TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY
Giới thiệu về Công ty
Công ty thép Việt – Hàn, thành lập ngày 15/09/1995, là một liên doanh với 50% vốn đầu tư nước ngoài Công ty hoạt động theo chế độ sản xuất 3 ca liên tục và có cấu trúc quản lý được chia thành 4 phòng ban.
Ban giám đốc của công ty bao gồm Tổng giám đốc và Phó tổng giám đốc, với quy định thay đổi vị trí mỗi 3 năm giữa Việt Nam và Hàn Quốc Công ty chuyên sản xuất thép cuộn và đã không ngừng hoàn thiện dây chuyền công nghệ, mở rộng sản phẩm sang thép cây để đáp ứng nhu cầu thị trường Sau 16 năm hoạt động, công ty ngày càng ổn định với đội ngũ cán bộ công nhân viên ngày càng lành nghề, tạo ra nhiều chủng loại sản phẩm đa dạng, góp phần xây dựng đất nước ngày càng giàu mạnh.
Dây chuyền cán Công ty thép Việt Hàn
Dây chuyền cán của Công ty thép Việt – Hàn bao gồm 24 giá cán được thiết kế theo kiểu cán nóng liên tục, với cấu trúc nối tiếp gồm 6 giá cán thô, 6 giá cán trung, 6 giá cán tinh và 6 giá cán Block Các phần tử của sơ đồ được trình bày trong bảng 1.
Bảng 1.1: Thiết bị trên dây truyền
S1, S3, S5 Các giá cán thô, trục cán nằm ngang
S2, S4, S6 Các giá cán thô, trục cán thẳng đứng ngang
HMD1 Thiết bị dò thép nóng 1
HMD2 Thiết bị dò thép nóng 2
HMD5 Thiết bị dò thép nóng 5
HMD8 Thiết bị dò thép nóng 8
LF1-LF3 Tạo võng 1 đường
LF4, LF5 Tạo võng 2 đường
Sàn làm mát và khu vực thành phẩm thép thanh:
HMD9 Thiết bị dò thép nóng 9
HMD10,11 Thiết bị dò thép nóng 10,11
DIV1, DIV2 Lựa chọn đường 1, 2
DS1, DS2 Máy cắt phân đoạn 1, 2
HMD12-15 Thiết bị dò thép nóng 12-15
PR3-PR6 Con lăn kẹp 2-6
CB Sàn nguội làm mát thép thanh
RT2 Bàn con lăn so đầu thép
RT3, RT4, RT5 Bàn con lăn vận chuyển thép
CS Máy cắt nguội cắt sản phẩm theo tiêu chuẩn
STP Cơ cấu đặt chiều dài cắt sản phẩm
CT1, CT2 Sàn xích vận chuyển thép thanh
BBM Máy bó thép thanh
Cán Block và khu vực thành phẩm thép cuộn:
HMD16 Thiết bị dò thép nóng 16
RCS Máy cắt băm, cắt sự cố
LF6 Tạo võng ngang 1 đường
HMD17 Thiết bị dò thép nóng 17
HMD18 Thiết bị dò thép nóng 18
HMD19 Thiết bị dò thép nóng 19
LH Tạo võng (laying head)
CCC Băng tải thép cuộn (coil cooling conveyor)
CFS Trạm gom thép cuộn (coil forming station)
TC Băng tải xe chở thép cuộn (trestle conveyor)
CBU Máy ép và bó thép cuộn (coil compacting & binding unit)
CUS Trạm tháo dỡ thép cuộn (coil unloading station)
Công nghệ cán thép Công ty Việt - Hàn(VPS)
Công nghệ dây chuyền sản xuất thép, cán nóng liên tục (VPS) được điều khiển tự động bằng hệ thống PLC S-5 của Siemens với 9 tủ PLC
Hệ thống cán nóng liên tục được điều khiển bởi 4 phòng điều khiển bao gồm:
+ Phòng điều khiển lò nung
+ Phòng điều khiển trung tâm
+ Phòng điều khiển sàn nguội (Thép thanh)
+ Phòng điều khiển thép cuộn
Quy trình hoạt động của hệ thống cán nóng liên tục (VPS)
Đầu tiên phôi được cần trục đưa lên bàn con lăn (1), sau đó bàn con lăn
Bài viết mô tả quy trình vận chuyển phôi thép đến lò nung thông qua bàn con lăn (2) Bàn con lăn này được điều khiển bởi bộ PLC, nhận tín hiệu từ cảm biến ánh sáng để xác định vị trí của phôi Khi phôi được đặt đúng trước cửa lò, máy đẩy chính, hoạt động bằng hệ thống thủy lực, sẽ đẩy phôi vào lò nung Quá trình này được giám sát bởi 4 cảm biến giới hạn ở cửa lò và cảm biến sau cửa lò, nhằm đảm bảo máy đẩy không đẩy phôi vượt quá vị trí quy định.
Phôi được nung ở nhiệt độ 1100 °C trong lò nung có ba vùng: đỉnh, đáy và điều nhiệt Sau khi đạt nhiệt độ, phôi được đẩy ra cửa lò bằng máy đẩy cạnh hoạt động theo nguyên lý điện khí nén, với quá trình đẩy được kiểm soát bởi hệ thống cảm biến từ Khi phôi được phát hiện bởi cảm biến ánh sáng MHD1, tín hiệu sẽ được gửi về PLC để điều khiển con lăn kẹp Pr1 đưa phôi vào bàn con lăn RT1 Sau khi qua bàn con lăn, phôi sẽ được phát hiện bởi HMD2 và tín hiệu tiếp tục được gửi về PLC PLC sau đó điều khiển giá cán thô R/M để đưa phôi vào giá cán S1H Với kích thước phôi lớn từ 120 x 120mm đến 130 x 130mm, công nghệ cán nằm và cán đứng được áp dụng Khi phôi nóng vào giá cán S1H, nó sẽ được cán bẹt và tiếp tục vào giá cán S2V để cán ép hai bên, quá trình này diễn ra xen kẽ trong sáu giá cán thô, giúp phôi giảm kích thước và tăng chiều dài Tất cả quá trình này được PLC điều khiển, với khả năng so sánh dòng điện giữa các giá cán để điều chỉnh phù hợp.
Qua 6 giá cán thô phôi được xác nhận bằng (HMD5), (HMD5) gửi tín hiệu PCL, PCL sẽ báo cho (SH1) cắt tự động
(SH1) có nhiệm vụ: - Cắt đầu phôi
Cắt đầu phôi là một bước quan trọng, vì sau khi qua 6 giá cán thô, đầu phôi có thể gặp phải kết cấu không đảm bảo và nhiệt độ không ổn định, điều này có thể dẫn đến sự cố khi vào giá cán tiếp theo.
+ Cắt sự cố: Tránh trường hợp giá cán sau gặp sự cố
Phôi chưa cán vào s1 vào s2 vào s3 vào s4 vào s5 vào s6 SH1
Hình 1.1: Mặt cắt phôi sau khi được cán ép qua các giá cán thô
Sau khi được cắt đầu, phôi được đưa vào giá cán trung gian (I/M) do kích thước nhỏ, sử dụng phương pháp cán lật phôi Tại giá cán S7H, phôi có dạng tròn và được cán bẹt, với 2 con lăn ép đặt lệch từ 10° đến 12° để lật phôi 90° khi vào giá cán tiếp theo Tại giá cán S8H, phôi đứng hoàn toàn và sau đó trở lại dạng tròn Quá trình này tiếp tục qua 6 giá cán trung gian, trong đó giá lẻ 7, 9, 11 được lắp hệ thống con lăn Khâu cán trung sử dụng phương pháp điều khiển tốc độ bằng mô men, tương tự như cán thô Sau 6 giá cán trung, cảm biến HMD8 sẽ gửi tín hiệu về PLC để điều khiển cho SH2.
