thiết kế và lắp đặt tủ ats bằng plc logo siemens

KHOA: CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT TỦ ATS BẰNG PLC LOGO SIEMENS dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici

Trang 1

KHOA: CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT TỦ ATS BẰNG PLC LOGO SIEMENS

dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017

dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017

75Thursday, June 13, 20248:37:19 PM8:37:19 PM75Thursday, June 13, 20248:37:19 PM8:37:19 PM75Thursday, June 13, 20248:37:19 PM8:37:19 PM

dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017

75dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017Thursday, June 13, 2024

Trang 2

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

(2): Nguyễn Trần Luật MSSV: 16074181 (3): Trần Viết Trọng MSSV: 16075091

2 Tên đề tài

THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT TỦ ATS BẰNG PLC LOGO SIEMENS

3 Nhiệm vụ (Nội dung và số liệu ban đầu)

Chương 1: Tổng quan về tủ ATS Chương 2: Giới thiệu về logo siemens Chương 3: Các thiết bị tủ ATS

Chương 4: Lập trình LOGO SIEMENS

Chương 5: Điều khiển và giám sát hệ thống qua tin nhắn sms Chương 6: Thi công tủ ATS

Chương 7: Kết luận và hướng phát triển

4 Kết quả dự kiến

Thiết kế, phần cứng và lập trình LOGO SIEMENS Đọc bản vẽ

Đấu nối đúng tiêu chuẩn, đáp ứng vào thực tiễn

Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 2020

Sinh viên

dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Ký tên

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Ký tên

752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 5

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH viii

DANH MỤC BẢNG xi

LỜI MỞ ĐẦU xii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TỦ ATS 1

1.1 Giới thiệu chung về hệ thống ATS 1

1.1.1 Khái niệm tủ ATS 1

1.1.2 Chức năng 2

1.2 Phân loại 2

1.3 Cấu tạo tủ ATS 3

1.3.1 Cấu trúc sơ đồ khối của hệ thống 4

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ LOGO SIEMENS 9

2.1 Tổng quan LOGO SIEMENS 9

2.1.1 Khái niệm LOGO SIEMENS 9752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 6

2.1.2 Cấu trúc Logo siemens bao gồm: 10

2.1.3 Tổng quan về các version của họ LOGO! 11

2.1.4 Cách đấu dây cho các sản phẩm họ LOGO! 12

2.1.5 Khả năng mở rộng của LOGO 15

Đối với version LOGO! 12/24 RC/RCo và LOGO! 24/24o 15

2.1.6 Các hàm chính của LOGO 16

2.2 Phần mềm chuyên lập trình cho các dòng LOGO 24

2.2.1 Giới thiệu về phần mền Logo!Soft Comfort V8.1 24

2.2.2 Ngôn ngữ lập trình cho LOGO 24

2.3 Ưu nhược điểm của LOGO! 25

2.4 Ứng dụng của LOGO SIEMENS trong công nghiệp 26

CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO TỦ ATS 27

Trang 7

CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH CHO LOGO SIEMENS 12/24RC 39

4.1 Giao tiếp máy tính qua cáp lập trình USB -LOGO 39

4.2 Lập trình cho Logo! 12/24RC 40

4.2.1 Lưu đồ thuật toán 40

4.2.2 Chế độ điều khiển tự động – AUTO 40

4.2.3 Chế độ điều khiển bằng tay (MAN) 42

4.2.4 Chương trình PLC cho tủ ATS 42

CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THÔNG QUA TIN NHẮN SMS 44

5.1 Tổng quan về bộ giám sát và điều khiển hệ thống qua tin nhắn sms 44

5.1.1 Kit Arduino UNO GSM SIM 800A 44

5.1.2 Phần mềm Arduino 1.8.12 45

5.2 Lập trình cho Modul kit arduino sim800A 46

5.2.1 Giám sát hệ thống 46

5.2.2 Điều khiển hệ thống 47

5.2.3 Chương trình giám sát điều khiển hệ thống 47

CHƯƠNG 6: THI CÔNG TỦ ATS 55

6.1 Thiết kế tủ 55

6.1.1 Sơ đồ mạch động lực 56

6.1.2 Sơ đồ mạch điều khiển 56

6.2 Thi công tủ lắp ráp tủ ATS 57

6.2.1 Bắt đầu thi công 57

6.2.2 Hoàn thành tủ ATS 58

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 59

7.1 Ưu điểm và nhược điểm 59752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 8

