Thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục phòng thực hành thí nghiệm tự động hóa trường đh CNTT TT

LỜI CẢM ƠN Trên thực tế thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập trường đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô, gia đình bạn bè.Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Công nghệ Tự động hóa – Trường Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường đặc biệt khoảng thời gian cuối em học tập trường Nếu lời hướng dẫn, dạy bảo thầy cô em nghĩ luân văn tốt nghiệp em khó hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầygiáo T.S Nguyễn Duy Minh, thầy số thầy khoa tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Bài đồ án tốt nghiệp thực khoảng thời gian tháng, trước em trải qua nhiều báo cáo khác đạt nhiều kinh nghiệm quý báu bước vào làm đồ án tốt nghiệp em không tránh khỏi sai sót Em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô bạn học lớp hành trang cuối giúp em sau trường hoàn thiện thân Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên ngày 02/6/2016 Sinh viên thực Lê Văn Thanh LỜI CAM ĐOAN Em – Lê Văn Thanh - cam kết ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP công trình nghiên cứu thân em hướng dẫn T.S Nguyễn Duy Minh Các kết nêu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP trung thực, chép toàn văn công trình khác, sai em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật nhà trường Thái Nguyên, tháng năm 2016 Người cam đoan Lê Văn Thanh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU TRỤC 1.1 Tổng quan hệ thống cầu trục 1.1.1 Giới thiệu hệ thống cầu trục 1.1.2 Phân loại cầu trục 1.1.3 Điều kiện an toàn máy trục KẾT LUẬN CHƯƠNG 16 18 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN CHO CẦU TRỤC PHÒNG THỰC HÀNH 19 2.1 Phân tích hệ thống cầu trục phòng thực hành thí nghiệm 19 2.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý trang bị điện 20 2.2.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động xe to 20 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động xe 21 2.2.3 Sơ đồ điều khiển động palang 23 2.3 Tính chọn thiết bị hệ thống cầu trục 24 2.3.1 Cơ sở lý thuyết tính chọn công suất động 24 2.3.2 Chọn lựa thiết bị mạch động lực 30 2.3.3 Chọn lựa thiết bị mạch điều khiển 47 KẾT LUẬN CHƯƠNG 53 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ LẮP RÁP TRANG BỊ ĐIỆN54 CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 54 3.1 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe to 54 3.1.1 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe to chế độ điều khiền tay 54 3.1.2 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe to chế độ điều khiền tự động 56 3.2 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe 59 3.2.1 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe chế độ điều khiền tay 59 3.2.2 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe chế độ điều khiền tự động 62 KẾT LUẬN CHƯƠNG 66 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 69 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 73 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 74 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cầu trục công nghiệp Hình 1.2 Cầu trục dầm 10 Hình 1.3 Cầu trục dầm dẫn động tay 11 Hình 1.4 Cầu trục