Báo cáo thí nghiệm thiết bị và hệ thống tự Động

BIN #1: THIET BI DONG CAT VA DIEU KHIEN DONG LUC THI NGHIEM Yêu cầu: Sinh viên tự vẽ sơ đồ nối dây cho đồng hồ đo S1 11 $2I1 S1 12 $2I2 S11 13 S213 V1V2V3N 1.2 Thí nghiệm 1: Khảo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỎ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa: Điện-Điện Tử

Bảng chia khối lượng báo cáo TBHTTĐ

BO MON TU DONG, KHOA DIEN DIEN TU - DAI HOC BACH KHOA TP.HCM

THI NGHIEM THIET BI VA HE THONG

TU DONG

BIN #1: THIET BI DONG CAT VA DIEU KHIEN

DONG LUC THI NGHIEM

Yêu cầu: Sinh viên tự vẽ sơ đồ nối dây cho đồng hồ đo

S1 (11) $2(I1 S1 (12) $2(I2) S11 (13) S2(13) V1V2V3N

1.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát panel điều khiển

- Cắt nguồn điện của panel

- Su dung VOM khảo sát các tín hiệu đã được đấu sẵn trên panel Nhận xét:

L] Sơ đồ dây trung tính đã được đầu nối

L] Sơ đồ đầu nối săn của nguồn 3 pha đã đượ đầu nỗi

1.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát vận hành của MCCB

- Khảo sát các vị trí hoạt động của MCCB trong trường hợp chưa cấp nguồn

- Cấp nguôn cho panel, khảo sát lại hoạt động của MCCB

- Dau nguon dién tr L1 vao vi tri D1 cua UV, khảo sát hoạt động của MCCB

- Đưa ra nhận xét, thực hiện mạch bảo vệ với nút nhắn Emergency Stop với yêu

cầu cắt nguồn điện khi nhân Emergercy Stop

Yêu cầu: Dựa vào kết quả ở thí nghiệm trên, sinh viên hãy vẽ sơ đồ bảo vệ với nut nhhan EMERGENCY STOP va MCCB

Cuộn bảo vệ

1.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát mạch điều khiến trực tiếp động cơ

Nout L XOXO O

Sơ đồ mạch điêu khiến và mạch động lực điều khiên trực tiệp

Yêu cầu 1: Sinh viên tự vẽ lại sơ đồ nối dây tương ứng trên bảng điều khiến với các hoạt động của mạch như sau:

- Khi động cơ không chạy, đèn đỏ ứng với nut STOP sang

Lưu ý: Sử dụng hệ thống động cơ 3 pha có tải thay đổi và ban đầu đặt mức tải của hệ ở mức 0 (thông qua biến trở khung gá động cơ)

- Khi bắm vào nút START, động cơ bắt đầu chạy, đèn xanh ứng với nút START sáng, đèn đỏ ứng với nút STOP tắt

- Khi bắm nút STOP, động cơ đang chạy sẽ dừng lại, đèn xanh ứng với nút

START tắt, đèn đỏ ứng với nút STOP sáng

- Sử dụng chức năng bảo vệ quá dòng của CB bảo vệ, không cần sử dụng Relay nhiệt OL

- Ghi nhận các thông sô hiền thị trên đông hồ (có thê lây trung bình nêu giá trị thay đôi liên tục) trong các trường hợp đặt mức tải là 0 — 20 (thông qua vạch trên biên trở)

Muc tai = 0 Don vi Pha 1 Pha 2 Pha 3 Dién ap pha V 2192 219.3 217.6

Dién ap day Vv 380.1 379.6 380.4

Công suat tiéu thu kW 0.177 0.176 0.175

Độ méo hải điện áp % 3.771 3.428 3.681

Độ méo hải dòng điện % 3.437 3.434 3.434

Mức tải = 20 Đơn vị Pha | Pha 2 Pha 3 Điện áp pha V 218.5 219 217.4

Điện áp dây Vv 379.4 378.6 380.6

Công suât tiêu thụ kW 0.174 0.173 0.173 Công suât phản kháng kVaR 0.231 0.231 0.23

