TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ II NĂM HỌC: 2014 - 2015 Môn: THIẾT BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ TRONG CN Mã môn học: 1263422 Đề số/Mã đề: 01 Đề thi có 02 trang Thời gian: 90 phút SV sử dụng tài liệu - Câu (3 điểm) a Hãy liệt kê tên số lượng vật tư mạch điều khiển mạch động lực (0,5điểm) b Giải thích nguyên lý hoạt động mạch điều khiển kết hợp với mạch động lực (2điểm) c Liệt kê vị trí hư hỏng xảy gặp tượng sau: Khi ấn nút ON mạch động lực hoạt động khơng ấn vào nút mạch động lực ngừng hoạt động (0,5điểm) Câu (3 điểm) Một động pha có thông số sau: Pđm = 2Hp, Uđm = 220/380, nđm = 1450v/p, cos = 0,85 Để điều khiển tốc độ quay động này, người ta dùng biến tần MM420 Siemens Động hoạt động theo yêu cầu sau: Trang Một công tắc F1 điều khiển chạy dừng, công tắc F2 để chọn chiều quay biến trở VR để điều chỉnh tốc độ a Hãy chọn biến tần phù hợp với động (công suất, điện áp ngõ vào, ngõ biến tần) sơ đồ nối dây động (0,5 điểm) b Hãy vẽ sơ đồ kết nối tín hiệu điều khiển, dây cấp nguồn vào biến tần từ biến tần động (0,75 điểm) c Hãy lập lưu đồ cài đặt thông số cho biến tần để điều khiển động hoạt động sau: Nếu đóng F1 động chạy mở F1 động dừng Nếu đóng F2 động quay phải mở F2 động quay trái Nếu vặn biến trở VR tốc độ động thay đổi từ 700 vòng/phút đến 1200 vòng /phút Các thơng số lại theo giá trị mặc định nhà sản xuất (1,75điểm) Câu (4 điểm) a Hãy thiết kế mạch động lực theo yêu cầu (1,5 điểm) b Hãy thiết kế mạch điều khiển theo yêu cầu (2,5 điểm) -HẾT Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ II, NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: THIẾT BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ TRONG CN Mã môn học: 1263422 Đề số/Mã đề: 01 Đề thi có 02 trang Thời gian: 90 phút SV sử dụng tài liệu KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Câu ( điểm ) +24V MOTOR R T1 OFF T3 T2 TL1 TL2 T2 T2 T1 10 V2 V3 T2 10 T3 V2 V1 TL3 V1 R 100% 100% 60% ON 10 V3 M 0V P 5 a Hãy liệt kê tên số lượng vật tư mạch điều khiển mạch động lực (0,5điểm) Trả lời: Tên vật tư Số lượng Nút ấn NO ( nút ON ) Nút ấn NC ( nút OFF) Relay trung gian ( R) Timer ( T1, T2, T3 ) Van 3/2 Van 4/3 Xilanh tác động đơn ( XL1) Động khí nén ( MOTOR ) Van tiết lưu ( TL1, TL2, TL3 ) Đồng hồ đo áp suất ( M ) Nguồn khí nén ( P ) Nguồn DC 24V b Giải thích nguyên lý hoạt động mạch điều khiển kết hợp với mạch động lực (2 điểm) Trả lời: Khi ấn nút ON, cuộn dây R, V1, T1 có điện ( 0,5 điểm ) Cuộn dây R có điện đóng tiếp điểm R lại để tự giữ điện cho mạch ta khơng ấn vào nút ON V2 100% 21 V3 V1 60% 100% Cuộn dây V1 có điện điều khiển dòng khí nén qua van 3/2 theo chiều vào từ cửa cửa số làm cho piston XL1 đẩy Cuộn dây T1 có điện bắt đầu tính thời gian trễ Sau T1 tính hết thời gian trễ 