bao cao thực tập công ty cổ phần tự động hóa công nghiệp

Sữa chữa, bảo trì SISIA.VN cung cấp tốt nhất dịch vụ sửa chữa, cài đặt, bảo trì các thiết bị điện, tự động hóa như biến tần, PLC, máy tính công nghiệp, HMI, động cơ SERVOR, động cơ bước,

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN TỬ

*********

BÁO CÁO THỰC TẬPQuá trình thực tập tại công ty cổ phần tự động hóa công nghiệp SISIA.VN

GV Hướng Dẫn: HÀ QUANG THANH Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN LONG Lớp: ĐHCNKT ĐT2-K1 Trường: Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Hà Nội, tháng 4 năm 2010.

NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP.

Họ và tên sinh viên: Lê Văn Long,

Lớp: ĐH CNKT ĐT2-K1

Trường: Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Địa điểm thực tập: Công Ty cổ phần tự động hóa công nghiệp SISIA.vn

Địa chỉ: Số 8 Phố Yên Lạc - Phường Vĩnh Tuy - Quận Hai Bà Trưng – Hà Nội

Số điện thoại: 04 39963208 - 04 39963209 Fax: 04 36369039

Email: hotro@sisia.vn, Website:www.sisia.vn.

Hà nội ngày….tháng….năm 2010

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.

Họ và tên sinh viên: Lê Văn Long

Lớp ĐH CNKT DDT2-K1

Trường: Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Giáo viên hướng dẫn: Hà Quang Thanh

Địa điểm thực tập: Công Ty cổ phần tự động hóa công nghiệp SISIA.vn 1 Tiến độ và thái độ thực tập của sinh viên: - Mức độ lien hệ với giáo viên:

- Thời gian thực tập và quan hệ cơ sỏ:

- Tiến độ thực hiện

2 Nội dung báo cáo:

3.Điểm báo cáo:

Hà nội ngày….tháng….năm 2010 Giáo viên hướng dẫn

LỜI MỞ ĐẦU.

một cơ hội để tiếp xúc với công việc sắp tới và định hướng cho mình những bước

đi sau khi ra trường Quá trình thực tập cũng là một thử nghiệm trong quá trình tìmviệc sau này.Chắc rằng mỗi người đều định hướng cho mình con đường đi sắp tớisau khi ra trường, ai cũng nỗ lực để tìm ra cho mình một cơ hội tốt Những kiếnthức học ở trường là chưa đủ để bước vào những thử thách trong công việc cũngnhư trong cuộc sống, Thực tập là một cơ hội tốt để có thêm những hiểu biết nhấtđịnh về ngành nghề mình đang theo học và cho công việc sau này.

Em thấy việc đi thực tập là rất cần thiết và bổ ích

Ngành điện tử là một lĩnh vực khá là rộng lớn bao gồm nhiều mặt, nhiều lĩnhvực, em cũng rất lúng túng không biết sau khi ra trường sẽ theo con đường nào,nhưng trong quá trình thực tập em thấy điện tử tự động hóa là ngành mà em cảmthấy rất hay và thú vị

Trong quá trình thực tập có nhiều khó khăn nhưng được sự quan tâm giúp đỡ củathầy HÀ QUANG THANH và được sự chỉ bảo tận tình của các anh chị trong công

ty, đặc biệt là giám đốc VŨ VĂN TÔN đã giúp em hoàn thành tốt quá trình thựctập

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TY.

I GIỚI THIỆU CÔNG TY.

Công ty cổ phần tự động hóa công nghiệp SISIA.vn

Địa chỉ: Số 8 Phố Yên Lạc - Phường Vĩnh Tuy - Quận Hai Bà Trưng – Hà Nội.

Số điện thoại: 04 39963208 – 04 36369039 Fax: 04 36369039

Email: hotro@sisia.vn website: www.Sisia.vn

Giám đốc: Vũ Văn Tôn

Công ty SISIA hoạt động trong các lĩnh vực sau:

1 Cung cấp thiết bị.

SISIA.VN – nhà phân phối thiết bị điện, tự động hóa công nghiệp

Hình 2: các giải pháp đã thực hiện của công ty.

3 Sữa chữa, bảo trì

SISIA.VN cung cấp tốt nhất dịch vụ sửa chữa, cài đặt, bảo trì các thiết bị điện, tự động hóa như biến tần, PLC, máy tính công nghiệp, HMI, động cơ

SERVOR, động cơ bước, bộ điều khiển động cơ một chiều, khởi động mềm, bộ điều khiển CNC, bộ điều khiển thyristor…

SISIA.VN luôn hoàn thiện chính mình để là đối tác tin cậy nhất trong dịch

vụ sửa chữa, bảo trì, cài đặt hiệu chỉnh các dây truyền sản xuất công nghiệp

Hình 3: sữa chữa và bảo trì

II CÁC GIẢI PHÁP CỦA CÔNG TY

1 Giải pháp điều khiển giám sát SCADA

Công ty cổ phần tự động hóa công nghiệp SISIA.VN đã hoàn thành suất sắc

dự án điều khiển giám sát cho dây chuyền sản xuất bột giặt nhà máy sản xuất bột giặt VILACO Dây chuyền sản xuất gồm có hai công đoạn:

Công đoạn 1: Phối trộn các nguyên liệu theo công nghệ sau đó đưa vào thùng phảnứng và khuấy trộn