7.2 Hướng mở rộng phát triển thêm hệ thống 59

LỜI KẾT 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

LỜI CẢM ƠN 62752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 9

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Tổng quan hệ thống tủ ATS 1

Hình 1 2 Sơ đồ nguyên lý cơ bản của tủ ATS 1

Hình 1 3 Hệ thống tủ ATS bằng 2 Contactor 5

Hình 1 4 Cấu trúc kết nối 2 Aptomat ngược nhau 6

Hình 1 5 Giản đồ thời gian hệ thống ATS 7

Hình 1 6 Cơ sở cần có hệ thống tủ ATS 8

Hình 2 1 Logo Siemens 9

Hình 2 2 Cấu tạo bên ngoài của Logo 9

Hình 2 3 Cấu trúc của Logo 10

Hình 2 4 Các sersion của họ Logo! 11

Hình 2 5 Thông số các version của Logo 12

Hình 2 6 Cách đầu đây cho Logo! 230 12

Hình 2 7 Cách đấu dây cho Logo! AM2 13

Hình 2 8 Cách đấu dây cho Logo! AM2 PT100 13

Hình 2 9 Đấu dây ngỏ ra dạng relay cho Logo 14

Hình 2 10 Đấu dây ngỏ ra dạng transistor cho Logo 14

Hình 2 11 Kết nối Modul analog output Logo! AM 2AQ 15

Hình 2 17 Kí hiệu của hàm XOR 18

Hình 2 18 Kí hiệu hàm Timer On Delay 19

Hình 2 19 Giản đồ thời gian hàm Timer On Delay 19

Hình 2 20 Kí hiệu hàm Timer Off Delay 20

Hình 2 21 Giản đồ thời gian hàm Timer Off Delay 20752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 10

Hình 2 22 Kí hiệu hàm Relay xung 21

Hình 2 23 Giản đồ thời gian hàm Relay xung 21

Hình 2 24 Kí hiệu hàm Real Time Clock 21

Hình 2 25 Giản đồ thời gian hàm Real Timer Clock 22

Hình 2 26 Kí hiệu hàm Relay chốt 22

Hình 2 27 Kí hiệu hàm Relay On Delay 23

Hình 2 28 Giản đồ thời gian hàm Relay On Delay 23

Hình 2 29 Phần mền Logo! Soft Comfort V8.1 24

Hình 2 30 Ngôn ngữ lập trinh Ladder 24

Hình 3 4 Cấu tạo Contactor 30

Hình 3 5 Relay bảo vệ điện áp XL3G 32

Hình 3 6 Sơ đò đấu dây cho Relay bảo vệ 33

Hình 3 7 Công tắc (Switch) 33

Hình 3 8 Relay trung gian 34

Hình 3 9 Sơ đồ chân Relay trung gian 35

Hình 3 10 Cấu tạo cầu chì 35

Hình 3 11 Đồng hồ đo điện áp 36

Hình 3 12 Đèn báo 37

Hình 3 13 Công tắc chuyển mạch Voltmetter 37

Hình 3 14 Nguồn tổ ong 37

Hình 4 1 Giao diện cửa sổ phần mền lập trình 39

Hình 4 2 Cửa sổ giao tiếp máy tính Interface 39

Hình 4 3 Lưu đồ thuật toán 40752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 11

Hình 4 4 Giản đồ thời gian trường hợp 1 41

Hình 4 5 Giản đồ thời gian trường hợp 2 41

Hình 4 6 Chương trình cho LOGO 43

Hình 5 1 Kit arduino sim 44

Hình 5 2 Giao diện phần mềm Arduino 1.8.12 45

Hình 6 1 Layout tủ điện ATS 55

Hình 6 2 Sơ đồ đấu dây động lực 56

Hình 6 3 Sơ đồ đấu dây điều khiển 1 56

Hình 6 4 Sơ đồ đấu dây điều khiển 2 57

Hình 6 5 Chuẩn bị vỏ tủ để ráp thiết bị 57

Hình 6 6 Các hình quá trình bắt đầu thi công 58

Hình 6 7 Tủ ATS hoàn thiện 58752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 12

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2 1 Khả năng mở rộng của Logo! 12/24RC/RCO 15

Bảng 2 2 Khả năng mở rộng của logo! 230 RC/RCO 15

Bảng 2 3 Bảng trạng thái hàm AND 16

Bảng 2 4 Bảng trạng thái hàm OR 17

Bảng 2 5 Bảng trạng thái hàm NOT 17

Bảng 2 6 Bảng trạng thái của Hàm NAND 18

Bảng 2 7 Bảng trạng thái của hàm XOR 19

Bảng 3 1 Bảng thiết bị hệ thống ATS 27

Bảng 4 1 Bảng Ngỏ Intput/Output cho Logo 42752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 13

