Thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục phòng thực hành thí nghiệm tự động hóa trường đh CNTT TT

LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập trường đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè.Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến q Thầy Cơ Khoa Cơng nghệ Tự động hóa – Trường Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường đặc biệt khoảng thời gian cuối em cịn học tập trường Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy cô em nghĩ luân văn tốt nghiệp em khó hồn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầygiáo T.S Nguyễn Duy Minh, thầy số thầy khoa tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Bài đồ án tốt nghiệp thực khoảng thời gian tháng, trước em trải qua nhiều báo cáo khác đạt nhiều kinh nghiệm quý báu bước vào làm đồ án tốt nghiệp em không tránh khỏi sai sót Em mong nhận ý kiến đóng góp q báu q Thầy Cơ bạn học lớp hành trang cuối giúp em sau trường hoàn thiện thân Em xin châ n nh m ơn! Thái Nguyên ngày 02/6/2016 Sinh viên thực Lê Văn Thanh LỜI CAM ĐOAN Em – Lê Văn Thanh - cam kết ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP cơng trình nghiên cứu thân em hướng dẫn T.S Nguyễn Duy Minh Các kết nêu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP trung thực, chép tồn văn cơng trình khác, sai em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật nhà trường Thái Nguyên, tháng năm 2016 Người cam đoan Lê Văn Thanh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC .3 DANH MỤC HÌNH ẢNH .5 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU TRỤC 1.1 Tổng quan hệ thống cầu trục .8 1.1.1 Giới thiệu hệ thống cầu trục .8 1.1.2 Phân loại cầu trục .9 1.1.3 Điều kiện an toàn máy trục 16 KẾT LUẬN CHƯƠNG 18 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN CHO CẦU TRỤC PHÒNG THỰC HÀNH 19 2.1 Phân tích hệ thống cầu trục phịng thực hành thí nghiệm 19 2.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý trang bị điện 20 2.2.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động xe to .20 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động xe 21 2.2.3 Sơ đồ điều khiển động palang 23 2.3 Tính chọn thiết bị hệ thống cầu trục .24 2.3.1 Cơ sở lý thuyết tính chọn cơng suất động 24 2.3.2 Chọn lựa thiết bị mạch động lực 30 2.3.3 Chọn lựa thiết bị mạch điều khiển 47 KẾT LUẬN CHƯƠNG 53 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ LẮP RÁP TRANG BỊ ĐIỆN .54 CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 54 3.1 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe to 54 3.1.1 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe to chế độ điều khiền tay 54 3.1.2 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe to chế độ điều khiền tự động 56 3.2 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe 59 3.2.1 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe chế độ điều khiền tay 59 3.2.2 Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển xe chế độ điều khiền tự động .62 KẾT LUẬN CHƯƠNG 66 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 PHỤ LỤC 69 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 73 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 74 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cầu trục cơng nghiệp .8 Hình 1.2 Cầu trục dầm 10 Hình 1.3 Cầu trục dầm dẫn động tay 11 Hình 1.4 Cầu trục hai dầm 11 Hình 1.5 Cầu trục tựa 12 Hình 1.6 Cầu trục treo 13 Hình 1.7 Cầu trục dẫn động chung 14 Hình 1.8 Cầu trục dẫn động