Dong dién pha 1: 5.208A

Dong dién pha 2: 5.208A

Dong dién pha 3: 5.208A

Thoi gian tir tir luc bat dau dat tai dén hic mach ngat: 26s

Yêu cầu 3: Vẽ lại mạch trong trường hợp sử dung Relay nhiệt thay cho CB bảo vệ

Đặt mức tải lên 100, đọc trị số dòng điện, đếm thời gian từ lúc bắt đầu đặt tải 100 đến khi

mạch tự ngắt

Dong dién pha 1: 4.975A

Dong dién pha 2: 4.975A

Dong dién pha 3: 4.975A

Thoi gian tir tir luc bat dau dat tai dén hic mach ngat: 16

1.5 Thí nghiệm 4: Mạch khởi động có thời gian trễ

Yêu cầu: Sinh viên tham khảo mạch ở phần trên và tự vẽ mạch điều khiển, mạch động

Lực thỏa mãn yêu cầu: Sau khi bắm nút START 3 giây, động CƠ bắt đầu chạy có thê bấm nút STOP đề ngưng toàn bộ hoạt động (Không yêu cầu phải nói đồng hồ

đo đa chức năng)

Chú ý: Timer bắt đầu đếm khi Contactor 1 được đóng Để đóng mạch động lực, hãy sử dụng một Contactor khác

- Khoa chéo bao vé gitra 2 Contactor chuyên mạch Y/L]

- Khi có sự cô qua tai, mach diéu khién tat hoan toan

- Có sử dụng đồng hồ đo đa chức năng

Vận hành:

- Đặt thời gian trễ là 10s, nhận xét sự thay đôi tốc độ của động cơ trong quá trỉnh hoạt động Đo dòng dây xác lập cập vào động cơ (chỉ can do | pha) trong các trường hợp mạch đang nôi sao và đang nôi tam giác

Nhận xét:

+Khi động cơ không chạy đèn đỏ ứng với nut STOP sang

+Khi bắm nút START, động cơ khởi động, đèn xanh ứng với nút START sáng, đèn

đỏ tắt,Timerl và Timer2 chuyên trạng thái giữa đấu nối mạch Y/L] sau 10s

+Khi bắm nút STOP, động cơ dừng lại, đèn đỏ sáng

Đề cấu hình mặc định cho biến tần sử dụng thanh ghi P053 Cài

(Ø) Resets parameters to their factory defaults values ; 1= “Param Reset” 2= “Factory Rset”

After a Reset command, the value of this parameter |* —_, returns to zero 3 = “Power Reset”

dat P053 = 2 (Factory Reset)

Sau khi cài đặt thành công, đèn báo lỗi sẽ sáng tương ứng với mã lỗi F048 (Params

Default) Nhắn nút STOP MD aé xa 18i va bat dau cdu hình lại biến tần Sau khi cải

đặt Factory Setting, tất cả các thanh ghi còn lại được đưa về giá trị mặc định, ta cần

cầu hình lại phù hợp với động cơ sử dụng Các thanh ghi cầu hình cơ bản bao gồm các

thanh ghi từ P030 đến P052

P03I Motor Vols NP| Điện áp định mức động 230 220 (a1)

cơ (V)

NP x A : z ^

P032 Motor Hertz Tân sô định mức động cơ 60 50 (a2)

(Hz) Cài đặt giá trị dòng tôi đa

cho động cơ (A), nếu

P036 Motor RPM NP So vong quay động cơ tại 1750 1350 (a6)

P039 Torque Contro Phuong phap điệu khiên L(SVC) 0 (b1)

Mode moment dién ttr

Chọn chế độ autotune 0

P040 Autot utotune tinh i (khong quay) hoặc 6 ặ (Ready/Idle) 0

động (có quay) Thời gian gia tốc theo

tiêu đến cực đại (giây)

Thời gian giảm tốc theo P042 Decel Time | ham ramp từ tần số cực đại xuống cực tiêu (giây) 10 7.5 (c2)

P046 động, có thê sử: dụng (Keypad) SSI:I

Stat S him tré ặt biên ta

P048 ouree | bam me mat DỊCH J4 gg9-2 (DI) | §§2:2

1,2,3 (Keypad), su dụng các

hoặc thông qua giao tiếp (Ethemet/IP) mang

Chọn nguôn dé cai dat RSI: 1

tần số cho biến tần | (DrivePot)

P051 Speed 1,2,3 thong qua chan IO, dat} Analog) RS3: 15

thông qua mạng, ngõ ra RS3: 15

P052 Average kWh Chi phi trung binh trén 0 0 Cost moi kWh dién tiéu thu

Chu y:

NP = nameplate: tắm biến ghi thông số động cơ

OL = overload: trạng thái quá tải (quá dòng động cơ)

Sau khi đưa về chế độ mạch định, sinh viên kiểm tra và thiết lập các thông số sau đây

cho biến tần Điền các thông số (a1)-(a7), (b1), (c1)-(e3) vào bảng trên

a Từ thông tin ghi ở bảng tên trên thân động cơ, xác định các thông số (al) - (a7) Biết rằng giới hạn dòng động cơ thường được đặt vào khoảng 1.2 — 1.6 lần dòng

định mức và động cơ được noi tam giác

Dựa vào tài liệu của hãng sản xuất, xác định hệ số cài đặt (b1) sao cho moment

điện từ được điều khién theo phuong phap “V/Hz”

Xác định các giá trị (cl) - (c3) biết rằng tần số tối đa được chọn trong bài này bang 1.5 lần tần số định mức của động cơ và tốc độ thay đôi tần số tối đa là 10 Hz⁄s

Thực hành cài đặt thông số cho động cơ dựa vào các giá trị đã cho trong bảng

và các giá trị vừa được xác định ở trên

Chú ý: Một số thanh ghi quan trọng cần biết đề cài đặt cho các thí nghiệm tiếp theo Start Source (P046): các phương pháp đề kích biến tần khởi động

P046 [Start Source 1] Related Parameter(s): b012, C125

P048 [Start Source 2]

Ws drive before changing this parameter

Configures the start source of the drive Changes to these inputs take effect as soon as they are entered P046 [Start Source 1) is the factory default start source unless overridden See Start and Speed Reference Control on page 39

for more information

Options 1 “Keypad” [Start Source 1] default

2 “DiglnTrmBlk” [Start Source 2] default

3 “Serial/DSI”

4 “Network Opt”

Hình 7: Chỉ tiết thanh ghi P046, P048, P050

Speed Reference (P047): tham chiếu đề cài đặt tần số cho biến tần

P047 [SpeedReference1] Related Parameter(s): C125 P049 [Speed Reference2]

Selects the source of speed command for the drive Changes to these inputs take effect as soon as they are entered P047 [Speed Referenœ1] is the factory default speed reference

unless overridden

See Start and Speed Reference Control on page 39 for more information

Options 1 “Drive Pot” [Speed Reference1} default

15 “EtherNet/IP” [Speed Reference3] default

16 “Positioning” Referencing from A558 [Positioning Mode}

Hình 8: Chi tiết các thanh ghi P047, P049, P051

Bài TN2: Biến Tần Biên soạn: TS Nguyễn Trọng Tài

KS Trần Quốc Tiến Dũng

Thí nghiệm 2: Thực hiện một số cài đặt cơ bản cho biến tần hoạt động

Lưu ý: Để động cơ hoạt động được, công tắc 01 phải được đặt ở

Nhan nut Start @ để chạy động cơ

Đảo chiều bằng phím Reverse Alen keypad

Cài đặt cho động cơ chạy ở cac tan s6 55 Hz va 90 Hz, ghi nhan tan s6 diéu khién

trong các trường hợp Nhận xét và giải thích

Nhan nut Stop (©) (hoặc chuyền công tắc 01 về OFF) đề ngừng động cơ Sinh viên nêu nhận xét, thực hiện cầu hình đề khắc phục lỗi nều có:

Bài TN2: Biến Tần Biên soạn: TS Nguyễn Trọng Tài

KS Trần Quốc Tiên Dũng

- Nhấn nút Start CŨ)để chạy động cơ, thay đổi vị trí biến trở & để chỉnh tần số

- Ghi lai cac giá trị tần số tối đa và tôi thiêu chính được bằng biến trở

Tần số max: 75Hz

Tan sé min: 0Hz

- _ Thực hiện thao tác dao chiéu bang phim Reverse trén keypad

- _ Thực hiện hién thi tốc độ động cơ thay vì hiển thị tần số

Thao tac thực hiện:

Chọn b015 — Bam nit Start dé chay dong co ~ Diéu chinh

DriverPot va quan sat gia tri

Tốc độ max: 2250 (rpm)

Tốc độ min:0 (rpm)