LỜI MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, điện năng được truyển tải từ các nhà máy phát điện đến các phụ tải thì cần phải qua các trạm biến áp Việc truyền tải điện từ lưới đến các hộ dùng điện có thể xảy ra sự cố trên đường dây cung cấp như: Mất pha do đứt dây hoặc bị ngược pha, hoặc điện áp và dòng điện khác trị số danh định do bị quá tải hoặc bị ngắn mạch Các sự cố này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như hỏng đường dây cung cấp do thời tiết mưa bão, đổ cây vào đường dây, cũng có thể xảy ra sự cố ở các trạm biến áp Hiện tượng mất điện do các sự cố đó không thể xảy ra đối với các phụ tải đặc biệt, yêu cầu cấp điện liên tục 24/24 giờ như: Bệnh viện, văn phòng chính phủ, hội trường quốc hội, ngân hàng nhà nước, đại sứ quán, khách sạn cao cấp Do vậy, cần phải có nguồn dự phòng để khi xảy ra sự cố nguồn đang được sử dụng thì ta đưa nguồn dự phòng vào phụ tải và cắt nguồn dự phòng ra khỏi lưới Nhưng để giảm thời gian mất điện của phụ tải tránh những hậu quả đáng tiếc xảy ra, nguồn điện dự phòng nhất thiết phải đi kèm với thiết bị tự động đổi nguồn ATS (Automatic Transfer Switch)

Với sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Quân và sự nỗ lực của chúng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế và lắp đặt tủ ATS bằng LOGO SIEMENS” Cấu trúc đồ án gồm các chương:

Chương 1: Tổng quan về tủ ATS Chương 2: Giới thiệu về Logo siemens Chương 3: Các thiết bị tủ ATS

Chương 4: Lập trình Logo siemens

Chương 5: Điều khiển và giám sát hệ thống qua tin nhắn sms Chương 6: Thi công tủ ATS

Chương 7: Kết luận và hướng phát triển

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy đã hướng dẫn nhiệt tình trong suốt quá trình làm đồ án này

752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 14

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TỦ ATS

1.1 Giới thiệu chung về hệ thống ATS

Hình 1 1 Tổng quan hệ thống tủ ATS

Hiện nay, nhu cầu sử dụng máy phát điện công suất dưới 1000kVA cho các nhà máy, trạm viễn thông, cho các nhà hàng-khách sạn, trụ sở công ty, siêu thị… là tương đối lớn Khi có sự cố về điện xảy ra ở nguồn luới quốc gia thì tải sẽ được chuyển từ nguồn này sang nguồn khác tạm thời trong thời gian xử lý sự cố Để nhận biết và xử lý sự cố nhanh chóng và chính xác thì người ta xử dụng bộ chuyển mạch tự động ATS

1.1.1 Khái niệm tủ ATS

Hình 1 2 Sơ đồ nguyên lý cơ bản của tủ ATS

Trang 15

Hệ thống tự động chuyển mạch ATS (Automatic Transfer Switch) là hệ thống duy trì sự hoạt động của tải khi mất điện nhờ chế độ tự động chuyển đổi nguồn cung cấp từ nguồn lưới điện chính sang nguồn lưới phụ sau khi lưới mất điện Tự động chuyển giữa nguồn lưới/máy phát (3 pha và trung tính), đảm bảo cung cấp liên tục cho phụ tải khi điện áp lưới bị mất hoặc không đảm bảo chất lượng Khi điện áp lưới đảm bảo các giá trị định mức, tủ sẽ tự động đóng phụ tải với lưới

Ngoài ra, tủ ATS có chức năng bảo vệ khi điện lưới bị sự cố như: Mất pha, mất trung tính, thấp áp (tuỳ chỉnh) thời gian chuyển đổi có thể điều chỉnh

Hệ thống ATS hoạt động ở hai chế độ Automatic (tự động) và Manual (bằng tay), và nó phải đảm bảo các chức năng bảo vệ cho hệ thống

Theo loại thiết bị đóng cắt:

Trang 16

Tủ ATS sử dụng contactor: dòng nhỏ và trung bình (dưới 400A)

Tủ ATS sử dụng Bộ chuyển nguồn ATS: cho dòng trung bình và lớn (từ 100A đến 2000A)

Tủ ATS sử dụng ACB: dòng điện lớn (trên 800A) Theo bộ điều khiển:

Tủ ATS sử dụng các bộ điều khiển có sẵn của các hãng OSUNG, SOCOMEC, SCHNEIDER, OSEMCO, …

Tủ ATS sử dụng Controller lập trình tùy biến (board mạch điện tử nhập ngoại)

Tủ ATS sử dụng rơ le logic Theo môi trường lắp đặt:

Trong nhà Ngoài trời

Theo nguồn chính và nguồn dự phòng chia ra làm hai loại:

ATS lưới – lưới: Nếu nguồn điện dự phòng là được lấy từ lưới điện khác ATS lưới – máy phát: Nếu nguồn điện dự phòng là được lấy từ máy phát

1.3 Cấu tạo tủ ATS

Một bộ tủ điện Chuyển nguồn tự động ATS thường gồm 3 phần chính sau: Phần động lực (Contactor, Bộ chuyển nguồn ATS, MCCB)