Với cắt phân đoạn chiều dài của thép được cắt là L nhỏ hơn hoặc bằng 66m (Là sản phẩm thép thanh)
Phôi sau máy cắt 1 vào s7 vào s8 vào s9 vào s10 vào s11 vào s12 SH2
Hình1 2: Mặt cắt phôi sau khi được cán ép qua các giá cán trung
Trong quy trình cán thép thanh với tiết diện nhỏ, phôi được đưa vào giá cán tinh (F/M) và sử dụng 6 giá cán kết hợp với phương pháp điều khiển tạo loop để đảm bảo tốc độ ổn định Việc áp dụng điều khiển tạo loop là cần thiết do tiết diện thép nhỏ, tránh tình trạng đứt thép nếu sử dụng phương pháp điều khiển bằng mô men kéo Trong khu vực cán tinh, có 5 hệ thống tạo loop (LSC) được lắp đặt sau máy cắt 2, bao gồm các vị trí s13, s14, s15, s16, s17, và s18.
Hình 1.3: Mặt cắt phôi sau khi được cán ép qua các giá cán tinh
Tạo loop bắt đầu từ giá cán (S13H đến S18H) tốc độ được PLC tính toán sẵn
Trong quá trình tạo loop phôi thép vào giá (S13H) để ăn vào giá cán (S14H), hệ thống xi lanh sẽ đẩy phôi thép lên cao theo chiều cao được điều chỉnh bởi hệ thống điều khiển (LSC) trong khoảng từ 0% đến 100%, thường được đặt bởi người vận hành từ 25% đến 35% Khi chiều cao thép vượt quá mức đã đặt, hệ thống LSC sẽ gửi tín hiệu về PLC để xử lý và tính toán lại tốc độ của giá cán trước Giá cán sau sẽ giữ tốc độ hằng số, trong khi tốc độ của giá cán trước sẽ giảm khi chiều cao của thép thấp hơn mức đã đặt Hệ thống PLC sẽ tiếp tục tính toán để điều chỉnh tốc độ của giá cán trước bằng cách tăng tốc độ khi cần thiết.
Hệ thống lật được lắp đặt sau các giá cán lẻ, với giá cán S18H Quá trình cán được chia thành hai đường: Đường 1 chuyên xử lý thép cuộn, bao gồm các loại từ Φ5,5 đến Φ10, với các hình dạng tròn trơn và tròn gai.
Phôi thép sau khi trải qua quá trình xử lý S18H sẽ được cảm nhận bởi HMD9 và gửi tín hiệu về PLC Tại đây, PLC sẽ điều khiển con lăn kép kéo PR7 để kéo phôi thép, sau đó phôi thép sẽ được cắt bởi SH3.
SH3 có chức năng: - Cắt đầu đuôi
- Cắt sự cố Sh3 có chức năng cắt chuyển đường
Trong trường hợp gặp sự cố SH3 cắt chuyên đường vào máy băm sự cố (RCS)
Sau khi cắt đầu đuôi, phôi thép được kéo qua LSC7 để tạo võng ngang với tốc độ B/M giữ hằng số LSC7 truyền thông tin đến PLC, từ đó điều khiển Pittông trong hộp tạo võng ngang Sau khi qua LSC7, phôi được đưa vào giá cán Block (B/M), nơi tỉ số tốc độ của các giá cán được giữ cố định với 6 giá cán từ 19.
24) được đặt nghiêng nhau mỗi bên 45 o
- Nếu cán Φ6: sử dụng hết giá cán
- Nếu tạo Φ8: bỏ 2 giá cán cuối
- Nếu tạo Φ10: bỏ 4 giá cán cuối
Quá trình sản xuất thép bắt đầu từ việc cán Block, nơi sản phẩm cuối cùng sẽ được xác định dựa trên loại thép trơn hoặc thép gai Sau khi cán, thép được làm mát trong Colling Box bằng nước áp suất cao Tiếp theo, thép được chuyển đến Laying head và hệ thống tạo võng Coilcolling conveyor, trong khi hệ thống quạt dưới sàn giúp làm mát thêm Thép sẽ được chứa trong hố côn, nơi có thể chứa một phôi thép hoàn chỉnh Sau đó, xe chở thép sẽ đưa sản phẩm đến máy bó (CBU), nơi thép được bó lại trước khi được chuyển đến bàn lật Tại đây, thép được lật lên và đặt lên hệ thống cân điện tử Sau khi cân xong, xe sẽ chuyển bó thép ra tay quay, và cầu trục sẽ vận chuyển thép vào kho.
Sản phẩm thép thanh lớn hơn (D25 – D40) được cắt từ máy cắt (SH2) và đi vào hệ thống chia DiV, trong khi thép thanh nhỏ hơn hoặc bằng D22 được cán ở khâu cán tinh (F/M) và kéo đến DS1, DS2 DS1 và DS2, được điều khiển bằng (HMD10) và (HMD11), cắt thép thanh có chiều dài nhỏ hơn hoặc bằng 66m Sau khi cắt, con kẹp PR đẩy thép ra khu vực sàn làm nguội, nơi tốc độ của thép giảm nhanh chóng nhờ hệ thống phanh Để đáp ứng yêu cầu của khách hàng hoặc nâng cao năng suất, máy cán chẻ D10 được đặt sau S16H để trẻ phôi thép và giảm tốc độ ra Từ sàn làm nguội, thép được vận chuyển ra bàn con lăn và chuyển đến hệ thống chuyển thép (TaKet out divier), sau đó đến máy cắt nguội để cắt thành sản phẩm tiêu chuẩn (11,7m) Cuối cùng, thép được chuyển đến sàn xích để đếm số thanh trong một bó, đưa lên bàn con lăn, chuyển đến máy bó và lên hệ thống cân điện tử trước khi đưa vào kho, tùy theo kích cỡ sản phẩm mà số giá cán sẽ được điều chỉnh.
Sản phẩm thép thanh Sản phẩm thép cuộn
Hình1 4: Sơ đồ cấu trúc của nhà máy thép Việt Hàn
Con lăn kẹp, bàn con lăn
Gom thành bó Sàn nguội và so đầu thép
Con lăn kẹp & dường dẫn
Hệ thống làm mát Máy cắt đĩa số1&số2
Sàn xích Bàn đặt chiều dài thép
T.bị chuyển vào con lăn
Bàn vận chuyển & máy bó
Bàn lật Tạo võng ngang Bàn vận chuyển phôi thép
HIỆN TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ GIÁ CÁN
Đối tượng thực hiện nhiệm cụ làm mát
Sau quá trình học tập và nghiên cứu, tôi đã tích lũy được kiến thức cần thiết để thực hiện đề tài của mình Nhờ sự hướng dẫn tận tình của Thạc sỹ Nguyễn Đoàn Phong cùng sự hỗ trợ từ các thầy cô và bạn bè trong khoa, tôi đã hoàn thành đề tài này.
1 Tìm hiểu tổng quan nhà máy
2 Nghiên cứu dây chuyền công nghệ cán nóng liên tục (VPS)
3 Tìm hiểu và đi sâu vào phân tích thực trạng của hệ thống làm mát động cơ điện một chiều
4 Đưa ra giải pháp cụ thể để giải quyết thực trạng của hệ thống làm mát động cơ điện một chiều
5 Phân tích đưa ra phương hướng để nâng cấp hệ thống điều khiển hệ thống làm mát động cơ điện một chiều
6 Thiết kế chế tạo mô hình
7 Lập trình trên phần mềm của PLC S7-200 do hãng Siemens sản xuất
8 Sản phẩm của đề tài đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật Quyển thuyết minh và các bản vẽ
Thuyết minh đồ án gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan vê công ty: Tìm hiểu công nghệ dây chuyền cán nóng của nhà máy
Chương 2: Hiện trạng và giải pháp của hệ thống làm mát động cơ giá cán: Nêu ra hiện trạng còn tồn tại và nghiên cứu đƣa ra giải pháp để giải quyết hiện trạng
Chương 3: Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống làm mát động cơ giá cán: Trình bày quá trình thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển hệ thống làm mát động cơ giá cán
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY
1.1 Giới thiệu về Công ty
Công ty Thép Việt – Hàn, thành lập vào ngày 15/09/1995, là doanh nghiệp liên doanh với 50% vốn đầu tư nước ngoài Công ty hoạt động sản xuất theo chế độ 3 ca liên tục và có cấu trúc quản lý chia thành 4 phòng ban.