- Nhấn nút Stop tồ\.o; chuyền công tắc 01 về OFF) đề ngừng động cơ

3 Sử dụng DIGITAL INPUT để điều khiển động cơ (nhóm chức năng 1)

- _ Lưu ý: Ban đầu đặt cả 2 công tắc 02 và 03 về trạng thái OFF

- Cai đặt các thanh ghi chọn nguồn kích biến tần và nguồn cài đặt tần số: P046 =2, P047 = 2

- Chọn chức năng cho chân 02 và 03 thông qua các thanh ghi t062 = 48, t063 = 50

- _ Tương tự thí nghiệm 2.1, đặt tần số điều khiến là 25Hz

Thực hiện các thao tác thí nghiệm theo thứ tự và điền vào bảng

Thao tác Hiện tượng Nhận xét

Bật công tắc 02, công tắc | Động cơ quay cùng chiều | Nhận xét chức năng của

03 giữ nguyên trạng thái kim đồng hồ chân 02 và 03:

OFF - Chan 02 (ÔN) tương

tự nút nhắn Start và chân 01, khói động động

cơ quay cùng chiều kim

Page |

Bài TN2: Biến Tần

KS Trần Quốc Tiến Dũng

Khi công tắc 03 đang mở

và động cơ đang chạy ôn

định, bật công tắc 02

Động cơ dừng hoạt động

- Khi chân 02 và chân

03 cing ON thi dong co dừng lại

- Nhấn nút Stop So (hoặc chuyền công tắc 01 về OFF) đề ngừng động cơ

4 Sử dụng DIGITAL.INPUT để điều khiến động cơ (nhóm chức năng 2)

- _ Lưu ý: Ban đầu đặt cả 2 công tắc 02 và 03 về trạng thái OFF oo

- Cải đặt các thanh ghi chọn nguôn kích biên tân và nguôn cài đặt tân số:

Nhận xét chức năng của chân 02 và 03:

- Chân 2 có chức năng kích cho động cơ quay theo chiều kim đồng hồ

- Chân 03 có chức năng đổi chiều quay của động cơ sang ngược chiều kim đồng hồ

Nhan nut Stop ©) (hoặc chuyền công tắc 01 về OFF) đề ngừng động cơ

- _ Khi động cơ đang dừng, có thể nhắn START trên Keypad để khởi động động

cơ được hay không? Vì sao?

Trả lời: Không thể nhấn START trên Keypad để khởi động động cơ Vì ở thanh ghi P046 ta chọn giá trị bằng 2, có nghĩa ta đã chọn phương pháp

kích biên tần là “DigIn TrmBIf” chứ không dùng “Keypad”

5, Điều khiến nhiều cấp tốc độ có định sử dụng Digital Input

- Cải đặt các thanh ghi chọn nguôn kích biên tân và nguôn cài đặt tân số:

Bài TN2: Biến Tần Biên soạn: TS Nguyễn Trọng Tài

KS Trần Quốc Tiên Dũng

- _ Đặt các tân số của các mức 0, 1, 2, 3 thông qua thanh ghi A410 — A413 như

sau: A410 =0, A411 = 15, A412 = 30, A413 = 45

- Nhan nut Start © trên thân biến tần để khởi độn

- - Thay đôi trạng thái các công tắc 05, 06 và ghi nhận tân sô điều khiến động cơ:

- Nhan nut Stop S) (hoặc chuyền công tắc 01 về OFF) đề ngừng động cơ

- _ Nhận xét nhược điểm của việc cài đặt A410 — A413 theo thứ tự 0 — 15 — 30

—› 45, Tìm một cách cài đặt khác đê khắc phục nhược điềm này

Trả lời: Nhược điểm của việc cài đặt thanh ghi theo thứ tự trên nằm ở việc chuyền từ 15Hz — 30Hz Ở tần số 15Hz công tắc 05 ON, công tắc 06 OFF; tần số

30Hz công tắc 05 OFF, công tắc 06 ON Nên nếu muốn chuyền từ 15Hz — 30Hz thi

phải thay đổi lần lượt 2 công tắc, thay đối công tắc 05 trước thì sẽ làm tần số bắt đầu giảm về 0 rồi lập tức tăng lại lên 30Hz, ngược lại nếu thay đối công tắc 06 trước thì sẽ

làm tần số bắt đầu tăng nhanh đề đạt 45Hz rồi lập tức tăng chậm lại đề đạt 30Hz Do

