Tự động điều khiển thiết bị điện P1

T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 1 Chức năng, yêu cầu, mục tiêu tự động điều khiển TBĐ Cấu trúc của hệ tự động hoá Các kí hiệu điện Cách thể hiện sơ đồ nguyên lí, lắp ráp v nguyên tắc lắp đặt. Phân tích v tổng hợp hệ thống Các nguyên tắc cơ bản khi thiết kế Một số sơ đồ mạch điển hình Chơng 1: Các nguyên tắc xây dựng hệ thống tự động điều khiển. chức năng của mạch tự động Thông tin - giao tiếp (HMI). Giao tiếp giữa ngời và máy. Các thiết bị giao tiếp, hiện thị: Nút nhấn, công tắc, chuyển mạch, không chế chỉ huy . Bàn phím Màn hình điều khiển, giám sát Hiển thị bằng LED, còi, màn hình tinh thể lỏng LCD Xử lí tín hiệu. Tiếp nhận các tín hiệu điều khiển, tiến hành tính toán, đa ra các lệnh vận hành. T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 2 Điều khiển năng lợng. Thực hiện các biến đổi tĩnh. Chỉnh lu Băm áp một chiều Điều áp xoay chiều Biến tần Thực hiện biến đổi hệ cơ điện Điều khiển tốc độ động cơ. Điều khiển thông số theo yêu cầu công nghệ. Tự động khởi động, hãm, đảo chiều. Tự động đặt và gia tốc cho động cơ. Kiểm soát tín hiệu đa vào hệ thống (hệ tuỳ động). Tự động điều khiển theo chơng trình đặt trớc Tự động điều khiển dây chuyền công nghệ. ổnđịnhthôngsố. Các thông số của hệ thống nh điện áp, dòng điện, nhiệt độ, công suất . có thể bị thay đổi trong quá trình điều khiển. Khi các thông số này thay đổi có thể sẽ ảnh hởng đến công nghệ, do vậy cần thiết kế hệ điều khiển để ổn định chúng. T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 3 Yêu cầu của mạch tự động Yêu cầu về kĩ thuật Đáp ứng chế độ làm việc của thiết bị điện. Đảm bảo các sai số tĩnh và động của hệ điều khiển. Đảm bảo độ tác động nhanh và chính xác. Có chỉ tiêu năng lợng cao (hiệu suất, cos). Phù hợp với điều kiện môi trờng. Điều khiển đơn giản, hoạt động tin cậy Tối thiểu hoá số lợng các thiết bị điều khiển. Các thiết bị động lực phải có tính lắp lẫn. Các thiết bị điều khiển có sự đồng nhất hoá. Tối thiểu các thao tác điều khiển đối với ngời vận hành. Linh hoạt v thuận tiện khi điều khiển Linh hoạt trong chuyển đổi các chế độ làm việc. Bố trí hợp lí các thiết bị điều khiển. T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 4 Dễ dng phát hiện v kiểm tra sự cố Đây là một yêu cầu cần thiết đối với một hệ thống điều khiển. Trong một hệ thống điều khiển phức tạp, thờng chia ra thành nhiều nhóm chức năng, mỗi nhóm chức năng đều đợc thiết kế các tín hiệu giám sát và báo sự cố (báo lỗi). Linh hoạt v thuận tiện khi điều khiển Linh hoạt trong chuyển đổi các chế độ làm việc. Bố trí hợp lí các thiết bị điều khiển. Tác động chính xác ở điều kiện bình thờng v sự cố. Cần đảm bảo tốt sự vận hành bình thờng của hệ điều khiển. Cần có các mạch bảo vệ hệ thống khi xảy ra sự cố, tránh đổ vỡ toàn bộ hệ thống. Cần khắc phục các mạch giả trong khi vận hành xảy ra sự cố. Thuận tiện cho lắp đặt, sửa chữa, vận hnh Đối với các hệ thống điều khiển phức tạp, cần chia nhỏ thành các môdule. Các môdule này phải đợc kết nối với nhau dễ dàng. Các môdule cần có các kí hiệu đầu dây, hoặc cầu đấu, giắc cắm đặc biệt. Khi thiết kế hệ thống cần tính đến khả năng mở rộng, do đó không gian thiết kế lắp đặt phải thuận lợi. T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 5 Các thiết bị điều khiển hoặc môdule điều khiển cần có tính năng lắp lẫn, dễ dàng tháo rời trong trờng hợp cần bảo dỡng tại các trung tâm sửa chữa. Kích thớc, giá thnh phải hợp lí. Kíchthớc thiết kế cần phù hợp với không gian lắp đặt. Giảm thiểu các chi tiết bộ phận không cần thiết. Tận dụng những thiết bị, chi tiết phù hợp với yêu cầu điều khiển để giảm giá thành nhng vẫn đáp ứng đợc chỉ tiêu chất lợng. An tontrongthiếtkếv vận hnh. Yếu tố an toàn luôn đợc đề cập đến trong quá trình thiết kế hệ thống. Luôn có các thiết bị phòng chống cháy nổ cho các thiết bị động lực, các van bán dẫn công suất. Các thiết bị điều khiển cần có các mạch chống nhiễu vô tuyến, nhiễu điện từ trong môi trờng công nghiệp. Các quy phạm về an toàn trong sử dụng khai thác thiết bị điện, thiết bị điều khiển cần đợc xét tới khi thiết kế lắp đặt hệ thống. T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 6 mục tiêu của mạch tự động Giảm giá thnh sản phẩm. Nâng cao chất lợng sản phẩm. Tăng năng suất, đổi mới sản phẩm. Tác động lên nhiều khâu của dây chuyền sản xuất. Tác động lên nhiều phơng án sản xuất. Nâng cao khả năng phát triển sản xuất. Cấu trúc của hệ tự động hoá Cấu trúc tổng quát: PHần ĐK Ôtômát lập trình Thiết bị điện Thông tin vo Cơ cấu điều khiển PHần tđ Máy sản xuất Động cơ, thiết bị biến đổi . Cảm biến Lệnh T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 7 kí hiệu điện Cơ cấu điều khiển Khí cụ đóng cắt Máy điện một chiều Liên hệ cơ khí Máy điện xoay chiều Âm thanh Khí cụ đơn cực Cuộn hút Cầu chì Máy biến áp thểhiệnsơđồnguyênlí Thể hiện bằng nét vẽ đậm (động lực) nhạt (điều khiển) Kí hiệu trên bản vẽ Bố trí linh kiện, thiết bị trên bản vẽ Đánh số đầu dây T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 8 Thểhiệnbằngnétvẽ Thể hiện sơ đồ mạch điện bằng nét vẽ a) sơ đồ động lực, b) sơ đồ mạch điều khiển Rd Rd K a) M3 3 b) M D K Rd Rd K Thểhiệnbằngkíhiệu Ví dụ: Rơle: R1, Cầu dao: CD1 áptômát: AT1, Cầu chì: CC1 Côngtắctơ thuận: T Côngtắctơ ngợc: N Số thứ tự mối nối hoặc nút: 1, 2, 3, 4 . Bố trí linh kiện thiết bị trên bản vẽ Phân cột trên bản vẽ, các thiết bị thờng đợc bố trí theo cột. Cácthiếtbịthờng đợc vẽ theo nhóm