Bộ điều khiển: dùng bộ điều khiển chuyên dụng tích hợp với ATS (của Chint, Osung, Socomec, Schneider, Osemco….); ATS Controller lập trình tùy biến, dùng các relay logic (Logo, Zen….), và dùng các bộ PLC nhỏ (đối với ứng dụng phức tạp)

Các phần khác: như khoá liên động cơ khí Interlock, nguồn, Bộ bảo vệ O/UV, OC/EF…giám sát bảo vệ, hệ thống thanh cái đồng, đèn báo nút nhấn, truyền thông xa…

Vỏ tủ điện: được thiết kế, chế tạo từ thép mạ kẽm và được sơn tĩnh điện Kích thước vỏ tủ điện được thiết kế phù hợp với từng nhu cầu sử dụng, công suất dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017

752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 17

1.3.1 Cấu trúc sơ đồ khối của hệ thống

ĐL: Khối đo lường đảm nhận việc thu các tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành các đại lượng thuận lợi cho việc tác động tiếp sau Tín hiệu vào khối đo lường thường là liên tục còn tín hiệu ra là các đại lượng rời rạc

ĐK: Khối điều khiển nhận tín hiệu từ đầu ra khối ĐL xử lí tín hiệu này và đưa ra lệnh tác động đến cơ cấu chấp hành

CH: Khối chấp hành thực hiện việc tác động theo lệnh của cơ cấu điều khiển Khối chuyển mạch:

Khối chuyển mạch thực hiện việc chuyển tải từ nguồn này sang nguồn khác khi có tín hiệu từ khối điều khiển hoặc theo ý muốn của người vận hành (thao tác bằng tay) Khối chuyển mạch là phần mạch động lực được nối trực tiếp với tải và nó có thể đóng ngắt trực tiếp dòng điện tải Với ATS lưới-lưới khi ngắt mạch là ngắt không tải còn khi đóng lại là đóng có phụ tải Do vậy khi ngắt không phát sinh hồ quang nên không cần dập hồ quang Khi đóng sang nguồn còn lại đang có điện nên phát sinh hồ quang vì vậy ta cần phải dập tắt hồ quang trong trường hợp này

Do khối chuyển mạch luôn làm việc dưới điều kiện khắc nghiệt nên đòi hỏi khối chuyển mạch cần được chế tạo chịu được công suất lớn, tại khối chuyển mạch cần có bộ phận dập hồ quang tốt Thời gian tác động càng nhanh càng tốt,việc tác động phải dứt khoát với độ tin cậy cao , tiếp điểm chịu mài mòn và chịu va đập tốt, tiếp xúc luôn luôn phải tốt ,yêu cầu thiết bị càng gọn nhẹ càng dễ thay thế càng tốt

Các bộ chuyển đổi ATS thường dung:

Dùng Contactor Dùng Aptomat

Trang 18

1.3.2 Bộ chuyển bằng Contactor

Hình 1 3 Hệ thống tủ ATS bằng 2 Contactor

Hai contactor được nối vào hai nguồn điện và chúng được nối liên hệ lẩn nhau qua hệ thống điều khiển Kiểu chuyển mạch này có cấu tạo gọn nhẹ hoạt động của nó rất đơn giản Giống như contactor thông thường khi ta cấp điện vào cuộn dây của contactor cuộn dây này được quấn trên mạch từ tạo nên lực đóng tiếp điểm

Contactor có loại dùng điện một chiều có loại xoay chiều, ở đây ta dùng loại xoay chiều Với ATS lưới- lưới ta dùng loại contactor 3 cực vì trung tính là chung giữa hai nguồn Với ATS lưới máy phát thường dùng contactor 4 cực khi chuyển tải thì chuyển cả trung tính Hiện nay khối chuyển mạch này chỉ được chế tạo với dòng định mức dưới 800A còn ở cấp công suất cao hơn không sử dụng loại chuyển mạch này

Ưu điểm loại chuyển mạch này chính là hoạt động đơn giản, kết cấu gọn nhẹ, dễ dàng điều khiển Hạn chế của kiểu chuyển mạch contactor là tổn hao công suất và phải cấp điện để duy trì lực đóng tiếp điểm

1.3.3 Chuyển bằng Aptomat

Aptomat là một khí cụ điện tự động ngắt mạch điện khi có sự cố quá tải , ngắn mạch, áp thấp… Đôi khi aptomat cũng sử dụng để đóng cắt không thường xuyên các mạch điện ở chế độ bình thường Trong ATS không sử dụng các phần tử bảo vệ vì bảo vệ quá tải, ngắn dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017

752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 19

mạch do aptomat nguồn tác động Chuyển mạch kiểu aptomat gồm 2 aptomat nối liên động với nhau về mặt cơ khí và được đấu ngược nhau thông qua tay gạt như hình vẽ sau

