Viết phần mềm cho PLC điều khiển và bảo vệ cần trục làm hàng cho tàu dùng động cơ không đồng bộ ba cấp tốc độ.Tàu hàng White Diamond có 5 hầm hàng, để thực hiện bốc xếphàng hoá, tại đây ta bố trí 4 cần trục sức nâng 36 tấn, mỗi cần cẩu gồm có các cơ cấu: nâng, hạ, xoay cần. Các thiết bị bốc xếp chủ yếu trên tàu thủy.Thông số của cần trục:+ Trọng tải: 36 tấn+ Tầm với max: 26m+ Tầm với min: 4,5m+Trọng lượng của cần trục: 3,6 tấn+ Khối lượng móc: 600 kg+ Chiều dài cần trục l=18m+ Tốc độ nâng hàng: 18,5 mp ứng với tải trọng 36 tấn+ Tốc độ hạ hàng: 55mp ứng với tải trọng 36 tấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM VIỆN HÀNG HẢI BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU THỦY Bài báo cáo chương ỨNG DỤNG PLC VÀ BIẾN TẦN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG LÀM HÀNG Hồ Chí Minh, 4-2020 *** A-LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, khoa học kỹ thuật phát triển với tốc độ cao Người ta ngày trọng tới việc phát triển tự động hệ thống, đặc biệt tàu thủy, nhằm mục đích tăng độ tự động hóa, giảm chi phí hoạt động, chi phí đầu tư ban đầu, tăng độ tin cậy khai thác tối đa lợi tính kinh tế tàu Sau hai kỳ học môn Truyền Động Điện Tàu Thủy số môn chuyên ngành liên quan Em giao đề tài “ Viết phần mềm cho PLC điều khiển bảo vệ cần trục làm hàng cho tàu dùng động không đồng ba cấp tốc độ” Thiết bị điều khiển khả trình PLC với cấu tạo nhỏ gọn, chắn, cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình thân thiện thích hợp để thực chức điều khiển động thay cho mạch công tắc tơ, rơ le cồng kềnh dẫn đến hoạt động thiếu tin cậy môi trường khắc nghiệt tàu thủy Sau nhận đồ án, hướng dẫn thầy giáo qua việc tự tìm hiểu, em hồn thành đồ án Tuy nhiên kiến thức cịn hạn chế chưa có kinh nghiệm thực tế nên phần làm em khó tránh sai sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy để báo cáo em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn.! I Giới thiệu tổng quan Ngày PLC biến tần sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực hầu hết ngành cơng nghiệp, giao thơng vận tải, khai khống v.v Với nhiều tính ưu việt khả đáp ứng tốt yêu cầu hệ thống nên chúng nhiều hãng tiếng sản xuất cung cấp Việc ứng dụng PLC biến tần vào sản xuất góp phần đơn giản hệ thống đảm bảo độ tin cậy cho hệ thống Thông số tàu White Diamond Tàu hàng White Diamond có hầm hàng, để thực bốc xếp hàng hố, ta bố trí cần trục sức nâng 36 tấn, cần cẩu gồm có cấu: nâng, hạ, xoay cần Các thiết bị bốc xếp chủ yếu tàu thủy Hình 1: Bản thơng số tàu Thơng số cần cẩu Hình 2: Hình ảnh cần trục tàu Hình 3: Cấu trúc cần trục làm hàng Thông số cần trục: + Trọng tải: 36 + Tầm với max: 26m + Tầm với min: 4,5m +Trọng lượng cần trục: 3,6 + Khối lượng móc: 600 kg + Chiều dài cần trục l=18m + Tốc độ nâng hàng: 18,5 m/p ứng với tải trọng 36 + Tốc độ hạ hàng: 55m/p ứng với tải trọng 36 Hình 4: Thông số cần trục II Thiết kế hệ thống sử dụng PLC biến tần Cơ cấu nâng hạ hàng 1.1 Chọn động - Chọn động hãng SIMENS , động KĐB rotor lồng sóc cấp tốc độ - Động có cơng suất 110 kW - Tốc độ đầu động sau hộp số 28 v/p - Tỉ số truyền động 53,66 - Momen quay 35832 N.m - Động làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại - Động có tích hợp hộp số - Điện áp định mức: 400 V - Dòng điện định mức Iđm = 172A 1.2 Chọn biến tần Yêu cầu: dựa vào động chọn ta chọn biến tần phù hợp với yêu cầu sau: • Biến tần chuyên dùng cho thiết bị nâng hạ • Biến tần có cơng suất 110 kW • Biến tần điều khiển vector Dựa vào yêu cầu ta chọn biến tần