chức năng, ví dụ nhóm các rơle, nhóm các côngtắctơ, nhóm các áptômát Đối với các tập bản vẽ, thờng đợc đánh số trang, mối liên hệ về điện giữa các trang phải đợc kí hiệu rõ ràng, ví dụ: 12/6 trang 12, cột 6 T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 9 Đánh số đầu dây Tạo thuận lợi khi đọc bản vẽ, và khi tạo bản vẽ lắp ráp Ví dụ: A1, B2, C3 hoặc 405, 354 . Các số giống nhau, phải là các điểm đẳng thế 1 2345 6 7 1 2345 6 7 12/6 K K K 11/5 10/6 7/4 thể hiện sơ đồ lắp ráp Phân chia khu vực lắp ráp, nhóm các thiết cùng một khu vực (cùng một tủ điện). Lập bảng nối dây giữa các khu vực (nhóm thiết bị). Tạo lập sơ đồ nối dây giữa các khu vực. Nối dây từng khu vực (nhóm thiết bị). Tự động hoá thiết bị điện GV: Nguyễn Vũ Thanh 10 VÝ dô: M3 3 Ap K Rn X1 X2 K1 K2 r1 r2 Rn1 Rt2 Rn1 7 6 4 3 2 Rt2 Rt1 K2 Rt2 K1 Rt1 Rn K K M D CC1 X3 X4 1 5 8 § S¬ ®å l¾p r¸p khu vùc ®éng lùc 3 3 4 2 5 4 1 X3 X3 X4 X2 X1 6 4 4 7 r1 r2 Rn K Ap 2345 K §Õn stato §C K1 K2 K2 K1 764 §Õn r«to §C 1X4 C BA L3 L2 L1 X2 X1 abc [...]... Phân tích v tổng hợp hệ thống điều khiển Nắm rõ đợc yêu cầu của đối tợng cần điều khiển tự động Nắm rõ đợc từng khâu trong hệ thống điều khiển Trên cơ sở đó lựa chọn phơng pháp điều khiển, tiến hnh khảo sát ở chế độ động v chế độ tĩnh các nguyên tắc cơ bản khi thiết kế hệ tự động Trong điều khiển tự động truyền động điện Trong điều khiển các quá trình tuần tự Trong điều khiển các quá trình liên tục... hoỏ thit b in Trong điều khiển tự động truyền động điện Trong điều khiển tự động truyền động điện thờng xảy ra các quá trình khởi động, hãm và đảo chiều quay Để làm đợc điều này, có thể dựa vào bốn nguyên tắc sau: n Nguyên tắc thời gian Nguyên tắc tốc độ Nguyên tắc dòng điện Nguyên tắc hành trình 0 c 1 tc t1 2 t2 3 t3 I Ic I2 I1 Nguyên tắc thời gian Khi khởi động đóng toàn bộ điện trở mở máy, rồi... cắt từng cấp điện trở Nguyên tắc tốc độ Khi khởi động đóng toàn bộ điện trở mở máy, rồi dựa vào các mốc tốc độ 1, 2 và 3 để cắt từng cấp điện trở Nguyên tắc dòng điện Khi khởi động đóng toàn bộ điện trở mở máy, rồi dựa vào việc giảm dòng điện khởi động đến I2 để cắt từng cấp điện trở Nguyên tắc hnh trình Là nguyên tắc điều khiển tự động dựa trên hành trình chuyển động của hệ truyền động điện GV: Nguyn... hoỏ thit b in điều khiển các quá trình tuần tự Dựa vo bi toán công nghệ, phân tích yêu cầu điều khiển Sử dụng các công cụ phân tích nh mạng Grafcet (SFC) cho các bi toán tuần tự Chuyển đổi sang các mạch điều khiển sử dụng linh kiện rời, hoặc các thiết bị lập chơng trình, nh: vi điều khiển, PLC, LOGO! điều khiển các quá trình liên tục Xác định, nắm chắc đặc điểm v mô hình hoá đối tợng điều khiển Xác định... lợng điều chỉnh, mức độ sai số, độ quá điều