Hình 1 4 Cấu trúc kết nối 2 Aptomat ngược nhau

Khi chuyển mạch aptomat này đóng thì aptomat còn lại mở Để tác động vào bộ chuyển mạch trong trường hợp này ta dùng động cơ chấp hành 1 pha qua hộp giảm tốc và hệ thống tay biên cơ khí biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng của tay gạt đóng cắt aptomat Đối với thiết bị chuyển mạch kiểu này có bộ chuyển động cơ khí phức tạp, thời gian tác động lâu hơn khi dùng contactor

Ưu điểm của loại chuyển mạch này là không cần nguồn duy trì trạng thái đóng tiếp điểm, động cơ chấp hành tiêu thụ công suất nhỏ khả năng đóng cắt tốt

1.4 Nguyên lí hoạt động của tủ ATS

Tủ ATS hoạt đồng theo nguyên lý đảm bảo duy trì truyền điện cho phụ tải được xuyên suốt, khi hệ thống hoạt động sẽ ưu tiên nguồn chính, khi nguồn chính có sự cố mất hoặc sụt áp thì bộ bảo vệ pha tạo ra tín hiệu ngắt điện lưới và khởi động máy phát để cung cấp cho phụ tải tiếp tục hoạt động, quay trở lại khi nguồn chính ổn định đồng thời ngừng truyền tải điện ở nguồn dự phòng cho phụ tải

Đặc tính thời gian chung của tủ ATS:

Trang 20

Hình 1 5 Giản đồ thời gian hệ thống ATS

A: là thời điểm bắt đầu mất nguồn chính, bộ điều khiển tiếp nhận tín hiệu từ relay bảo vệ điện áp nguồn chính và cắt nguồn lưới chính

B: Bô điều khiển bắt đầu đưa tín hiệu điều khiển

C: Điện áp, tần số lưới phụ đạt giá trị định mức và ổn định Bộ điều khiển đưa tín hiệu để đóng nguồn lưới phụ cấp điện từ máy phát cho tải

CD: Nguồn lưới phụ cấp điện cho tải E: Điện lưới chính có điện trở lại

F: Tín hiệu từ bộ điều khiển cắt nguồn lưới phụ, đóng nguồn lưới chính Phân tích rõ hơn về nguyên lý hoạt động của tủ ATS:

Ban đầu hệ thống hoạt động ở chế độ auto sẽ ưu tiên nguồn chính cấp nguồn cho phụ tải, khi nguồn chính gặp sự cố, bộ điều khiển trung tâm sẽ tiếp nhận tín hiệu đồng thời cắt nguồn chính truyền tải Tiếp theo bộ xử lý tiếp nhận tín hiệu ổn định của nguồn dự phòng, sau (1 đến 3) giây từ khì cắt nguồn chính sẽ đóng nguồn phụ cấp cho phụ tải

Khi nguồn chính ổn định điện áp trở lại sau (15 đến 30) giây thì hệ thống sẽ cắt truyền nguồn phụ cho tải sau đó sẽ đóng nguồn chính cấp cho tải như ban đầu

Giá thành khá cao… Nên chúng chỉ thích hợp với những ứng dụng có yêu cầu cao dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017dahh gia eohg tae eau giay ehuhg hhah puyeh xu duhg dat tai huyeh yeh dihh tihh thchh hoc gici doah 2013 2017752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM752413068:37:19 PM8:37:19 PM

Trang 21

1.6 Ứng dụng tủ ATS

Tủ điện ATS được sử dụng ở các khu công nghiệp như nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, chung cư, bệnh viện, cảng, sân bay… nơi có các phụ tải đòi hỏi phải cấp điện liên tục, hay những vùng hay có sự cố mất điện lưới đột ngột

Hình 1 6 Cơ sở cần có hệ thống tủ ATS

Đối với các ứng dụng đơn giản như chuyển đổi 1 nguồn chính (điện lưới) – máy phát điện diesel dự phòng thường sẽ sử dụng các bộ tủ ATS thích hợp Chúng được tích hợp bởi 2 contactor trong cùng hệ thống và được liên kết nhau Các sản phẩm của các hảng thường dùng như: Osung, Pesco, Socomec đều cung cấp để điều khiển ATS chuyên dụng

Trang 22

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ LOGO SIEMENS

2.1.1 Khái niệm LOGO SIEMENS

Hình 2 1 Logo Siemens

Logo! là một mô-đun logic thông dụng của Siemens, phù hợp cho những ứng dụng đơn giản trong công nghiệp và các công trình xây dựng như điều khiển hệ thống băng tải, hệ thống chiếu sáng, hệ thống bơm, hệ thống chuông báo, điều khiển đóng cắt…làm giảm chi phí và thời gian thiết kế, đơn giản hóa hệ thống dây và bố trí bảng điều khiển, làm giảm các yêu cầu về không gian trong các tủ điều khiển