Các thành phần được phối trộn gồm 5 thành phần, 5 thành phần này được trộn theomột tỉ lệ của công nghệ Khối lượng các thành phần được cân qua hệ thống cân sau

đó được đưa và thùng phản ứng quá trình phản ứng được trợ giúp bằng hệ thống khuấy có sử dụng biến tần

Công đoạn 2: Sau khi quá trình khuấy kết thúc kem được động cơ bơm cao áp hút

và đẩy với áp suất cao đưa lên đỉnh tháp thông qua các đầu phun kem sẽ được phun ở dạng hạt và được hệ thống quạt hút khí nóng sấy Quá trình kết thúc sản phẩm là bột sà phòng và được chuyển qua công đoạn đóng gói

2 Một giải pháp tiết kiệm điện của SISIA.VN

Có rất nhiều chi phí để tạo thành một sản phẩm trong đó chi phí nhân công và chi phí năng lượng đang là vấn đề cấp bách mà bất kỳ một doanh nghiệp nào cũng quan tâm và tìm cách giảm bớt

Ứng dụng và triển khai thành công các giải pháp giúp:

+ Tiết kiệm năng lượng

+ Tối ưu hoá công nghệ

+ Giảm chi phí nhân công

+ Nâng cao chất lượng sản phâm

+ Bảo vệ môi trường sống

2.1 Giải pháp lắp cho máy bơm nước

Hệ thống bơm nước làm mát cho các máy hàn ống Inox của công ty TNHH Gia Anh Hưng Yên, có 10 đầu van cấp cho 10 máy hàn ống

* Khi chưa lắp biến tần

- Khi mở ít van áp suất, lưu lượng nước quá thừa (phải xả bằng van tay lượng nước lượng nước thừa này về bể chứa)

- Công suất điện động cơ máy bơm tiêu thụ là lớn nhất

- Áp suất lưu lượng nước không ổn định làm ảnh hưởng đến độ bóng sản phẩm

- Lãng phí lao động do thường xuyên phải điều chỉnh van xả

- Khả năng vỡ đường ống là khá cao

* Khi lắp biến tần TKNL

- Điều khiển áp suất, lưu lượng nước theo mong muốn

- Điện năng tiêu thụ của máy bơm giảm được từ 20-70% khi mở từ 9→1 van

- Sản phẩm đồng đều, chất lượng tốt ổn định( do áp suất nước ổn định)

- Giảm chi phí vận hành khi điều chỉ áp lực nước

- Tiết kiệm điện năng tiêu thụ trung bình 35%

* Khách hàng đã triển khai

- Công ty THNN Gia Anh –Hưng Yên

- Công ty ViLaCo( sản xuất bột giặt Vì Dân)

2.2 Giải pháp lắp biến tần cho máy đùn nhựa

Máy đùn nhựa các sản phẩm chính:

Chất lượng và độ dầy mỏng của các sản phẩm phụ thuộc nhiều vào tốc độ của động cơ kéo quay trục vít

* Khi chưa lắp biến tần

- Mỗi sản phẩm khác nhau người dùng phải thay đổi tỷ số truyền của buly khác nhau

- Công suất điện tiêu thụ của động cơ là max( Do vẫn chạy tốc độ định mức)

- Việc thay đổi tỷ số truyền từng cấp cố định nên sản phẩm làm ra chất lượng không cao

( Do tốc độ trục vít quay đẩy nguyên liệu ra chưa phù hợp)

- Lãng phí nguyên liệu tiêu hao và nhân công lao động( do việc chỉnh máy kéo dài)

* Khi lắp biến tần.

- Tốc độ của động cơ được thay đổi mềm (vô cấp) phù hợp với nhiều sản phẩm khác nhau.

- Công suất điện tiêu thụ của động cơ giảm từ 15-45%

- Lãng phí nguyên liệu và nhân công lao động giảm đi rất nhiều

- Chất lượng sản phẩm nâng cao và ổn định

* Khách hàng đã triển khai

- Công ty Vina cáp( tổng công ty viễn thông việt nam )

- Công ty Minh Hiến (Nam Định)

- Công ty cáp điện Trần phú (KCN Từ Liêm)

- Doanh nghiệp tư nhân Luật Hoa (Như Quỳnh Hưng Yên )

- Công ty dây cáp điện Hải Phòng

3 Các chiến lược bảo vệ hệ thống điều khiển và hệ SCADA

Trong nhiều năm qua, hầu hết các công ty có cơ sở hạ tầng trọng yếu đượcđiều khiển bởi các hệ SCADA, DCS và các hệ thống điều khiển quá trình khác đã

sử dụng phương pháp nhóm tất cả các hệ thống thời gian thực vào trong một môitrường gọi là PCN hay mạng điều khiển quá trình, và cố gắng giữ cho môi trường

đó tách biệt khỏi CNTT và các mạng kết hợp tới mức có thể

Công ty cổ phần tự động hóa công nghiệp SISIA.VN đã hoàn thành suất sắc

dự án điều khiển giám sát cho dây chuyền sản xuất bột giặt nhà máy sản xuất bộtgiặt VILACO

Dây chuyền sản xuất gồm có hai công đoạn:

Công đoạn 1: Phối trộn các nguyên liệu theo công nghệ sau đó đưa vào thùng phảnứng và khuấy trộn, Các thành phần được phối trộn gồm 5 thành phần 5 thành phầnnày được trộn theo một tỉ lệ của công nghệ khối lượng các thành phần được cânqua hệ thống cân sau đó được đưa và thùng phản ứng quá trình phản ứng được trợgiúp bằng hệ thống khuấy có sử dụng biến tần.Công đoạn 2: Sau khi quá trìnhkhuấy kết thúc kem được động cơ bơm cao áp hút và đẩy với áp suất cao đưa lênđỉnh tháp thông qua các đầu phun kem sẽ được phun ở dạng hạt và được hệ thốngquạt hút khí nóng sấy Quá trình kết thúc sản phẩm là bột sà phòng và được chuyểnqua công đoạn đóng gói

III KHÁCH HÀNG TIÊU BIỂU

* Công ty ORION HANEL * Cty TNHH Toyoda Goise Hải Phòng

* Nhà máy Nhiệt điện Cần Thơ * Tổng Cty bảo đảm hoạt động bay VN

* Công ty cổ phần tập đoàn phát triển công nghệ và đầu tư - GS Group

* Công ty Thiết bị và sản phẩm an toàn Việt Nam – Protect

* Công ty TNHH chế tạo động cơ Zongshen Việt Nam

* Công ty TNHH một thành viên Điện lực Ninh Bình

* Công ty cổ phần chế tạo máy biến thế và thiết bị điện

* Công ty cổ phần thuỷ điện Vĩnh Sơn - sông Hinh

* Công ty In & sản xuất bao bì Thiên Hà

PHẦN 2: QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU, LÀM VIỆC KHI THỰC TẬP TẠI

CÔNG TY SISIA VIỆT NAM.

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 Biến tần

Bộ biến đổi tần số hay còn gọi là biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoaychiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều có tần số khác mà có thể thay đổi được

Đối với các bộ biến tần dùng cho việc điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều thì ngoài việc thay đổi tần số của chúng còn có thể thay đổi cả điện áp ra với điện áp lưới cấp vào bộ biến tần

1.1 Nguyên lý làm việc của biến tần

Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản 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 Nhờ vậy, hệ số công suất cos phi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải

và có giá trị ít nhất 0.96 Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độrộng xung (PWM) Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ

Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số

vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là không đổi Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4 Điện áp là hàm bậc 4 của tần số Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũnglại là hàm bậc hai của điện áp

Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID vàthích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển

1.2 Phân loại biến tần:

Biến tần được chia làm 2 nhóm là Biến tần máy điện và Biến tần van

1.2.1 Biến tần máy điện

Nguyên lý chung của loại biến tần này là dùng máy điện xoay chiều làm nguồn điện có tần số biến đổi.

1.2.2 Biến tần van

Nguyên lý làm việc của biến tần van là dùng các tún hiệu điều khiển để đóng mở các van ( ở đây thường là các transistor hay thiristor ) biến đổi năng lượng điện xoay chiều ở tần số này thành năng lượng điện xoay chiều có tần số khác Biến tần van được chia làm 2 loại:

+ Biến tần van trực tiếp

+ Biến tần van gián tiếp

Biến tần van được ứng dụng rộng rãi vì có nhiều ưu điểm như: kích thước nhỏ nhẹ,không gây ồn, hệ số khuếch đại công suất lớn, hiệu suất cao

1.2.3 Một số hang biến tần trên thị trường

1.2.3.1 Biến tần ABB

Bến tần ABB là một trong những sản phẩm rất thế mạnh của tập đoàn nổi tiếng ABB Phần Lan.Với nhiều dòng biến tần khác nhau và dãi công suất rất lớn đặc biệt với công nghệ hàng đầu của mình trong lĩnh vực điện tự động hóa ABB đãkhẳng định được thương hiệu của mình trong nền công nghiệp của thế gới

Công suất từ 0.18kw đến 27MW cùng với dãi điện áp 200V đến 4.16KV và công nghệ vượt trội Biến tần ABB đã được đánh giá là hãng có Biến tần đứng đầu trên toàn cầu " theo IMS Study 2008"

* Biến tần cho chế tạo máy ACS 350: Dùng điều khiển tốc độ động cơ

không đồng bộ 3 Pha có yêu cầu điều khiển nâng cao, thông dụng chịu tải nặng sửdụng cho : OEM-chế tạo máy dệt, máy in,máy chế biến thực phẩm, cao su, nhựa,

* VFD - B Series dùng cho tải nặng: Phù hợp với hầu hết các ứng dụng, cácnhu cầu thay đổi tốc độ máy đóng gói, băng tải.