hai dầm Hình 1.5 Cầu trục tựa 12 Hình 1.6 Cầu trục treo 13 11 Hình 1.7 Cầu trục dẫn động chung 14 Hình 1.8 Cầu trục dẫn động riêng 14 Hình 1.9 Cầu trục dẫn động tay 15 Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát điều khiển động xe to Hình 2.2 Sơ đồ mạch động lực động xe to 20 Hình 2.3 Sơ đồ mạch điều khiển động xe to 21 Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát điều khiển động xe Hình 2.5 Sơ đồ mạch động lực động xe Hình 2.6 Sơ đồ mạch điều khiển động xe 22 Hình 2.7 Sơ đồ mạch điều khiển động palang 23 Hình 2.8 Động pha Enertech ESC 80M1 Hình 2.9 Motor chân đế phase Tatung 32 Hình 2.10 Động pha di chuyển xe to 32 Hình 2.11 Động pha di chuyển xe 33 Hình 2.12 Biến tần động 34 Hình 2.13 Biến tần ABB loại nhỏ ACS150 35 Hình 2.14 Biến tần LS- IC5 36 Hình 2.15 Thông số biến tần LS-IC5 36 31 22 Hình 2.16 Sơ đồ đấu nối biến tần LS –IC5 40 Hình 2.17 Contactor 3P LS MC-12b 42 Hình 2.18 Sơ đồ đường đặc tính A-s 42 Hình 2.19 Role nhiệt LS MT-32 43 Hình 2.20 So sánh PLC S7-1200 S7-200 module mở rộng 45 Hình 2.21 PLC S7-1200 46 Hình 2.22 Rơ le trung gian Omron-MY4N 47 Hình 2.23.Sơ đồ đấu nối rơle trung gian 48 Hình 2.25.Sơ đồ load cell Guang Ce YZC-516C-100kg 49 Hình 2.26 Loadcell Guang Ce YZC-516C-100kg 50 LỜI NÓI ĐẦU Ngày với tiến vượt bậc khoa học kỹ thuật theo ứng dụng khoa học kỹ thuật ứng dụng ngày rộng rãi, chí phổ biến Điều giúp cho tăng suất lao động, giảm bớt lao động chân tay giúp giải phóng người đồng thời chất lượng sản phẩm nâng cao Chính việc nắm bắt hay đơn giản vận hành trang thiết bị , dây chuyền cộng nghệ đại yêu cầu khắt khe đòi hỏi kỹ sư trường phải nhạy bén với thời đại công nghệ Sau quãng thời gian năm học khoa Công nghệ Tự động hóa trường Đại học CNTT TT cuối em đến bước cuối để trở thành người kỹ sư làm đồ án tốt nghiệp Được dạy nhiệt tình thầy giáo khoa đồng thời thầy giáo TS Nguyễn Duy Minh tin tưởng vào giao cho em đề tài tốt nghiệp:“Thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục phòng thực hành thí nghiệm tự động hóa trường ĐH CNTT& TT” Trong thời gian làm đồ án kiến thức em hạn chế thay vào hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo TS Nguyễn Duy Minh với số thầy giáo khoa em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy trải qua nhiều lần làm báo cáo khác thân em nhiều yếu nên đồ án tốt nghiệp chỗ thiếu sót, em mong bảo nhiệt tình thầy cố để giúp em hoàn thiện đồ án với kết tốt Một lần em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Duy Minh, thầy cô phòng thực hành bạn bè giúp đỡ em trình làm đồ án Thái nguyên ngày 2/6/2016 Sinh viên Lê Văn Thanh CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU TRỤC 1.1 Tổng quan hệ thống cầu trục 1.1.1 Giới thiệu hệ thống cầu trục Hình 1.1 Cầu trục công nghiệp Cầu trục - máy nâng chuyển là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp, sự ra đời phát triển gắn liền với yêu cầu kinh tế kĩ thuật ngành công nghiệp nhằm giảm tối đa sức người trong lao động Đặc điểm làm việc của các cơ cấu máy nâng là ngắn hạn, lặp đi lặp lại và có thời gian dừng Chuyển động chính của máy là nâng hạ vật theo phương thẳng đứng, ngoài ra còn một số các chuyển động khác để dịch chuyển vật mặt phẳng ngang chuyển động quay quanh trục máy, di chuyển máy, chuyển động lắc quanh trục