Hiện nay, các công nghệ tiên tiến, các dây chuyền và thiết bị hiện đại đang từng ngày, từng giờ được ứng dụng vào sản xuất. Với chính sách mở cửa của Đảng và Nhà nước ta, chắc chắn các công nghệ tiên tiến và hiện đại của thế giới sẽ ngày càng được áp dụng hiệu quả vào Việt Nam với quy mô, số lượng, chất lượng một cách nhanh chóng. Tác dụng của các công nghệ mới và dây chuyền sản xuất hiện đại đã góp phần thúc đẩy sự nghiệp Công nghiệp hoá Hiện đại hoá đất nước. Với vai trò là mũi nhọn của kỹ thuật hiện đại, lĩnh vực tự động hoá đang phát triển với tốc độ ngày càng cao. Trong quá trình sản xuất, việc tự động hoá một dây chuyền sản xuất đóng vai trò rất quan trọng. Nó là cầu nối giữa các hạng mục sản xuất, giữa các phân xưởng trong nhà máy, giữa các máy công tác trong một dây chuyền. Việc điều khiển hoạt động của các dây chuyền hiện đại, tiên tiến cũng ngày càng đa dạng và phức tạp. Một trong những hoạt động không thể thiếu của một nhà máy công nghiệp hiện đại là hệ thống cần trục rải liệu. Cần trục là một thiết bị vận chuyển và nâng hạ trong nhà máy, năng suất của cần trục ảnh hưởng rất lớn đến đến năng suất chung của nhà máy. Vì vậy, các thiết bị điện và hệ thống điều khiển của cần trục phải đảm bảo việc tiện lợi, có năng suất cao, vận hành an toàn và thao tác đơn giản, cũng như đáp ứng đầy đủ các đặc điểm, yêu cầu công nghệ của hệ thống. Trong quá trình thiết kế, với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn và ý kiến của các bạn, em đã hoàn thành được bản đồ án này.Do kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn.Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Đăng Khang và sự góp ý của các bạn sinh viên.
Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa LI NểI U Hiện nay, công nghệ tiên tiến, dây chuyền thiết bị đại ngày, đợc ứng dụng vào sản xuất Với sách mở cửa Đảng Nhà nớc ta, chắn công nghệ tiên tiến đại giới ngày đợc áp dụng hiệu vào Việt Nam với quy mô, số lợng, chất lợng cách nhanh chóng Tác dụng công nghệ dây chuyền sản xuất đại góp phần thúc đẩy nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nớc Với vai trò mũi nhọn kỹ thuật đại, lĩnh vực tự động hoá phát triển với tốc độ ngày cao Trong trình sản xuất, việc tự động hoá dây chuyền sản xuất đóng vai trò quan trọng Nó cầu nối hạng mục sản xuất, phân xởng nhà máy, máy công tác dây chuyền Việc điều khiển hoạt động dây chuyền đại, tiên tiến ngày đa dạng phức tạp Một hoạt động thiếu nhà máy công nghiệp đại hệ thống cần trục rải liệu Cần trục thiết bị vận chuyển nâng hạ nhà máy, suất cần trục ảnh hởng lớn đến đến suất chung nhà máy Vì vậy, thiết bị điện hệ thống điều khiển cần trục phải đảm bảo việc tiện lợi, có suất cao, vận hành an toàn thao tác đơn giản, nh đáp ứng đầy đủ đặc điểm, yêu cầu công nghệ hệ thống Trong trình thiết kế, với giúp đỡ thầy giáo, cô giáo Bộ môn ý kiến bạn, em hoàn thành đợc đồ án này.Do kinh nghiệm hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đợc góp ý thầy cô giáo bạn.Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn hớng dẫn tận tình thầy giáo Nguyn ng Khang góp ý bạn sinh viên Chỳng em xin chõn thnh cm n !!! N CHUYấN MễN T NG HểA Chng 1: Tng quan chung v cụng ngh GVHD: Th.S Nguyn ng Khang Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa I Giới thiệu công nghệ chức Cầu trục thiết bị dùng để nâng bốc vận chuyển hàng hoá thiết bị dùng công trờng xây dựng, nhà máy công nghiệp luyện kim, khí lắp ráp, hải cảng Theo chức năng, cần trục đợc chia làm hai loại: - Cầu trục vận chuyển đợc dùng rộng rãi với yêu cầu xác không cao - Cầu trục lắp ráp dùng nhiều nhà máy khí để lắp ghép chi tiết máy móc với yêu cầu xác cao Cầu trục bi đợc xếp vào loại cần trục vận chuyển Nó di chuyển phụ tải theo hai phơng: phơng nằm ngang phơng thẳng đứng nhờ vào hệ thống truyền động đặt cần trục Chế độ làm việc cấu cầu trục đợc xác định từ yêu cầu trình công nghệ, chức cầu trục dây truyền sản xuất Nhìn chung, thiết bị điện cầiu trục làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, dễ bị tải nhiều, tần số đóng cắt lớn, chế độ độ xảy nhanh mở máy, hãm đảo chiều Từ đặc điểm hệ thống cầu trục nói chung, đa yêu cầu công nghệ hệ thống cầu trục: - Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động phải đơn giản Các phần tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản cấu tạo thay dễ dàng Cầu trục phải đợc bảo vệ chống tải chống ngắn mạch cầu chì mạch động lực - Quá trình mở máy diễn theo luật đợc định sẵn Sơ đồ điều khiển chung cho hai động - Đảm bảo tốc độ thấp dừng xác - Để bảo vệ an toàn cho ngời thiết bị vận hành, sơ đồ điều khiển thiết phải dùng công tắc hành trình để hạn chế chuyển động cấu chúng vợt giới hạn cho phép - Khi có cố, phải có khả điều chỉnh hệ thống vị trí ban đầu để chuẩn bị tiến hành chu trình làm việc - Các khí cụ, thiết bị điện hệ thống truyền động điều khiển phải làm việc tin cậy điều kiện môi trờng nhằm nâng cao suất, an toàn vận hành Sơ đồ công nghệ mỏy chuyn A m GVHD: Th.S Nguyn ng Khang T C Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa P X L X L B II Lựa chọn công nghệ - Nguồn cung cấp: 380V mt chiu vi mch lc v 220V xoay chiu vi mch iu khin - Bộ truyền động: Toàn chuyển động hai động mt chiu kớch t song song Một động cho phép chuyển động theo phơng nằm ngang: sang phải sang trái Động lại cho phép chuyển động theo phơng thẳng đứng: xuống dới lên - Bộ cụng tc hnh trỡnh dng xung: công tắc hành trình tự phục hồi A,B,C - Mạch điều khiển: thiết bị đóng cắt có tiếp điểm III ng c in chiu 1: Khỏi nim L mỏy in chiu hot ng theo ch ng c E < U ng c in mt chiu c dựng rt ph bin cụng nghip, giao thụng ti v núi chung nhng thit b cn iu chnh tc quay liờn tc mt phm vi rng (mỏy cỏn thộp, mỏy cụng c ln, u mỏy in) 2: Phõn loi: ng c in mt chiu c phõn loi theo phng phỏp kớch t, gm cú loi : - ng c in kớch t c lp - ng c in kớch t song song - ng c in kớch t ni tip GVHD: Th.S Nguyn ng Khang Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa - ng c in kớch t hn hp 3: Cu to: Nhng phn chớnh ca ng c in mt chiu gm stato vi cc t, roto vi dõy qun v c gúp vi chi than -Stato (phn cm): gm lừi thộp bng thộp ỳc, va lm mch t va l v mỏy Cỏc dõy qun kớch t -Rụto(phn ng): Roto ca mỏy in mt chiu gi l phn ng, gm lừi thộp v dõy qun phn ng Lừi thộp hỡnh tr, lm bng cỏc lỏ thộp k thut in ghộp li vi Cỏc lỏ thộp c dp cú l thụng giú v rónh t dõy qun phn ng Mi phn t ca dõy qun, phn ng cú chiu vũng dõy, hai u vi hai phin gúp, hai cnh tỏc dng ca phn t dõy qun t hai rónh di hai cc khỏc tờn -C gúp v chi than : C gúp gm cỏc phin gúp bng ng c ghộp cỏch in, cú dng hỡnh tr, gn u trc roto Cỏc u dõy ca phn t ni vi phin gúp GVHD: Th.S Nguyn ng Khang Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Chi than (chi in) lm bng than graphit Cỏc chi than t cht lờn c gúp nh lũ xo v giỏ chi in gn trờn np mỏy Nguyờn lý lm vic ng c in chiu Khi cho in ỏp mt chiu U vo hai chi in A v B, dõy qun