báo cáo đồ án truyền động điện thiết kế máy giặt công nghiệp

− Máy giặt công nghiệp tự động dùng nguồn điện, có động cơ lai lồng giặt công suất 3 HP, 380 V, chu kỳ hoạt động của máy chạy gồm: − Quay chậm 25Hz trong 3 phút: đảo chiều 30 s một lần, đồng thời mở valve cho nước vào đến khi phao báo đầy thì dừng lại (valve solenoid 220 V). − Quay chậm 30 Hz trong 10 phút, đảo chiều 60 s một lần. − Xả nước bằng valve ra trong 1 phút (valve solenoid 220 V) − Quay nhanh 50 Hz trong 4 phút rồi dừng hẳn. − Dùng PLC và biến tần điều khiển máy giặt. − Khởi động dùng nút nhấn giữ. − Bảo vệ quá tải động cơ. − Máy giặt ngưng hoạt động khi áp suất nước cấp quá thấp, chạy lại khi có nước. − Thiết bị đóng cắt của ABB. − Sử dụng biến tần của hãng Mitsubishi.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

THIẾT KẾ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA

Giảng viên hướng dẫn : Lê Quang Đức

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN

Giảng viên hướng dẫn :

Họ và tên sinh viên :

Lớp :

MSSV :

Nội dung đánh giá :

TP Hồ Chí Minh, ngày 6 tháng 1 năm 2020

Giảng viên hướng dẫn

(ký tên và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỒ ÁN 5

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 6

1.1.TỔNG QUAN VỀ MÁY GIẶT 6

1.1.1.Cấu tạo máy giặt công nghiệp 6

1.1.1.1 Cấu tạo máy giặt 6

1.1.1.2 Trọng lượng đồ giặt 6

1.1.1.3 Công suất của động cơ 6

1.1.2 Nguyên lý hoạt động của máy giặt 7

1.1.3.Làm sao để máy giặt hoạt động hiệu quả và an toàn nhất 8

1.2 ĐỀ TÀI 8

1.3 GIẢI PHÁP 9

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ 11

2.1.CHỌN ĐỘNG CƠ 11

2.2.CHỌN BIẾN TẦN- PLC 12

2.2.1.Biến Tần 12

2.2.2.CHỌN PLC( FX3U 48MR6AD-2DA) 13

2.4.CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐÓNG CẮT 14

2.4.1 Chọn thiết bị cho mạch động lực 14

2.4.1.1 Chọn MCB 14

2.4.1.2 Chọn Contactor 15

2.4.1.3 Relay nhiệt 16

2.4.2 Chọn các khí cụ điều khiển và bảo vệ cho mạch điều khiển 16

2.4.2.1 Circuit breaker 16

2.4.2.2 Đèn báo 17

2.4.2.3 Công tắc - nhút nhấn 18

2.4.2.4 Relay trung gian 19

2.4.2.5 Van Solenoid 20

CHƯƠNG 3: MẠCH ĐỘNG LỰC- MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ CHƯƠNG TRÌNH PLC 22

3.1 THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC- MẠCH ĐIỀU KHIỂN- CHƯƠNG TRÌNH PLC 22

3.1.1 Thiết bị mạch động lực 22

3.1.2 Thiết bị điều khiển 22

3.1.3 Thuyết minh mạch: (kèm bản vẽ) 23

3.1.4 Chương trình PLC: 23

CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT BIẾN TẦN 24

4.1 CÀI ĐẶT BIẾN TẦN: 24

4.1.1 Nhập thông số động cơ 24

4.1.2 Nhập các thông số trên biến tần 24

CHƯƠNG 5: HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI 25

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, máy giặt là thiết bị được sử dụng rộng rãi đáp ứng nhu cầu cuộc sống của conngười Không dừng lại ở những loại máy giặt cồng kềnh, công suất lớn được sử dụng trongcông nghiệp mà chiếc máy giặt ngày càng được cải tiến tối ưu nhất về kích thước, công suất, thẩm mỹ , giá thành cạnh tranh và tính năng Tuy nhiên, đối với mỗi loại vải ( quần

áo, vải công nghiệp, nhiều loại chất liệu ) đòi hỏi mỗi chu trình giặt là khác nhau về số vòng quay của máy, tốc độ của máy Nắm bắt được yêu cầu nhiều loại máy giặt chuyên dụng ra đời với sự điều khiển của biến tần Dưới đây là báo cáo của nhóm về đề tài “ MÁYGIẶT” mà cụ thể là điều khiển máy giặt công nghiệp

NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỒ ÁN

Chương 1: Giới thiệu.