Logo! rất dễ dàng điều khiển và giám sát thông qua màn hình hiển thị, cùng với phần mềm Logo! Soft Comfort việc cấu hình cho các mô-đun logic đơn giản và trực quan hơn Nhiều loại mô-đun mở rộng làm cho Logo! có thể mở rộng tới 24 đầu vào, 16 đầu ra số, 8 đầu vào và 2 đầu ra tương tự Mô-đun truyền thông cho giao tiếp AS và KNX cũng có sẵn

Hình 2 2 Cấu tạo bên ngoài của Logo

Trang 23

Trước khi sử dụng logo, ta phải biết một số thông tin về sản phẩm như cấp điện áp sử dụng, ngõ ra là relay hay transistor… Những thông tin cơ bản đó, có thể tìm thấy ở ngay góc dưới bên trái của sản phẩm

VD: LOGO! 230RC

Tên sản phẩm Sản phẩm có tích hợp với

Các hàm thời gian thực

Điện áp cấp vào: 115-240VAC, 12/24VDC Ngõ ra là relay

Một số kí hiệu dùng để nhận biết các đặc tính của sản phẩm: 12: Nguồn cấp vào 12 VDC

12/24: Nguồn cấp vào 24 VDC

230: Nguồn cấp vào khoảng 115…240 VDC/DC

R: Ngõ ra là relay Nếu dòng thông tin không chứa kí tự nghĩa là ngõ ra của sản phẩm, là transistor

C: Sản phẩm có tích hợp với các hàm thời gian thực O: Sản phẩm không có màn hình hiển thị

DM: Modul digital AM: Modul anolog CM:Modul truyền thông

2.1.2 Cấu trúc Logo siemens bao gồm:

Hình 2 3 Cấu trúc của Logo

Trang 24

Ngõ vào: Đưa các tín hiệu điện bên ngoài vào PLC để xử lí theo các điều kiện khác nhau

Ngõ ra: điều khiển các tải theo yêu cầu

CPU: xử lý và điều khiển theo yêu cầu người lập trình

Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, Logo phải có các khối chức năng như Timer, Counter và các hàm chức năng khác

Logo thực thi các phép toán logic trên các bộ relay, thời chuẩn, bộ đếm và các bộ thứ tự Logo có các ưu thế sau: nhỏ gọn, độ tin cậy cao, tái lập trình, dễ trao đổi thông tin với thiết bị khác

2.1.3 Tổng quan về các version của họ LOGO!

Hình 2 4 Các sersion của họ Logo!

Trang 25

Hình 2 5 Thông số các version của Logo

2.1.4 Cách đấu dây cho các sản phẩm họ LOGO!

LOGO! 230

Hình 2 6 Cách đầu đây cho Logo! 230

Trang 26

Việc đi dây cho các đầu vào được chia thành hai nhóm, mỗi nhóm 4 ngõ vào Các đầu vào trong cùng một nhóm chỉ có thể cấp cùng một pha điện áp Các đầu vào trong hai nhóm có thể cấp cùng pha hoặc khác pha điện áp

LOGO! AM 2

Hình 2 7 Cách đấu dây cho Logo! AM2 Kết nối cảm biến 2 dây với modul LOGO! AM 2 Ta làm theo các bước sau:

- Kết nối ngõ ra của sensor vào cổng U (0…10V) hoặc ngõ I (0…20mA) của - Modul AM2

- Kết nối đầu dương của sensor vào 24 V (L+)

- Kết nối dây ground của sensor (M) vào đầu M1 hoặc M2 của modul AM2 LOGO! AM 2 PT100

Hình 2 8 Cách đấu dây cho Logo! AM2 PT100

Trang 27

Khi đấu nối nhiệt điện trở PT100 vào modul AM 2 PT100, ta có thể sử dụng kĩ thuật 2 dây hoặc 3 dây

- Kỹ thuật đấu 2 dây, ta nối tắt 2 đầu M1+ và IC1 hoặc (M2+ và IC2)

- Kỹ thuật đấu 3 dây, ta cần thêm 1 dây nối từ cảm biến PT100 về ngõ IC1 của modul AM 2 PT100

Kết nối ngõ ra:

Dạng relay: Ta có thể kết nối nhiều dạng tải khác nhau vào ngõ ra Ví dụ: đèn, motor, contactor, relay… Tải thuần trở tối đa 10A, tải cảm tối đa 3A

Hình 2 9 Đấu dây ngỏ ra dạng relay cho Logo

Đối với ngõ ra dạng transistor: Tải kết nối vào ngõ ra của LOGO phải thoả điều kiện sau: dòng điện không vượt quá 0.3A

