điều khiển biến tần qua plc

Trang 2

NỘI DUNG BÁO CÁO

Tổng quan

Nguyên lý hoạt động

Các phương pháp điều khiển

Mạch điều khiển và chương trìnhKết luận

345

Trang 3

1 Tổng quan đề tài

1.1 Biến tần

Biến tần là một thiết bị điện tử quan trọng trong các hệ thống công nghiệp và dân dụng Nó cho phép điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện, từ đó tối ưu hóa hiệu suất hoạt động và tiết kiệm năng lượng Biến tần được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất, vận chuyển, và tự động hóa.

Biến tần

Trang 5

PLC: PLC (Programmable Logic Controller) là một hệ thống điều khiển tự động linh hoạt và đa năng trong các ứng dụng công nghiệp Được lập trình để thực hiện các chức năng logic, điều khiển, và giám sát quá trình sản xuất

1.2 Điều khiển biến tần qua PLC

Trang 6

Việc điều khiển biến tần bằng PLC (Programmable Logic Controller) cung cấp một cách tiếp cận linh hoạt và tự động hóa hơn cho quá trình sản xuất PLC có thể lập trình để tự động điều chỉnh tốc độ và các thông số khác của biến tần dựa trên dữ liệu từ các cảm biến hoặc điều kiện hoạt động

1.2 Điều khiển biến tần qua PLC

Trang 7

2 Nguyên lý hoạt động

Động cơ không đồng bộ 3 pha hoạt động dựa trên nguyên lý của sự tương tác giữa dòng điện xoay chiều 3 pha trong cuộn stator và dòng điện từ của rotor để tạo ra lực đẩy Dòng điện xoay chiều trong stator tạo ra một trường từ xoay, tương tác với dòng điện từ trong rotor để tạo ra một lực đẩy, đẩy rotor quay theo hướng của từ trường Điều này tạo ra sự chuyển động quay và hoạt động của động cơ.

2.1 Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha

Trang 8

2.1 Nguyên lý hoạt động của biến tần

Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện Điện áp một chiều này sau đó được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng

Trang 9

2.1 Nguyên lý hoạt động của biến tần

Tần số của dòng điện đầu vào của động cơ 3 pha có mối liên hệ trực tiếp với tốc độ quay của động cơ Theo công thức cơ bản, tốc độ quay (RPM) của động cơ tỉ lệ thuận với tần số (Hz) của dòng điện đầu vào Điều này có nghĩa là khi tần số tăng lên, tốc độ quay cũng tăng theo tỷ lệ tương ứng, và ngược lại.

- N là tốc độ quay của động cơ (RPM - rotations per minute).

- f là tần số của dòng điện đầu vào (Hz - hertz).

- P là số cặp cực của động cơ.

Công thức liên hệ giữa tốc độ quay và tần số

Trang 10

3 Các phương pháp điều khiển

3.1 Điều khiển biến tần thông qua bàn phím

Đây là phương pháp điều khiển biến tần cơ bản nhất dựa trên các bàn phím có sẵn Trên bàn phím, bạn sẽ thấy có phím lên xuống (hoặc núm xoay) được dùng để thay đổi tần số của biến tần Các nhóm nút RUN (chạy), STOP (dừng ), FOR (chạy tới), REV (chạy lùi) Các loại biến tần khác nhau sẽ có cách bố trí bàn phím khác nhau, nhưng về cơ bản sẽ gồm có những phím trên

Trang 11

3.1 Điều khiển biến tần thông qua bàn phím

Cụ thể với biến tần IG5A ta sẽ có các bước thao tác như sau:

Lệnh chạy : Ở màn hình hiện tần số, nhấn mũi tên Lên / Xuống => đến hiện DRV => nhấn Enter (nút tròn ở giữa) => Chỉnh Lên / Xuống thay đổi giá trị = 0 => nhấn Enter => Số chớp nháy =>nhấn Enter lần nữa xác nhận.

