Kỹ thuật điều khiển động cơ, quạt gió

Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang MỤC LỤC Mở đầu: Phần I: GIẢI PHÁP SƠ LƯỢC CHO ĐỒ ÁN Phần II: MƠ HÌNH CỦA HỆ THỐNG Phần III : LỰA CHỌN THIẾT BỊ Chương 1: Chọn thiết bị máy sản xuất, thiết bị truyền động, động I II Quạt gió Động Chương 2: Chọn thiết bị điện I II Biến tần PV0075 - EMERSON Cảm biến Chương 2: Chọn thiết bị điện khác I II III IV V Cáp dùng cho mạch chính: Cáp dùng cho mạch điều khiển: Thiết bị bảo vệ Thiết bị khác Tủ điện Phần IV: THIẾT KẾ, THUYẾT MINH MẠCH ĐỘNG LỰC Phần V: THIẾT KẾ, THUYẾT MINH MẠCH ĐIỀU KHIỂN Phần VI: CÀI ĐẶT Phần VII: BẢN VẼ Page Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Mở đầu: Trong năm gần nhu cầu cho thiết kế phòng ngày tăng Do yêu cầu sản phẩm cơng nghệ cao sản xuất máy tính, sản xuất chíp, bo mạch, cơng nghệ chất bán dẫn… hay loại thuốc dược phẩm, thiết bị y tế, phòng mổ bệnh viện Tất phòng đòi hỏi phải kiểm sốt nồng độ h ạt bụi, loại chất ô nhiễm mức cho phép Vậy hệ thống điều hòa khơng khí cho phòng khác với điều hòa khơng bình th ường (cao ốc văn phòng…) điểm Phòng Nhiệt độ Độ ẩm Áp suất Độ Nhiễm chéo Như phòng thường giải quy ết năm vấn đề nhiệt độ (temperature), độ ẩm (humidity), áp suất phòng (Room Pressurization), độ (Cleanliness) vấn đề nhiễm chéo (crosscontamination) Nội dung cụ thể: N37 Quạt gió: điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng t máy ều hòa, điều khiển theo nhiệt độ phòng Quạt có cơng suất 10HP Ch ọn động cơ, AC-Driver, thiết bị điện để điều khiển nhiệt độ phòng Điều khiển ổn dịnh nhiệt độ phòng cách điều khiển tốc đ ộ đ ộng c ơ, chọn cảm biến nhiệt độ Page Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức Hãng sản xuất: Control techniques (Emerson) Page GVHD:T.S Lê Quang Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Phần I: GIẢI PHÁP SƠ LƯỢC CHO ĐỒ ÁN Chương 1: QUẢN LÍ DỰ ÁN Phân công nhiệm vụ thiết kế: Họ tên Chức vụ TRẦN TRUNG VIỆT Nhóm trưởng NGUYỄN DUY NHÂN Nhóm phó VÕ GIA TRỌNG Kỹ thuật viên TRẦN TÂN NHẬT Kỹ thuật viên 2 Quá trình thiết kế dự án: 22/02/2011 – 02/05/2011 Thời gian 22/02 23/02 – 29/02 30/02 01/03 – 10/03 Nhiệm vụ Phụ trách công nghệ , yêu cầu đáp ứng chung máy, thông số phần động lực Điều hành dự án kịp tiến độ nội dung Phần điều khiển, mạch điều khiển, chế độ cài đặt Documentation, tài liệu, hướng dẫn sử dụng Bản vẽ, chuyển giao công nghệ Giám sát dự án nhóm 36 Nhiệm vụ Nhận đồ án từ GVHD Xem xét đồ án, đưa hướng giải Phân công nhiệm vụ cụ thể cho thành viên nhóm Liên hệ cơng ty phân phối sản Chịu trách nhiệm Ghi Cả nhóm Cả nhóm Trung Việt Trung Việt Duy Nhân Page Qua email, điện thoại Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức 11/03 12/03 – 14/03 15/03 16/03 – 17/03 18/03 19/03 – 24/03 25/03 26/03 – 31/03 01/04 – 08/04 09/04 10/04 11/04 – 18/04 19/25 – phẩm liên quan đến đồ án để lấy catalog, sách HDSD, tài liệu, công nghệ liên quan Đến công ty TEMECO nhận tài liệu quạt gió Nghiên cứu quạt gió tìm động phù hợp Liên hệ cơng ty Tự Động Hóa 24, chọn động phù hợp Nghiên cứu động quạt để chọn biến tần Liên hệ công ty Đức Thịnh, nhờ tư vấn hỗ trợ kỹ thuật chọn biến tần, cảm biếm Nghiên cứu thiết bị chọn được, để