Chương 2: Tính toán, lựa chọn thiết bị và khí cụ điện Chương 3: Mạch động lực.

Chương 4: Cài đặt biến tần

Chương 5: Hướng phát triển trong tương lai

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU.

1.1.TỔNG QUAN VỀ MÁY GIẶT

1.1.1.Cấu tạo máy giặt công nghiệp

1.1.1.1 Cấu tạo máy giặt

− Máy giặt công nghiệp là thiết bị giặt chuyên dụng, có công suất giặt đồ vải lớn dùng trong ngành công nghiệp giặt công nghiệp, giặt trong xưởng giặt công nghiệp, giặt đồ khách sạn, giặt đồ vải bệnh viện, giặt đồ vải nhà máy trường học Máy giặt công nghiệp được sản xuất dựa trên các tiêu chí về sự ổn định, mạnh mẽ và lâu dài thời gian khấu hao lên tới 10 – 15 năm hoạt động

− Các thiết bị máy giặt công nghiệp thường được làm từ chất liệu inox, thép không

gỉ để có thể chống đỡ được với môi trường làm việc khắc nghiệt Kết cấu cơ khí khung chụi lực cứng vững, hệ thống pitton thuỷ lực và lò xo công nghiệp chuyêndụng chống lực rung lắc công nghiệp cao, hoạt động em ái

1.1.1.2 Trọng lượng đồ giặt

Máy giặt công nghiệp có thể đảm nhận công suất giặt lớn từ 20kg đến 200kg vảikhô 1 lần giặt, từ 200kg tới 2 tấn vải 1 ngày giặt, Máy giặt công nghiệp có thểđảm nhận các đồ giặt to như: chăn bông, vải mành…

1.1.1.3 Công suất của động cơ

_ Máy giặt công suất lớn chắc chắn có lồng máy dày và chắn chắn hơn rất nhiều lần so với máy giặt thông thường để đảm bảo nhu cầu trọng lượng giặtlớn

_ Công suất động cơ của dòng máy gia dụng chỉ vào khoảng xấp xỉ 0,39 –1,5

kw, trong khi đó các dòng máy công suất lớn lên tới gần 1,5 – 30 kw

1.1.2 Nguyên lý hoạt động của máy giặt

1.1.3.Làm sao để máy giặt hoạt động hiệu quả và an toàn nhất

− Không nên tự ý sửa chửa khi máy hỏng hóc hoặc tự thay đổi kết cấu của máy giặt

− Nối đất vỏ máy giặt

− Cẩn thận khi di chuyển vì kích thước của máy giặt công nghiệp lơn

− Phải luôn chắc chắn rằng đường ống nước phải được lắp chắc chắn không có nước rò rỉ từ trong ra ngoài và các mối nối phải được lắp đặt cẩn thận

− Chỉ giặt những sản phẩm quần áo được thiết kế chỉ để giặt bằng máy giặt Hãy kiểm tra hướng dẫn ghi trên nhãn từng loại vải khác nhau

− Không được cho máy giặt hoạt động quá tải

− Không nên dùng tay để rút dây cắm ra khỏi ổ điện mà phải cầm vào phích điện

để rút

− Tay ướt tuyệt đối không được dùng để cắm phích cắm vào ổ điện vì bạn có thể

bị điện giật sẽ rất nguy hiểm

− Không dùng ổ cắm đã bị hỏng, không nên dùng chung nhiều thiết bị sử dụng điện cùng một ổ cắm sự tiếp xúc không tốt từ một thiết bị nào đó có thể gây

chập cháy ảnh hưởng đến máy giặt của bạn và gây ra nhiều nguy hiểm khác

− Không nên dùng nhiều xà phòng cho máy giặt

− Quay chậm 30 Hz trong 10 phút, đảo chiều 60 s một lần.

− Xả nước bằng valve ra trong 1 phút (valve solenoid 220 V)

− Quay nhanh 50 Hz trong 4 phút rồi dừng hẳn

− Dùng PLC và biến tần điều khiển máy giặt

− Khởi động dùng nút nhấn giữ

− Bảo vệ quá tải động cơ

− Máy giặt ngưng hoạt động khi áp suất nước cấp quá thấp, chạy lại khi có nước

− Thiết bị đóng cắt của ABB

− Sử dụng biến tần của hãng Mitsubishi

1.3 GIẢI PHÁP

Hình 1.1 Sơ đồ giải pháp của máy giặt công nghiệp

Hình 1.2- Đặc tính cơ của máy giặt

 Chọn động cơ quay lồng giặt công suất 3 HP ( 2,2kW), cấp điện áp 380V

 Dùng PLC để điều khiển biến tần

 Sử dụng biến tần để điều khiển tốc độ động cơ theo yêu cầu.