phn ng cú dũng in I Cỏc dn ab, cd cú dũng in nm t trng, s chu lc F t tỏc dng lm cho roto quay, chiu lc xỏc nh theo quay tc bn tay trỏi Khi phn ng quay c na vũng, v trớ cỏc dn ab, cd i ch cho nhau, cú phin gúp i chiu dũng in, gi cho chiu lc tỏc dng khụng i, m bo ng c cú chiu quay khụng i Khi ng c quay, cỏc dn ct t trng s cm ng sc in ng E Chiu sc in ng xỏc nh theo quy tc bn tay phi ng c mt chiu sc in ng E ngc chiu vi dũng in I nờn E cũn gi l sc phn in Phng trỡnh in ỏp l : U = E + R.I M mỏy ng c in mt chiu : Phng trỡnh in ỏp mch phn ng l : U = E + R.I GVHD: Th.S Nguyn ng Khang Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa T ú rỳt : I = Vỡ in tr R nh, nờn dũng in phn ng lỳc m mỏy rt ln khong (20 ữ 30)Im , lm hng c gúp v chi than Dũng in phn ng ln kộo theo dũng in m mỏy I m ln, lm nh hng ti li in gim dũng in m mỏy, t I m = (1,5 ữ 2) Im, ta dựng cỏc bin phỏp sau : -Dựng bin tr m mỏy : mc bin tr m mỏy vo mch phn ng Lỳc u in tr m mỏy R m ln nht, quỏ trỡnh m mỏy, tc tng lờn, sc in ng E tng v in tr m mỏy gim dn n 0, mỏy lm vic ỳng in ỏp nh mc -Gim in ỏp t vo phn ng : Phng phỏp ny c s dng cú mt chiu cú th iu chnh in ỏp, vớ d mỏy phỏt ng c, hoc ngun mt chiu chnh lu Cn chỳ ý rng momen m mỏy ln, lỳc m mỏy phi cú t thụng ln nht, vỡ th cỏc thụng s mch kớch t phi iu chnh cho dũng in kớch t lỳc m mỏy ln nht 6: Cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c in mt chiu V phng din iu chnh tc , ng c in mt chiu cú nhiu u vit hn so vi loi ng c khỏc, khụng nhng nú cú kh nng thay i tc mt cỏch d dng m cu trỳc mch lc, mch iu khin n gin hn ng thi li t cht lng iu chnh cao di iu chnh tc rng T phng trỡnh tớnh tc : = Uu I R u u (1) k k GVHD: Th.S Nguyn ng Khang Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Suy : iu chnh cú th: iu chnh U iu chnh R bng cỏch thờm Rp vo mch phn ng iu chnh t thụng iu chnh tc bng Rp Mc ni tip R vo phn ng, t (1) suy R tng lờn, suy gim, dc ca ng c tớnh gim Cỏc ng 1,2 l ng c tớnh sau tng R, ng TN l ng c tớnh t nhiờn ca ng c ban u o TN 12 M Mc u im ca phng phỏp ny l n gin, tc iu chnh liờn tc, nhng thờm Rp nờn tn hao tng, khụng kinh t iu khin t thụng: iu chnh t thụng kớch thớch ca ng c in mt chiu l iu chnh moment in t ca ng c M = K I u v sc in ng quay ca ng c Eu = K Khi t thụng gim thỡ tc quay ca ng c tng lờn phm vi gii hn ca vic thay i t thụng Nhng theo cụng thc trờn thay i th mmen, dũng in I cng thay i nờn khú tớnh c chớnh xỏc dng i khin v mmen ti => phng phỏp ny cng ớt dựng iu khin in ỏp phn ng: GVHD: Th.S Nguyn ng Khang Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Thc t cú hai phng phỏp c bn iu khin tc ng c in mt chiu bng in ỏp: - iu chnh in ỏp cp cho mch phn ng ca ng c - iu chnh in ỏp cp cho mch kớch t ca ng c Trong ú thụng thng ngi ta s dng cỏch iu chnh in ỏp phn ng Khi thay i in ỏp phn ng thỡ tc ng c in thay i theo phng trỡnh sau: = Uu I R u u k k Vỡ t thụng ca ng c khụng i nờn dc c tớnh c cng khụng i, cũn tc khụng ti lý tng thỡ tựy thuc vo giỏ tr in ỏp iu khin Uu ca h thng, ú cú th núi phng phỏp iu khin ny l trit c tớnh thu c iu khin l h ng song song : o TN M Mc ng c in mt chiu kớch t song song: M Mỏy dựng bin tr RM , iu chnh tc thng iu chnh Rc ng c tớnh c n = fi(M) n = (U - RI)/ kEfi (1) Mt khỏc: Mt = kM I fi (2) T (1) v (2) ta cú: GVHD: Th.S Nguyn ng Khang Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa n= U/ kEfi - RM/ (kM kEfi2) ThờM in tr Rp vo Mch phn ng thỡ ta cú: n= U/ kEfi - (R +Rp )M/ (kM kEfi2) ng