Ban giám đốc của công ty gồm Tổng giám đốc và Phó tổng giám đốc, với quy định thay đổi vị trí này mỗi 3 năm giữa Việt Nam và Hàn Quốc Ngày đầu hoạt động, công ty chuyên sản xuất thép cuộn, nhưng qua 16 năm phát triển, công ty đã hoàn thiện dây chuyền và công nghệ, mở rộng sản phẩm sang thép cây để đáp ứng nhu cầu thị trường Đội ngũ cán bộ công nhân viên ngày càng lành nghề, giúp công ty hoạt động ổn định và tạo ra nhiều chủng loại sản phẩm đa dạng, góp phần xây dựng đất nước ngày càng giàu mạnh.
1.2 Dây chuyền cán Công ty thép Việt Hàn
Dây chuyền cán của Công ty thép Việt – Hàn bao gồm 24 giá cán được thiết kế theo kiểu cán nóng liên tục Hệ thống này gồm 6 giá cán thô, 6 giá cán trung, 6 giá cán tinh và 6 giá cán Block, được sắp xếp nối tiếp nhau.
Bảng 1.1: Thiết bị trên dây truyền
S1, S3, S5 Các giá cán thô, trục cán nằm ngang
S2, S4, S6 Các giá cán thô, trục cán thẳng đứng ngang
HMD1 Thiết bị dò thép nóng 1
HMD2 Thiết bị dò thép nóng 2
HMD5 Thiết bị dò thép nóng 5
HMD8 Thiết bị dò thép nóng 8
LF1-LF3 Tạo võng 1 đường
LF4, LF5 Tạo võng 2 đường
Sàn làm mát và khu vực thành phẩm thép thanh:
HMD9 Thiết bị dò thép nóng 9
HMD10,11 Thiết bị dò thép nóng 10,11
DIV1, DIV2 Lựa chọn đường 1, 2
DS1, DS2 Máy cắt phân đoạn 1, 2
HMD12-15 Thiết bị dò thép nóng 12-15
PR3-PR6 Con lăn kẹp 2-6
CB Sàn nguội làm mát thép thanh
RT2 Bàn con lăn so đầu thép
RT3, RT4, RT5 Bàn con lăn vận chuyển thép
CS Máy cắt nguội cắt sản phẩm theo tiêu chuẩn
STP Cơ cấu đặt chiều dài cắt sản phẩm
CT1, CT2 Sàn xích vận chuyển thép thanh
BBM Máy bó thép thanh
Cán Block và khu vực thành phẩm thép cuộn:
HMD16 Thiết bị dò thép nóng 16
RCS Máy cắt băm, cắt sự cố
LF6 Tạo võng ngang 1 đường
HMD17 Thiết bị dò thép nóng 17
HMD18 Thiết bị dò thép nóng 18
HMD19 Thiết bị dò thép nóng 19
LH Tạo võng (laying head)
CCC Băng tải thép cuộn (coil cooling conveyor)
CFS Trạm gom thép cuộn (coil forming station)
TC Băng tải xe chở thép cuộn (trestle conveyor)
CBU Máy ép và bó thép cuộn (coil compacting & binding unit)
CUS Trạm tháo dỡ thép cuộn (coil unloading station)
1.3 Công nghệ cán thép Công ty Việt - Hàn(VPS)
Công nghệ dây chuyền sản xuất thép, cán nóng liên tục (VPS) được điều khiển tự động bằng hệ thống PLC S-5 của Siemens với 9 tủ PLC
Hệ thống cán nóng liên tục được điều khiển bởi 4 phòng điều khiển bao gồm:
+ Phòng điều khiển lò nung
+ Phòng điều khiển trung tâm
+ Phòng điều khiển sàn nguội (Thép thanh)
+ Phòng điều khiển thép cuộn
1.4 Quy trình hoạt động của hệ thống cán nóng liên tục (VPS) Đầu tiên phôi được cần trục đưa lên bàn con lăn (1), sau đó bàn con lăn
Bài viết mô tả quy trình vận chuyển phôi đến lò nung thông qua bàn con lăn (2) Bàn con lăn (2) được điều khiển bởi bộ PLC, nhận tín hiệu từ cảm biến ánh sáng Khi cảm biến phát hiện đầu phôi thép, tín hiệu sẽ gửi về PLC để dừng và điều chỉnh vị trí của con lăn (2) Khi phôi đã được đặt đúng vị trí trước cửa lò, máy đẩy chính, hoạt động bằng hệ thống thủy lực, sẽ đẩy phôi vào lò nung Quá trình này được giám sát bởi 4 cảm biến giới hạn trước cửa lò và một cảm biến sau cửa lò để đảm bảo máy đẩy không đẩy phôi quá vị trí quy định.
Phôi được nung ở nhiệt độ 1100 o C trong lò có ba vùng: đỉnh, đáy và điều nhiệt Sau khi đạt nhiệt độ, phôi được đẩy ra cửa lò bằng máy đẩy cạnh hoạt động theo nguyên lý điện khí nén, với quá trình được kiểm soát bởi hệ thống cảm biến từ Khi phôi được phát hiện bởi cảm biến ánh sáng MHD1, tín hiệu sẽ được gửi đến PLC để điều khiển con lăn kẹp Pr1 đưa phôi vào bàn con lăn RT1 Sau khi qua bàn con lăn, cảm biến HMD2 sẽ phát hiện phôi và gửi tín hiệu về PLC PLC tiếp tục điều khiển giá cán thô R/M để đưa phôi vào giá cán S1H Do kích thước phôi lớn (120 x 120mm đến 130 x 130mm), công nghệ cán nằm và cán đứng được sử dụng trong quá trình cán thô Khi phôi nóng vào giá cán S1H, nó sẽ được cán bẹt và sau đó tiếp tục vào giá cán S2V để cán ép hai bên, quá trình này diễn ra xen kẽ trong 6 giá cán thô, giúp phôi giảm kích thước và tăng chiều dài PLC sẽ điều chỉnh dòng điện ở giá cán S2V dựa trên so sánh với giá cán S1H.
Qua 6 giá cán thô phôi được xác nhận bằng (HMD5), (HMD5) gửi tín hiệu PCL, PCL sẽ báo cho (SH1) cắt tự động
(SH1) có nhiệm vụ: - Cắt đầu phôi
Cắt đầu phôi là một bước quan trọng, vì sau 6 giá cán thô, đầu phôi có thể gặp phải kết cấu không đảm bảo và nhiệt độ không ổn định, điều này có thể dẫn đến sự cố khi vào giá cán tiếp theo.
+ Cắt sự cố: Tránh trường hợp giá cán sau gặp sự cố
Phôi chưa cán vào s1 vào s2 vào s3 vào s4 vào s5 vào s6 SH1
Hình 1.1: Mặt cắt phôi sau khi được cán ép qua các giá cán thô
Sau khi được cắt đầu, phôi được đưa vào giá cán trung gian (I/M) do kích thước nhỏ, phương pháp cán lật phôi được sử dụng Trước giá cán S7H, phôi có dạng tròn và qua S7H, phôi được cán bẹt Sau S7H, hai con lăn ép được đặt lệch từ 10° đến 12° có nhiệm vụ lật phôi 90° khi vào giá cán tiếp theo Tại giá cán S8H, phôi đứng hoàn toàn và sau đó lại trở về dạng tròn Quá trình này tiếp tục diễn ra qua 6 giá cán trung Giá lẻ 7, 9, 11 được trang bị hệ thống con lăn Khâu cán trung sử dụng phương pháp điều khiển tốc độ bằng mô men, tương tự như cán thô Sau 6 giá cán trung, cảm biến (HMD8) sẽ gửi tín hiệu về PLC để điều khiển cho SH2.