ngang Bằng phối hợp giữa các chuyển động, máy có thể dịch chuyển vật đến bất cứ vị trí nào trong không gian làm việc của nó Để đáp ứng yêu cầu đòi hỏi ngành công nghiệp khác nhau, kĩ thuật nâng vận chuyển cũng xuất hiện nhiều loại máy nâng vận chuyển mới, luôn cải tiến và hợp lí hóa phương pháp phục vụ, nâng cao hơn độ tin cậy làm việc, tự động hóa các khâu điều khiển, tiện nghi và thỏa mãn yêu cầu người sử dụng Tùy theo kết cấu công dụng, máy nâng chuyển chia thành loại: kích, bàn tời, palăng, cầu truc , cổng trục, thang nâng.v.v Cầu trục là loại máy trục kiểu cầu Loại này di chuyển trên đường ray đạt trên cao dọc theo nhà xưởng, xe con mang hàng di chuyển trên kết cấu thép kiểu cầu, cầu trục có thể nâng hạ và vận chuyển hàng theo yêu cầu điểm không gian của nhà xưởng Cầu trục được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân với các thiết bị mang vật rất đa dạng như móc treo, thiết bị cặp, nam châm điện Đặc biệt cầu trục được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo máy và luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng 1.1.2 Phân loại cầu trục a Theo công dụng: Theo công dụng có loại cầu trục công dụng chung cầu trục chuyên dụng Cầu trục có công dụng chung có kết cấu tương tự loại cầu trục khác, điểm khác biệt loại cầu trục thiết bị mang vật đa dạng, nâng nhiều loại hàng hóa khác Thiết bị mang vật chủ yếu cầu trục móc treo để xếp dỡ, lắp ráp sữa chữa máy móc, loại cầu có tải trọc nâng không lớn, cần dung với gầu ngoạm nam châm điện thiết bị xếp dỡ loại hàng hóa định Cầu trục chuyên dùng loại cầu trục mà thiết bị mang vật chuyên để nâng loại hàng hóa định Cầu trục chuyên dùng sử dụng chủ công nghiệp luyện kim với thiết bị mang vật chuyên dùng có chế độ làm việc nặng b Theo kết cấu dầm cầu: Theo kết cấu dầm có loại cầu trục dầm cầu trục hai dầm Cầu trục dầm loại máy trục kiểu cầu thường có dầm chạy chữ I hay tổ hợp với dàn thép tăng cường cứng cho dầm cầu xe con cho palang di chuyển trên cánh dưới dầm chữ I, hoặc mang cơ cấu nâng di chuyển phía tren dầm chữ I, toàn bộ cầu trục có thể di chuyển dọc theo nhà xưởng đường ray chuyên dụng cao Tất cầu trục dầm dùng palang chế tạo sẵn theo tiêu chuẩn để làm cấu nâng hạ hàng Nếu trang bị palang keo tay thì gọi là cầu trục một dầm dẫn động bằng tay, nếu được trang bị palang điện thì gọi là cầu trục một dầm dẫn động bằng điện 10 Kết Luận Chương Sau kết thúc chương “Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển” em đưa phương pháp điều khiển động cơ:  Điều khiển động chế độ tự động  Điều khiển động chế độ tay Em trình bày rõ ràng đầy đủ sơ đồ lắp ráp, sơ đồ đấu nối động xe to, xe tương ứng với phần Sau kết thúc chương kết thúc phần đồ án tốt nghiệp em, nhiều sai sót mong thầy cô bạn đóng góp ý kiến để giúp em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! 