Lệnh tần số : Ở màn hình hiện tần số, nhấn mũi tên Lên / Xuống => đến hiện Frq => nhấn Enter (nút tròn ở giữa) => Chỉnh Lên / Xuống thay đổi giá trị = 0 => nhấn Enter => Số

chớp nháy =>nhấn Enter lần nữa xác nhận.

Trang 12

3.2 Điều khiển biến tần thông qua biến trở, nút bấm

Điều khiển biến tần bằng nút bấm là một phương pháp đơn giản và trực quan, thường được sử dụng trong các ứng dụng dân dụng hoặc các hệ thống nhỏ Người dùng có thể sử dụng các nút bấm, biến trở để thay đổi các thông số như tốc độ quay, chiều quay, hoặc chế độ hoạt động của biến tần.

Trang 13

3.2 Điều khiển biến tần thông qua biến trở, nút bấm Cài đặt lệnh chạy ở công tắc ngoài, chỉnh tần số biến trở ngoài:

Lệnh chạy : Ở màn hình hiện

tần số, nhấn mũi tên Lên /

Xuống => đến hiện DRV =>

nhấn Enter (nút tròn ở giữa) => Chỉnh Lên / Xuống thay đổi giá trị = 1 => nhấn Enter => Số chớp nháy =>nhấn Enter lần

nữa xác nhận.

Trang 14

3.2 Điều khiển biến tần thông qua biến trở, nút bấm

Trang 15

3.2 Điều khiển biến tần thông qua truyền thông RS-485

Phương pháp điều khiển biến tần thông qua các mạng truyền thông Ví dụ như Modbus RTU, RS 485, 422, ASCII, hoặc các chuẩn truyền thông dạng phức tạp khác Các thiết bị dùng để điều khiển máy biến tần công nghiệp thường là các bộ điều khiển: PLC, HMI, các card điều khiển…

Trang 16

3.2 Điều khiển biến tần thông qua truyền thông RS-485

Phương pháp điều khiển biến tần này thường được ứng dụng trong các bài toán có độ phức tạp cao hơn như điều khiển động cơ dựa vào tín hiệu của cảm biến, điều khiển đa biến tần, điều khiển biến tần theo chu kì v.v… Do tính ứng dụng cao phương án này thường xuyên được sử dụng trong các nhà máy xí nghiệp với quy mô sản xuất lớn.

Trang 17

4 Mạch điều khiển và chương trình

Trang 18

4.1 Mạch điều khiển

Trang 19

4.2 Chương trình

Setup truyền thông RS485

Trang 20

Chương trình chính

Trang 21

Màn hình mô phỏng cho HMI

Màn hình mô phỏng cho HMI được tạo bằng phần mềm

DOPSOFT và IPSSOFT tuy nhiên vẫn chưa điều khiển PLC bằng màn hình mô phỏng do xung đột truyền thông.

Trang 22

Trang 23

- Chương trình mô phỏng chưa kết nối được với PLC;

- Biến tần Siemens tuy có nhiều các thông tin có thể tra cứu tuy nhiên về các phần set up thông số gặp khá nhiều trở ngại do số lượng thông số cần set up rất nhiều và có tính đa dạng cao tùy theo mục đích sử dụng của động cơ

- Chưa thực hiện kết nối PLC với biến tần SIEMENS.

5.1 Các vướng mắc còn tồn đọng

Trang 24

- Chương trình mô phỏng chưa kết nối được với PLC;

- Biến tần Siemens tuy có nhiều các thông tin có thể tra cứu tuy nhiên về các phần set up thông số gặp khá nhiều trở ngại do số lượng thông số cần set up rất nhiều và có tính đa dạng cao tùy theo mục đích sử dụng của động cơ

- Chưa thực hiện kết nối PLC với biến tần SIEMENS.

5.1 Các vướng mắc còn tồn đọng

Trang 25

25TRIỂN KHAI THỰC HIỆN

BÀN THÍ NGHIỆM PLC

Trang 26

5 Kết Luận

5.1 Các công việc đã thực hiện

Trang 27

27

Trang 32

Các động cơ bước vẫn hoạt động bình thườngnhưng chưa test được bộ encoder

Trang 34

Chân thành cảm ơn các thầy cô và các bạn đã lắng

nghe!