Thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ cho truyền động bàn máy bào giường

Thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ cho truyền động bàn máy bào giường

Đồ án điều khiển logicI.Yêu cầu công nghệ

Thiết kế hệ thống điều khiển công nghệ cho truyền động bàn máy bào giờng cósơ đồ công nghệ nh sau:

II.TổNG HợP MạCH ĐIềU KHIểN

Để giải quyết đợc công nghệ trên ta chia thành hai bài toán :

A.Bài toán thuận:

1 Bớc 1.

a,Xác định tín hiệu vào.

a:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ A đến B.b:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V2 từ B đến C.c:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ C đến D.b,Xác định tín hiệu ra.

Chạy thuận T.Vận tốc V1.Vận tốc V2.

2.Bớc 2 Xác định các trạng thái có thể có.TT1: Bàn máy đứng yên tại A.

TT2: Bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ A đến B.TT3: Bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V2 từ B đến C.TT4: Bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ C đến D 3.Bớc 3 Lập bảng chuyển trạng thái thứ nhất.

cc

fV1(a,b,c)=a+c.*BiÕn V2.

cc

0 0 1 0fV1(a,b,c)=b.

A.Bài toán nghịch:

1.Bớc 1.

a,Xác định tín hiệu vào.

d:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V3 từ D đến E.e:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V2 từ E đến F.f:Tín hiệu cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 từ F đến A.b,Xác định tín hiệu ra.

Chạy nghịch N.Vận tốc V1.Vận tốc V2.Vận tốc V3.

2.Bớc 2 Xác định các trạng thái có thể có.TT1: Bàn máy đứng yên tại D.

TT2: Bàn máy chuyển động ngợc với vận tốc V3.TT3: Bàn máy chuyển động ngwợc với vận tốc V2.TT4: Bàn máy chuyển động ngợc với vận tốc V1 3.Bớc 3 Lập bảng chuyển trạng thái thứ nhất.

ff

fT(d,e,f)=d+e+f.*Biến V3.

fV1(a,b,c)= d.*Biến V2.

fV1(d,e,f)=e.*Biến V1.

F(V1)=FT(V1)+ FN(V1)=a+c+f.F(V2)=FT(V2)+ FN(V2)=b+e.F(V1)= FN(V1)=d.

III.thực hiện sơ đồ nguyên lý.

ff

Ta sử dụng các thiết bị sau:

1.Các loại tín hiệu.

-Tín hiệu a:Sử dụng công tắc hành trình 1M để điều khiển Rơle 1RM.-Tín hiệu b:Sử dụng công tắc hành trình 2M để điều khiển Rơle 2RM.-Tín hiệu c:Sử dụng công tắc hành trình 3M để điều khiển Rơle 3RM.-Tín hiệu d:Sử dụng công tắc hành trình 4M để điều khiển Rơle 4RM -Tín hiệu e:Sử dụng công tắc hành trình 5M để điều khiển Rơle 5RM.-Tín hiệu f:Sử dụng công tắc hành trình 6M để điều khiển Rơle 6RM.

2.Các tín hiệu ra.

Các tín hiệu ra ta sử dụng các công tắc tơ:-Tín hiệu T: Sử dụng công tắc tơ KT.-Tín hiệu N: Sử dụng công tắc tơ KN.-Tín hiệu V1:Sử dụng công tắc tơ 1G.-Tín hiệu V2:Sử dụng công tắc tơ 2G -Tín hiệu V3:Sử dụng công tắc tơ 3G.

3.Một số phần tử cần thêm vào mạch điều khiển.

Để liên hệ hai bài toán này ta sử dụng một công tắc hành trình H.

Với một sơ đồ cấu trúc đơn giản nh trên mạch chỉ đủ đảm bảo cho việc hệ thốngcó khả năng làm việc theo yêu cầu công nghệ đã đề ra nhng để đảm bảo an toàn vàvận hành tốt mạch điều khiển chúng ta cần phải thiết kế thêm một số phần khác cóchức năng đặc biệt.