chọn thiết bị điện khác Liên hệ cơng ty Tự Động Hóa 24, chọn thiết bị lấy catalog Nghiên cứu thiết kế mạch động lực điều khiển Vẽ mạch động lực điều khiển Kiểm tra vẽ Chỉnh sửa vẽ Nghiên cứu cài đặt Biến Tần Xem xét lại toàn GVHD:T.S Lê Quang Trung Việt Duy Nhân Gia Trọng Tân Nhật Trung Việt Duy Nhân Tân Nhật Gia Trọng Trung Việt Duy Nhân Cả nhóm Trung Việt Tân Nhật Gia Trọng Tân Nhật Duy Nhân Tân Nhật Duy Nhân Gia Trọng Cả nhóm Page Tại TP.HCM có cơng ty Đức Thịnh phân phối biến tần EMERSON – CONTROLTECHNIQUES Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức 25/04 26/04 27/04 28/04 29/04 – 01/05 02/05 03/05-09/05 dự án, chỉnh sửa chỗ thiếu xót Liên hệ sở điện lạnh Duy Lộc xem thiết kế tủ điện Thiết kế, bố trí tủ điện Tổng hợp, viết báo cáo Xem chỉnh sửa báo cáo Nộp báo cáo Kiểm tra, hoàn thiện báo cáo GVHD:T.S Lê Quang Duy Nhân Trung Việt Tân Nhật Trung Việt Trung Việt Cả nhóm Page Trước 24h00’ Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Phần II: MƠ HÌNH CỦA HỆ THỐNG 1.Mơ hình vòng kín hệ thống: Cần thiết bị: Bộ điều khiển Động quạt gió Cảm biến nhiệt độ phòng Các thiết bị bảo vệ cho hệ thống Giải pháp sơ lược:     Động cơ: Theo yêu cầu đề tài, quạt có cơng suất 10HP nên ta chọn động có cơng suất phù hợp Thiết bị điều khiển: Để điều khiển nhiệt độ phòng ta cần điều khiển tốc độ quạt (động cơ) => Chọn biến tần Để điều khiển tốc độ quạt ta cần dựa vào giá trị sai lệch nhiệt độ đặt (tham chiếu) nhiệt độ đo (phản hồi) Giá trị nhiệt độ đo lấy từ cảm biến nhiệt độ phòng Bảo vệ cho biến tần ta cần CB, Contactor Biến tần giữ nhiệm vụ điều khiển bảo vệ cho động Page Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Mô hình tổng qt hệ thống:  Mơ tả hoạt động hệ thống : Để ổn định nhiệt độ X môi trường, ta sử dụng ch ức PID biến tần để điều khiển tốc độ động cơ, kiểm soát nhiệt độ T trường hợp :  Nếu nhiệt độ môi trường T lớn nhiệt độ mong muốn X, biến tần điều khiển động chạy nhanh hơn, để lấy nhiều không khí qua máy lạnh hơn, để giảm nhiệt độ mơi trường T nhiệt độ mong muốn X  Nếu nhiệt độ môi trường T nhiệt độ mong muốn X, biến tần điều khiển động giữ tốc độ, chạy ổn định  Nếu nhiệt độ môi trường T nhỏ nhiệt độ mong muốn X, biến tần điều khiển động chạy chậm lại, giảm khơng khí qua máy lạnh, đưa nhiệt độ môi trường T nhiệt độ mong muốn X Page Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức Page GVHD:T.S Lê Quang Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Phần III : LỰA CHỌN THIẾT BỊ Chương 1: ĐỊNH HƯỚNG CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN Chọn quạt: Yêu cầu điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa, điều khiển theo nhiệt độ phòng quạt có cơng su ất 10HP, nên nhóm chọn quạt ly tâm áp suất thấp kiểu CF.4-72 công ty TOMECO thiết kế chế tạo, chun dùng cho thơng gió a) Chọn động cơ: Sau chọn quạt ta dựa vào catalog quạt có thơng số cần thiết động cơ, từ ta chọn động cho hệ thống b) Chọn biến tần: Sau chọn động nhóm dựa vào thông số kĩ thuật động yêu cầu hệ thống, nhóm chọn biến tần để điều khiển là: PV0075 EMERSON chuyên dùng để điều khiển cho bơm quạt ổn định nhiệt độ dựa vào tín hiệu phản hồi c) Chọn thiết bị bảo vệ cho biến tần : Dựa vào