Đặc biệt: Ứng dụng trong ngành Dệt sợi, Thang máy, Thang cuốn, Bơm, Quạt,

Nhựa và các dây chuyền sản xuất khác

(công suất từ 700W –75kW (1pha/3pha; 220V~/380V~)

* VFD - L Series dùng cho tải nhẹ: Phù hợp với các ứng dụng nhỏ, các nhu cầu thay đổi tốc độ, máy bắn bóng, máy đóng gói, băng tải Điều khiển hoàn hảo động cơ xoay chiều 3 pha công suất từ 0.2kW – 1.5kW Cài đặt đơn giản, Điện áp nguồn cấp 1&3 Pha/220V~,Công suất 400W & 750W

1.2.3.3 Biến tần SIEMENS

*Biến tần M420

Họ biến tần MICROMASTER 420 - 6SE6420 có công suất định mức từ 0.37KW đến 11KW đối với điện áp vào 3 pha AC 380V đến 480V, 0.12 KW đến 5.5KW đối với điện áp vào 3 pha AC 200V đến 240V và 0.12KW đến 3KW đối với điện áp vào 1 pha AC 200V đến 240V tần số ngõ vào 50/60Hz

*Biến tần M430 :Biến tần MICROMASTER 430 - 6SE6430 có công suất định mức từ 7.5KW đến 250KW đối với điện áp vào 3 pha AC 380V đến 480V, tần số ngõ vào 50/60Hz điện áp định mức ngõ ra: 3 pha 380VAC , tần số ngõ ra từ0Hz đến 650Hz

*Biến tần SINAMICS G110 :Biến tần SINAMICS G110 - 6SL có công suất định mức: từ 0.12KW đến 3.0KW, điện áp định mức ngõ vào: từ 1 pha 200V-240VAC , tần số ngõ vào 50/60Hz, điện áp định mức ngõ ra: 3 pha 220VAC, tần

số ngõ ra từ 0Hz đến 650Hz

1.3 Ưu điểm của biến tần là tiết kiệm điện

Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo công nghệ hiện đại Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống

Qua tính toán với các dữ liệu thực tế, với các chi phí thực tế thì với một động cơ sơcấp khoảng 100 kW, thời gian thu hồi vốn đầu tư cho một bộ biến tần là khoảng từ

3 tháng đến 6 tháng Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí nghiệp sử dụng máy

biến tần này và đã có kết quả rõ rệt

Với giải pháp tiết kiệm năng lượng bên cạnh việc nâng cao tính năng điều khiển hệthống, các bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho các hệ truyền động cho bơm và quạt

Nhờ tính năng kỹ thuật cao với công nghệ điều khiển hiện đại nhất (điều khiển tối

ưu về năng lượng) các bộ biến tần đang và sẽ làm hài lòng nhiều nhà đầu tư trong nước, trong khu vực và trên thế giới

1.4 Các loại tải nên sử dụng biến tần để tiết kiệm điện

1.4.1 Phụ tải có mô mem thay đổi (điều hòa trung tâm, bơm cấp nước, bơm quạt mát, )

1.4.2 Động cơ luôn chạy non tải mà không thể thay động cơ được thì phải lắp

Thiết bị điều khiển logic lập trình được PLC là dạng thiết bị điều khiển đặcbiệt dựa trên bộ vi xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh và thựchiện chức năng, chẳng hạn, cho phép tình logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, và cácthuật toán để điều khiển máy và các quá trình công nghệ PLC được thiết kế chocác kỹ sư, không yêu cầu cao các kiếm thức về máy tính và ngôn ngữ máy tính, cóthể vận hành Chúng được thiết kế cho không chỉ các nhà lập trình máy tính mới cóthể cái đặt hoặc thay đổi chương trình Vì vậy, các nhà thiết kế PLC phải lập trìnhsẵn sao cho chương trình điều khiển có thể nhập bằng cách sử dụng ngôn ngữ đơngiản (ngôn ngữ điều khiển) Thuật ngứ logic được sử dụng vì việc lập trình chủ yếuliên quan đến các hoạt động logic ví dụ nếu có các điều kiện A và B thì C làmviệc… người vận hành nhập chương trình (chuỗi lệnh) vào bộ nhớ PLC Thiết bị

điều khiển PLC sẽ giám sát các tín hiệu vào và các tín hiệu vào và các tín hiệu ratheo chương trình này và thực hiện các quy tắc điều khiển đã được lập trình.

Các PLC tương tự máy tính, nhưng máy tính được tối ưu hóa cho các tác vụ tính toán và hiển thị, còn PLC được chuyên biệt cho các tác vụ điều khiển và môn trường công nghiệp vì vậy các PLC:

+ Được thiết kế bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn

+ Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra

+ Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch

Về cơ bản chức năng của bộ điều khiển PLC cũng giống như chức năng của bộ điều khiển thiết kế trên cơ sở các rơle công tắc tơ hoặc trên cơ sở các khối điện tử

đó là:

+ Thu nhận các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ cảm biến

+ Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đòng

Hệ thống PLC thong dụng có năm bộ phận cơ bản gồm: bộ xử lý, bộ nhớ, bộngồn, giao diện vào/ra, và thiết bị lập trình Sơ đồ hệ thống như hình trên.

- Bộ xử lý

Bộ xử lý hay còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử lý Bộ

xử lý biên dịnh các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chươngtrình được lưu trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị ra

Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự, đầu tiên các thông tin lưu trư trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự và được kiểm soátbởi bộ đếm chương trình Bộ xử lý lien kết các tín hiệu và đưa kết quả đầu ra Chu

kỳ thời gian này gọi là thời gian quét (scan) Thời gian vòng quét phụ thuộc vào dung lượng của bộ nhớ, vào tốc độ của CPU Nói chung một chu kì quét như hình dưới

Sau thao tác tuần tự chương trình sẽ dẫn đến một thời gian trẽ khi bộ đếm của chương trinh đi qua một chu trình đầy đủ, sau đó bắt đầu lại từ đầu

Để tránh thời gian quá trễ người ta đo thời gian quét của một chương trình dài 1 Kbyte và coi đó là chỉ tiêu để so sánh các PLC Với nhiều loại thiết bị thời gian trễ này có thể tới 20ms hoặc hơn Nếu thời gian trễ gây trở ngại cho qua trình điều khiển thì phải dùng các biện pháp đặc biệt, chẳng hạn như lắp đặt những lần gọi quan trọng trong thời gian một lần quét, hoặc là điều khiển các thông tin

chuyển giao để bỏ bớt đi những lần gọi ít quan trọng khi thời gian quét dài tới mứckhông thể chấp nhận được nếu các giải pháp trên không thỏa mãn thì phải dùng PLC có thời gian quét ngắn hơn

2.2.2 Bộ nguồn

Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho bộ vi xử lý (thường là 5v) và cho các mạch điênh trong các module còn lại ( thường là 24v)

Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình sử dụng cho các hoạt động điều khiển.

Các dạng bộ nhớ có thể là RAM, ROM, EPROM Người ta luôn chế tạo nguồi dự phòng cho RAM để duy trì chương trình trong trường hợp mất điện nguồn, thời gian duy trì tùy thuộc vào từng PLC cụ thể Bộ nhớ cũng có thể được chế tạo thànhmodule cho phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau, khi cần mở rộng có thể cắm thêm

2.2.5 Giao diện vào/ ra

Giao diện vào ra là nơi bộ xử lý trung tâm nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi vàtruyền thông tin đến các thiết bị bên ngoài Tín hiệu vào có thể từ các công tắc, các

bộ cảm biến nhiệt độ, các tế bào quang điện… Tín hiệu ra có thể cung cấp cho cáccuộn dât công tắc tơ, các rơle, các van điện từ, các động cơ nhỏ… Tín hiệu vào/ ra

có thể là tín hiệu rời rạc, tín hiệu lien tục, tín hiệu logic…

Các tìn hiệu vào/ ra có thể thể hiện như hình 5

Hình 5: Các tín hiệu vào ra

Mỗi điểm vào ra có một địac chỉ duy nhất được PLC sủ dụng.

Các kênh vào\ra đã có các chức năng cách ly và điều hòa tín hiệu sao cho các bộ cảm biến và các bộ tác động có thể nối trực tiếp với chúng mà không cần thêm mạch điện khác

Tín hiệu thường được ghép cách điện (cách ly) nhờ linh kiện quang như hình 6.Dải tín hiệu nhận vào cho các

PLC cỡ lớn có thể là 5v, 24v,

110v, 220v Các PLC cỡ nhỏ

thường chỉ nhập tín hiệu 24v

Tín hiệu ra cũng được ghép

cách ly kiểu rơle như hình 7a,

cách ly kiểu quang như hìn7b

Hình 6: Cách ly điện tín hiệu vào

Hình 7: Cách ly tín hiệu raTín hiệu ra có thể là tín hiệu chuyển mạch 24v, 100mA: 110v, 1A một chiều; thậm chí 240v, 1A xoay chiều tùy loại PLC Tuy nhiên, với PLC cỡ lớn dải tín hiệu ra cóthể thay đổi bằng cách lựa chọn các module ra thích hợp

2.3 Cấu tạo chung của PLC

Các PLC có hai kiểu cấu tạo cơ bản là: kiểu hộp đơn và kiểu module nối ghép.Kiểu hộp đơn thường dùng cho các PLC cỡ nhỏ và được cung cấp dưới dạng nguyên chiếc hoàn chỉnh gồm bộ nguồn, bộ xử lý, bộ nhớ và các giao diện vào\ ra Kiểu hộp đơn thường vẫn có khả năng ghép nối được với các module ngoài đẻ mở rộng khả năng của PLC

Hình 8: Cấu tạo chung của PLCKiểu module gồm các module riêng cho mỗi chức năng như module nguồn,

module xử lý trung tâm, module ghép nối, module vào\ra, module mờ, module PID… Các module được lăp trên các rãnh và được kết nối với nhau Kiểu cấu tạo này có thể được sử dụng cho các thiết bị điền khiển lập trình với mọi kích cỡ, có nhiều bộ chức năng khác nhau được gộp vào các module riêng biệt Việc sử dụng các module tùy thuộc công dụng cụ thể

Ngày nay do sự phát triển

của công nghệ, ngoài rơle điện

cơ, rơle nhiệt, rơle từ, các loại

rơle điện tử rơle số với những ưu

điêmt nổi bật đã phát triển và sử

dụng nhiều trong các nghành của

sản xuất và đời sống

3.1.1 Rơle điện từ

Rơle điện từ là rơle điện cơ, làm việc theo nguyên lý từ điện xét 1 rơle điện

từ có cấu tạo như hình 9

Khi có dòng điện i đi vào cuộn dây 2 của nam châm điện 1, thì nắp 3 của namchâm điện sẽ chịu 1 lực hút điện từ Fđt Khi dòng điên i lớn hơn dòng điện tác động

tao rơle điện từ

hơn lực Flò xo của là xo 4, làm đóng tiếp điểm 5 khi dòng điện i nhỏ hơn dòng điện trở về Itv, lực Flò xo lớn hơn lực điện từ Fđt, rơle nhả, cắt tiếp điểm 5