c in kớch t song song cú c tớnh c cng, v tc hu nh khụng i cụng sut trờn trc P2 thay i, chỳng c dựng nhiu mỏy ct kim loi, mỏy cụng c IV Gii thiu v PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY Vi ti ny em s dng PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY - Thụng tin: - Ngun cp: 85-264VAC 47-63Hz Kớch thc: 120.5mm x 80mm x 62mm Dung lng b nh chng trỡnh: 4096 words Dung lng b nh d liu: 2560 words B nh loi EEFROM Cú 14 cng vo, 10 cng Cú th thờm vo 14 modul m rng k c modul Analog Tc x lý mt lnh logic Boole 0.37às Cú 256 timer , 256 counter, cỏc hm s hc trờn s nguyờn v sn - thc Cú b m tc cao, tn s m 20 KHz Cú b iu chnh tng t Cỏc ngt: phn cng, theo thi gian, truyn thụng, ng h thi gian thc Chng trỡnh c bo v bng Password Ton b dung lng nh khụng b mt d liu 190 gi PLC b mt in - Xut s: SiemensGermany - Giỏ: 5.396.500 VND GVHD: Th.S Nguyn ng Khang Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa CPU c cp ngun 220VAC Tớch hp 14 ngừ vo s ( mc l 24V DC, mc l V- DC) 10 ngừ dng relay Mụ t cỏc ốn bỏo trờn S7-200: - SF (ốn ): ốn SF bỏo hiu PLC cú hng - húc RUN (ốn xanh): ốn xanh sỏng bỏo hiu PLC ang ch lm vic v thc hin chng trỡnh np - mỏy STOP ( ốn vng) :ốn vng bỏo PLC ang ch - tt, chng trỡnh ang dng hot ng Ix.x ( ốn xanh) ch trng thỏi logic tc thi ca cng Ix.x ốn sỏng tng ng mc logic Qx.x ( ốn xanh) ch trng thỏi logic tc thi ca cng Qx.x ốn sỏng tng ng mc logic Cỏch u ni ngừ vo PLC: GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 10 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 11 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Chng 2: Thit k mch iu khin, mch lc 2.1: Quy trỡnh cụng ngh: A m T C P X L X L B Cp in cho ton b h thng lm vic n nỳt m h thng hot ng, tỏc ng vo cụng tc hnh trỡnh A, ng c di chuyn sang phi vi tc V1 V1 ht ti n v trớ gp cụng tc hnh trỡnh B ln th ng c dng li ng thi ng c di chuyn sang trỏi n v trớ gp cụng tc hnh trỡnh A ln th hai thỡ dng, hon thnh mt chu trỡnh hot ng khộp kớn 2.2: Thut toỏn iu khin logic -Tớn hiu vo: M: tớn hiu ban u A,B,C,D: l cỏc tớn hiu dng xung ca cụng tc hnh trỡnh giỳp iu khin chiu quay ca ng c -Tớn hiu ra: P: cụng tc t thc hin i phi ca cn truc T : cụng tc t thc hin i trỏi ca cn truc X: cụng tc t thc hin i xung ca cn truc GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 12 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa L: cụng tc t thc hin i lờn ca cn trc -Hm iu khin cỏc bin Vi cụng tc hnh trỡnh B tỏc ng ln nờn ta cú bin ph B ỏnh du quỏ trỡnh tỏc ng vo B ln th Fd(P)= m.A + P Fc(P)= B + Y =>> fdk(P) = ( m.A + P ) Fd(X)= B + X Fc(X)= C + L =>> Fdk(X)= ( B + X ) C.L Fd(L)= C + L Fc(L)= B + T =>> Fdk(L)= ( C + L ) B.T Fd(T)= B + T Fc(T)= A + P =>> Fdk(T)= ( B + T ) A.P GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 13 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa iu khin mch lc bng chng trỡnh trờn PLC Khai bỏo Chng trỡnh GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 14 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 15 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Chng 3: Tớnh chn thit b H thng bao gm cỏc thit b in gm cỏc dõy ni in , cỏc cụng tc t, cụng tc hnh trỡnh v in tr ph R Yờu cu chn thit b l ta phi chn c cỏc thit b cú cỏc thụng s ỏp ng c cỏc yờu cu cụng ngh C th vi cỏc thit b in, thỡ yờu cu phi cú cỏc thụng s in ỏp v dũng in ỳng vi in ỏp v dũng in mch thit k, ngoi cũn phi cú thờm cỏc yờu cu v nhit n nh, lm vic c lõu di, kớch