ATV71 hãng schneider mã hiệu ATV71QD90N4 Hình 5: Thơng số biến tần Điện áp : Pha 380AC - Công suất : 110kW - Dòng định mức đầu vào: 202A - Dòng định mức đầu : 163A Cơ cấu nâng hạ cần 2.1 Chọn động - Chọn động hãng SIMENS , động KĐB rotor lồng sóc - Động có cơng suất 75 kW - Tốc độ đầu động sau hộp số 18,5 v/p - Tỉ số truyền động 80,17 - Momen quay 38668 N.m - Động làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại - Động có tích hợp hộp số - Điện áp định mức: 400 V Hình 6: Thơng số động nâng hạ cần 2.2 Chọn biến tần Yêu cầu: dựa vào động chọn ta chọn biến tần phù hợp với yêu cầu sau: • Biến tần chuyên dùng cho thiết bị nâng hạ cần • Biến tần có cơng suất 70 kW • Biến tần điều khiển vector Dựa vào yêu cầu ta chọn biến tần ATV71 hãng schneider mã hiệu ATV71WD75N4 Hình 7: Thơng số biến tần Điện áp : Pha 380AC - Cơng suất : 75kW - Dịng định mức đầu vào: 167A - Dòng định mức đầu : 137A Cơ cấu quay mâm 3.1 Chọn động Chọn động hãng SIMENS , động KĐB rotor lồng sóc - Động có cơng suất 45 kW - Tốc độ đầu động sau hộp số 67 v/p - Tỉ số truyền động 22,14 - Momen quay 6451 N.m - Động làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại - Động có tích hợp hộp số - Điện áp định mức: 400 V Hình 8: Thơng số động quay mâm 3.2 Chọn biến tần Yêu cầu: dựa vào động chọn ta chọn biến tần phù hợp với yêu cầu sau: • Biến tần chuyên dùng cho thiết bị nâng hạ cần • Biến tần có cơng suất 45 kW • Biến tần điều khiển vector Dựa vào yêu cầu ta chọn biến tần ATV71 hãng schneider mã hiệu ATV71WD75N4 Hình 9: Thơng số biến tần Điện áp : Pha 380AC - Công suất : 45kW - Dòng định mức đầu vào: 104A - Dòng định mức đầu : 85A Chọn PLC cho cấu PLC Siemens S7 1200 CPU 1214DC/DC/DC Với 14 ngõ input DI 24V DC; 10 ngõ DO 24 V DC Hình 10: PLC SIMENS CPU 1214C, DC/DC/DC Thơng số PLC SIMENS CPU 1214C, DC/DC/DC: • Model: 6ES7214-1AG40-0XB0 – PLC S7-1200 • CPU 1214C DC/DC/DC • ON BOARD I/O: 14 DI 24V DC; 10 DO 24 V DC; AI – 10V DC • POWER SUPPLY: DC 20.4 – 28.8 V DC • PROGRAM/DATA MEMORY: 100 KB (6ES7214-1AG400XB0) 2.1 Phần lập trình: Cơ cấu nâng hạ hàng: ❖ Xác định thiết bị vào/ ra: Hình 15: Các ngõ vào PLC ❖ Phần code: 2.2 Cơ cấu quay mâm: ❖ Xác định thiết bị vào/ Hình 16: Xác định thiết bị vào/ ❖ Phần code 2.3 Cơ cấu nâng hạ cần: ❖ Xác định thiết bị vào Hình 17: Các ngõ vào/ PLC ❖ Phần code Cài đặt thơng số biến tần Hình 16: Bản cài đặt thông số biến tần nâng hạ Tương tự ta cài đặt cho cấu nâng hạ cần cấu nâng hạ hàng, khác thông số động cịn lại thơng số cài đặt khác tương tự Màn hình hiển thị Các phím chức F1, F2, F3, F4 Nút nhấn dừng/reset Nút nhân chạy Nút nhấn đảo chiều quay cho động Núm vặn để chỉnh trực tiếp thơng số Dùng để xóa giá trị tham số, trở menu trước Hình 18: Cấu tạo biến tần ATV 71 Hình 19: Mạch hãm IV Tài liệu tham khảo: - Giáo trình truyền động tàu thủy 1- Thầy Võ Công Phương – ĐH GTVT TP HCM - Giáo trình PLC- Thầy Phạm Khánh Tùng- ĐH SƯ PHẠM HÀ NÔI ... = 172A 1.2 Chọn biến tần Yêu cầu: dựa vào động chọn ta chọn biến tần phù hợp với yêu cầu sau: • Biến tần chuyên dùng cho thiết bị nâng hạ • Biến tần có cơng suất 110 kW • Biến tần điều khiển vector... hạ cần 2.2 Chọn biến tần Yêu cầu: dựa vào động chọn ta chọn biến tần phù hợp với yêu cầu sau: • Biến tần chuyên dùng cho thiết bị nâng hạ cần • Biến tần có cơng suất 70 kW • Biến tần điều khiển... quay mâm 3.2 Chọn biến tần Yêu cầu: dựa vào động chọn ta chọn biến tần phù hợp với yêu cầu sau: • Biến tần chuyên dùng cho thiết bị nâng hạ cần • Biến tần có cơng suất 45 kW • Biến tần điều khiển