Hình 2 10 Đấu dây ngỏ ra dạng transistor cho Logo

Trang 28

Kết nối với modul analog output LOGO! AM 2AQ:

Hình 2 11 Kết nối Modul analog output Logo! AM 2AQ

2.1.5 Khả năng mở rộng của LOGO

Đối với version LOGO! 12/24 RC/RCo và LOGO! 24/24o: Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 3 modul analog:

Bảng 2 1 Khả năng mở rộng của Logo! 12/24RC/RCO Đối với version LOGO! 24 RC/RCo và LOGO! 230 RC/Rco: Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 4 modul analog:

Bảng 2 2 Khả năng mở rộng của logo! 230 RC/RCO

Trang 29

2.1.6 Các hàm chính của LOGO

 Danh sách Co

Các ngõ vào của logo ký hiệu từ I1 đến I8 Các ngõ ra của logo ký hiệu từ Q1 đến Q4 Các đầu nối có thể sử dụng trong Menu Co là:

- Ngõ vào (Inputs): I1 – I2 – I3 – I4 – I5 – I6 – I7 –I8 - Ngõ ra (Outputs): Q1 – Q2 – Q3 – Q4

- Mức thấp: lo (‘0’ hay OFF) - Mức cao: hi ( ‘1’ hay ON) - Ngõ không nối: ‘ X’

Khi ngõ vào của một khối luôn ở mức thấp thì chọn ‘lo’, nếu luôn ở mức cao thì chọn ‘hi’, nếu ngõ đó không cần sử dụng thì chọn ‘X’

 Các hàm cơ bản BF

Hàm AND: là mạch có các tiếp điểm thường mở mắc nối tiếp nhau

Hình 2 12 Kí hiệu hàm AND Bảng trạng thái:

Bảng 2 3 Bảng trạng thái hàm AND

Trang 30

Hàm OR: Là mạch có các tiếp điểm thường mở mắc song song nhau

Bảng 2 5 Bảng trạng thái hàm NOT

Trang 31

Hàm NAND: là mạch có các tiếp điểm thường đóng mắc song song nhau

Hình 2 15 Kí hiệu hàm NAND (NOT AND)

Bảng trạng thái:

Bảng 2 6 Bảng trạng thái của Hàm NAND

Hàm NOR: là mạch có các tiếp điểm thường đóng mắc nối tiếp nhau

Hình 2 16 Kí hiệu hàm NOR

Hàm XOR: là mạch có hai tiếp điểm nối ngược nhau mắc nối tiếp

Hình 2 17 Kí hiệu của hàm XOR

Trang 32

Bảng trạng thái:

Bảng 2 7 Bảng trạng thái của hàm XOR

Hàm XOR: có ngõ ra ở trạng thái "1" khi chỉ có một ngõ vào được tác động lên mức "1"

 Các hàm đặc biệt SF (special functions)

- Q: Là ngõ ra được cấp điện sau khoảng thời gian T, nếu ngõ vào Trg vẫn ở trạng tháI "1"

Trang 33

Nếu ngõ vào Trg chuyển sang mức "0" trước khi thời gian T kết thúc thì timer bị reset Và ngõ vào Q bị reset về "0" nếu ngõ vào Trg = 0 Nếu có sự cố mất nguồn thì timer bị reset

Timer OFF delay

Hình 2 20 Kí hiệu hàm Timer Off Delay Giản đồ thời gian:

Hình 2 21 Giản đồ thời gian hàm Timer Off Delay

- Trg: Ngõ vào của mach Off delay Timer được khởi động khi tín hiệu tại ngõ vào Trg thay đổi từ “1” xuống “0”

- R: Ngõvào reset thời gian Off delay và set ngõ ra về "0" - T: Sau thời gian T ngõ ra chuyển từ "1" xuống "0"

- Q: Ngõ ra Q = 1 khi ngõ vào Trg = 1 nhưng khi Trg = 0 thì ngõ ra Q vẫn duy trì ở mức "1" cho đến khi hết thời gian đặt trước T

Mô tả:

Khi trạng thái ngõ vào Trg thay đổi từ "0" lên "1" thì ngay lập tức ngõ ra Q = 1 Khi trạng thái ngõ vào Trg thay đổi từ "1" xuống "0" thì thời gian Ta trong logo! bắt đầu được tính và ngõ ra vẫn được set Khi giá trị Ta đạt được Ta = T thì ngõ Q bị reset về "0"

Nếu ngõ vào Trg chuyển sang mức "1" một lần nữa thì thời gian Ta lại bắt đầu được tính

Ngõ vào R sẽ reset thời gian Ta và ngõ ra trước khi hết thời gian delay đặt trước Ta Nếu có sự cố mất nguồn thì thời gian được tính bị reset

Trang 34

Relay xung (Pulse – Relay)

