Nghiên cứu khảo sát và tính toán hệ truyền động biến tần động cơ điện xoay chiều để điều khiển chuyển động máy công nghiệp

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LÊ PHÚC THẢO NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỂ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Điều khiển Tự động hóa Mã số: 60 52 02 16 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Võ Quang Lạp Thái Nguyên, 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CAM ĐOAN Sinh ngày: 15 tháng 11 năm 1985 Học viên lớp Cao học khóa 14 - Tự động hóa - Trƣờng Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Ngun – Tơi xin cam đoan tồn nội dung luận văn “ ”, đƣợc thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp hƣớng dẫn Các tài liệu tham khảo đƣợc luận văn Các số liệu nêu luận văn trung thực Những kết luận khoa học luận văn chƣa đƣợc công bố cơng trình Tơi xin cam đoan có sai tơi hồn tồn chịu trách nhiệm./ Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014 Tác giả Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực luận văn, tác giả nhận đƣợc quan tâm lớn nhà trƣờng, khoa, phòng chức năng, thầy cô giáo đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa sau đại học, giảng viên Trƣờng Đại học Công nghiệp Thái Nguyên, tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp tận tình hƣớng dẫn trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn đến thầy giáo phịng thí nghiệm giúp đỡ tạo điều kiện để tác giả hoàn thành thí nghiệm điều kiện tốt Mặc dù cố gắng, song thời gian nghiên cứu có hạn, nên luận cịn thiếu sót Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp từ thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để luận văn đƣợc hồn thiện có ý nghĩa ứng dụng thực tế Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014 Tác giả Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN II LỜI CẢM ƠN III MỤC LỤC IV DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .VI VII LỜI MỞ ĐẦU CH 1.2.1 Động điện xoay chiều không đồng pha rotor lồng sóc 420 7-300 10 20 (encoder) 20 1.3.2 21 CHƢƠNG KHẢO SÁT TÍNH TỐN HỆ TRUYỀN ĐỘNG 22 2.1 Xây dựng hệ điều khiền vecter 22 22 … stator (  ,  ) 24 2.1.2 2.1.3 Quy đổi đại lƣợng động 27 29 33 35 ển vecter 37 2.2 Xây dựng hệ điều khiển số biến tần động điện xoay chiều ba pha 42 45 45 49 2.4 Quá trình khảo sát cụ thể 51 2.4.1 Khảo sát ổn định mạch vòng dòng điện 51 2.4.2 Quá trình khảo sát ổn định mạch vòng tốc độ 57 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v 2.5 Khảo sát chất lƣợng hệ truyền động 60 a Sử dụng phần mềm Matlap simulink 60 Khảo sát chất lƣợng mạch vòng dòng điện 60 Khảo sát chất lƣợng mạch vòng tốc độ 62 65 Khảo sát chất lƣợng mạch vòng dòng điện 65 Khảo sát chất lƣợng mạch vòng tốc độ 69 73 3.1 Giới thiệu thiết bị thí nghiệm 73 3.2 Nguyên lý làm việc 75 3.3 Thí nghiệm 75 3.3.1 Bài thí nghiệm (khâu P) 76 3.3.2 Bài thí nghiệm (khâu PI) 76 3.4 So sánh đánh giá kết thí nghiệm với tính tốn 77 CHƢƠNG IV: ỨNG DỤNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN - ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐIỀU KHIỂN BỞI PLC S7-300 CHO THANG MÁY 79 4.1 Công dụng thang máy 79 4.1.1 Tình hình sử dụng thang máy Việt Nam 79 4.1.2 Phân loại kí hiệu thang máy 80 4.1.3 Cấu tạo thang máy 83 4.2 Chế độ làm việc tải yêu cầu hệ truyền động điện dùng thang máy 85 4.2.2 Các yêu cầu truyền động điện 87 4.2.3 Các yêu cầu suất, dừng xác, tiết kiệm lƣợng AT 88 4.2.4 Sơ đồ mạch điện nguyên lý làm việc 93 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ĐCKĐB : Động điện không đồng Ec : Encoder P : Bộ điều chỉnh tỷ lệ PID : Bộ điều chỉnh dùng S7-300 WL(p) : Hàm truyền khâu lấy tín hiệu dịng điện Uđb : Điện áp đồng Uω : Tín hiệu điện áp chủ đạo đặt tốc độ T, T1 : Chu kỳ lấy mẫu (hay gọi thời gian lƣợng tử) H(p) : Khâu lƣu giữ T(p) : Hệ số truyền biến tần Uc : Điện áp điều khiển điều chế độ rộng xung Kω : Hệ số khâu lấy tín hiệu tốc độ đƣợc lấy từ Encoder Ki , Kp : Hệ số biến đổi điều khiển số dòng điện Ku : Hệ số khuếch đại biến tần : Hệ số thời gian biến tần; Tu CT, C0T : Hàm số truyền kín mạch vòng dòng điện : Ma trận quy đổi W1(P) : Hàm số truyền khâu điện từ động xoay chiều WKI Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii Trang 1-1 1-2 Đường đặc tính động KĐB 1-3 1-4 Đường đặc tính động KĐB 420 1-5 sơ đ 1-6 Giản đồ nguyên lý biến tần 1-7 Vectơ không gian vectơ biên chuẩn 1-8 Sơ đồ cấu trúc điều khiển PID Vịng qt chương trình 10 1-9 pha 13 1-10 20 1-11 21 Hình 2-1 22 2-2 24 2-3 stator (,) Hệ tọa độ cố định stator (  ,  ) hệ tọa độ cố định 26 rotor (x, y) Biểu diễn vector dòng điện rotor hệ tọa độ cố định 2-4 stator (  ,  ) hệ tọa độ cố định rotor (x, y) 27 Biểu diễn vector dòng điện stator hệ tọa độ cố định 2-5 stator (  ,  ) hệ tọa độ tựa theo từ thông rotor (d,q) 29 Hình 2-6 35 2-7 36 h 2-8 (d,q) 2-9 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 36 39 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii 2-10 Hình 2-11 2-12 Hình 2-13 40 Sơ đồ cấu trúc đơn giản hóa hệ thống truyền động điện sử dụng biến tần động KĐB Sơ đồ cấu trúc rút gọn hệ truyền động điện sử dụng biến tần động KĐB Sơ đồ cấu trúc rút gọn hệ điện sử dụng biến tần động KĐB Hình 2-25 42 43 43 44 Hình 2-15 Sơ đồ cấu trúc hệ thống 45 Hình 2-25 Sơ đồ mơ mạch vịng dịng điện theo Matlab Sumulink 61 Hình 2-26a Đáp ứng dòng điện với kp = 0,25; ki = 50; T= 0,5Tu = 0,002 62 Hình 2-26b Đáp ứng dịng điện với kp = 0,25; ki = 42; T= 0,5 Tu = 0,00165 43 Hình 2-27 Sơ đồ mơ mạch vòng tốc độ theo Matlab Sumulink 64 Đáp ứng tốc độ với kp= 0,25; ki = 42; kω= 0,0006 Hình 2-28a Hình 2-28b 64 T=0,5Tu=0,00165 Đáp ứng tốc độ với kp= 0,25; ki = 50; kω= 0,00058; T=0,5Tu= 0,002 64 Hình 3-1 Sơ đồ khối hệ truyền động 74 Hình 3-2 Các thiết bị mơ hình thực nghiệm 74 3-3 Kết thí nghiệm khâu P 76 3-4 Kết thí nghiệm khâu PI 77 Hình 4-1 Cấu tạo thang máy trở khách 84 Hình 4-2 Chế độ làm việc tải 86 Hình 4-3 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc quãng đường s, tốc độ v, gia tốc a độ giật  theo thời gian Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 87 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ix Hình 4-4 Đồ thị xác định số lần dừng Hình 4-5 a) Sơ đồ xác định độ xác dừng buồng thang; b) 81 Sự phụ thuộc độ dừng xác ∆S buồng thang 91 vào trị số tốc độ gia tốc Hình 4-6 Sơ đồ mạch điện truyền động cho thang máy Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 93 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Mục tiêu luận văn Hệ truyền động biến tần động điện xoay chiều ba pha đƣợc sử dụng phổ biến, song hệ biến tần đƣợc điều khiển máy tính PLC hệ thống truyền động thông minh đại Ở phịng thí nghiệm Nhà trƣờng có biến tần động điện xoay chiều này, đƣợc điều khiển PLC S7 -300 Để nắm đƣợc nguyên lý hoạt động hệ truyền động, đồng thời nghiên cứu ứng dụng vào truyền động máy sản xuất nên chọn đề tài: “Nghiên cứu khảo sát tính tốn hệ truyền động biến tần động điện xoay ” Kết đề tài làm tài liệu quý giúp cho nghiên cứu học tập đồng thời áp dụng kết nghiên cứu để vận hành, sửa chữa thiết bị thực tế Mục tiêu nghiên cứu - Tính tốn khảo sát hệ truyền động biến tần động điện xoay chiều đƣợc điều khiển PID S7-300 hệ thống điều khiển số Việc tính tốn khảo sát dựa kết mô giúp kiểm nghiệm so sánh với kết thí nghiệm - Tiến hành thí nghiệm kiểm nghiệm chế độ làm việc hệ truyền động biến tần động xoay chiều đƣợc điều khiển PID S7-300 cụ thể là: Xác định đƣợc chất lƣợng hệ thống với điều khiển đƣợc ứng dụng khâu P khâu PI mạch vòng tốc độ để so sánh với lý thuyết tính tốn, đồng thời thơng qua thí nghiệm giúp cho việc nắm sâu sắc nguyên lý làm việc hệ thống hiểu đƣợc trình vận hành điều khiển hệ thống - Từ kết lý thuyết thực nghiệm khẳng định ứng dụng hệ truyền động khả thi, từ đề xuất ứng dụng cho số máy công nghiệp Nội dung luận văn Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 91 a Yêu cầu suất ( tốc độ di chuyển nhanh) Năng suất thang máy số lƣợng hành khách mà thang máy vận chuyển theo hƣớng đơn vị thời gian đƣợc tính theo biểu thức sau: P Trong đó: 3600E H   tn V (4-1) P – suất thang máy tính cho giờ; E – trọng tải định mức thang máy ( số lƣợng ngƣời đƣợc cho lần vận chuyển thang máy );  - hệ số lấp đầy phụ tải thang máy; H – chiều cao nâng (hạ), m; v – tốc độ di chuyển buồng thang máy, m/s; tn - tổng thời gian thang máy dừng tầng (thời gian đóng, mở cửa buồng thang, cửa tầng, thời gian ra, vào hành khách) thời gian tăng, giảm tốc buồng thang, cửa thang, thời gian ra, vào hành khách thời gian tăng, giảm tốc buồng thang tn = (t1 + t2 + t3)(md +1) +t4 +t5 + t6 (4-2) Trong đó: t1 – thời gian tăng tốc; t2 – thời gian giảm tốc; t3 – thời gian mở, đóng cửa; t4 – thời gian vào hành khách; t5 – thời gian hành khách; t6 – thời gian buồng thang máy chờ khách đến chậm; md – số lần dừng buồng thang tính theo xác xuất Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 92 Hình 4.4 Đồ thị xác định số lần dừng md – số lần dừng, mt – số tầng, E – số ngƣời buồng thang Theo biểu thức (4-1) ta thấy xuất thang máy tỷ lệ thuận với trọng tải buồng thang E tỷ lệ nghịch với tn, đặc biệt thang máy có trọng tải lớn Cịn hệ số lấp đầy  phụ thuộc chủ yếu vào cƣờng độ vận chuyển hành khách thƣờng lấy bằng:  = (0,6÷0,8) Từ biểu thức (4-1) ta rút nhận xét rằng: trị số tốc độ di chyển buồng thang định suất thang máy, trị số có ý nghĩa đặc biệt quan trọng thang máy nhà cao tầng Những thang máy có tốc độ cao (v =3,5m/s) phù hợp với chiều cao nâng lớn, số lần dừng md Trong trƣờng hợp thời gian tăng tốc giảm tốc nhỏ so với thời gian di chuyển buồng thang với tốc độ cao, trị số tốc độ trung bình thang máy gần đạt tốc độ định mức thang máy Mặt khác, cần phải nhớ rằng, trị số tốc độ di chuyển buồng thang tỷ lệ thuận với giá thành thang máy Nếu tăng tốc độ thang máy từ v = 0,75m/s  v = 3,5m/s, giá thành thang máy tăng lên 4÷5 lần Bởi tùy thuộc vào độ cao tòa nhà mà thang máy phục vụ để chọn trị số di chuyển Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 93 thang máy phù hợp với tốc độ tối ƣu, đáp ứng đầy đủ tiêu kinh tế kỹ thuật b Dừng xác cabin Buồng thang thang máy cần phải dừng xác so với mặt tầng để hành khách hàng hóa ra, vào thuận tiện, giảm thời gian ra, vào nhằm nâng cao suất thang máy Nếu buồng thang dừng khơng xác gây tƣợng bất lợi sau: - Đối với thang máy chở khách, làm cho khách vào buồng thang khó khăn hơn, tăng thời gian ra, vào dẫn đến giảm suất thang máy - Đối với thang máy chở hàng gây khó khăn cho việc bốc xếp dỡ hàng hóa Trong số trƣờng họp khơng thực đƣợc việc bốc xếp hàng hóa Để khắc phục hậu đó, ấn nhập nút bấm (ĐT) lắp buồng thang để đạt độ xác dừng buồng thang máy theo yêu cầu, nhƣng dẫn đến vấn đề bất lợi sau: - Hỏng thiết bi điêu khiển - Gây tổn thất lƣợng hệ truyền động, dùng động không đông rơto lồng sóc truyền động thang máy dẫn đến gây phát nóng động giới hạn cho phép -Gây hỏng hóc thiết bị khí thang máy -Tăng thời gian từ lúc phanh hãm tác động buồng thang dừng hẳn Độ dừng xác buồng thang đƣợc đánh giá đại lƣợng ΔS (hình 4.5) Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 94 Hình 4.5 a) Sơ đồ xác định độ xác dừng buồng thang; b) Sự phụ thuộc độ dừng xác ∆S buồng thang vào trị số tốc độ gia tốc Đƣờng 1-amax = 1m/s2; Đƣờng 2-amax = 2m/s2; Đƣờng 3-amax = 3m/s2 ΔS nửa hiệu số hai quảng đƣờng buồng thang trƣợt đƣợc từ phanh hãm điện từ tác động đến buồng thang dừng hẳn có tải khơng có tải theo hƣớng di chuyển buồng thang Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ dừng xác buồng thang gồm: moomen cấu phanh hãm điện từ sinh ra, mơmen qn tính buồng thang tải trọng, trị số tốc độ di chuyển buồng thang bắt đầu hãm dừng số yếu tố phụ khác Sai lệch quãng đƣờng có lệnh dừng buồng thang đƣợc tính theo biểu thức sau: S  v0 t  J0 D 4i ( M ph  M c ) (4-3) Trong : v0 – Là vận tốc lúc bắt đầu hãm, [m/s] Δt – thời gian tác động thiết bị điều khiển, [s] Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 95 J – Moomen quán tính