhiệt độ làm việc biến đổi theo mùa rõ rệt Ngoài cầu trục cảng biển chịu ảnh h-ởng n-ớc mặn thiết bị điện kết cấu phải đ-ợc chế tạo thích hợp với môi tr-ờng công tác 1.2 Cấu tạo cầu trục (cầu trục phân x-ởng) Cầu trục gồm có gầm cầu di chuyển đ-ờng ray lắp đặt dọc theo chiều dài phân x-ởng cấu nâng hạ hàng lắp xe di chuyển dọc theo gầm cầu theo chiều ngang nhà x-ởng Cơ cấu bốc hàng cầu trục dùng móc (đối với cầu trục có công suất lớn có móc hàng, cẩu móc hàng có tải trọng lớn có cẩu móc phụ có tải trọng nhỏ) dùng gầu ngoạm Trong cầu trục có chuyển động di chuyển xe cầu, di chuyển xe (xe trục) nâng hạ hàng (hình 1.1) Sinh viên: Trần Quang Văn Lớp: ĐL-KTĐ1A 10 Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ 15 14 10 11 13 12 16 17 18 Hình 1.1 Cấu tạo trang bị điện cho cầu trục Trên cầu trục đ-ợc trang bị động truyền chuyển động di chuyển xe 10 Phanh hÃm điện từ 6,11,14,18 lắp hợp với động truyền động Điều khiển động khống chế cabin ®iỊu khiĨn Hép ®iƯn trë dïng ®Ĩ khëi ®éng điều chỉnh tốc độ đông đ-ợc lắp đặt gầm cầu Sinh viên: Trần Quang Văn Lớp: §L-KT§1A ... theo ch-ơng Ch-ơng 1: Khái quát cầu trục Ch-ơng : Trang bị điện tính toán cho cầu trục Ch-ơng 3: Thiết kế chọn mô hình cho cầu trục - Phần kết luận: Những kết mà đồ án đà đạt đ-ợc ch-a đạt đ-ợc... em thực đồ án môn học với đề tài Tính toán thiết kế trang bị điện mô hình ®iỊu khiĨn cÇu trơc dung PLC – 7-300” Víi sù h-ớng dẫn thầy giáo Nguyễn Đức Hỗ Mục đích thực - Hoàn thiện nội dung ch-ơng... ĐL-KTĐ1A Đồ án học phần GVHD: Nguyễn Đức Hỗ Phần nội dung Ch-ơng 1: KháI quát 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 đ-ợc trang bị động điện