86 KẾT LUẬN Trong thực đồ án này, sau hướng dẫn tỉ mỉ thầy Nguyễn Duy Minh, em thiết kế mạch điện điều khiển ( bao gồm hoàn thiện modul thành phần hệ thống điều khiển kết nối chúng ) hệ thống cầu trục điều khiển từ xa với thiết bị điều khiển dùng PLC Thông qua thực đồ án em trang bị cho vốn kiến thức vững trang bị điện công nghiệp,hệ thống điện- diện tử công nghiệp: + Nắm bắt quy trình vận hành hệ thống cầu trục điều khiển từ xa + Hiểu ứng dụng lắp đặt số thiết bị như: động điện xoay chiều pha, rơle trung gian, contactor, rơle nhiệt, loadcell + Nắm vững vấn đề an toàn điện, đảm bảo an toàn lắp đặt, vận hành trang bị điện Mặc dù có nhiều cố gắng kiến thức thực tế thân có hạn thời gian thực không cho phép nên đồ án em có số hạn chế Hướng phát triển: Đây đề tài có tiềm áp dụng thực tế Nếu nghiên cứu kỹ thực nghiệm chế tạo thử ứng dụng công nghiệp Em mong nhận giúp đỡ bảo tận tình thầy cô giáo để em hoàn thiện đồ án với chất lượng tốt 87 Em xin chân thành cảm ơn ! Thái nguyên , tháng 6, năm 2016 Sinh viên Lê Văn Thanh 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thị Thu Hiền, Bài giảng Hệ thống điện công nghiệp, Trường đại học CNTT&TT Thái Nguyên, 2014 [2] Bùi Quốc Khánh, Hoàng Xuân Bình, Trang bị điên- điện tử tự động hóa cầu trục & cần trục, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [3] Vũ Quang Hồi, Trang bi điện – điện tử máy công nghiệp, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2007 [4] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Tự động hóa SIMATIC S7-200, Nhà sản xuất Nông nghiệp, 1997 [5] Phan Quốc Thô- Nguyễn Đức Chiến, Giáo trình cảm biến, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2008 [6] Một số website: http://www.tudonghoa24.com http://www.dieukhien.net 89 PHỤ LỤC 90 91 92 93 94 95 96 97 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 98 Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2016 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 99 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2016 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 100 [...]... của cầu trục Từ đó em có những kiến thức cơ bản để tìm hiểu về hệ thống cầu trục phòng thực hành được thiết kế dầm theo kiểu cổng 4 chân ghép bằng mặt bích Có động cơ xe to và xe con kéo khối palang di chuyển theo 2 chiều 22 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN CHO CẦU TRỤC PHÒNG THỰC HÀNH 2.1 Phân tích hệ thống cầu trục phòng thực hành thí nghiệm Mô hình cầu trục công nghiệp phục vụ giảng dậy thực. .. cần thiết so với cầu trục tựa cầu trục treo có ưu điểm là có thể làm dầm cầu dài hơn, do đó có thể phục vụ cả phần rìa mép của nhà xưởng thậm chí có thể chuyển hàng giữa hai nhà xưởng song song đồng thời kết cấu của cầu trục treo nhẹ hơn cầu trục tựa Tuy nhiên cầu trục treo có chiều cao nâng thấp hơn cầu trục tưa d.Theo cách bố trí cơ cấu cơ cấu di chuyển cầu trục: 16 Cầu trục dẫn động chung và cầu trục dẫn động riêng... tiếp với hệ thống điều khiển để tự động ngắt thiết bị khi có sự cố xảy ra Như vậy để hạn chế tối đa tai nạn xảy ra đòi hỏi người công nhân sử dụng máy phải có ý thức chấp hành nghiêm túc những yêu cầu đã nêu trên 21 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Sau khi tìm hiểu tổng quan về hệ thống cầu trục trong công nghiệp em đã trang bị cho mình được những kiến thức cơ bản về hệ thống cầu trục như sau: -Phân loại cầu trục -Điều... Cầu trục dẫn động chung và cầu trục dẫn động riêng Cơ cấu di chuyển của cầu trục có thể thực hiện theo 2 phương án dẫn động chung và dẫn động riêng Trong phương an dẫn động chung, động cơ động được đặt ở giữa dầm cầu và truyền chuyển động đén các bánh xe chủ động ở hai bên ray nhờ các trục truyền Các trục truyền có thể là