10 giây tiếp điểm thường mở đóng chậm T1 đóng lại cấp điện cho cuộn dây V2, T2 ( 0,5 điểm ) Cuộn dây V2 có điện điều khiển dòng khí nén qua van 4/3 theo chiều đến để tác động vào động khí nén làm cho động quay ( giả sử động quay phải ) sau qua động qua van 4/3 theo chiều từ đến để mơ trường Cuộn dây T2 có điện bắt đầu tính thời gian trễ Sau T2 tính hết thời gian trễ 10 giây tiếp điểm thường mở đóng chậm T2 đóng lại cấp điện cho cuộn dây V3, T3 tiếp điểm thường đóng mở chậm T2 mở làm cuộn dây V2 điện ( 0,5 điểm ) Cuộn dây V2 bị điện cuộn dây V3 có điện điều khiển dòng khí nén qua van 4/3 theo chiều đến để tác động vào động khí nén làm cho động quay theo chiều ngược lại sau qua động qua van 4/3 theo chiều từ đến để mơ trường Cuộn dây T3 có điện bắt đầu tính thời gian trễ Sau T3 tính hết thời gian trễ 10 giây tiếp điểm thường đóng mở chậm T3 mở ta ấn vào nút OFF tất cuộn dây R, V1, V2, V3, T1, T2, T3 bị điện ( 0,5 điểm ) Khi cuộn dây V1 điện piston XL1 thu nhờ vào lực đẩy lò xo XL1 khí XL1 ngồi qua van 3/2 theo từ đến Khi cuộn dây V2, V3 bị điện van 4/3 vị trí làm cho cửa bị khóa MOTOR dừng lại Các cuộn dây R, T1, T2, T3 bị điện điểm trở trạng thái ban đầu Nếu ta ấn nút ON lại chu kỳ lặp lại c Liệt kê vị trí hư hỏng xảy gặp tượng sau: Khi ấn nút ON mạch động lực hoạt động khơng ấn vào nút mạch động lực ngừng hoạt động (0,5điểm) Trả lời: Các vị trí hư hỏng xảy là: Tiếp điểm thường hở R nối song song với nút ấn ON cuộn dây R Tiếp điểm thường mở chậm T3 Nút OFF Đoạn dây nối phần tử : cuộn dây R, Tiếp điểm thường mở chậm T3, nút ON, nút OFF, nguồn 0V, nguồn +24V Ghi : Nếu SV trả lời thiếu ý trừ 0,2 điểm, thiếu ý trừ 0,4 điểm, thiếu ý trừ 0,5 điểm khơng trả lời ý điểm câu Câu ( điểm ) Một động pha có thông số sau: Pđm = 2Hp, Uđm = 220/380, nđm = 1450v/p, cos = 0,85 Để điều khiển tốc độ quay động này, người ta dùng biến tần MM420 Siemens Động hoạt động theo yêu cầu sau: Một công tắc F1 điều khiển chạy dừng, công tắc F2 để chọn chiều quay biến trở VR để điều chỉnh tốc độ a Hãy chọn biến tần phù hợp với động ( công suất, điện áp ngõ vào, ngõ biến tần ) sơ đồ nối dây động cơ.( 0,5 điểm ) Trả lời: Chọn biến tần Siemens có thơng số sau: Loại biến tần có cơng suất : 2Hp lớn công suất động cấp Điện áp ngõ vào pha 220VAC pha có điện áp dây 380VAC Nếu chọn biến tần có điện áp ngõ pha 220VAC động phải chọn sơ đồ nối dây động dạng tam giác ( ) Nếu chọn biến tần có điện áp ngõ pha 380VAC động phải chọn sơ đồ nối dây động dạng ( Y ) Ghi : Nếu SV trả lời thiếu ý trừ 0,15 điểm, thiếu ý trừ 0,25 điểm, thiếu ý trừ 0,4 điểm khơng trả lời ý điểm câu b Hãy vẽ sơ đồ kết nối tín hiệu điều khiển, dây cấp nguồn vào biến tần từ biến tần động ( 0,75 điểm ) L1 220VAC N L1 U L2/N V L3 W DIN1_5 F1 DIN2_6 MM420 F2 +10V_1 VR 0V_2 AIN+_3 AIN-_4 