quy đổi cacbin, [kgm ] Mph – Mômen phanh hãm (ma sát), [N] Mc – Mômen cản tĩnh, [N] o – tốc độ quay động lúc bắt đầu hãm, [rad/s] D – Đƣờng kính puly kéo cáp, [m] I – tỉ số truyền Trong nhiều biện pháp nhằm giảm sai lệch quãng đƣờng hãm dừng nhằm nâng cao cấp xác dừng máy biện pháp giảm tốc độ đầu trƣớc hãm dừng hiệu sai lệch tỉ lệ với bình phƣơng tốc độ quay động lúc bắt đầu hãm (S  0) Đối với thang máy có vận tốc trung bình nhanh (v = 2,5 [m/s], a = [m/s] ) độ xác dừng máy u cầu (5÷10) mm c An tồn vận hành Đối với thang máy hành khách, cabin phải đƣợc trang bị phanh bảo hiểm (phanh dù) Phanh bảo hiểm giữ cabin chỗ bị đứt cáp, điện tốc độ chuyển động cabin vƣợt (20÷40)% tốc độ định mức Phanh bảo hiểm thƣờng đƣợc chế tạo theo ba kiểu: kiểu nêm, kiểu lệch tâm kiểu kìm Trong phanh bảo hiểm kiểu kìm đƣợc sử dụng rộng rãi hơn, đảm bảo cho cabin dừng êm Phía dƣới cabin, với kết cấu phanh bảo hiểm, cabin có trang bị thêm cấu hạn chế tốc đội kiểu ly tâm Khi cabin chuyển động làm hạn chế kiểu lý tâm quay Khi tốc độ cabin vƣợt giá trị nói cabin đƣợc ép chặt vào dẫn hƣớng hạn chế đƣợc tốc độ cabin Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 96 4.2.4 Sơ đồ mạch điện nguyên lý làm việc * Sơ đồ mạch điện truyền động cho thang máy đƣợc thiết kế nhƣ hình vẽ (hình 4.6) Hình 4.6 Sơ đồ mạch điện truyền động cho thang máy * Nguyên lý làm việc Khi thang máy làm việc bình thƣờng, lƣợng từ lƣới điện qua chỉnh lƣu cung cấp cho biến thông qua điều chỉnh tần số, điện áp có tần số thay đổi dẫn tới tốc độ động thay đổi Muốn thay đổi tần số biến tần Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 97 thay đổi tín hiệu đặt 0, ổn định tốc độ nhờ mạch phản hồi âm tốc độ Mạch vòng phản hồi âm dòng điện i1d để ổn định từ thơng động cơ, mạch vịng i 1q để ổn định momen động Để trình bày nguyên lý làm việc lấy hình 4.2 minh họa Ví dụ động làm việc điểm A2 muốn tăng tốc độ lên làm việc điểm A1 ta tăng tín hiệu đầu vào ω* dẫn tới tần số biến tần tăng lên Tốc độ động tăng lên trình động nhận lƣợng từ lƣới qua biến tần (6 Tranzitor) công suất để cung cấp cho động Khi muốn hạ tốc độ từ điểm A1 xuống A2 lúc ta giảm ω* tƣơng ứng làm việc điểm A2, trình xảy hãm động Trong lúc sức điện động động lớn điện áp biến tần dẫn đến lƣợng động qua Điôt mắc song song ngƣợc với Tranzitor cơng suất hình 1.5 Vào lúc khống chế cho Tr7 mở dẫn đến lƣợng qua R4 trình xảy hãm động Đặc tính chuyển từ A1 sang C1, từ C1 sang C2 ( C1 đến C2 đoạn đặc tính hãm động hệ thống) từ C2 chuyển làm việc điểm A2 Để đảo chiều quay động ta thực hiển đảo pha đặc tính làm việc thứ thứ Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 98 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Để thực trình đề tài gặp nhiều khó khăn: - Đối với q trình thí nghiệm: Thiết bị thiếu, chƣa quen thiết bị, thiết bị chƣa đồng bộ, tài liệu trình bày nguyên lý chƣa rõ ràng; phải phụ thuộc thời gian làm việc phịng thí nghiệm; - Về mặt lý thuyết: Hệ truyền động biến tần động xoay