Hình 2 22 Kí hiệu hàm Relay xung

Giản đồ thời gian:

Hình 2 23 Giản đồ thời gian hàm Relay xung - Trg: Ngõ vào khởi động thời gian delay

- R: Ngõ vào reset relay xung và set ngõ ra v “0’’

- Par: Thông số này để kích hoạt retentive

- Q: Q=1 khi Trg được set và duy trì trạng thái cho đến khi hết thời gian T Mô tả:

Relay xung là loại relay được điều khiển ngõ Trg bằng trạng thái "1" dạng xung Mỗi lần ngõ Trg nhận một xung kích dương (từ "0" lên "1" rồi xuống "0") thì ngõ ra bị đổi trạng thái một lần

Đồng hồ thời gian thực (Real Time Clock=Time Switch) Bộ định thời 7 ngày trong tuần (weekly timer)

Hình 2 24 Kí hiệu hàm Real Time Clock

Trang 35

Giản đồ thời gian:

Hình 2 25 Giản đồ thời gian hàm Real Timer Clock

- No: Ngõ vào No dùng để set thời gian ngõ ra On hoặc Off cho mỗi ngõ ra trong tuần (7) cài đặt thông số dạng ngày giờ

- Q: Ngõ ra khi đạt giá trị trước Mô tả:

Bộ định thời trong tuần có 3 kênh, mỗi một kênh có thể dùng để cài đặt thời gian riêng biệt Tại thời điểm đóng mạch bộ định thời sẽ kích hoạt ngõ ra của nó

Tại thời điểm ngắt mạch bộ định thời sẽ ngắt ngõ ra Nếu cài đặt thời gian đóng mạch của kênh này mà trùng với thời gian ngắt mạch của kênh kia thì xét theo kênh ưu tiên Kênh 3 có mức ưu tiên cao hơn kênh 2, kênh 2 có mức ưu tiên cao hơn kênh 1

Thời gian mở On và thời gian tắt Off có thể chọn từ 00.00 giờ đến 23.59 giờ Nếu không chọn thì không định thời gian mở và thời gian tắt

Relay chốt (LATCHING relay)

Hình 2 26 Kí hiệu hàm Relay chốt - S: Tín hiệu set ngõ ra Q lên "1"

- R: Tín hiệu reset ngõ ra Q xuống "0" Nếu ngõ vào S và R đồng thời bằng "1" thì ngõ ra Q bị reset

- Par: Ngõ vào này dùng để chọn chức năng retentive On hoặc Off - Q: Q = 1 khi ngõ vào S = 1 và duy trì 1 cho tới khi ngõ vào R = 1

Trang 36

Relay On – Delay có nhớ (RETENTIVE on delay)

Hình 2 27 Kí hiệu hàm Relay On Delay Giản đồ thời gian:

Hình 2 28 Giản đồ thời gian hàm Relay On Delay

- Trg (trigger): Là ngõ vào khởi động tính thời gian On delay - R: Ngõ vào reset thời gian delay và set ngõ ra về "0"

- T: Sau thời gian T ngõ ra được tác động lên "1" - Q: Ngõ ra Q = 1 khi hết thời gian đặt trước T Mô tả:

Khi trạng thái ngõ vào Trg thay đổi từ "0" lên "1" thì thời gian Ta được tính Khi thời gian Ta đạt bằng thời gian đặt trước T thì ngõ ra được tác động lên mức "1" Các tín hiệu khác tại ngõ vào Trg không ảnh hưởng tới thời gian Ta Ngõ ra Q và thời gian Ta không bị reset về "0" cho tới khi trạng thái ngõ vào R chuyển từ "0" lên "1"

Nếu có sự cố mất nguồn thì thời gian đang tính bị reset

Trang 37

2.2 Phần mềm chuyên lập trình cho các dòng LOGO 2.2.1 Giới thiệu về phần mền Logo!Soft Comfort V8.1

Hình 2 29 Phần mền Logo! Soft Comfort V8.1

Phần mềm Logo!Soft Comfort V8.1 cho phép :Lập trình bằng ngôn ngữ Ladder hoặc ngôn ngữ biểu đồ khối chức năng (FBD), và có thể mô phỏng giả lập hoạt động của hệ thống, có thể tải lên các chương trình đã lập trình và vó thể tải lên Logo các chương trình đã viết

2.2.2 Ngôn ngữ lập trình cho LOGO

Ngôn ngữ LADDER: cho phép đọc các chương trình Ladder với những chức năng cơ bản, những khối chức năng cơ bản dể lập trình ngắn gọn và những khối chức năng gốc, cũng như những tiếp điểm, cuộn dây Các tiếp điểm hay cuộn dây có thể được thay thế bằng kí hiệu

Hình 2 30 Ngôn ngữ lập trinh Ladder