Với cắt phân đoạn chiều dài của thép được cắt là L nhỏ hơn hoặc bằng 66m (Là sản phẩm thép thanh)
Phôi sau máy cắt 1 vào s7 vào s8 vào s9 vào s10 vào s11 vào s12 SH2
Hình1 2: Mặt cắt phôi sau khi được cán ép qua các giá cán trung
Trong quá trình cán thép thanh với tiết diện nhỏ, phôi được đưa vào giá cán tinh (F/M) sử dụng 6 giá cán và phương pháp điều khiển tạo loop để đảm bảo tốc độ Việc áp dụng điều khiển tạo loop là cần thiết do tiết diện thép nhỏ, tránh tình trạng đứt thép nếu sử dụng phương pháp điều khiển bằng mô men kéo Trong khu vực cán tinh, có 5 hệ thống tạo loop (LSC) được lắp đặt, cho phép phôi di chuyển qua máy cắt 2 và các vị trí s13, s14, s15, s16, s17, s18.
Hình 1.3: Mặt cắt phôi sau khi được cán ép qua các giá cán tinh
Tạo loop bắt đầu từ giá cán (S13H đến S18H) tốc độ được PLC tính toán sẵn
Trong quá trình tạo loop phôi thép vào giá (S13H) để ăn vào giá cán (S14H), hệ thống xi lanh sẽ đẩy phôi thép lên với chiều cao được điều chỉnh bởi hệ thống điều khiển chiều cao (LSC) trong khoảng từ 0% đến 100%, thường được đặt bởi người vận hành từ 25% đến 35% Khi chiều cao phôi thép vượt quá mức đã đặt, hệ thống LSC sẽ gửi tín hiệu về PLC PLC sẽ xử lý tín hiệu này để điều chỉnh lại tốc độ của giá cán trước Nếu chiều cao phôi thép giảm xuống dưới mức đặt, LSC lại gửi tín hiệu về PLC, và PLC sẽ tăng tốc độ của giá cán trước để đảm bảo quá trình cán diễn ra ổn định.
Hệ thống lật được lắp đặt sau các giá cán lẻ, cụ thể là sau giá cán S18H Tại đây, quá trình cán được chia thành hai đường: Đường 1 chuyên xử lý thép cuộn với các kích thước từ Φ5,5 đến Φ10, bao gồm cả loại tròn trơn và tròn gai.
Phôi thép sau khi qua S18H sẽ được HMD9 cảm nhận và gửi tín hiệu về PLC PLC sau đó sẽ điều khiển con lăn kép PR7 để kéo phôi thép, và cuối cùng phôi thép sẽ được cắt tại SH3.
SH3 có chức năng: - Cắt đầu đuôi
- Cắt sự cố Sh3 có chức năng cắt chuyển đường
Trong trường hợp gặp sự cố SH3 cắt chuyên đường vào máy băm sự cố (RCS)
Sau khi cắt đầu đuôi, phôi thép được kéo qua LSC7 để tạo võng ngang, với tốc độ (B/M) được giữ hằng số LSC7 truyền thông tin cho PLC để điều khiển Pittông trong hộp tạo võng ngang Sau khi qua LSC7, phôi được đưa vào giá cán Block (B/M), nơi tỉ số tốc độ của các giá cán được cố định với 6 giá cán từ (19 –).
24) được đặt nghiêng nhau mỗi bên 45 o
- Nếu cán Φ6: sử dụng hết giá cán
- Nếu tạo Φ8: bỏ 2 giá cán cuối
- Nếu tạo Φ10: bỏ 4 giá cán cuối
Giải pháp kỹ thuật
2.2.1 Cấu trúc của hệ thống
Giải pháp tự động hóa cho việc mở và đóng cửa gió của động cơ DC nhằm tiết kiệm điện năng cho quạt gió trong hệ thống làm mát được phát triển dựa trên công nghệ điều khiển lưu lượng gió bằng hệ thống truyền động có tốc độ thay đổi.
Trong quá trình thực tập tại công ty thép Việt-Hàn, tôi đã nghiên cứu hệ thống làm mát cho động cơ điện một chiều DC và phát hiện ra những hạn chế của nó Để khắc phục những vấn đề này, tôi xin đề xuất một giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện hiệu suất của hệ thống làm mát Giải pháp kỹ thuật sẽ được trình bày chi tiết trong bài viết này.
Sơ đồ cấu trúc của hệ thống được mô tả ở hình 2.2 Hệ thống điều khiển lưu lượng quạt có cấu hình như sau:
Hình 2.2: Sơ đồ của hệ thống đã được cải tiến
Biến tần để điều khiển tốc độ của động cơ quạt
Bảng hiển thị và điều khiển
Biến tần được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng bơm và quạt, cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi tần số đầu vào Việc kết hợp biến tần với động cơ tạo ra một hệ thống truyền động linh hoạt, giúp kiểm soát lưu lượng quạt thông qua việc điều chỉnh tốc độ động cơ Quá trình tìm hiểu và áp dụng công nghệ mới là rất quan trọng trong lĩnh vực này.
Em đã lựa chọn biến tần ABB để điều khiển tốc độ quạt gió cho hệ thống làm mát động cơ điện một chiều
- Ấn vào 4 nút ấn ở các góc trên và dưới biến tần cùng một lúc Tháo bỏ nắp che bên ngoài
- Kiểm tra nhãn hiệu của biến tần, số seri
ASC101: Biến tần loại 1 pha
ASC 103: Biến tần loại 3 pha
Kiểm tra loại nguồn cấp là rất quan trọng; nếu nguồn cấp là 3 pha không có trung tính nối đất, cần sử dụng bộ lọc RFI để bảo vệ biến tần khỏi nguy cơ bị nối ngắn mạch với đất.
- Kiểm tra động cơ : Động cơ có phải là loại 3 pha 200-240 V hoặc 380-
480 V, tần số định mức 50 hoặc 60 Hz Dòng điện định mức của động cơ phải nhỏ hơn hoặc bằng dòng điện định mức ở đầu ra của biến tần
Hình 2.3: Sơ đồ đấu dây
2.2.2.2 Các đầu nối động lực
Bảng 2.2 Các đầu nối động lực Đầu nối Mô Tả Ghi chú
L, N Nguồn vào xoay chiều 1 pha
Nguồn vào xoay chiều 3 pha
Không dùng nguồn một pha
PE Bảo vệ nối đất Tối thiểu cáp đồng 4 mm
W2 Đầu ra công suất tới động cơ
Chiều dài lớn nhất tuỳ thuộc vào loại biến tần
Uc+ Uc- Điện áp một chiều 325V Dành cho các bộ ngắt/điện trở hãm
Nối với phần vỏ cáp của động cơ
2.2.2.3 Các đầu nối điều khiển
Bảng 2.3: Các đầu nối điều khiển
1 SCR Đầu nối cho vỏ boc cáp tín hiệu
2 AI1 Đầu vào tương tự 1, lập trình được
Mặc định: 0-10 V(Ri= 190 kΩ) (S1:1:U) ↔ 0-50 Hz tần số đầu ra
0-20 mA (Ri= 500 Ω) (S1:1:I) ↔ 0-50 Hz tần số đầu ra Độ phân giải 0.1%, độ chính xác ±1%
4 10V Điện áp nguồn 10V/10mA cho triết áp, độ chính xác ±2%
5 AI2 Đầu vào tương tự 2, lập trình được
0-20 mA (Ri= 500Ω) (S1:2:I) Độ phân giải 0.1%, độ chính xác ±1%
6 AGND Đầu nối chung cho đầu số vào
7 AO Đầu ra tương tự lập trình được
Mặc định: 0-20 mA (tải < 500Ω) ↔ 0-50 Hz Độ chính xác: ±3%
8 AGND Đầu nối tường cho các tín hiệu vào số trả về
9 12V Nguồn ra phụ 12V DC/100mA (đối với AGND) Bảo vệ ngắn mạch
10 DCOM Đầu nối chung cho đầu vào số Để kích hoạt một đầu vào số, phải có điện áp +12V (hoặc -12V) giữa đầu vào đó và