chiều đƣợc điều khiển PID S7-300 hệ điều khiển khó, tài liệu tham khảo tính tốn cịn thiếu, việc tính tốn hệ thống truyền động hệ thống truyền động số nên phức tạp Mặc dù có khó khăn trên, song với lỗ lực thân, đƣợc giúp đỡ thầy giáo hƣớng dẫn thầy (cơ) phịng thí nghiệm, luận văn hoàn thành kế hoạch cho kết nhƣ sau: - Về thí nghiệm: Với mục tiêu đề thực thành công kết thí nghiệm đƣợc rõ chƣơng - Về mặt lý thuyết tính tốn khảo sát mơ để đánh giá chất lƣợng, kết mô đƣợc thể chƣơng đƣờng cong chất lƣợng thể hình 2.26a; hình 2.26b; hình 2-28a hình 2-28b Matlap simulink Đề xuất đƣợc ứng dụng hệ truyền động để truyền động cho số máy sản xuất nhƣ: Chuyển động quay trực tiếp thang máy, truyền động cân băng định lƣợng, truyền động cho cầu trục nhiều máy khác công nghiệp./ Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Nguyễn Trung Sơn, Cao Văn Thành (1999) Hệ thống điều khiển số máy điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Thọ, Võ Quang Lạp (2004) Cơ sở điều khiển tự động truyền động điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Phạm Xuân Minh, Hà thị Kim Duyên, Phạm Xuân Khánh (2008) Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động, Nhà xuất giáo dục Bùi Quý Lực (2005) Hệ thống điều khiển số công nghiệp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Phùng Quang (1996) Điều khiển động không đồng xoay chiều ba pha, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Phùng Quang (2006) MATLAB SIMULINK dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội TS Võ Quang Lạp (2001-2002) Nghiên cứu ứng dụng vi xử lý máy vi tính PC/AT 286 (PC/AT 386) để thay điều chỉnh hệ thống tự động truyền động cho máy công nghiệp Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nguyễn Công Hiền (2006), Mơ hình hóa hệ thống mơ phỏng, Đại học Bách khoa Hà Nội Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 100 Phụ lục I PROGRAM Dongdien 1; TÝnh chän chÝnh x¸c T & Kp, Ki USES crt,graph; Const K120.565; K2-22.734; K317.256; VAR A1, A2, A3, B0, B1, B2, C0, C1, C2, P0, P1, D0, D1, D2, D3, Kp, KI, T, TAM, MAX, I, X: real; GD, GM, K, D, N:INTEGER; Ymax, XS, KKP, KKI, TT: String[10]; Y: Array[0 640] of real; Procedure muitenx(gx, gy, hx, hy: integer); Begin moveto (gx,gy); Lineto (hx,hy); Lineto (hx+2,hy+5); Moveto (hx,hy); Lineto (hx-2,hy-5); END; Procedure muiten1(gx,gy,hx,hy:integer); Begin moveto (gx,gy); Lineto (hx,hy); Lineto (hx+2,hy+5); moveto (hx,hy); Lineto (hx-2,hy-5); END; Begin Lineto (hx-2,hy-5); END; Begin Clrscr; Write('T='); Readln(T); Write('Kp='); Readln(Kp); Write('Ki='); Readln(Ki); P0:=(Ki*T-2*Kp)/2; P1:=(2*Kp+Ki*T)/2; A1: -exp(-303.0303*T); A2: -exp(-75.545*T); A3: -exp(-19.76*T); B0:=K1*A2*A3+K2*A1*A3+K3*A1*A2; B1:=K1*(A2+A3)+K2*(A1+A3)+K3*(A1+A2); B2:=K1+K2+K3; C0:=A1*A2*A3; C1:=A1*A2+(A1+A2)*A3; C2:=A1+A2+A3; D0:=P0*B0; D1:=B1*P0+P1*B0; Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 101 D2:=P0*B2+P1*B1; D3:=P1*B2; Y[0]:=0; Y[1]:=0; Y[2]:=0; for K:=2 to 330 Begin