riêng 14 Hình 1.9 Cầu trục dẫn động tay 15 Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát điều khiển động xe to Hình 2.2 Sơ đồ mạch động lực động xe to 20 Hình 2.3 Sơ đồ mạch điều khiển động xe to .21 Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát điều khiển động xe Hình 2.5 Sơ đồ mạch động lực động xe .22 Hình 2.6 Sơ đồ mạch điều khiển động xe 22 Hình 2.7 Sơ đồ mạch điều khiển động palang 23 Hình 2.8 Động pha Enertech ESC 80M1 .31 Hình 2.9 Motor chân đế phase Tatung 32 Hình 2.10 Động pha di chuyển xe to 32 Hình 2.11 Động pha di chuyển xe 33 Hình 2.12 Biến tần động .34 Hình 2.13 Biến tần ABB loại nhỏ ACS150 35 Hình 2.14 Biến tần LS- IC5 36 Hình 2.15 Thơng số biến tần LS-IC5 36 Hình 2.16 Sơ đồ đấu nối biến tần LS –IC5 40 Hình 2.17 Contactor 3P LS MC-12b 42 Hình 2.18 Sơ đồ đường đặc tính A-s 42 Hình 2.19 Role nhiệt LS MT-32 43 Hình 2.20 So sánh PLC S7-1200 S7-200 module mở rộng .45 Hình 2.21 PLC S7-1200 .46 Hình 2.22 Rơ le trung gian Omron-MY4N 47 Hình 2.23.Sơ đồ đấu nối rơle trung gian .48 Hình 2.25.Sơ đồ load cell Guang Ce YZC-516C-100kg 49 Hình 2.26 Loadcell Guang Ce YZC-516C-100kg .50 LỜI NÓI ĐẦU Ngày với tiến vượt bậc khoa học kỹ thuật theo ứng dụng khoa học kỹ thuật ứng dụng ngày rộng rãi, chí phổ biến Điều giúp cho tăng suất lao động, giảm bớt lao động chân tay giúp giải phóng người đồng thời chất lượng sản phẩm nâng cao Chính việc nắm bắt hay đơn giản vận hành trang thiết bị , dây chuyền cộng nghệ đại yêu cầu khắt khe đòi hỏi kỹ sư trường phải nhạy bén với thời đại công nghệ Sau quãng thời gian năm học khoa Cơng nghệ Tự động hóa trường Đại học CNTT TT cuối em đến bước cuối để trở thành người kỹ sư làm đồ án tốt nghiệp Được dạy nhiệt tình thầy giáo khoa đồng thời thầy giáo TS Nguyễn Duy Minh tin tưởng vào giao cho em đề tài tốt nghiệp:“Thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục phòng thực hành thí nghiệm tự động hóa trường ĐH CNTT& TT” Trong thời gian làm đồ án kiến thức em cịn hạn chế thay vào hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo TS Nguyễn Duy Minh với số thầy giáo khoa em hồn thành đồ án tốt nghiệp Tuy trải qua nhiều lần làm báo cáo khác thân em nhiều yếu nên đồ án tốt nghiệp chỗ thiếu sót, em mong bảo nhiệt tình thầy cố để giúp em hoàn thiện đồ án với kết tốt Một lần em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Duy Minh, thầy cô phòng thực hành bạn bè giúp đỡ em trình làm đồ án Thái nguyên ngày 2/6/2016 Sinh viên Lê Văn Thanh CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU TRỤC 1.1 Tổng quan hệ thống cầu trục 1.1.1 Giới thiệu hệ thống cầu trục Hình 1.1 Cầu trục cơng nghiệp Cầ u trụ c - má y nâ ng chuyển cá c loạ i má y cô ng tá c dù ng để thay đổ i vị trí củ a đố i tượ ng cô ng tá c nhờ thiết bị mang vậ t trự c tiếp, đờ i phá t triển củ a gắ n liền vớ i yêu cầ u kinh tế kĩ thuậ t củ a ngà nh cô ng nghiệp nhằ m giả m tố i đa sứ c ngườ i lao độ ng Đặ c điểm m việc củ a cấ u má y nâ ng ngắ n hạ n, lặ p lặ p lạ i có thờ i gian dừ ng Chuyển độ ng củ a má y nâ ng hạ vậ t theo phương thẳ ng đứ ng, ngoà i cò n mộ t số cá c chuyển độ ng c để dịch chuyển vậ t mặ t phẳ ng ngang chuyển độ ng quay quanh trụ c má y, di chuyển má y, chuyển độ ng lắ c quanh trụ c ngang Bằ ng phố i hợ p giữ a cá c chuyển độ ng, má y dịch chuyển vậ t đến bấ t vị trí nà o khơ ng gian m việc củ a Để đá p ứ ng yêu cầ u đò i hỏ i củ a cá c ngà nh cô ng nghiệp c nhau, kĩ thuậ t nâ ng vậ n chuyển cũ ng xuấ t nhiều loạ i má y nâ ng vậ n chuyển mớ i, luô