DCOM Điện áp 12V có thể được cấp từ bên trong biến tần hoặc từ nguồn 12-24 V bên ngoài Đầu vào số Nhà sản xuất(0) Nhà sản xuất (1)
Khởi động, kích hoạt DI1 để khởi động biến tần Động cơ sẽ tăng tốc tới tần số đặt
Ngắt sẽ dừng động cơ Động cơ ngừng ngay sau khi có tín hiệu dừng
Khởi động Nếu DI2 đã được kích hoạt, việc kích hoạt lập tức DI1 sẽ làm chạy biến tần
12 DI2 Đảo chiều Kích hoạt DI2để đảo chiều quay động cơ
Dừng Việc ngừng kích hoạt lập tức DI2 luôn làm biến tần dừng lại
Chạy thử Kích hoạt DI3 để đặt tần số mặc định không đổi
5 Hz Đảo chiều Kích hoạt DI3 để đảo chiều quay
14 DI4 Không được kích hoạt Không được kích hoạt
15 DI5 Chọn thời gian tăng/giảm tốc Kích hoạt để chọn thời gian tăng giảm tốc là 60s
DO1A Đầu ra rơ le 1, lập trình được (mặc định: báo lỗi )
Tín hiệu lỗi: DO 1A và DO1B hở mạch
DO2A Đầu ra rơ le 1, lập trình được (mặc định: báo lỗi)
Tín hiệu chạy: DO2A và DO 2B ngắn mạch
2.2.2.4 Các sơ đồ đấu đấu dây điều khiển
Cấu hình đầu vào số Factory(0) Kết nối NPN
Cấu hình đầu vào số Factory(0) Kết nối PNP
Tín hiệu đặt tần số từ nguồn dòng
Hình 2.4: Sơ đồ đấu dây điều khiển
2.2.2.5 Các cảnh báo và báo lỗi từ đèn LED
Bảng 2.4: Các cảnh báo và lỗi đèn LED Đèn LED đỏ: Tắt Hoạt động không bình thường Đền LED xanh: Nháy
ACS 140 không chấp hành toàn bộ các lệnh điều khiển Đèn nhấp nháy trong 15 giây
Thời gian tăng giảm tốc quá nhanh so với mômen yêu cầu của tải
Do ngắt điện áp ngắn hạn Đèn LED đỏ: Bật Lỗi Đèn LED xanh: Bật
Hành động: Đặt tín hiệu dừng để xoá lỗi Đặt tín hiệu chạy để khởi động biến tần
Nếu biến tần không thể làm việc, kiểm tra xem điện áp vào có ở trong dải cho phép
Nguồn cấp mất pha hoặc có nhiễu
Phần cơ khí hỏng, có thể gây quá dòng
Phần tản nhiệt có sạch không Đèn LED đỏ: Nhấp nháy Lỗi Đèn LED xanh: Bật
Chờ đến lúc các đèn LED tắt
Bật nguồn cấp trở lại
Cảnh báo! Hành động này có thể khởi động biến tần
Lỗi chạm mát đầu ra
Cách điện của động cơ
2.2.2.6.Sử dụng bàn phím điều khiển
Hình 2.5: Bàn phím điều khiển
Bàn phím điều khiển cho phép lập trình tham số cho biến tần, sao chép dữ liệu giữa các thiết bị và theo dõi các biến quá trình Người dùng có thể dễ dàng lắp hoặc tháo bàn phím điều khiển khỏi biến tần bất kỳ lúc nào.
Ngay khi biến tần được cấp điện, bàn phím sẽ hiển thị vị trí hiện thời của khoá chuyển S1 trong 1 giây, VD CF 0 nếu S1 ở vị trí 0
Biến tần hoạt động ở hai chế độ: REM (từ xa) và LOC (tại chỗ) Khi được cấp nguồn lần đầu, chế độ mặc định là REM, cho phép điều khiển qua các tín hiệu từ khoá chuyển mạch, nút ấn, tay gạt và triết áp Chế độ LOC cho phép nhập lệnh điều khiển trực tiếp từ bàn phím Để chuyển đổi giữa hai chế độ này, giữ đồng thời phím Menu và Enter cho đến khi màn hình hiển thị Loc hoặc LCr.
Nếu bạn ngừng bấm khi màn hình hiển thị "Loc", tần số được thiết lập cho bàn phím sẽ là tần số đang được điều chỉnh từ nguồn dòng hoặc triết áp bên ngoài Sau đó, biến tần sẽ ngừng hoạt động.
Khi ngừng bấm trên màn hình hiển thị Lcr, trạng thái chạy/dừng và tần số đặt ở đầu vào/ra bên ngoài sẽ được sao chép vào bàn phím Để điều chỉnh biến tần chạy hoặc dừng, chỉ cần ấn nút CHẠY/DỪNG.
Thay đổi chiều quay của trục động cơ ấn nút ĐẢO CHIỀU
Để chuyển trở lại chế độ điều khiển từ xa bên ngoài (REM), bạn cần ấn và giữ đồng thời 2 nút MENU và ENTER cho đến khi màn hình hiển thị chữ REM.
FWD/REW không đổi Chiều quay là thuận/ngưọc Động cơ đang chạy ở tần số đặt
FWD/REW nhấp nháy nhanh Đông cơ đang tăng/giảm tốc
FWD/REW nhấp nháy chậm Động cơ đang ngừng chạy
2.2.2.7 Ƣu điểm của biến tần Động cơ làm mát động cơ điện một chiều sẽ được điều khiển thông qua biến tần
Nhiệt độ toàn hệ thống duy trì ổn định, bất chấp sự thay đổi tăng hoặc giảm của nhiệt độ Cảm biến nhiệt độ được lắp đặt tại mỗi động cơ trong hệ thống giá cán sẽ truyền thông tin về nhiệt độ cao nhất trở lại biến tần.
Với phương pháp điều khiển U/f, do đó tốc độ động cơ có thể thay đổi một cách linh hoạt
Dòng khởi động được hạn chế sẽ không gây sụt áp khi khởi động sẽ không ảnh hưởng đến các thiết bị khác
Quá trình Stop, Start được tối ưu hóa nhằm giảm thiểu tổn hại cho động cơ về mặt cơ khí, bảo vệ hệ truyền động và giảm thiểu tác động điện Nhờ đó, chi phí bảo dưỡng cũng được giảm đáng kể.
Không giới hạn số lần khởi động
Có chức năng bảo vệ: quá áp, thấp áp, quá nhiệt, bảo vệ nhiệt động cơ, bảo vệ ngắn mạch, đảo pha,…
Cảm biến nhiệt độ được dùng để đo nhiệt độ của trên động cơ DC
Số lượng cảm biến nhiệt độ càng nhiều sẽ giúp cải thiện hiệu quả làm mát cho động cơ DC Động cơ DC được chia thành 4 vùng, và qua quá trình nghiên cứu, mỗi vùng sẽ được lắp đặt một cảm biến đo nhiệt độ tại vị trí có nhiệt độ cao nhất Các tín hiệu nhiệt độ này sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện trong dải 4÷20mA và gửi về PLC để xử lý Trong giải pháp kỹ thuật đề xuất, cảm biến nhiệt độ LM335 được lựa chọn nhờ vào những đặc điểm nổi bật của nó.
Hình dáng của cảm biến có 3 chân chính: 2 chân cấp nguồn và 1 chân out tín hiệu Analog
Khi cung cấp điện áp cho LM335, cảm biến sẽ chuyển đổi nhiệt độ đo được thành điện áp tại chân số 2 (Vout) Điện áp này tỷ lệ thuận với dải nhiệt độ mà cảm biến đo, với độ phân giải đầu ra là 10mV/K LM335 hoạt động trong dải điện áp từ 0 đến 10V và có khả năng đo nhiệt độ trong khoảng tương ứng.
2.2.4.1 Tổng quan về họ PLC S7-200 của hãng Siemens
Có hai series: 21x (loại cũ không còn sản xuất nữa) và 22x (loại mới)
Loại CPU mới mang lại nhiều ưu điểm vượt trội về tính năng, bao gồm các dòng CPU 221, 222, 224, 224XP, 226, và 226XM Đặc biệt, CPU 224XP được trang bị hỗ trợ analog 2I/1O onboard cùng với 2 cổng truyền thông, giúp nâng cao khả năng kết nối và hiệu suất hoạt động.