Nhược điểm của rơle điện tử là công suất tác động tương đối lớn, độ nhạy thấp hiện nay người ta sử dụng vật liệu sắt từ mới để tăng độ nhạy của rơle

3.1.2 Rơle nhiệt

Rơle nhiêt dùng để bảo vệ động cơ điện và mạch điện khỏi bị quá tải Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện, vì cẩn có thời gian để phát nóng Thời gian làm việc khoảng vài giây đến vài phút

Rơle nhiệt có nguyên lý làm việc dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện.Loại rơle nhiệt thường có gắn phần tử cơ bản là phiến kim loại kép, cấu tạo từ 2 tấm kim loại, một tấm có hệ số giãn nở bé và một tấm có hệ số giãn nở lớn Khi đốt nóng do dòng điện I, có thể dùng trực tiếp cho dòng điện đi qua, hoặc dây điện trở bao quanh

Hình 10 là sơ đồ cấu tạo rơle nhiệt

Bộ phận đốt nóng 1 đấu nối trực tiếp với mạch điện chính của thiết bị cần bảo vệ (tự động cắt điện) Khi dòng điện chạy

trong mạch điện tăng lên quá mức quy

định (động cơ điện bị quá tải) thì nhệt

lượng tỏa ra làm cho kim loại 3 cong

lên phía trên (về phía kim loại có hệ số

giản nở nhỏ) Nhờ lực kéo của lò xo 5,

đòn bẩy 4 sẽ quay và mở tiếp

Hình 10: Cấu tạo rơle nhiệt

điểm 2, làm cho mạch điện tự động cắt điện Khi bộ phận đốt nóng nguội đi, thanh kim loại kép hết cong, ấn nút 6 là có thể đưa rơle nhiệt về vị trí cũ, tiếp điểm 2 đóng

3.1.3 Rơle tương tự, rơle kỹ thuật số

Các loiạ rơle điện- cơ có nhược điểm là tác động chậm và kém chính xác nên từ những năm 70 đến năm 90 các rơle điện – cơ được cải tiến theo hướng điện tử hóa,thay thế các cơ cấu đo, cơ cấu so ngưỡng bằng các mạch điện tử và vi mạch bán dẫn Đến khoảng những năm 90 người ta đưa kỹ thuật vi xử lý, vi điêu khiển vào rơle, các tính năng của rơle càng ưu việt hơn

Rơle tương tự có đặc trương là các thông số vào, ra của rơle như dòng điện, điện áp, góc lệch pha, công suất… là các đại lương lien tục (analog)

Tín hiệu này được so sánh với 1 hay nhiều đại lượng đầu vào có giá trị chuẩn đẻ cho tín hiệu đầu ra Cấu trúc rơle gồm các khối như sau: khối tiếp thu, khối thực hiên, khối trì hoãn và khối chỉ định

Rơle kỹ thuật số có đặc điểm là tín hiệu xử lý bên trong của rơle ở dạng số (dạng nhị phân 0, 1) Tín hiệu vào được chuyển sang tín hiệu số điểu khiển tín hiệu ta Kết cấu phần cứng và phần mềm của các kiểu rơle kỹ thuật số của các hang khác nhau thường có những nét đặc biệt riêng, không giống nhau

3.2 Cầu dao

Cầu dao là loại thiết bị điện dùng để đóng, cắt dòng điện bằng tay, đơn giản nhất, được sử dụng trong mạch điện có điện có điện áp 220V điện một chiều và

380 V điện xoay chiều

Cầu dao thường dùng để đóng cắt mạch điện công suất nhỏ khi làm việc không phải đóng cắt nhiều lần Nếu điện áp mạch điện cao hơn hoặc mạch điện có công suất trung bình và lớn hơn thì cầu dao làm nhiệm vụ cách li hoặc chỉ đóng cắtkhông tải Sở dĩ như vậy là vì khi cắt mạch điện, hồ quang sinh ra sẽ rất lớn, tiếp xúc sẽ bị phá hủy trong một thời gian ngắn dẫn đến phát sinh hồ quang giữa các pha, gât nguy hiểm cho người thao tác và hỏng thiết bị

Để đảm bảo cắt điện tin cậy các thiết bị dùng ra khỏi nguồn điện, chiều dài lưỡi dao phải đủ lớn (lớn hơn 50 cm) và để an toàn lúc đóng cắt, cần có biện pháp dập tắt hồ quang, tốc độ di chuyển lưỡi dao tiếp xúc càng nhanh, thời gian dập tắp

hồ quang càng ngắn, vì thế người ta thường làm them lưỡi dao phụ có lò xo bật nhanh ở các cầu dao có dòng điện một chiều lớn hơn 30A

Hình 11: cấu tạo và kí hiệu cầu dao

1 tiếp điểm động (lưỡi dao); 2 tiếp điểm tĩnh; 3 đế cách điện

Theo kết cấu người ta phân ra làm 2 loại 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực Theo điện áp phân ra điện áp định mức 250V, 500V Theo dòng định mức có các loại 15; 25 ; 30; 40; 60; 75; 100; 150; 200; 300; 350; 600; 1000A Theo điều kiện bảo vệ có loạicầu dao không có hộp, loại có hộp che chắn Theo yêu cầu sử dụng có loại cầu dao

có cầu chì bảo vệ và loại không có cầu chì bảo vệ

3.3 Nút ấn

Là thiết bị điện để điều khiển từ xa (có khoảng cách) đóng cắt tự động mạch điện (mạch điện động cơ).