n i tiến hợ p lí hó a phương phá p phụ c vụ , nâ ng cao độ tin cậ y m việc, tự độ ng hó a cá c khâ u điều khiển, tiện nghi thỏ a mã n yêu cầ u củ a ngườ i sử dụ ng Tù y theo kết cấ u cô ng dụ ng, má y nâ ng chuyển đượ c chia nh cá c loạ i: kích, bà n tờ i, pală ng, cầ u truc , cổ ng trụ c, thang nâ ng.v.v Cầ u trụ c loạ i má y trụ c kiểu cầ u Loạ i nà y di chuyển đườ ng ray đạ t cao dọ c theo nhà xưở ng, xe mang hà ng di chuyển kết cấ u thép kiểu cầ u, cầ u trụ c nâ ng hạ vậ n chuyển hà ng theo yêu cầ u tạ i bấ t kì điểm nà o khơ ng gian củ a nhà xưở ng Cầ u trụ c đượ c sử dụ ng tấ t cá c lĩnh vự c củ a kinh tế quố c dâ n vớ i cá c thiết bị mang vậ t rấ t đa ng mó c treo, thiết bị cặ p, nam châ m điện Đặ c biệt cầ u trụ c đượ c sử dụ ng phổ biến ngà nh cô ng nghiệp chế tạ o má y luyện kim vớ i cá c thiết bị mang vậ t chuyên dù ng 1.1.2 Phân loại cầu trục a Theo công dụng: Theo công dụng có loại cầu trục cơng dụng chung cầu trục chun dụng Cầu trục có cơng dụng chung có kết cấu tương tự loại cầu trục khác, điểm khác biệt loại cầu trục thiết bị mang vật đa dạng, nâng nhiều loại hàng hóa khác Thiết bị mang vật chủ yếu cầu trục móc treo để xếp dỡ, lắp ráp sữa chữa máy móc, loại cầu có tải trọc nâng khơng lớn, cần dung với gầu ngoạm nam châm điện thiết bị xếp dỡ loại hàng hóa định Cầu trục chuyên dùng loại cầu trục mà thiết bị mang vật chuyên để nâng loại hàng hóa định Cầu trục chuyên dùng sử dụng chủ công nghiệp luyện kim với thiết bị mang vật chuyên dùng có chế độ làm việc nặng b Theo kết cấu dầm cầu: Theo kết cấu dầm có loại cầu trục dầm cầu trục hai dầm Cầu trục dầm loại máy trục kiểu cầu thường có dầm chạy chữ I hay tổ hợ p vớ i cá c dà n thép tă ng cườ ng ng cho dầ m cầ u xe cho palang di chuyển cá nh dướ i dầ m chữ I, hoặ c mang cấ u nâ ng di chuyển phía tren dầ m chữ I, tồ n cầ u trụ c di chuyển dọ c theo nhà xưở ng đườ ng ray chuyên dụ ng cao Tấ t cá c cầ u trụ c mộ t dầ m dù ng palang đượ c chế tạ o sẵ n theo tiêu chuẩ n để m cấ u nâ ng hạ hà ng Nếu đượ c trang bị palang keo tay gọ i cầ u trụ c mộ t dầ m dẫ n độ ng bằ ng tay, đượ c trang bị palang điện gọ i cầ u trụ c mộ t dầ m dẫ n độ ng bằ ng điện Hình 1.2 Cầu trục dầm Cầu trục dầm dẫn động tay có kết cấu đơn giản rẻ tiền , ng đượ c sử dụ ng cô ng nghiệp sữ a chữ a, lắ p đặ t thiết bị vớ i khố i lượ ng ng việc ít, sứ c nâ ng củ a cầ u trụ c loạ i nà y thườ ng khoả ng từ 0,5-5 tấ n, tố c độ m việc chậ m 10 + Q0.3: Động xe quay trái + Q0.4: Động xe quay phải + Q0.5: Động xe dừng Cấp nguồn âm cho Relay từ 3M(PLC) tới chân 14 Relay 4, 5, Trong RL4: Tạm dừng động xe to.; RL5: Động xe to quay phải; RL6: Động xe to quay trái + Q0.3nối với lỗ 13(RL6) + Q0.4 nối vối lỗ 13(RL5) + Q0.5 nối với lỗ 13(RL4) - Cấp nguồn cho mạch điều khiển: + Cấp nguồn L 220 dòng pha cho lỗ nút dừng khẩn cấp (S0), + Lỗ 2(S0) nối với chân số (RL4), + Lỗ 1(RL4) nối với lỗ 9(RL5) nối với 9(RL6), + Lỗ 5(RL5) nối với lỗ 2(RL6), + Lỗ 2(RL5) nối với lỗ 5(RL6), + Lỗ 10(RL5) nối với lỗ A1(K4) ,(5) + Lỗ 10(RL6) nối với lỗ A1(K3) ,(6) Đấu cơng tắc hành trình:  Lưu ý:Việc đấu cơng tắc hành trình vào mạch điều khiển cần đảm bảo : Khi xe chạm vào công tắc hành trình giới hạn động xe quay trái, dừng quay trái, quay phải để trở lại vị trí hoạt động (tương tự với cơng tắc hành trình giới hạn động quay phải – sau dừng quay phải bấm nút cho quay trái để trở lại vị trí hoạt động) Cơng tắc hành trình sử dụng tín hiệu bán tự động công việc đấu nối có thay đổi sau: (5)↔ Lỗ 10(RL5) nối