catalog biến tần PV0075 ta chọn thiết bị bảo vệ: CB, CONTACTOR,… d) Chọn điện trỡ hãm: Nhóm khơng dùng thêm điện trở hãm lí kỹ thuật sau: + Chúng ta thường gắn điện trở hãm động có cơng suất lớn với đề tài nhóm cơng suất động không l ớn 10HP; + Hệ thống tải bơm quạt không yêu cầu thắng động; + Biến tần PV0075 tích hợp sẵn điện trở hãm e) Chọn cảm biến: Vì yêu cầu đồ án ổn định nhiệt độ nên ta chon cảm biến nhiệt độ transmitter chuyển đổi tín hiệu sang dòng 4-20mA để phản hồi biến tần f) Page 10 Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Chọn CB bảo vệ cho Đồng hồ đo: BKN 3P B32A Ghi chú: có catalog kèm trang 37 Chọn CB bảo vệ biến tần: SIRIUS-SIEMENS 3RV2321-4EC-32A Page 25 Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Bộ nguồn 24V dùng cho mạch điều khiển:S8JX-G15024 - 150W-24V Ghi chú: có catalog kèm trang Biến áp nguồn cách ly: mã hàng ST-1000VS-BACL hãng STANDA Ghi chú: có catalog kèm trang 11 Page 26 Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức Đồng hồ tủ điện đa SELEC – VAF32 Ghi chú: có catalog cụ thể kèm trang TERMINAL: TB-1503 CIKACHI Page 27 GVHD:T.S Lê Quang Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức Nút nhấn: có đèn NLPB25 – CIKACHI, Red, Green, Page 28 GVHD:T.S Lê Quang Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức Nút nhấn cố TNILEPB-25 – CIKACHI Page 29 GVHD:T.S Lê Quang Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Tủ điện vỏ kim loại 12835 Do Cty thiết bị điện đèn Hữu Nghị thiết kế chế tạo - Kích thước 1200x800x350mm - Vỏ tủ tole ( dày 1.2mm ) nguyên chất phủ sơn tĩnh điện màu kem chống oxy hóa, cánh tủ 01 có lề chắn Biến trở đặt nhiệt độ: Page 30 Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang 6.35mm diameter shaft x 15mm long through 10mm mounting bush Body is 22mm diameter and length overall is 38.8mm Linearity is 0.25% 2W Rating at 40C x 10k Ohms +-5% 450V to MIL-STD-202 Method 301 Page 31 Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Khay cáp - Khay điện - Cable tray (KC): Công ty TNHH Yến Lê - Khay cáp ( hay gọi khay điện cable tray ) khay dẫn dùng cho việc lắp đặt dây cáp điện nhà máy, chung cư, cao ốc - Đặc tính tiêu chuẩn: Vật liệu: Tole sơn tĩnh điện, tole mạ kẽm, Inox 201, 304, 316 đặc biệt tole mạ kẽm nhúng nóng Chiều dài tiêu chuẩn: 2.4m, 2.5 m 3.0m/cây Kích thước chiều rộng: 100 ÷ 1000 mm Kích thước chiều cao: 30 ÷ 200 Màu thơng dụng: trắng, xám, kem nhăn cam - Quy cách: KÍCH THƯỚC H (mm) W (mm) CHIỀU DÀY THAM KHẢO(mm) 50 150 1.0 KÝ HIỆU KC 50x150 Ghi chú: chi tiết vui lòng xem catalog kèm Page 32 Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Tên sản phẩm: Thanh ray nhôm Nhãn nhiệu/ Xuất xứ: taiwan, TQ, VN Mô tả: MH Mặt Hàng Đvt Đơn Giá Thanh Nhôm 1003035 Thanh Nhôm TNP (Taiwan) Câ y Call SL:100c/th 1003036 Thanh Nhôm (Taiwan) Câ y Call SL:100c/th 1003037 Thanh Nhôm Chaer (Taiwan) Câ y Call SL:100c/th 1003039 Thanh Nhôm (TQ) Câ y Call SL:200c/th 1003040 Thanh Nhôm HWAPW35(VN) Câ y Call SL:100c/th Page 33 Ghi Chú Đồ án mơn: Kỹ thuật điều khiển động Đức Biến dòng MFO-30 Page 34 GVHD:T.S Lê Quang Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức RELAY: 230VAC, 4CO, DRM570730LT Page 35 GVHD:T.S