Y[K+3]:  (-(C2+D2)*Y[K+2]-(C1+D1)*Y[K+1](C0+D0)*Y[K]+D3+D2+D1+D0)/(1+D3); Writeln('Y[',K,'] = ',Y[K]:8:6); delay (50); END; readln; Tam: Y[3]; for K: 2 to 330 Begin If Tam > Y[K] then max: Tam else Begin max: Y[K]; Tam: max; END; END; I:  (max - Y[310])*100/Y[310]; X:  (1 - Y[310]); Writeln('Y[max] = ',Tam:3:3); Writeln('I% = ',I:3:3); Writeln('X = ',X:3:3); Str (X:6:3,XS); Str (I:6:3,Ymax); Str (t:10:6,TT); Str (Kp:10:4,KKp); Str (Ki:10:4,KKi); readln; gd: detect; initgraph(gd, gm, 'e:\bp\bgi'); Setbkcolor (Cyan); Setlinestyle (0, 0, 1); Setbkcolor (red); Settextstyle (defaultfont, horizdir, 1); rectangle (2, 2, 637, 477); For d:= to 200 putpixel (2+d*3,215, red); For d:= to 200 putpixel (2+d*3,230, red); For d:= to 200 putpixel (2+d*3,245,red); Line (2,230, 600, 230); Outtextxy(150,260,'Duong cong qua R*i(t) f(t) voi: '); Outtextxy(180,280,'T=0.5Tu = '); Outtextxy(250,280,tt); Outtextxy(180,290,'Kp='); Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 102 Outtextxy(250,290,KKp); Outtextxy(180,300,'Ki='); Outtextxy(250,300,KKi); Outtextxy(150,340,'Dat chi tieu chat luong:'); Outtextxy(180,360,'Do qua dieu chinh = %'); Outtextxy(350,360,Ymax); Outtextxy(180,380,'Thoi gian qua < 0,1655'); Outtextxy(180,400,'so lan dao dong = 1,5'); Outtextxy(8,217,'1'); Outtextxy(0,227,'-'); Outtextxy(0,60,'^'); Outtextxy(550,472,'>'); Outtextxy(15,80,'r*i(t)'); Outtextxy(550,460,'t(s)'); Outtextxy(100,472,'I'); Outtextxy(85,460,'0,165'); Outtextxy(200,472,'I'); Outtextxy(185,460,'0,33'); Outtextxy(300,472,'I'); Outtextxy(285,460,'0,495'); Outtextxy(400,472,'I'); Outtextxy(385,460,'0,625'); Outtextxy(0,415,'-'); Outtextxy(10,415,'0,25'); Outtextxy(0,352,'-'); Outtextxy(10,352,'0,5'); Outtextxy(0,290,'-'); Outtextxy(10,290,'0,75'); Outtextxy(0,165,'-'); Outtextxy(10,165,'1,25'); Outtextxy(0,102,'1,5'); muitenx(300,205,300,215); muiten1(300,255,300,245); Outtextxy(310,205,'+5%'); Outtextxy(310,245,'-5%'); moveto(2,477); For K:=2 to 300 Begin Lineto(K,477-round(y[K]*250)); delay(50); END; Repeat until Keypressed; Closegraph; END Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 103 Phụ lục II PROGRAM TOCDO1; USES crt, graph; CONST K120.565; K2-22.734; K317.256; VAR A1, A2, A3, B0, B1, B2, C0, C1, C2, D0, D1, D2, D3, E0, E1, E2, E3, K0, Kp, Ki, K  , P0, P1, T, TAM, MAX, I, X: real; gd, gm, k, d: Integer; Ymax, Xs, KKp, KKi, KK  , TT:String[10]; Y: array[0 640] of real; Procedure muitenx(gx, gy, hx, hy: Integer); BEGIN Moveto(gx,gy); Lineto(hx,hy); Lineto(hx+2,hy-5); Moveto(hx,hy); Lineto(hx-2,hy-5); END; Procedure muiten1(gx,gy,hx,hy:integer); BEGIN Moveto(gx,gy); Lineto(hx,hy); Lineto(hx+2, hy+5); Moveto(hx,hy); Lineto(hx-2, hy+5); END; BEGIN Clrscr; Write('T='); Readln(T); Write('Kp='); Readln(Kp); Write('Ki='); Readln(Ki); Write('Kw='); Readln(K  ); P0:=(Ki*T-2*Kp)/2; P1:=(2*Kp+Ki*T)/2; A1: -exp(-303.0303*T); A2: -exp(-75.545*T); A3: -exp(-19.76*T); B0:=K1*A2*A3+K2*A1*A3+K3*A1*A2; B1:=K1*(A2+A3)+K2*(A1+A3)+K3*(A1+A2); B2:=K1+K2+K3; C0:=A1*A2*A3; C1:=A1*A2+(A1+A2)*A3; C2:=A1+A2+A3; D0:=P0*B0; D1:=B1*P0+P1*B0; D2:=P0*B2+P1*B1; Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 104 D3:=P1*B2; E0:=C0+D0; E1:=C1+D1; E2:=C2+D2; E3:=1+D3; K0:=384.62*Kw; Y[0]:=0; Y[1]:=0; Y[2]:=0; Y[3]:=0; For K:=1 to 330 BEGIN Y[K+4]:  (-(K0*D2+E2-E3)*Y[K+3]-(K0*D1+E1-E2)*Y[K+2]-(K0*D0+E0E1)*Y[K+1]+E0*Y[K]+K0*(D0+D1+D2+D3))/(K0*D3+E3); Writeln('K=',K:4,'','Y[',K,']=',Y[K]:8:4); delay(50); END; Readln; Tam: Y[3]; For K: 2 to 330 BEGIN If Tam>Y[K] then max: Tam; Begin max: Y[K]; Tam: max; End; END; I:  (max-Y[310])*100/Y[310]; X:  (1-Y[310]); Writeln('Y[max]=',Tam:3:3); Writeln('I%=',I:3:3); Writeln('X=',X:3:3); Str(X:6:3,XS); Str(I:6:3,Ymax); Str(t:10:6,tt); Str(Kp:10:4,KKp); Str(Ki:10:4,KKi); Str(Kw:10:4,KK  ); Readln; gd: detect; Initgraph(gd,gm,'E:\tp\bgi'); Setbkcolor(cyan); Setlinestyle(0,0,1); Setcolor(red); rectangle(2,2,637,477); For d:=0 to 100 putpixel(2+d*3,212, red); For d:=0 to 100 putpixel(2+d*3,227, red); For d:=0 to 100 putpixel(2+d*3,242, red); Line(2,227,500,227); Outtextxy(150,260,'Duong cong qua R*i(t) f(t) voi:'); Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 105 Outtextxy(180,280,'-T=0,5*Tu='); Outtextxy(280,280,tt); Outtextxy(230,300,KKp); Outtextxy(230,320,KKi); Outtextxy(230,340,KK  ); Outtextxy(180,300,'-Kp='); Outtextxy(180,320,'-Ki='); Outtextxy(180,340,'-K  ='); Outtextxy(150,360,'Dat chi tieu chat luong:'); Outtextxy(180,380,'-Do qua dieu chinh = %'); Outtextxy(350,380,Ymax); Outtextxy(180,400,'-Thoi gian qua < 0,1655'); Outtextxy(180,420,'-So lan dao dong = 2'); Outtextxy(8,220,'1'); Outtextxy(0,60,'^'); Outtextxy(550,472,'>'); Outtextxy(15,80,'W(t)'); Outtextxy(550,460,'t(s)'); Outtextxy(100,472,'I'); Outtextxy(85,460,'0,165'); Outtextxy(200,472,'I'); Outtextxy(185,460,'0,33'); Outtextxy(300,472,'I'); Outtextxy(285,460,'0,495'); Outtextxy(400,472,'I'); Outtextxy(385,460,'0,66'); Outtextxy(500,472,'I'); Outtextxy(485,460,'0,825'); Outtextxy(0,100,'-1,5'); Outtextxy(0,162,'-1,25'); Outtextxy(0,220,'1'); Outtextxy(0,286,'-0,75'); Outtextxy(0,348,'-0,5'); Outtextxy(0,410,'-0,25'); Outtextxy(0,472,'0'); Moveto(2,477); For K:=3 to 330 Begin Lineto(K,477-round(Y[K]*250)); delay(50); End; Repeat until keypressed; Closegraph; END Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... đƣợc điều khiển PLC S7 -300 Để nắm đƣợc nguyên lý hoạt động hệ truyền động, đồng thời nghiên cứu ứng dụng vào truyền động máy sản xuất nên chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu khảo sát tính tốn hệ truyền động. .. động điện xoay chiều ba pha đƣợc sử dụng phổ biến, song hệ biến tần đƣợc điều khiển máy tính PLC hệ thống truyền động thơng minh đại Ở phịng thí nghiệm Nhà trƣờng có biến tần động điện xoay chiều. .. đơn giản hóa hệ thống truyền động điện sử dụng biến tần động KĐB Sơ đồ cấu trúc rút gọn hệ truyền động điện sử dụng biến tần động KĐB Sơ đồ cấu trúc rút gọn hệ điện sử dụng biến tần động KĐB Hình