chỉnh Lựa chọn phơng pháp điều khiển v bộ điều khiển phù hợp Tiến hnh thử nghiệm v kiểm tra ở chế độ tĩnh v chế độ động GV: Nguyn V Thanh 16 T ng hoỏ thit b in một số sơ đồ mạch điển hình Mạch bảo vệ không Mạch bảo vệ quá dòng điện cực đại Mạch bảo vệ quá dòng điện cực tiểu Mạch bảo vệ quá tải Mạch bảo vệ hnh trình Mạch bảo vệ quá trình khởi động Mạch liên động. .. X4 khu vực rơle 3 4 1 2 3 4 khu vực điều khiển Các nguyên tắc lắp đặt Bố trí thiết bị GV: Nguyn V Thanh Theo nguyên tắc trọng lợng Theo nguyên tắc phát nhiệt Theo nguyên tắc chức năng Theo họ linh kiện Theo chức năng phục vụ của nhóm linh kiện 11 T ng hoỏ thit b in Dây động lực v điều khiển Dây dẫn phải đảm bảo đợc mức độ an toàn khi vận hành Chịu đợc dòng điện Iđm của phụ tải Chịu đợc độ bền... trí nối tiếp nhau, tránh đi dây lòng vòng Bố trí bo mạch điều khiển Các bo mạch in phải đợc lắp trên khung gá cách điện với tủ Các bo mạch in có thể đợc đổ nhựa trong để cố định linh kiện và cố định vào khung gá Do số lợng dây điều khiển nhiều, nên ta cần có biện pháp để phân biệt, tránh nhầm lẫn khi thay thế Vị trí lắp đặt các bo mạch điều khiển phải ở vị trí thuận lợi, để dễ dàng hiệu chỉnh và... độ an toàn khi vận hành Chịu đợc dòng điện Iđm của phụ tải Chịu đợc độ bền cơ Mầu sắc dây phù hợp với yêu cầu Dây động lực có thể là thanh cái, hoặc cáp điện Các đầu nối cần có đầu cốt (hoặc kẹp cáp kiểu làn sóng) Dây điều khiển thờng là dây đồng mềm gồm nhiều sợi nhỏ, có vỏ bọc cách điện Các đầu cốt nối dây cần đợc đánh số theo bản vẽ nguyên lí, các số này thờng đợc in trên các ghen nhựa Trong... điện cực tiểu Mạch bảo vệ quá tải Mạch bảo vệ hnh trình Mạch bảo vệ quá trình khởi động Mạch liên động điện v liên động cơ Mạch phanh hãm điện từ Mạch bảo vệ không D M K K Mạch bảo vệ quá dòng điện cực đại Rd Rd D K M3 3 M Rd Rd K K b) a) GV: Nguyn V Thanh 17 T ng hoỏ thit b in Mạch bảo vệ quá dòng điện cực tiểu CD Rd KT CC1 1 CC2 r3 3 K 2 r2 4 r1 5 M K3 K3 K2 6 K 7 K1 K2 K1 M D K 9 8 Rd K Mạch bảo... Xe chạy Rn HCN HCT 7 M3 3 Mạch bảo vệ quá trình khởi động Ap M D X2 CC2 K 2 1 X1 CC1 K Rn Rn1 3 Rt1 Rt1 4 K1 K Rt2 Rn Rt2 5 Rt2 M3 3 K2 Rn1 6 K2 r2 K1 r1 GV: Nguyn V Thanh 19 T ng hoỏ thit b in Mạch liên động điện v liên động cơ Ap MT D 3 2 1 CC2 X2 N 4 8 X1 CC1 T 9 5 HCT Rn 7 T MN N T 6 10 T N HCN 11 N xe hàng Rn HCN HCT A B 12 M3 3 Mạch phanh hãm điện từ Ap D X1 CC1 1 CC2 X2 MPh 2 3 4 Ph Rn 5 Ph MN . chiều. Tự động đặt và gia tốc cho động cơ. Kiểm soát tín hiệu đa vào hệ thống (hệ tuỳ động) . Tự động điều khiển theo chơng trình đặt trớc Tự động điều khiển. điều khiển, tiến hnh khảo sát ở chế độ động v chế độ tĩnh. các nguyên tắc cơ bản khi thiết kế hệ tự động Trong điều khiển tự động truyền động điện Trong điều