Bảng 2.6: So sánh đặc điểm và thông số kỹ thuật series 22x
• Đèn RUN-màu xanh: Chỉ định PLC ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình đã được nạp vào bộ nhớ chương trình
• Đèn STOP-màu vàng: Chỉ định PLC ở chế độ STOP, dừng chương trình đang thực hiện lại (các đầu ra đều ở chế độ off)
Đèn SF màu đỏ trên thiết bị báo hiệu rằng hệ thống gặp sự cố, có thể do lỗi phần cứng hoặc hệ điều hành Cần phân biệt rõ giữa lỗi hệ thống và lỗi chương trình người dùng; trong trường hợp lỗi chương trình người dùng, CPU không thể nhận diện được lỗi này vì phần mềm lập trình đã thực hiện kiểm tra trước khi được tải xuống CPU và chuyển đổi sang mã máy.
Hình 2.6: CPU S7-200 và các module
• Đèn Ix.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số
• Đèn Qx.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số
Tính năng của hệ thống
Chế độ chạy luân phiên động cơ
Vận hành tự động, điều chỉnh tốc độ của quạt theo giá trị nhiệt độ lớn nhất, đảm bảo yêu cầu làm mát
Tự động vận hành thêm động cơ quạt khi nhu cầu làm mát tăng vượt quá định mức của một động cơ
Vận hành trực tiếp (không qua biến tần) khi biến tần có sự cố, PLC có sự cố.
Nguyên lý hoạt động
Vận hành không qua biến tần yêu cầu chọn khóa chuyển mạch về mạch điều khiển cũ, cho phép hệ thống hoạt động như trước khi lắp biến tần Để chạy quạt gió làm mát cho động cơ điện một chiều, nhân viên phải trực tiếp điều khiển tại tủ điều khiển ở vị trí hầm quạt gió và vận hành quạt ở tốc độ định mức Đồng thời, cần xem xét kế hoạch sản xuất để điều chỉnh cửa gió của động cơ một cách chính xác.
Vận hành tự động qua biến tần được thực hiện nhờ bộ PLC, cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ quạt Khi quạt số 1 khởi động, bộ PLC gửi tín hiệu nhiệt độ về biến tần để điều chỉnh tốc độ, giữ nhiệt độ ổn định theo giá trị cài đặt Nếu quạt số 1 đạt công suất định mức mà nhiệt độ vẫn cao, PLC sẽ khởi động quạt số 2 để hỗ trợ Đối với việc điều khiển cửa gió của động cơ điện một chiều, PLC sẽ tự động mở hoặc đóng dựa trên số lượng giá cán tương ứng với từng sản phẩm Ví dụ, khi cán sản phẩm thép cuộn với 18 giá cán và 6 giá Block, người vận hành sẽ tải chương trình vào PLC chính, từ đó PLC S7-200 xử lý và gửi tín hiệu mở cửa gió cho tất cả các giá cán Khi cán sản phẩm thép cây, quy trình tương tự cũng được thực hiện.
D to hay bé mà PLC sẽ xử lý để đóng mở cửa gió các giá cán Tránh lãng phí lưu lượng gió dẫn đến tiêu hoa điện năng lớn.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ GIÁ CÁN
Tổng quan về mô hình hệ thống làm mát động cơ giá cán
Mô hình Đ/K ĐC QUẠT GIÓ
FAN A FAN B FAN C Đ/K ĐÓNG MỞ CỬA GIÓ GIÁ CÁN Đ/K AUTO
HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Gía cán thô Gía cán trung Gía cán tinh Gía cán block
Hình 3.1: Tổng quan mô hình
- Một bảng điều khiển chiều dài 60cm chiều rộng 40cm
- Hệ thống các bóng đèn hiển thị chế độ làm việc của hệ thống làm mát động cơ điện một chiều
- H ệ th ố ng các công t ắ c, nút nh ấ n, tri ế t áp, r ơ le trung gian đ ể đi ề u khi ể n h ệ th ố ng.
Bảng điều khiển được làm bằng khung nhôm kính đây là nơi để lắp ráp các thiết bị điều khiển của hệ thống
Hệ thống bóng đèn gổm 8 bóng
Bóng màu xanh cho biết trạng thái hoạt động của động cơ quạt gió A, B, C Bóng đỏ và bóng vàng hiển thị tốc độ của động cơ quạt gió A khi chạy qua biến tần, trong đó bóng vàng biểu thị tần số trung bình, bóng đỏ cho biết tần số cao, và bóng xanh trên bóng vàng cho thấy động cơ hoạt động ở tần số thấp.
- Bốn bóng màu đỏ hiện thị trạng thái đóng mở cửa gió động cơ giá cán Thô, Trung, Tinh, Block
Hệ thống các công tắc nút nhấn:
- Một công tắc chuyển mạch của hệ thống từ chế độ Auto sang chế độ điều khiển bằng tay
- Bảy nút nhấn thường đóng được dùng để dừng động cơ quạt gió A, B, C và động cơ đóng mở cửa gió các giá cán
- Một triết áp được dùng như cảm biến nhiệt độ
- Bốn công tắc gạt một vị trí được dùng để tạo tín hiệu đầu vào cho PLC
Cấu trúc mô hình của hệ thống
Hệ thống làm mát động cơ điện một chiều giá cán được chia làm hai khối:
- Khối thứ nhất: Là hệ thống các động cơ quạt gió gồm 3 quạt Trong đó
Hai quạt chính (A, B) hoạt động cùng nhau, trong khi quạt dự phòng (C) sẽ được kích hoạt khi một trong hai quạt chính gặp sự cố Động cơ quạt gió sử dụng loại động cơ rôto dây quấn, khởi động ở chế độ sao và chuyển sang chế độ tam giác trong quá trình hoạt động.
- Khối thứ hai: Là hệ thống các động cơ rôto lồng sóc để đóng mở cửa gió của các giá cán Thô, Trung, Tinh, Bolck
Chế độ hoạt động của hệ thống làm mát động cơ giá cán
Hệ thống làm viêc ở hai chế độ:
- Chế độ điều khiển bằng tay
Bộ PLC điều khiển tốc độ động cơ quạt thông qua biến tần, với đèn tín hiệu hiển thị trạng thái hoạt động Khi quạt số 1 khởi động, đèn Đ1 sáng, và tín hiệu nhiệt độ tối đa từ động cơ được gửi về biến tần để điều chỉnh tốc độ quạt, thể hiện qua đèn Đ2 và Đ3 Nếu nhiệt độ phản hồi cao hơn giá trị đặt, PLC tự động khởi động quạt số 2 (đèn Đ4 sáng) trong khi vẫn điều chỉnh quạt số 1 Đối với việc đóng mở cửa gió của động cơ điện một chiều, PLC xử lý tín hiệu để tự động điều chỉnh theo số lượng giá cán sản phẩm Khi cán thép cuộn với 18 giá cán và 6 giá Block, tất cả đèn sẽ sáng Người vận hành tải chương trình vào PLC S7-200 để mở cửa gió cho tất cả giá cán Khi cán thép cây, PLC sẽ điều chỉnh cửa gió tùy theo kích thước sản phẩm, giúp tiết kiệm lưu lượng gió và giảm tiêu thụ điện năng.
