Báo cáo điều khiển hệ thống điện công nghiệp bài 3 mạch khởi động thuận nghịch

CHƯƠNG 3 MẠCH KHỞI ĐỘNG THUẬN NGHỊCH3.1 YÊU CẦU THIẾT KẾMạch khởi động thuận nghịch có kết hợp sao – tam giác bằng PLC là một hệ thống tự động giúp cho động cơ có thể chuyển từ chế độ ch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTTHÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬBỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

BÁO CÁO

ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG NGHIỆPBÀI 3 MẠCH KHỞI ĐỘNG THUẬN NGHỊCH

Nhóm 6:

1 Trương Lâm Nhất Duy (20142480)2 Dương Thành Lân (20142173)

MỤC LỤC

CHƯƠNG 3 MẠCH KHỞI ĐỘNG THUẬN NGHỊCH 1

3.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ 1

3.2 THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 2

3.3 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NỐI DÂY 2

3.3.1 Sơ đồ nối dây 2

3.3.2 Bảng mô tả các phần tử trong mạch 4

3.4 NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN 5

3.4.1 Thiết kế lưu đồ điều khiển 5

3.4.2 Giải thích nguyên lý hoạt động 6

3.5 XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 7

3.5.1 Thiết kế giao diện 7

3.5.2 Sơ đồ ladder 9

3.6 KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 12

CHƯƠNG 3 MẠCH KHỞI ĐỘNG THUẬN NGHỊCH3.1 YÊU CẦU THIẾT KẾ

Mạch khởi động thuận nghịch có kết hợp sao – tam giác bằng PLC là một hệ thống tự động giúp cho động cơ có thể chuyển từ chế độ chạy sao sang chạy tam giác một cách chính xác dù động cơ đang chạy thuận hoặc nghịch ,tránh tình trạng dòng khởi động lớn, gây sụt áp đường dây Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như các thiết bị điều khiển nâng hạ tải trọng, máy trộn,… với công suất lớn hơn 10HP Để thiết kế mạch này, ta cần sử dụng các thiết bị điện tử và phần mềm điều khiển từ xa, trong đó PLC là một giải pháp hiệu quả.

Mạch khởi động thuận nghịch có kết hợp sao – tam giác bằng PLC cần phải được thiết kế sao cho các động cơ sẽ khởi động theo thứ tự sao – tam giác, tức là động cơ sẽ được khởi động chế độ sao trước, sau đó mới chuyển qua chế độ tam giác dù ta đang chạy chế độ thuận hoặc nghịch Điều này giúp giảm dòng khởi động xuống gần 3 lần so với khởi động trực tiếp và đảm bảo an toàn cho hệ thống.

Trong mạch này, PLC sẽ đóng vai trò là bộ điều khiển chính, giúp kích hoạt các thiết bị điện và đảm bảo quá trình chuyển mạch diễn ra chính xác

Các bước cụ thể trong quá trình khởi động thuận sao – tam giác:

Bước 1: Khi có tín hiệu khởi động từ bộ điều khiển bằng việc nhấn nút, PLC sẽ kích hoạt mở nguồn cho động cơ chạy thuận với chế độ sao và cho Timer đếm.

Bước 2: Sau khi động cơ khởi động với chế độ sao một khoảng thời gian cùng với Timer đếm xong, PLC sẽ mở nguồn để động cơ chuyển chế độ chạy từ sao sang tam

3.2 THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC

Hình 3.1 Mạch động lực chạy thuận nghịch sao tam giác

3.3 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NỐI DÂY3.3.1 Sơ đồ nối dây

Hình 2.3 Sơ đồ nối dây

3.3.2 Bảng mô tả các phần tử trong mạch

Bảng 2.1 Bảng mô tả các phần tử trong mạch

Kí hiệu trên sơ đồ Tên linh kiện Địa chỉ Chức năng

MCCB QF1 MCCB 3 pha 100.01 Dùng để đóng ngắt mạch điện trong trường hợp quá tải, ngắn mạch hay nguồn điện bị sụt áp MCCB QF2 MCCB 3 pha 100.02 Dùng để đóng ngắt mạch điện

trong trường hợp quá tải, ngắn mạch hay nguồn điện bị sụt áp

3.4 NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN3.4.1 Thiết kế lưu đồ điều khiển

Hình 3.4 Lưu đồ khởi động tuần tự

3.4.2 Giải thích nguyên lý hoạt động

Hệ thống được thiết kế có thể có các bước thao tác khác nhau Nhóm chúng em chọn vận thành theo thứ tự các bước được thể hiện trên lưu đồ được trình bày ở trước đó Cụ thể về nguyên lý hoạt động như sau:

Ban đầu, khi khởi động chương trình, động cơ ở trạng thái ban đầu là trạng thái OFF (*).

Kế tiếp, cần cài đặt giá trị cho Timer đếm và hiển thị giá trị Timer

Nếu có nút nhấn được nhấn, cụ thể là BUTTON_FOR thì động cơ quay thuận, nếu là BUTTON_REV thì Động cơ quay nghịch Còn nếu không có nút nào nhấn thì chương trình sẽ chờ cho đến khi nào có tín hiện từ nút nhấn.