Ghi chú: Nếu SV vẽ đầy đủ tín hiệu nguồn cấp vào biến tần nguồn từ biến tần để điều khiển động cơ, tín hiệu cơng tắc F1, F2, VR ghi tên vị trí đấu nối dây trọn điểm câu Nếu thiếu phần động lực tín hiệu điều khiển, ghi tên vị trí đấu nối lỗi bị trừ (0,15điểm) c Hãy lập lưu đồ cài đặt thông số cho biến tần để điều khiển động hoạt động sau: Nếu đóng F1 động chạy mở F1 động dừng Nếu đóng F2 động quay phải mở F2 động quay trái Nếu vặn biến trở VR tốc độ động thay đổi từ 700 vòng/phút đến 1200 vòng /phút Các thơng số lại theo giá trị mặc định nhà sản xuất ( 1,75điểm) Lưu đồ cài đặt cho ngõ vào DIN1 ( công tắc F1 ) P0700 =2 (0,25điểm) Khi cấp nguồn cho biến tần tiền hành cài đặt led đoạn hiển thị giá trị tần số cài đặt trước 0000 0000 P0700 P Giá trị mặc định giá trị cài đặt trước P Các lưu đồ cài đặt thông số sau làm tương tự Vẽ lưu đồ cài đặt cho ngõ vào DIN1 ( công tắc F1 ) P0701 =1 (0,25điểm) Vẽ lưu đồ cài đặt cho ngõ vào DIN2 ( công tắc F2 ) P0702 =12 (0,25điểm) Vẽ lưu đồ cài đặt nguồn tần số điều khiển ngõ vào tương tự P1000 = (0,25điểm) Dựa vào phạm vi thay đổi tốc độ động để tính f = 23,3Hz fmax = 40Hz (0,25điểm) Vẽ lưu đồ cài đặt tần số fmin ứng với tốc độ thấp P1080 = 23,3 (0,25điểm) Vẽ lưu đồ cài đặt tần số fmax ứng với tốc độ cao P1082 = 40 (0,25điểm) Câu ( điểm ) a Hãy thiết kế mạch động lực theo yêu cầu ( 1,5 điểm ) b Hãy thiết kế mạch điều khiển theo yêu cầu.( 2,5 điểm) SV thiết kế phần mạch điều khiển ấn nút ON M, B1, B2 hoạt động, V khóa đèn D1 sáng ( 0,5điểm) SV thiết kế phần mạch điều khiển cảm biến S2 phát dung dịch đầy B1, B2 dừng hoạt động Timer tính thời gian sau 10 phút cấp điện cho van V mở ( 0,75điểm) SV thiết kế phần mạch điều khiển cảm biến S1 phát dung dịch hết khóa van V Timer tính thời gian, sau 30 giây chu kỳ lặp lại ( 0,75điểm) SV thiết kế phần mạch điều khiển M,B1, B2 bị tải M, B1, B2 dừng hoạt động D2 sáng ( 0,25điểm) SV thiết kế phần mạch điều khiển cho trường hợp ấn nút OFF ( 0,25điểm) Mạch điều khiển Sinh viên chọn S1, S2 cảm biến dây, dây dây Mạch điều khiển dùng loại cảm biến dây Chuẩn đầu học phần [ 8.1 ] Mơ tả cấu tạo, giải thích hoạt động thiết bị điều khiển, đóng cắt cơng nghiệp [ 8.3 ] Mô tả cấu tạo, giải thích hoạt động loại cảm biến cơng nghiệp, loại van xy lanh khí nén [ 8.4 ] Mơ tả cấu tạo, giải thích hoạt động, lập lưu đồ cài đặt thông số cho khởi động mềm, biến tần hoạt động theo yêu cầu [ 8.6 ] Vẽ mạch điện điều khiển, mạch động lực công nghiệp theo yêu cầu đặt [ 8.8 ] Sử dụng thiết bị điện điện tử hệ thống công nghiệp [ 8.10 ] Hình thành nhận thức phát vấn đề, chẩn đoán đánh giá cố q trình sản xuất cơng nghiệp Thơng qua môn Nội dung kiểm tra Câu 1b; Câu 1a; Câu 2c; Câu 2b; Câu 3a ; Câu 3a Câu 2a ; Câu 1c; Ngày 04 tháng 06 năm 2015 Người soạn đáp án Trần Văn Sỹ