trục quay nhanh quay chậm, quay trung bình Hình 1.7 Cầu trục dẫn động chung 17 Hình 1.8 Cầu trục dẫn động. .. cấp điện lưới 3 pha 12 Hình 1.4 Cầu trục hai dầm Cầu trục hai dầm: kết cấu tổng thể của cầu trục hai dầm gồm có: dầm hoặc dàn chủ, hai dầm chủ liên kết với hai dầm đầu, trên dầm đầu lắp các bánh xe di chuyển cầu trục 6, bộ máy dẫn động, bộ máy di chuyển hoạy động sẽ làm cho các bánh xe quay và cầu trục chuyển động theo đường ray chuyên dùng đặt trên cao dọc theo nhà xưởng, hướng chuyển động của cầu trục, chiều quay của động cơ điện. .. dẫn động : Cầu trục dẫn động bằng tay và cầu trục dẫn động bằng máy Cầu trục dẫn động bằng tay: Được dùng chủ yếu trong lắp ráp sữa chữa nhỏ và các công việc nân chuyển không cần tốc độ cao Cơ cấu nâng của loại cầu trục nầy thường là palăng kéo tay Cơ cấu di chuyển palang xích và cầu trục cũng được dẫn động bằng cách kéo xích từ dưới lên Tuy là thiết bị thô sơ song giá thành rẻ và dễ sử dụng nên cầu trục. .. hơn Dầm chính của cầu trục hai dầm được chế tạo dạng hộp hoặc giàn không gian Dầm giàn không gian tuy nhẹ hơn dầm hộp nhưng khó chế tạo và dùng cho cầu làm dưới dạng hộp và được liên kết với các dầm chính bằng mối hàn hoặc bu lông c.Theo cách tựa của dầm chính : Theo cách tựa của dàm chính thì có loại cầu trục tựa và cầu trục treo 14 Hình 1.5 Cầu trục tựa Cầu trục cầu là loại cầu trục có hai đầu của...Hình 1.2 Cầu trục một dầm Cầu trục một dầm dẫn động bằng tay có kết cấu đơn giản và rẻ tiền nhất , chúng được sử dụng trong công nghiệp sữa chữa, lắp đặt thiết bị với khối lượng công việc ít, sức nâng của cầu trục loại này thường khoảng từ 0,5-5 tấn, tốc độ làm việc chậm 11 Hình 1.3 Cầu trục 1 dầm dẫn động bằng tay Cầu trục một dầm dẫn động bằng điện được trang bị palang điện nên sức nâng... giảng dậy thực hành ( Khẩu độ 3m x3m x 3m, có khả năng nâng vật tải trọng < 50kg, vận tốc nâng 10 m/phút, vận tốc dịch chuyển xe con và dầm chính 0,3 m/phút ) Ưu điểm của hệ thống cầu trục: + Được thiết kế linh động trong lắp đặt, tháo lắp (có thể di dời khi cần thiết) + Thiết kế nhỏ gọn phù hợp với việc lắp đặt trong phòng thực hành + Thiết kế mang tính dễ dàng thay thế các chi tiết ( linh động trong bảo trì , sửa chữa )... Tuy là thiết bị thô sơ song giá thành rẻ và dễ sử dụng nên cầu trục dẫn động bằng tay vẫn được sử dụng hiệu quả trong các phân xưởng 18 nhỏ Cầu trục dẫn động bằng động cỏ: Thường được sử dụng trong các phân xưởng sữa chữa lắp ráp lớn và công việc yêu cầu khối lượng và tốc độ làm việc cao Cơ cấu nâng của loại cầu trục này là palăng điện Cơ cấu di chuyển palang điện , xe con và cầu cũng được dẫn động bằng động cơ điện Loại cầu trục này được sử dụng ... Nguyễn Duy Minh tin tưởng vào giao cho em đề tài tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục phòng thực hành thí nghiệm tự động hóa trường ĐH CNTT& TT Trong thời gian làm đồ án kiến... cầu trục công nghiệp em trang bị cho kiến thức hệ thống cầu trục sau: -Phân loại cầu trục -Điều kiện an toàn cầu trục Từ em có kiến thức để tìm hiểu hệ thống cầu trục phòng thực hành thiết kế. .. bích Có động xe to xe kéo khối palang di chuyển theo chiều 22 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN CHO CẦU TRỤC PHÒNG THỰC HÀNH 2.1 Phân tích hệ thống cầu trục phòng thực hành thí nghiệm