Chế độ điều khiển bằng tay:
Chọn khóa chuyển mạch về mạch điều khiển cũ để vận hành hệ thống như ban đầu, trước khi lắp biến tần Khi không sử dụng biến tần, nhân viên phải trực tiếp xuống tủ điều khiển tại hầm quạt gió để khởi động quạt làm mát cho động cơ điện một chiều, với tốc độ quạt ở chế độ định mức Đồng thời, cần kiểm tra kế hoạch sản xuất để đóng, mở cửa gió cho động cơ một chiều một cách chính xác.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống quạt gió
3.3.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của quạt (A)
3.3.1.1 Sơ đồ mạch điều khiển
MẠCH ĐIỀU KHIỂN QUẠT GIÓ (A)
Hình 3.2: Sơ đồ mạch điều khiển quạt A
Quạt gió A làm việc ở hai chế độ:
Chế độ làm việc tự động chạy qua biến tần
Chế độ làm việc điều khiển bằng tay
Chế độ làm việc tự động chạy qua biến tần:
Quạt được điều khiển bằng biến tần thông qua tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ, với PLC xử lý và gửi tín hiệu điều khiển Biến tần điều chỉnh tốc độ quạt dựa trên nhiệt độ bằng cách thay đổi tần số Khi gặp sự cố, người vận hành có thể chuyển quạt A về chế độ làm việc ban đầu trước khi nâng cấp.
Chế độ làm việc điều khiển bằng tay: Ở chế độ này quạt A được điều khiển ở hai vị trí:
Chế độ điều khiển tại chỗ
Chế độ điều khiển từ xa
Chế độ điều khiển tại chỗ
Người vận hành chuyển công tắc về vị trí Local và ấn nút Run để cấp điện cho cuộn hút của các khởi động từ (88M), (88MX), (88Y) và cuộn hút của rơle thời gian (T) Khi khởi động từ (88M) có điện, nó sẽ hút tiếp điểm thường mở 88M(3,4) để duy trì hoạt động, đồng thời hút tiếp điểm bên mạch động lực 88M Khởi động từ (88Y) cũng được cấp điện, dẫn đến việc nhả tiếp điểm thường đóng 88Y(4,8) để ngăn không cho khởi động từ (88D) hoạt động và hút tiếp điểm thường mở bên mạch động lực 88Y Động cơ khởi động ở chế độ sao, và sau khoảng thời gian đã được cài đặt, rơle thời gian (T) sẽ tác động để hút tiếp điểm thường mở đóng chậm T(9) và nhả tiếp điểm thường đóng mở chậm T(6) Khi khởi động từ (88Y) mất điện, tiếp điểm thường đóng 88Y(4,8) sẽ đóng lại, cấp điện cho khởi động từ.
Khởi động từ (88D) có điện sẽ hút tiếp điểm thường mở 88D(9) để duy trì hoạt động, đồng thời ngắt nguồn cho rơle thời gian (T) và khởi động từ (88Y) bằng cách hút tiếp điểm liên động thường đóng 88D (4,5) Khi đó, động cơ quạt gió A hoạt động ở chế độ tam giác Trong quá trình vận hành, động cơ được bảo vệ bởi rơle quá dòng, ngăn chặn sự cố quá tải Nếu xảy ra sự cố, rơle quá dòng sẽ cấp điện cho khởi động từ (49X), làm nhả tiếp điểm thường đóng 49X(15,16) để ngắt toàn bộ nguồn điện của các rơle và khởi động từ phía sau Trong trường hợp ngắn mạch, áp tô mát (MCCB) sẽ tự động ngắt điện toàn bộ thiết bị phía sau.
Chế độ điều khiển từ xa
Người vận hành chuyển công tắc từ vị trí tại chỗ sang vị trí điều khiển từ xa trên bảng điều khiển Quạt được chạy từ vị trí trên phòng điều khiển trung tâm Quá trình làm việc ở vị trí từ xa tương tự như ở vị trí tại chỗ.
3.3.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của quạt (B)
3.3.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển
MẠCH ĐIỀU KHIỂN QUẠT GIÓ B
Hình 3.3: Sơ đồ mạch điều khiển quạt B
Quạt B được điều khiển ở hai vị trí:
Chế độ điều khiển tại chỗ
Chế độ điều khiển từ xa
Chế độ điều khiển tại chỗ
Người vận hành chuyển công tắc về vị trí Local và nhấn nút Run để cấp điện cho cuộn hút của các khởi động từ (88M, 88MX, 88Y) và rơle thời gian (T) Khi khởi động từ (88M) có điện, nó sẽ hút tiếp điểm thường mở 88M(3,4) để duy trì hoạt động, đồng thời kích hoạt tiếp điểm bên mạch động lực Khởi động từ (88Y) sẽ nhả tiếp điểm thường đóng 88Y(8) để ngăn không cấp điện cho khởi động từ (88D) và hút tiếp điểm thường mở bên mạch động lực 88Y Động cơ khởi động ở chế độ sao và sau thời gian đã định, rơle thời gian (T) sẽ tác động để đóng tiếp điểm thường mở T(9) và nhả tiếp điểm thường đóng T(6) Khi khởi động từ (88Y) mất điện, tiếp điểm thường đóng 88Y(8) sẽ cấp điện cho khởi động từ (88D), cho phép nó duy trì hoạt động và ngắt nguồn cho rơle thời gian (T) và khởi động từ (88Y) Động cơ quạt gió B chuyển sang chế độ tam giác Trong trường hợp xảy ra sự cố, rơle quá dòng sẽ bảo vệ động cơ bằng cách cấp điện cho khởi động từ (49X), giúp ngắt toàn bộ nguồn điện của các rơle và khởi động từ phía sau Nếu có sự cố ngắn mạch, áp tô mát (MCCB) sẽ ngắt điện toàn bộ thiết bị.
Chế độ điều khiển từ xa
Người vận hành chuyển công tắc từ vị trí tại chỗ sang vị trí điều khiển từ xa trên bảng điều khiển, cho phép điều khiển quạt từ xa trong phòng điều khiển trung tâm Quá trình làm việc khi điều khiển từ xa tương tự như khi làm việc ở vị trí tại chỗ.
3.3.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của quạt (C)
3.3.3.1 Sơ đồ mạch điều khiển
Hình 3.4: Sơ đồ mạch điều khiển quạt C
Quạt C được điều khiển ở hai vị trí:
Chế độ điều khiển tại chỗ
Chế độ điều khiển từ xa
Chế độ điều khiển tại chỗ
Người vận hành chuyển công tắc về vị trí Local và ấn nút Run để cấp điện cho cuộn hút của các khởi động từ (88M), (88MX), (88Y) và rơle thời gian (T) Khởi động từ (88M) hút tiếp điểm thường mở 88M(3,4) để duy trì và hút tiếp điểm bên mạch động lực Khởi động từ (88Y) nhả tiếp điểm thường đóng 88Y(4,8) để khóa chéo không cấp điện cho khởi động từ (88D) và hút tiếp điểm thường mở bên mạch động lực 88Y Động cơ khởi động ở chế độ sao, sau đó rơle thời gian (T) tác động để chuyển đổi tiếp điểm Khi khởi động từ (88Y) mất điện, tiếp điểm thường đóng 88Y(4,8) cấp điện cho khởi động từ (88D), cho phép động cơ chuyển sang chế độ tam giác Trong quá trình hoạt động, rơle quá dòng bảo vệ động cơ khỏi sự cố quá tải, cấp điện cho khởi động từ (49X) để ngắt toàn bộ nguồn điện Trong trường hợp ngắn mạch, áp tô mát (MCCB) sẽ ngắt điện toàn bộ thiết bị phía sau.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống quạt gió làm mát
Người vận hành chuyển công tắc từ chế độ điều khiển tại chỗ sang chế độ điều khiển từ xa trên bảng điều khiển Quạt được khởi động tại vị trí phòng điều khiển trung tâm Quy trình làm việc khi điều khiển từ xa tương tự như khi làm việc tại chỗ.