Có hai loại nút nấn : nút ấn thường hở và nút ấn thường đóng

3.3.1 Nút ấn thường hở

Hình 12: cấu tạo và ký hiệu nút ấn thường hở

Khi ấn nút theo chiều mũi tên thì các tiếp điểm hở ra, cắt mạch điện Khi bỏ tay ra, nhờ lo xo phản, các tiếp điểm trở lại vị trí ban đầu là thường hở

3.3.2 Nút ấn thường đóng

Hình 13: cấu tạo và ký hiệu nút ẩn thường đóng

Khi ấn nút theo chiều mũi tên thì các tiếp điểm hở ra, cắt mạch điện Khi bỏ tay ra, nhờ lo xo phản, các tiếp điểm trở lại vị trí ban đầu là thường đóng

3.4 Công tắc tơ điện từ

Công tăc tơ là loại thiết bị điện dùng để đóng cắt từ xa, tự động hoặc dùng nút ấn các mạch điện có tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A

Công tắc tơ có hai vị trí: đóng và cắt Tiếp điểm được giữ ở trạng thái đóng nhờ có dòng điện trong cuộn dây hút (cuộn điều khiển) của cơ cấu điện từ

Công tắc tơ điện từ có các bộ phận chính sau:

- Cơ cấu điện từ

- Hệ thống tiếp điểm chính.

- Hệ thống tiếp điểm phụ

- Hệ thống dập hồ quang

hinh

Hình 14: sơ đồ nguyên lý chung của các công tắc tơ điện từ

Trong sơ đồ hình 14 ta thấy có 2 bộ phận cơ bản: cơ cấu điện tử và cơ cấu truyền động Cơ cấu truyền động gồm hệ thống tay đòn và tiếp điểm động Cơ cấu truyền động phải có kết cấu hợp lý để giảm thời gian thao tác đóng cắt, tăng lực ép các tiếp điểm và giảm được tiếng kêu va đập

3.4.1 Cơ cấu điện từ

Cơ cấu điện từ của công tắc tơ gồm có mạch từ và cuộn hút

Mạch từ của công tác tơ điện xoay chiều là các lõi thép được ghép bằng lá thép kỹ thuật điện có chiều dày 0.35mm đến 0.5mm để giảm tổn hao sắt từ do dòngđiện xoáy Mạch từ có dạng hình chữ E hoặc U, gồm 2 thành phần tĩnh (1) được ghép chặt cố định, phần động (2) là nắp còn gọi là phần ứng được nối với các tiếp điểm (3) qua hệ thống tay đòn (4)

Cuộn hút (5) có điện trở rất bé so với điện kháng Khi có dòng điện qua cuộnhút, sẽ có lực điện từ hút nắp (phần động 2), thông qua hệ thống tay đòn, đóng tiếp điểm (3), duy trì vị trí đóng mạch điện của công tắc tơ (hình 14)

Nguên lý làm việc của công tắc tơ điện một chiều cũng tương tự như trên, thường chỉ khác nhau ở hình dáng kết cấu truyền động của mạch từ tới tiếp điểm Công tắc tơ điện một chiều thường dùng mạch từ kiểu xupáp, có tiếp điểm động bám chặt ngày vào nắp Ngoài ra, vì sử dụng dòng điện một chiều, nên mạch từ thường làm bằng sắt từ mềm, cuộn dây thường có dạng hình trụ tròn quấn sát vào lõi, vì lõi thép ít nóng hơn trương hợp xoay chiều.

3.4.2 Hệ thống tiếp điểm

Hệ thống tiếp điểm gồm các tiếp điểm thường mở(ở trạng thái hở) và các tiếp đểm thường đóng, (ở trạng thái đóng) khi chưa có tác động của cuộn hút

Hình 15: 1.lõi sắt; 2 cuộn dây; 3 lò xo; 4.k1 ký hiệu tiếp điểm thường mở; 5 k2

ký hiệu tiếp điểm thường đóng

Khi có dòng điện vào cuộn dây, lõi sắt hút xuống một lực thắng lực đẩy lò

xo phản làm cho tiếp điểm thường bị đóng mở ra và tiếp điểm thường hở bị đóng lại Nếu cuộn dây bị mất điện, do tác dụng của lực đẩy của lò xo, hệ thống cacs tiếp điểm trở về vị trí ban đầu

Các số liệu kỹ thuật của công tắc tơ là:

- Điện áp định mức Uđm là điện áp mạng điện tương ứng mà tiếp điểm chính phải đóng cắt, thường có các cấp 110V; 220V; 440V điện một chiều và 127V; 220V; 380V; 500V xoay chiều

Cuộn hút có thể làm việc bình thường ở điện áp trong giới hạn 85% đến 105% điện áp định mức

- Dòng điện định mức Iđm là dòng điện đi qua tiếp điêm chính trong chế độ làm việc gián đoạn lâu dài, nghĩa là chế độ này thời gian công tắc tơ ở trạng thái đóng không lâu quá 8 giờ.