Lê Quang Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Phần IV: THIẾT KẾ, THUYẾT MINH MẠCH ĐỘNG LỰC Sơ lược hệ thống mạch động lực: Page 36 Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Bản vẽ cụ thể mạch điều khiển file cad Thuyết minh:  Để ổn định nhiệt độ phòng ta cần điều khiển tốc độ quạt theo giá trị sai lệch nhiệt độ đặt đo - Nếu nhiệt độ đặt lớn nhiệt độ đo: tăng tốc độ quạt - Nếu nhiệt độ đặt bé nhiệt độ đo: giảm tốc độ quạt - Nếu nhiệt độ đặt nhiệt độ đo: giữ nguyên tốc độ quạt  Để điều khiển tốc độ quạt ta dùng chức PID biến tần  Thiết lập giá trị tham chiếu PID tín hiệu dòng t – 20 mA.Ta dùng biến trở cấp nguồn từ biến tần mắc theo sơ đồ hình vẽ mạch bên Giá trị điện trở dựa vào tín hiệu dòng – 20 Ma, ta chọn biến trở 10K  Kênh hồi tiếp giá trị nhiệt độ thiết lập ngõ vào dòng ện Mắc cảm biến theo sơ đồ kết nối vẽ Nguồn cấp cho Page 37 Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang cảm biến 24 VDC Giá trị dòng hồi tiếp từ – 20 mA t ương ứng – 50 độ C  CB bảo vệ hệ thống  Cơng tắc tơ có nhiệm vụ đóng cắt nguồn cung cấp cho biến tần s ẵn sàng hoạt động Khi biến tần làm việc tải ta xuất tín hiệu điều khiển mở tiếp điểm Contactor để cách ly biến tần với nguồn điện, tránh hư hỏng  Nhiệm vụ biến tần điều khiển bảo vệ cho động Page 38 Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Phần V:  THIẾT KẾ, THUYẾT MINH MẠCH ĐIỀU KHIỂN Nguồn cấp cho mạch điều khiển 220 VAC lấy máy biến áp cách ly  Dùng nguồn 220V để nuôi relay để điều khiển đèn báo hiệu  Cụ thể sau: - Lamp power Inverter: báo hiệu có nguồn cấp vào inverter, đèn sáng nhờ tiếp điểm thường mở RELAY Khi cuộn hút có điện, tiếp điểm đóng lại làm đèn sáng lên - Lamp Stop: báo hiệu biến tần chưa làm việc nghĩa động chưa hoạt động, đèn cấp nguồn 220V thông qua tiếp ểm thường đóng Relay - Lamp Run: báo hiệu biến tần trạng thái hoạt động nghĩa động hoạt động Để làm điều ta nối đèn báo hiệu vào tiếp điểm thường mở Relay Ta phải thiết lập chức đảo trạng thái Relay biến tần hoạt đ ộng - Ngồi : biến tần có chức Flying restart Chức có tác dụng bắt lại tốc độ tức thời động th ời điểm động bị điều khiển, điển hình tr ường h ợp bị m ất điện có điện lại tức thì… phù h ợp v ới đối t ượng ều khiển quạt gió • Nếu khơng có chức động bị m ất ều khiển có tín hiệu điều khiển lại động c đ ược khởi động lại từ đầu với tần số ngõ dành cho mục đích khởi động, mà tốc độ quạt tốc độ cao nên dễ dàng bị shock, gây hư hỏng động • Để thiết lập thơng số flying restart ta xem cài đặt Page 39 ... môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức Page 11 GVHD:T.S Lê Quang Đồ án môn: Kỹ thuật điều khiển động Đức GVHD:T.S Lê Quang Chương 2: CHỌN THIẾT BỊ MÁY SẢN XUẤT, THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG, ĐỘNG CƠ Quạt gió: ... thể: N37 Quạt gió: điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng t máy ều hòa, điều khiển theo nhiệt độ phòng Quạt có cơng suất 10HP Ch ọn động cơ, AC-Driver, thiết bị điện để điều khiển nhiệt... lược:     Động cơ: Theo yêu cầu đề tài, quạt có cơng suất 10HP nên ta chọn động có cơng suất phù hợp Thiết bị điều khiển: Để điều khiển nhiệt độ phòng ta cần điều khiển tốc độ quạt (động cơ) =>