3.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của mô hình hệ thống quạt gió làm mát 3.4.1 Sơ đồ mạch điều khiển
MẠCH ĐIỆN ĐK HỆ THỐNG QUẠT GIÓ LÀM MÁT Đ/C DC
Hình 3.4: Sơ đồ mạch điều khiển quạt gió làm mát
Hệ thống quạt gió làm mát động cơ điện một chiều, làm viềc ở hai chế độ:
- Chế độ làm việc tự động
- Chế độ làm việc bằng tay
Chuyển công tắc trên tủ điều khiển về vị trí Auto để kích hoạt các rơle trung gian AM1, AM2, AM3 Khi rơle AM1 có điện, nó sẽ hút các tiếp điểm thường mở AM1(3,5) và mở các tiếp điểm thường đóng AM1(17,25), AM1(41,49), đồng thời kích hoạt các tiếp điểm thường mở AM1(15,17), AM1(27,29), AM1(33,35) Rơle AM2 cũng sẽ kích hoạt các tiếp điểm thường mở AM2(39,41), cho phép hệ thống hoạt động ở chế độ tự động Trong chế độ này, mọi tác động điều khiển bằng tay không có hiệu lực, và hệ thống được điều khiển tự động qua bộ PLC S7-200 Tín hiệu điều khiển từ PLC sẽ được xử lý và gửi đến các rơle trung gian K1, K2, K3, K4 để điều khiển hệ thống quạt gió PLC nhận tín hiệu từ 4 cảm biến nhiệt độ được đặt tại vị trí nóng nhất của các giá cán Thô, Trung, Tinh, Block, tuy nhiên do điều kiện thực tế, cảm biến nhiệt độ đã được thay thế bằng biến trở để đưa ra các tín hiệu điều khiển cụ thể.
Để điều khiển tốc độ quạt gió, chúng ta sử dụng bốn cảm biến được đặt ở các vị trí có nhiệt độ cao nhất của động cơ, bao gồm cán Thô, cán Tinh, cán Trung và cán Block Tín hiệu từ bốn cảm biến này sẽ được gửi về PLC để thực hiện so sánh Sự thay đổi nhiệt độ từ các cảm biến được mô phỏng bằng một biến trở, với dải làm việc từ 0°C đến 100°C, tương ứng với mức điện áp từ 0V đến 10V.
- Cảm biến nhiệt độ sẽ cảm nhận nhiệt độ và đưa ra các các mức điện áp khác nhau, nhờ PLC so sánh và sử lý
Cảm biến nhiệt độ hoạt động trong khoảng từ 0°C đến 30°C, với điện áp đầu ra từ 0V đến 3V PLC sẽ xử lý tín hiệu này và điều khiển quạt A hoạt động ở tần số thấp, đồng thời đèn xanh Đ1 sẽ sáng.
Khi nhiệt độ đạt đến 40°C hoặc thấp hơn, tương ứng với điện áp không vượt quá 6V, PLC sẽ xử lý và phát tín hiệu điều khiển để quạt A hoạt động ở tần số trung bình, đồng thời đèn vàng Đ2 sẽ sáng.
- Nhiệt độ tăng lên đến ≤ 50 0 C tương đương mức điện áp ≤ 8V, PLC sẽ sử lý và đưa ra tín hiệu điều khiển chạy quạt A ở tần số cao đèn đỏ Đ3 sáng
- Nhiệt độ tăng lên > 50 0 C tương đương mức điện áp >8 V, PLC sẽ sử lý và đưa ra tín hiệu điều khiển chạy quạt B đèn Đ4 sáng
Chuyển công tắc trên tủ điều khiển về vị trí điều khiển để khôi phục hoạt động của hệ thống Khi các rơ le trung gian AM1, AM2, AM3 mất điện, hệ thống sẽ chuyển từ chế độ tự động sang chế độ vận hành bằng tay Nhân viên sẽ trực tiếp điều khiển qua tủ điều khiển khi dây chuyền hoạt động, đảm bảo động cơ luôn hoạt động ở chế độ định mức.
Khi chạy quạt A, ấn nút ON (47,49) để cấp điện cho rơle K1, giúp duy trì hoạt động của quạt và làm sáng đèn Đ1 thông qua tiếp điểm K1 (41,43) Để dừng quạt A, ấn nút OFF (45,47) sẽ ngắt điện rơle K1 và tắt đèn Đ1 Tương tự, khi chạy quạt gió B, ấn nút ON (23,25) để cấp điện cho rơle K4, duy trì hoạt động và làm sáng đèn Đ4 qua tiếp điểm K4 (17,19) Để dừng quạt gió B, ấn nút OFF (21,23) sẽ ngắt điện rơle K4 và tắt đèn Đ4.
Khi quạt A hoặc B gặp sự cố, quạt C sẽ được kích hoạt để thay thế Quạt C hoạt động chỉ ở chế độ điều khiển bằng tay, và quá trình điều khiển của nó tương tự như chế độ điều khiển bằng tay ở quạt A và quạt B.
3.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của mô hình hệ thống đóng mở cửa gió động cơ giá cán
3.5.1 Sơ đồ mạch điều khiển
MẠCH ĐK ĐÓNG MỞ CỬA GIÓ ĐC ĐIỆN MỘT CHIỀU
Hình 3.5: Sơ đồ mạch điều khiển đóng mở cưa gió ĐC điện một chiều
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống đóng mở cửa gió động cơ giá cán 55 1 Sơ đồ mạch điều khiển
Hệ thống đóng mở cửa gió động cơ điện một chiều làm việc ở hai chế độ:
Chuyển công tắc trên tủ điều khiển về vị trí Auto để kích hoạt các rơle trung gian AM1, AM2, AM3 Khi rơle AM1 có điện, nó sẽ duy trì tiếp điểm thường mở AM1 (3,5) Rơle AM2 sẽ kích hoạt các tiếp điểm thường mở AM2 (51,53), AM2 (63,65), AM2 (75,77) và mở các tiếp điểm thường đóng AM2 (53,61), AM2 (65,73), AM2 (77,85) Rơle AM3 sẽ hút tiếp điểm thường mở AM3 (87,89) và mở tiếp điểm thường đóng AM3 (89,97), khiến hệ thống hoạt động ở chế độ tự động, không có tác động điều khiển bằng tay Hệ thống được điều khiển bởi bộ PLC S7-200 Khi dây truyền chuẩn bị hoạt động, người vận hành sẽ load chương trình cán tương ứng với sản phẩm, từ đó tín hiệu sẽ được gửi về PLC để xử lý và cấp điện cho các rơle trung gian, mở cửa gió của các giá cán.
- Với sản phẩm thép cuộn PLC sẽ gửi tín hiệu mở tất cả các cửa gió từ giá cán Thô, giá cán Trung, giá cán Tinh, giá cán Block
Sản phẩm thép thanh có kích thước đường kính khác nhau sẽ ảnh hưởng đến số lượng giá cán sử dụng Đối với sản phẩm D10, PLC sẽ điều khiển mở tất cả cửa gió từ giá cán Thô, giá cán Trung, giá cán Tinh và đóng cửa gió Block Trong khi đó, với sản phẩm D25, PLC sẽ mở cửa gió các giá cán Thô, giá cán Tinh, giá cán Trung và đóng cửa gió giá cán Tinh cùng giá cán Block.
Chuyển công tắc trên tủ điều khiển về vị trí điều khiển để đảm bảo hệ thống hoạt động đúng cách Khi các rơle trung gian AM1, AM2, AM3 mất điện, hệ thống sẽ không hoạt động ở chế độ tự động mà chuyển sang chế độ điều khiển bằng tay.
Sơ đồ thuật toán
Chạy quạt (A) tần số thấp
Chạy quạt (A) tần số tb
Chạy quạt (A) tần số cao
Mở cửa gió Cán thô
Mở cửa gió Cán trung
Mở cửa gió Cán tinh
Mở cửa gió Cán thô
Mở cửa gió Cán trung
Chạy quạt (A) tần số thấp
Chạy quạt (A) tần số tb
Chạy quạt (A) tần số cao
Thuật giải điều khiển hệ thống làm mát Đ/C giái cán
Hình 3.6: Sơ đồ mạch điều khiển đóng mở cưa gió ĐC điện một chiều
Sơ đồ đấu dây của mô hình
Bảng 3.1: Khai báo đầu vào, đầu ra
6 Đóng cửa gió cán tinh I0.5
8 Mở cửa gió giá cán tinh Q0.1
9 Chạy quạt A tần số thấp Q0.2
10 Chạy quạt A tần số TB Q0.3
11 Chạy quạt Atần số cao Q0.4
13 Mở cửa gió cán trung Q1.0
14 Mở cửa gió cán thô Q1.1