Công tắc tơ có các cấp dòng điện thông dụng là: 10; 20; 25; 40; 60; 75; 100; 150; 250; 300; 600A

3.5 Khởi động từ

Khởi động từ là một loại thiết bị điện dùng để điều khiển đóng cắt từ xa, đảochiều quay và bảo vệ quá tải (nếu mắc thêm rơ le nhiệt) cho các động cơ 3 pha rôtolồng sóc Loại khởi động từ có một công tắc tơ gọi là khởi động từ đơn, thường dùng để điều khiển đóng cắt động cơ điện Khởi động từ có 2 công tắc tơ gọi là khởi động từ kép dùng để khởi động và điều khiển đảo chiều động cơ điện Muốn khởi động từ bảo vệ được ngắn mạch phải mắc them cầu chì

Người ta chia khởi động từ thành các loại sau:

- Theo điện áp định mức của cuộn dây hút: 36V; 127V; 220V; 380V; và 500V.;

- Theo kết cấu bảo vệ chống tác động bởi môi trường xung quanh có các loại:

hở, bảo vệ, chống nổ

Cũng như các thiết bị điện thấp áp, các chi tiết của khởi động từ làm việc không có dầu mỡ bôi trơn, tức làm việc khô, do đó phải làm từ vật liệu ít haomòn do ma sát và không bị gỉ Ngày nay người ta dùng kim loại - nhựa có

độ chịu mòn cao, có thể bền gấp 200 lần so với kim loại – kim loại

Hình 16: sơ đồ khởi động từ đơn để đóng điều khiển đông cơ điện

Trên sơ đồ có các ký hiệu như sau:

- A, B, C, O mạch 3 pha 4 dây

- CC là cầu chỉ

- IRN, 2RN 2 rơle nhiệt đặt ở 2 pha

- K cuộn dây công tắc tơ có 4 tiếp điểm thường mở (K1, K2, K3 ở mạch động lực, K4 ở mạch điều khiển)

- D nút ấn thường đóng (nú dừng máy)

- M nút ấn thường mở (nút mở máy)

Hoạt động của sơ đồ như sau:

- Mở máy: ấn nút mở máy M, dòng điện đi từ pha C qua cầu chì, qua D, M, K,

2 tiếp điểm thường đóng 1RN, 2RN của rơle nhiệt về trung tính O, cuộn dây

K có điện, đóng các tiếp điểm K1, K2, K3 cung cấp điện cho động cơ Đồng thời đóng tiếp điểm K4 để tự khóa nút M (bỏ tay ấn nút M ra, mạch điện vẫn được duy trì, đi qua tiếp điểm K4)

- Muốn cắt động cơ (dừng máy) ta ấn nút D, cuộn dây công tắc tơ K mất điện,các tiếp điểm K1, K2, K3, K4 hở ra động cơ cắt khỏi nguồn điện

- Bảo vệ động cơ: cầu chì CC bảo vệ ngắn mạch, hai rơle nhiệt RN bảo vệ quátải

3.6 Cầu chì

Cầu chì là thiết bị điện dùng để bảo vệ các thiết bị điện và mạch điện tránh quá dòng điện (chủ yếu là dòng điện ngắn mạch) Trong mạng điện ta thường thấy cầu chì bảo vệ các dây điện và cáp, bảo vệ đồ dùng điện gia đình, bảo vêh máy biến áp,động cơ điện…

Hai phần tử cơ bản của cầu chì là : dây chảy và thiết bị dập hồ quang (phần tử dập hồ quang thường gặp ở cầu chì cao áp)

Dây chảy là phần tử quan trọng nhất, để cắt mạch điện khi có sự cố một cách tincậy, dây chảy cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Không bị oxy hóa

- Dẫn điện tốt

- Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp

- Kim loại vật liệu ít.

- Quán tính nhiệt phải nhỏ

Để giảm nhiệt độ tác động, người ta thường dùng 2 biện pháp :

- Dùng dây dẹt có chỗ thắt lại để giảm tiết diện

- Dùng dây tròn, trên một số đoạn hàn them một số vảy kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp

Cấu tạo của cầu chỉ có các loại sau: loại hở, loại văn, loại hộp, loại kín không

có thạch anh, loại kín trong ống có cát thạch anh

Cầu chì có đặc điểm là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt (bảo vệ) lớn và giá thành thấp, nên ngày nay vẫn được ứng dụng rộng rãi

3.7 Áptômát

Áptômát là thiết bị điện dùng để tự động đóng cắt mạch điện, bảo vệ quá tải ngắn mạch, sụt áp…, hồ quang được dập trong không khí

Ở trạng thái bình thường, sau

khi đóng điện, áptômát được

giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm

nhờ móc răng 1 khớp với cần

răng 5 cùng một cụm với tiếp

điểm động 6

Khi mạch điện quá tải hay ngắn

mạch, dòng điện chay qua cuộn

dây 2 lớn, lực hút điện từ tăng

Hình 17: Cấu tạo áptômat.lên thắng lực lò xo 3 kéo phần ứng 4 xuống làm nhả móc 1, cần 5 được tự do, tiếp điểm động 6 của áptômát được mở ra do lực của lò xo 7, mạch điện bị cắt

Áptômát thường được phân loại như sau:

- Theo kết cấu: loại 1 cực, 2 cực, 3 cực

- Theo thời gian tác động: loại tác động không tức thời, loại tác động tức thời

- Theo chưc năng baoe vệ: loại bảo vệ dòng cực đại, dòng cực tiểu, bảo vệ công suất điện ngược, bảo vệ áp cực tiểu…