đó nếu cài đặt theo thứ tự này sẽ làm cho động cơ bị thay đổi tốc độ đột ngột, tăng đột ngột hoặc có thể giảm đột ngột, lâu ngày dễ dẫn đến hồng thiết bị Đề khắc phục, ta chỉ cần cài thanh ghi A410 — A413 theo thứ tự 0 —” 15 ~? 45 ~ 30

6 Sử dụng biến trở ngoài dé thay đi tần số đặt

- Cải đặt các thanh ghi chọn nguồn kích biên tân và nguôn cài đặt tân sô:

P046 = 1, P047 = 5

- - Nhân nut Start €1) dé chạy động cơ, thay đổi vị trí núm vặn Vrl trén Panel thi

Page |

Bài TN2: Biến Tần Biên soạn: TS Nguyễn Trọng Tài

KS Trần Quốc Tiên Dũng

- _ Đảo chiều băng phím chức năng trên keypad

- Nhấn nút Stop (Ø] (hoặc chuyền công tắc 01 về OFF) đề ngừng động cơ

Page |

BTN #3: THIET LAP KET NOI VA VAN HANH

PLC, BIEN TAN VA HMI

BTN 3: THIET LAP KET NOI VA VAN HANH

PLC, BIEN TAN VA HMI

1 MUC DICH THI NGHIEM

Sau khi hoàn thành bài thí nghiệm, sinh viên có thê:

O Cấu hình truyền thông dữ liệu cho biến tần, cụ thé la biến tần PowerFlex 525 của

hãng Allen Bradley

L]_ Thao tác phần mềm, lập trình PLC đề điều khiến biến tần

O Biét cach str dung Factory Talk View Studio dé lập trình giao diện điều khiển biến tan

2 TIEN HANH THI NGHIEM

2.1 Thiết lập biến tần

2.2 Cấu hình, lập trình PLC

H Yêu cầu 1: Sinh viên cài đặt các thông số từ thanh ghi số 30 đến thanh ghi 52 đúng voi động cơ sử dụng trong bộ thí nghiệm (xem hướng dẫn bài thí nghiệm số 2) Đề tránh mất kết nối khi điều khiến, các thanh ghi Start Source

1 và Speed Reference 1 đều phải được đặt giá trị là “Ethernet/IP”

Page |22

Page |23

H Yêu cầu 2: Sinh viên tự giải thích chương trình

- Khinhan nut “START” lan dau, biến tần bắt đầu hoạt động

- Nhan tiép nut “START” lan ntra, bien tan dung hoat déng

- Nhan nut “REVERSE”, bién tan đảo chiêu quay sang chiêu nghịch

Page [24

Nhan nut “REVERSE” lần nữa, biến tần quay lại theo chiều thuận

Khi nhân nút “CLEAR_FAULT”, biển tần xóa lỗi

Khoi “MOV” dung dé cai dat tan s6 quay cho bién tan

(Command _ freq = tan s6 mong mu6n x100; ACdrive Freq Command = tan số hiện tại của biến tan x100)

ñ Yêu cầu 3: Chỉnh Command_Freq sao cho tần số điện đưa vào động cơ là 50Hz, quan sat gia tri Output RPM (Basic Display 15 — b105) va so sanh voi giá trị tốc độ được ghi trên bảng động cơ, giải thích sự khác nhau giữa hai giá trị này

Tốc độ ghi trên bảng tên động cơ là 1350, tốc độ quan sát được trên Output RPM

là 1500 Nguyên nhân là do động cơ sử dụng trong bài thí nghiệm là động cơ 3 pha

không đồng bộ với độ trượt S 0-1, trong đó Output RPM là chỉ số đo tốc độ

n, = 60- ¬

từ trường quay được tính theo công thức: F P, còn tốc độ ghi trên bảng

tên động cơ là tốc độ déng co theo céng thtc = =n (1—s),

- Néucé canh lén cia bién Freq_Inc thi tang tan so dat thém 5Hz

- Néucé canh lén cia bién Freq_Dec thì giảm tần số đặt đi 5Hz

- Khéng vuot qua gidi han đặt của tần số (ví dụ không được giảm đến mức tần số đặt trở thành giá trị âm)

Page |25

2.3 Lập trình HIM PanelView plus 7

[ Yêu câu 1: sinh viên fìm hiêu sự khác nhau về chức năng của các loại nút nhân dưới và điền vào bảng

Biểu tượng Đối tượng Chức năng

+ Momentary Nút nhắn không giữ trạng thái sau khi thả ra