Giả sử đã có nút nhấn được nhấn như ở bước liền trên, động cơ quay ở chế độ SAO.

Trong lúc động cơ ở chế độ quay thuận thì tác động BUTTON_REV thì động cơ vẫn không thay đổi trạng thái Tương tự, trong lúc động cơ ở chế độ quay nghịch thì tác động BUTTON_FOR thì động cơ vẫn không thay đổi trạng thái.

Cùng lúc đó, Timer bắt đầu đếm.

Trong lúc chương trình đang chạy, động cơ đang quay, Timer đang đếm mà nhấn nút OFF, chương trình trở về bước (*).

Còn nếu không nhấn OFF, sau khi Timer đếm xong, thì động cơ sẽ chạy chế độ TAM GIÁC.

Nếu muốn dừng động cơ, thì bấm OFF, chương trình quay về bước (*) Động cơ dừng ở chế độ OFF.

3.5 XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG3.5.1 Thiết kế giao diện

Hình 1-2 Giao diện CX-Supervisor Nguyên lý hoạt động

Ban đầu, khi khởi động chương trình, động cơ ở trạng thái ban đầu là trạng thái

Kế tiếp, cần cài đặt giá trị cho Timer đếm và hiển thị giá trị Timer Nếu có nút nhấn được nhấn:

+ Cụ thể là BUTTON_FOR thì đèn báo động cơ quay thuận hiểu thị màu xanh Thanh HCN quay chiều thuận ( từ trái sang phải) với tốc độ n1

+ Nếu là BUTTON_REV thì đèn báo động cơ quay nghịch hiển thị màu xanh Thanh HCN quay chiều nghịch ( phải sang trái) với tốc độ n1

+ Còn nếu không có nút nào nhấn thì chương trình sẽ chờ cho đến khi nào có tín hiện từ nút nhấn.

Giả sử đã có nút nhấn được nhấn như ở bước liền trên, động cơ quay ở chế độ SAO, đèn báo chế độ sao hiển thị màu xanh Thanh HCN vẫn quay theo chiều trước đó, nhưng với tốc độ n2 (n2>n1)

Cùng lúc đó, Timer bắt đầu đếm.

Trong lúc chương trình đang chạy, động cơ đang quay, Timer đang đếm mà nhấn nút OFF, chương trình trở về bước (*).

3.5.2.2 Sơ đồ ladder mạch nhân chia

Hình 1-3 Sơ đồ Ladder mạch nhân chia Nguyên lý hoạt động

Giá trị #5 mặc định được đưa vào thanh ghi ở địa chỉ D0 Nếu muốn đưa giá trị khác thì có thể chỉnh sửa lại.

Sau đó, qua lệnh *BCD, lấy giá trị ở D0 *10, đưa vào địa chỉ D2 ( địa chỉ Timer) Giúp Timer đếm đúng thời gian mong muốn khi cài.

Cuối cùng, qua lệnh /BCD, lấy giá trị ở D2 /10, đưa vào địa chỉ D4 để hiển thị ra ngoài Giúp hiển thị đúng thời gian Timer đếm.

3.6 KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT

Kết quả:

Việc điều khiển động cơ chạy thuận nghịch 2 chế độ SAO/TAM GIÁC đã được thực hiện phổ biến thành công trong ngành điện công nghiệp Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng Timer và các chức năng nút nhấn trên PLC điều khiển động cơ chạy thuận nghịch theo cách phù hợp với mục đích sử dụng.

Nhận xét: + Ưu điểm:

Hệ thống có tính năng hoạt động cao và dễ dàng thay đổi thông số điều khiển động cơ.

Điều khiển bằng PLC giúp cho chương trình điều khiển cơ có thể được thiết lập và kiểm tra trước khi triển khai, giúp giảm thiểu sự cố trong quá trình vận hành của dự án.

Hệ thống có khả năng tự động hóa các hoạt động và giảm thiểu tác động của

Nếu không thiết lập chương trình hoặc thiết lập hệ thống điều khiển động cơ đúng cách, nó có thể dẫn đến tình trạng lỗi và gây hư hỏng cho động cơ.

Hệ thống không thể thay thế hoàn toàn công việc của nhân viên kỹ thuật, nhân viên vận tải vận hành và bảo trì, và vẫn cần sự can thiệp của con người trong quá trình vận hành và bảo trì.

Bảng 1.1 Bảng mô tả các phần tử trong mạch Kí hiệu trên sơ đồ Tên linh kiện Địa chỉ Chức năng

MCCB QF1 MCCB 3 pha 100.01 Dùng để đóng ngắt mạch điện trong trường hợp quá tải, ngắn mạch hay nguồn điện bị sụt áp MCCB QF2 MCCB 3 pha 100.02 Dùng để đóng ngắt mạch điện

trong trường hợp quá tải, ngắn mạch hay nguồn điện bị sụt áp