thc nh gn, d lp t ,thay th cú hỏng húc v phi cú gớa thnh hp lý La chn cu chỡ, cu dao: Cụng sut ng c =30(KW) in ỏp ng c Udm = 380 Vụn- DC ndm=972 vũng/phỳt dm = 0,85 Chn cu chỡ Dũng in nh mc ca ng c Idm = = = 92,88( A ) GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 16 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Chn cu chỡ cú I 1,25 Idm I1cc=I2cc= 1,25 Idm = 1,25 92,88= 116.1( A ) Chn loi cu chỡ 1CC v 2CC cú I dm = 120( A ) Udm = 380 ( V-DC) Cu Chỡ Bussmann FWH-100A -Cu chỡ Bỏn dn Bussmann / Origin Mexico -Model: FWH-100A -Dũng in nh mc: 100A -in ỏp nh mc: 500VAC/DC -Dũng ct: 200kA at 500VAC, 50kA at 500VDC -Kớch thc: Chn cu dao: I tng = Idm1 + Idm2 = 2.Idm1= Idm2= Chn cu dao cú I 1,25 Itng Icc= 1,25 Itng = 1,25 Chn CD cú 92,88 = 185,76( A ) 185,76= 232,2 ( A ) cú I dm = 250( A ) Udm = 380 ( V-DC) GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 17 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa La chn Cụng tc t Cú cụng tc t X, L, P, T Chn cụng tc t cú I Idm= 92,88 ( A ) Chn loi cụng tc t cú I dm= 100 ( A ) U dm= 380 ( V XC ) Chn cụng tc t LS GMC-100 Thụng s k thut Hóng sn xut : Ls S pha : Pha Dũng in (A) : 100 Tip im : 2NC+2NO in ỏp cun coil : 220V Xut x : Kớch Thc Hn Quc GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 18 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Cụng tc hnh trỡnh dng xung Chn loi cú nhón hiu nh sau: SS-10GLT Trong ú: Loi cụng tc hnh trỡnh ny cú cỏc c tớnh k thut sau: GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 19 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Do lm vic vi ti l cun hỳt ca r le nờn cú th coi ti ca cụng tc hnh trỡnh l loi ti Tn s hot ng v c khớ l 30 ln/phỳt Tui th l 30.000.000 ln Cp bo v: IP00 Cp bo v chng sc v in l: cp I Nhit hot ng t -25 n 85oC mụi trng khụng b úng bng m ca mụi trng ln nht l 85% Chng 4: Kt lun Sau trình học tập nghiên cứu, với hớng dẫn tận tình thầy giáo Lu Đức Dũng góp ý bạn lớp, em hoàn thành nhiệm vụ đợc giao đồ án: Thit k mch iu khin mch lc cho cụng ngh mỏy cu trc Trong nội dung nghiên cứu đồ án này, em thực đợc nhiệm vụ sau: Tìm hiểu công nghệ yêu cầu hệ thống cần trục - Dùng phơng pháp Hàm tác động để tổng hợp hiệu chỉnh mạch điều khiển - Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực mạch điều khiển hệ thống - Lựa chọn thiết bị chấp hành, thiết bị điều khiển bảo vệ hệ thống GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 20 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Trong trình thực hiện, kinh nghiệm thực tế hạn chế chắn tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đợc ý kiến đóng góp thầy bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 21 [...]... k mch iu khin mch lc cho cụng ngh mỏy cu trc Trong nội dung nghiên cứu của bản đồ án này, em đã thực hiện đợc các nhiệm vụ sau: Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu đối với hệ thống cần trục - Dùng phơng pháp Hàm tác động để tổng hợp và hiệu chỉnh mạch điều khiển - Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển hệ thống - Lựa chọn các thiết bị chấp hành, các thiết bị điều khiển và bảo vệ hệ thống...Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa GVHD: Th.S Nguyn ng Khang 11 Nhúm: 10 ỏn chuyờn mụn T ng Húa Chng 2: Thit k mch iu khin, mch lc 2.1: Quy trỡnh cụng ngh: A m T C P X L X L B Cp in cho ton b h thng lm vic n nỳt m h thng hot ng, tỏc ng vo cụng tc hnh trỡnh A, ng c 1 di chuyn sang phi vi vn tc V1