Theo yêu cầu của đầu bài là sử dụng động cơ điện một chiều nên ta cần phải cónhững biện pháp bảo vệ tránh động cơ gặp những sự cố khi làm việc

-Bảo vệ ngắn mạch: Khi các dây pha bị sự cố gây ngắn mạch sẽ gây ra dòng điện

lớn có thể đánh thủng các cách điện cháy động cơ, gây nguy hiểm cho hệ thống vàngời vận hành Ta cần dùng các thiết bị đóng cắt nhanh để nhanh chóng cắt hệthống ra khỏi lới Để thực hiện điều này ta dùng các cầu chì 1CC mắc ở mạch lựccó nhiệm vụ đóng cắt dòng điện khi dòng lớn hơn dòng cho phép.

-Bảo vệ quá dòng: (Bảo vệ dòng điện cực đại ) đó là sự quá tải tạm thời khi có

dòng xung kích lớn( 2,5 Iđm) do đó có thể gây ra lực điện động lớn làm hỏng cácthiết bị truyền động và các tiếp điểm cơ khí vì thế rất cần đợc bảo vệ Để bảo vệquá dòng ta sử dụng các Rơle dòng cực đại Vì bảo vệ ngắn mạch ta cũng dùng cácRơle này cho nên viẹc sử dụng Rơle dòng cực đại đã đồng thời có 2 chức năng bảovệ.

-Bảo vệ quá tải lâu dài ( bảo vệ nhiệt ): Khi có hiện tợng quá tải lâu dài nhiệt độ

sẽ tăng lên cao gây phát nóng quá mức cho phép sẽ làm hỏng các động cơ Trongtrờng hợp này ta sẽ dùng các Rơle nhiệt để điều khiển đóng cắt mạch lực ra khỏi l-ới.

IV.thiết kế mạch lực.

Chơng II:Tính Chọn các thiết bịI.Chọn thiết bị mạch lực.

Imax=ICP=1,2Ikđ=1,2.(2.500)=1200(A)

Ta chọn cầu chì loại P-2 của Liên Xô chế tạo và có các thông số sau: Uđm=220(V);

b.Chọn các Rơle nhiệt Rn.

Các Rơle nhiệt dùng để bảo vệ quá tải dài hạn cho động cơ, nó đợc mắc nối tiếpvào 2 pha Stato của động cơ Dòng điện của Stato cũng chính là dòng chạy quathanh nhiệt của Rơle Quá tải dài hạn cho phép dòng vợt quá lâu dài là =1.3 dòngđịnh mức.

Với các thông số dòng điện và điện áp nh đã chọn ở trên ta chọn cầu dao loại :

ký hiệu PO-3 do Liên xô cũ sản xuất có các thông sốUđm=500V;

Kích thớc: 80x50x75;

Ta chọn 1 bộ cầu dao này để bảo vệ 1 động cơ.

II.Chọn các thiết bị mạch điều khiển 1.Chọn các Côngtactơ

Vì các Côngtactơ không chỉ đóng cắt các tiếp điểm trên mạch điều khiển mà cònđóng cắt các tiếp điểm trên mạch lực cho nên phải chọn các Côngtactơ chịu đợcdòng lớn, nếu không các tiếp điểm trên mạch lực của các Côngtactơ có thể bị pháhỏng Nh vây các tiếp điểm của chúng phải chụi đợc dòng định mức của phần ứngđộng cơ mà không bị phá hỏng hay bị phóng điện và còn phải chịu đợc dòng khiđộng cơ khởi động Để đảm bảo an toàn thì dòng thờng đợc chọn theo dòng điệnmax.

Imax>(2 2.5)Iđm ; Imax=2.500=1000(A);

Từ dòng điện này ta chọn loại Côngtactơ ký hiệu K-504do Liên Xô sản xuất cócác thông số kỹ thuật sau:

Uđm=600(V);

Iđm=1200(A);

Kích thớc: 110-70-129;2.Chọn các Rơle.

Các Rơle này chủ yếu làm việc đóng cắt các tiếp điểm điều khiển trên mạch điềukhiển cho nên ta chọn các Rơle không cần chịu đợc dòng điện Stato, vậy tra sổtayta chọn các Rơle có ký hiệu là: P-60 do Liên Xô chế tạo có các thông số:

Uđm=220V; Kích thớc: 100-70-127;

4.Chọn các công tắc hành trình.

Chọn loại BK-110 do Liên Xô chế tạo Có các thông số kỹ thuật:Ilt=6A.