 Dùng nút nhấn giữ để khởi động và dừng khẩn cấp khi khẩn cấp

 Dùng van Solenoid để cấp và xả nước

 Dùng realy áp suất để dừng máy giặt khi áp suất nước thấp quá thấp và máy giặt tựhoạt động khi có nước ( áp suất cao)

 Dùng realy áp suất (cao) để đóng mở van Solenoid

 Dùng động cơ ba pha và cơ cấu truyền động để lai lồng giặt

 Bảo vệ quá tải bằng relay nhiệt

Hình 1.3- Đặc tính cơ của máy giặt

Hình 1.4 Chu kì hoạt động của máy giặt công nghiệp

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ LỰA

CHỌN THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ.

Theo như tham khảo máy giặt công nghiệp trên thị trường thì máy giặt với động

cơ 2,2Kw – 380V thì có cấu tạo cũng như cơ cấu cơ khí như sau:

− Khối lượng đồ giặt 15-20kg

− Kích thước lồng giặt: 750x500

− Lượng nước đầy lồng: 221 lít

− Tốc độ chạy giặt: 40rmp

− Tốc độ chạy vắt: 800rpm

− Inverter cho động cơ: 2.2Kw

− Kích thước van solenoid cho việc cấp nước vào: 1inch (25.4mm)

− Kích thước ống dẫn xả: 60mm

− Kích thước toàn máy giặt: 1200x1080x1750 (LengthxWidthxHeight)

− Tổng khối lượng máy: 500 kg

Từ sự tham khảo nhóm quyết định tính toán và chọn các khí cụ cũng như động

cơ, inverter để thiết kế máy giặt như sau:

− Động cơ: 3 phase – 4 pole – 380VAC

− Inverter schneider electric: 2,2KW

• ( Mức độ chống nước): Cho biết để ngăn chặn sự xâm nhập của nước, vòi phun áp lực lớn ở tất cả các hướng.

2.2.CHỌN BIẾN TẦN- PLC

2.2.1.Biến Tần

− Yêu cầu: Cấp nguồn 3 pha 380V, công suất động cơ 3Hp

− Giải pháp: chọn biến tần FR-S500 do hãng Mitsubishi sản xuất có các thông số

do nhà sản xuất công bố như sau:

_Thông số của biến tần

Dòng sản phẩm FR-S500 Mitsubishi

Nguồn cấp AC 3 pha 380-500V, 50-60Hz

AC 1 pha 220V, 50-60Hz Công suất 0.4~280kW

Dải tần số 0.2-590Hz

Dòng điện 1.5-475A (200V), 0.8-962A (400V)

Mô men khởi động SLD :120% 0.3 Hz, LD :150% 0.3 Hz, ND:200% 0.3 Hz,

HD :250% 0.3 Hz Khả năng quá tải Tải ND: 150% trong 60s, tải HD: 200% trong 60s

Ngõ vào Ngõ vào số đa chức năng Ngõ ra Ngõ ra sắp xếp, ngõ ra dòng, ngõ ra dòng quá tải, ngõ ra

điện áp, ngõ ra hãm tái sinh Phương pháp điều khiển

Kiểm soát mềm-PWM, kiểm soát tần số PWM (lựa chọn trong số V / F, điều khiển vector từ thông nâng cao, điều khiển vector không cảm biến thực, kiểm soát kích thích tối ưu), điều khiển vector và PM điều khiển vector không cảm

biến Truyền thông Ethernet, CC-Link, CC-Link/LT, RS-232 , MODBUS bảo vệ IP00 (Mở lắp biến tần), IP20 (Đóng lắp)

Truyền thong: MODBUS RTU, RS-485…

Ngõ vào analog: 6AD (0~10V / 0~20mA)

2.4.CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ

ĐÓNG CẮT

2.4.1 Chọn thiết bị cho mạch động lực

2.4.1.1 Chọn MCB

− Mục đích: cấp điện cho mạch động lực, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá tải

− Yêu cầu : Chọn MCB của hãng Schneider

− Giải pháp: Chọn MCB của Schneider loại: A9F73316 có các thông số kỹ thuật sau:

2.4.1.3 Relay nhiệt

Mục đích: bảo vệ quá tải cho động cơ và BBT

Thông thường relay nhiệt được nhà sản xuất Contactor sản xuất với thông sốphù hợp với Contactor Tùy theo ứng dụng mà người sử dụng chọn relay nhiệt.Theo tính toán nhóm chọn relay nhiệt có dải từ 13A đến 19A

2.4.2 Chọn các khí cụ điều khiển và bảo vệ cho mạch điều khiển

2.4.2.1 Circuit breaker

− Mục đích: Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển

− Yêu cầu : dòng điện định mức của CB phải lớn >= tổng dòng điện chạy trongmạch điều khiển

− Giải pháp: Theo tính toán sơ bộ dòng điện trong mạch điều khiển gần bằng 6A,nên chọn CB loại SH 202T-B6 do ABB sản xuất có thông số như sau:

2.4.2.2 Đèn báo

− Mục đích: Báo trạng thái hệ thống đang chạy hay quá tải, tùy theo mục đíchngười dùng

− Yêu cầu: điện áp 220VAC, đèn xanh cho hệ thống đang hoạt động, đèn vàng cho

hệ thống đang quá tải

− Giải pháp: chọn đèn báo của hãng ABB

+ Đèn báo hệ thống đang hoạt động: loại CL2-523G có thông số như sau:

CL2-523G

Điện áp định mức

220VA C

Hình 2.5- Đèn báo trạng thái làm việc của hệ thống

+ Đèn báo hệ thống đang quá tải có thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 8: Thông số đèn báo quá tải

Hình 2.6- Thông số kỹ thuật đèn báo

2.4.2.3 Công tắc - nhút nhấn

− Công tắc START- STOP

+ Mục đích: Khởi động, dừng động cơ, sử dụng công tắt gạt để khởi động và dừng

Bảng 9: Thông số công tắt chọn ON - OFF

Hình 2.7- Thông số kỹ thuật công tắt

2.4.2.4 Relay trung gian

− Mục đích: Dùng để đóng cắt các tiếp điểm trên biến tần và mạch điều khiển

− Yêu cầu: Điện áp định mức (cuộn hút + tiếp điểm) 220 VAC

− Giải pháp: Chọn Relay trung giang loại RXM4AB1P7 do Schneider sản xuất có thông số như sau:

Hình 2.8- Thông số kỹ thuật Relay trung gian

2.4.2.6 Phao báo mức nước

Mục đích: đóng ngắt van cấp nước vào thùng máy giặt

Yêu cầu: Ngắt van solenoid khi đúng mực nước yêu cầu của tang máy giặt

CHƯƠNG 3: MẠCH ĐỘNG

LỰC-MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ CHƯƠNG TRÌNH PLC

3.1 THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC- MẠCH ĐIỀU KHIỂN- CHƯƠNG TRÌNH PLC

3.1.1 Thiết bị mạch động lực

THIẾT BỊ

CHỨC NĂNG

Biến tần

Điều khiển, bảo vệ động cơ

Contacto r

Đóng ngắt mạch động lực thông qua mạch điều

khiển.

3.1.2 Thiết bị điều khiển

khiểnNút dừng khẩn

cấp

Dừng khẩn cấp khi hệ thống gặp sự cố

khi bơm nước vào Và ngừng xả nước vào lồnggiặt khi đầy

Giá trị

4.1.2 Nhập các thông số trên biến tần

Chế độ điều khiển(đk nút nhấn bên

ngoài)

CHƯƠNG 5: HƯỚNG PHÁT TRIỂN

TRONG TƯƠNG LAI

Máy giặt trên đây của nhóm chỉ là máy giặt cơ bản,để cho chúng ta hiểuđược nguyên lý l cũng như cấu tạo của máy giặt như thế nào, nó chỉ có 1 mức

giặt duy nhất Để hoàn thiện máy giặt đúng theo nhu cầu của thị trường thì nhóm

cần cải thiện máy giặt nhiều cấp, loại nước sử dụng, nhiều cấp chọn vải giặt, giặt

tiết kiệm nước, tiết kiệm bột giặt,…

Để thương mại hóa được sản phẩm thì yêu cầu của nhóm phát triển phải cónhư: kỹ năng làm việc cũng như tư duy đúng hướng và chính xác, kiến thức phải

rộng, am hiều nhiều môn cũng như kiến thức thực tế,…