với cổng Com cơng tắc giới hạn hành trình xe (S13) chân Com công tắc hành trình , Chân NC cơng tắc hành trình giới hạn phải nối với lỗ NC (S13) nối với lỗ A1(K4) 67 (6) ↔ Lỗ 10(RL6) nối với cổng Com cơng tắc giới hạn hành trình xe (S12) chân Com cơng tắc hành trình , Chân NC cơng tắc hành trình giới hạn trái nối với lỗ NC (S12) nối với lỗ A1(K3) 68 Kết Luận Chương Sau kết thúc chương “Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển” em đưa phương pháp điều khiển động cơ: - Điều khiển động chế độ tự động - Điều khiển động chế độ tay Em trình bày rõ ràng đầy đủ sơ đồ lắp ráp, sơ đồ đấu nối động xe to, xe tương ứng với phần Sau kết thúc chương kết thúc phần đồ án tốt nghiệp em, cịn nhiều sai sót mong thầy bạn đóng góp ý kiến để giúp em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! 69 KẾT LUẬN Trong thực đồ án này, sau hướng dẫn tỉ mỉ thầy Nguyễn Duy Minh, em thiết kế mạch điện điều khiển ( bao gồm hoàn thiện modul thành phần hệ thống điều khiển kết nối chúng ) hệ thống cầu trục điều khiển từ xa với thiết bị điều khiển dùng PLC Thông qua thực đồ án em trang bị cho vốn kiến thức vững trang bị điện công nghiệp,hệ thống điện- diện tử cơng nghiệp: + Nắm bắt quy trình vận hành hệ thống cầu trục điều khiển từ xa + Hiểu ứng dụng lắp đặt số thiết bị như: động điện xoay chiều pha, rơle trung gian, contactor, rơle nhiệt, loadcell + Nắm vững vấn đề an toàn điện, đảm bảo an toàn lắp đặt, vận hành trang bị điện Mặc dù có nhiều cố gắng kiến thức thực tế thân cịn có hạn thời gian thực không cho phép nên đồ án em cịn có số hạn chế Hướng phát triển: Đây đề tài có tiềm áp dụng thực tế Nếu nghiên cứu kỹ thực nghiệm chế tạo thử ứng dụng công nghiệp Em mong nhận giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo để em hồn thiện đồ án với chất lượng tốt Em xin chân thành cảm ơn ! Thái nguyên , tháng 6, năm 2016 Sinh viên Lê Văn Thanh 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thị Thu Hiền, Bài giảng Hệ thống điện công nghiệp, Trường đại học CNTT&TT Thái Nguyên, 2014 [2] Bùi Quốc Khánh, Hồng Xn Bình, Trang bị điên- điện tử tự động hóa cầu trục & cần trục, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [3] Vũ Quang Hồi, Trang bi điện – điện tử máy công nghiệp, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2007 [4] Nguyễn Dỗn Phước, Phan Xn Minh, Tự động hóa SIMATIC S7-200, Nhà sản xuất Nông nghiệp, 1997 [5] Phan Quốc Thơ- Nguyễn Đức Chiến, Giáo trình cảm biến, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2008 [6] Một số website: http://www.tudonghoa24.com http://www.dieukhien.net 71 PHỤ LỤC 72 73 74 75 76 77 78 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2016 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 79 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2016 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 80 ... 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN CHO CẦU TRỤC PHÒNG THỰC HÀNH 19 2.1 Phân tích hệ thống cầu trục phịng thực hành thí nghiệm 19 2.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý trang bị điện 20... Nguyễn Duy Minh tin tưởng vào giao cho em đề tài tốt nghiệp:? ?Thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục phịng thực hành thí nghiệm tự động hóa trường ĐH CNTT& TT? ?? Trong thời gian làm đồ án kiến... cầu trục công nghiệp em trang bị cho kiến thức hệ thống cầu trục sau: -Phân loại cầu trục -Điều kiện an toàn cầu trục Từ em có kiến thức để tìm hiểu hệ thống cầu trục phòng thực hành thiết kế