ChơngIII Thuyết minh hoạt động của sơ đồ

Giả thiết ban đầu đang dừng khi đi hết hành trình ngợc(N) do vấu gạt tác độnglên công tắc hành trình KH làm cho KH1kín Kh2mở.

ấn nút mở máy M(m) Rơle RTr có điện đóng tiếp điểm tự duy trì RTr(1,2)nênmạch điều khiển đợc cấp điện Do ban đầu bàn máy đứng yên tại A nên công tắchành trình 1M kín Rơle 1RM có điện đóng tiếp điểm tự duy trì 1RM(2,4) Mặtkhác do ban đầu Rơle 2RM cha có điện nên tiếp điểm 2RM(4,5)kín Khi đó Rơle1RM đóng các tiếp điểm 1RM(2,16)và 1RM(2,20) làm cho Rơle KT và Rơle1G cóđiện đóng các tiếp điểm KT() 1G() bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyểnđộng thuận với vận tốc V1 Khi bàn máy chuyển động đến đến B nó tác động nêncông tác hành trình 2M Rơle 2RM có điện mở tiếp điểm thờng đóng 2RM(4,5)đồng thời đóng tiếp điểm tự duy trì 2RM(2,6) Mặt khác do ban đầu Rơle 3RM ch-a có điện nên tiếp điểm 3RM(6,7)kín Khi đó Rơle 2RM đóng các tiếp điểm2RM(2,16)và 1RM(2,21) làm cho Rơle KT và Rơle2G có điện đóng các tiếp điểmKT() 2G() bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốcV2 Khi bàn máy chuyển động đến đến C nó tác động nên công tác hành trình 3M.Rơle 3RM có điện mở tiếp điểm thờng đóng 3RM(6,7) đồng thời đóng tiếp điểmtự duy trì 2RM(2,8) Mặt khác do ban đầu Rơle 4RM cha có điện nên tiếp điểm4RM(8,9)kín Khi đó Rơle 3RM đóng các tiếp điểm 3RM(2,16)và 3RM(2,20) làmcho Rơle KT và Rơle1G có điện đóng các tiếp điểm KT() 1G() bên mạch động lựccho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1.Khi bàn máy chuyển độngđến D do vấu gạt tác động lên công tắc hành trình KH làm cho KH2 kín KH1mở

I 3

Rơle RT mất điện, Rơle RN có điện động cơ đợc đảo chiều Đồng thời với quátrình đó bàn máy tác động lên công tác hành trình 4M Rơle 4RM có điện mở tiếpđiểm thờng đóng 4RM(8,9) đồng thời đóng tiếp điểm tự duy trì 4RM(2,10) Mặtkhác do ban đầu Rơle 5RM cha có điện nên tiếp điểm 5RM(10,11)kín Khi đóRơle 4RM đóng các tiếp điểm 4RM(2,18)và 4RM(2,22) làm cho Rơle KN vàRơle3G có điện đóng các tiếp điểm KT() 3G() bên mạch động lực cho phép bànmáy chuyển động thuận với vận tốc V3 Khi bàn máy chuyển động đến E bàn máytác động lên công tác hành trình 5M Rơle 5RM có điện mở tiếp điểm thờng đóng5RM(10,11) đồng thời đóng tiếp điểm tự duy trì 5RM(2,12) Mặt khác do ban đầuRơle 6RM cha có điện nên tiếp điểm 6RM(12,13)kín Khi đó Rơle 5RM đóng cáctiếp điểm 5RM(2,18)và 5RM(2,21) làm cho Rơle KN và Rơle2G có điện đóng cáctiếp điểm KT() 2G() bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyển động thuận vớivận tốc V2 Khi bàn máy chuyển động đến F bàn máy tác động lên công tác hànhtrình 6M Rơle 6RM có điện mở tiếp điểm thờng đóng 6RM(12,13) đồng thờiđóng tiếp điểm tự duy trì 5RM(2,14) Mặt khác do ban đầu Rơle 1RM cha có điệnnên tiếp điểm 61M(14,15)kín Khi đó Rơle 6RM đóng các tiếp điểm 6RM(2,18)và6RM(2,20) làm cho Rơle KN và Rơle1G có điện đóng các tiếp điểm KT() 1G()bên mạch động lực cho phép bàn máy chuyển động thuận với vận tốc V1 Quá trìnhđó cứ lặp lại đến khi ta ấn nút dừng máy D.