2. Đánh giá chất lợng của Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm
2.4.1. Sơ đồ nguyờn lý của cơ cấu quay
Cơ cấu quay của họ cần trục chõn đế TUKAN được giới thiệu trong cỏc bản vẽ trờn cỏc hỡnh 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15:
2.4.2. Chức năng cỏc phần tử
- +D-M1, +D-M2: động cơ truyền động chớnh. - +D-Y1, +D-Y2: Phanh thuỷ lực.
- K1(3.5): Cụng tắc tơ chớnh đúng cấp nguồn cho mạch động lực. - K5(3.7): Cụng tắc tơ đúng cấp nguồn cho phanh thuỷ lực.
- 6SE70: bộ biến tần giỏn tiếp điều chỉnh độ rộng xung PWM. - A30: Bộ điều chỉnh hóm làm mịn tốc độ động cơ.
- K0(3.6): Cụng tắc tơ điều khiển chớnh của bộ biến tần cơ cấu quay mõm.
- K80(3.5): Cụng tắc tơ trung gian, cú điện khi tay điều khiển ở vị trớ “0”. Cụng tắc tơ này cú nhiệm vụ bảo vệ khụng khi hệ thống mất điện trong thời gian làm việc.
- F511(3.7) và F512(3.7): Tiếp điểm của rơle nhiệt cú cảm biến nhiệt điện trở đặt trong cỏc cuộn dõy stator khi động cơ quỏ tải sẽ mở tiếp điểm trong mạch bỏo động và bảo vệ động cơ.
- F11(3.6) và F12(3.7): là cỏc rơle bảo vệ quỏ nhiệt trong mạch động lực của động cơ M1 và M2.
- F51(2.3) và F52(2.6): Aptomat cú thể đúng cắt bằng tay hoặc tự động bằng điện sử dụng rơle nhiệt cú bảo vệ quỏ dũng đặt trờn mạch động lực động cơ phanh Y1 và Y2.
- H: Đồng hồ bỏo thời gian làm việc của cơ cấu.
Trạm ET200 cú nhiệm vụ truyền dữ liệu giữa CPU S7-318 và mạch điều khiển cơ cấu quay mõm, cấu trỳc trạm ET200 như sau:
PS AS 0 1 SITOP IM153 DE DA 2A EB 160/ EB 161 16V-24V AB160 8V-25V
Khối STOP cú nhiệm vụ cấp nguồn 24VDC
Khối IM153-1 đưa tớn hiệu giao tiếp với mạch điều khiển. + Khối EB 160 nhận cỏc tớn hiệu vào như sau:
- Tớn hiệu cụng tắc tơ chớnh động lực K1(3.5). - Tớn hiệu phanh thuỷ lực nhả K5(3.7).
- Tớn hiệu cụng tắc tơ điều khiển K0(3.6).
- Tớn hiệu Rơle trung gian của tay điều khiển ở vị trớ 0 K80(3.5). - Tớn hiệu động cơ phanh động cơ Y1 đó được đúng K01(3.4).
- Tớn hiệu động cơ phanh Y2 mở bằng tay hoặc tớn hiệu phanh cú lỗi K02(3.4). + Khối EB161 nhận tớn hiệu như sau:
- Aptomat của phanh đó đúng.
- Tớn hiệu bỏo động cơ số 1 quỏ nhiệt F51(3.6). - Tớn hiệu bỏo động cơ số 2quỏ nhiệt F52(3.6). - Bỏo động cơ số 1 quay trỏi quỏ tải F11(3.6). - Bỏo động cơ số 2 quay trỏi quỏ tải F12(3.6).
+ Khối đầu ra AB160 đưa ra cỏc tớn hiệu điều khiển sau: - Cụng tắc tơ điều khiển chớnh K00.
- Cụng tắc tơ điều khiển phanh thuỷ lực K50(3.2). - Tớn hiệu khởi động bộ biến tần (ON-OFF).
2.4.2. Nguyờn lý hoạt động
Tay điều khiển một bộ giải mó hoỏ chuyển từ bộ điều khiển của tay điều khiển =3+KS-S1 sang tớn hiệu nhị phõn 8 bit và một cam phục vụ cho rơle trung gian.
Vỡ hệ thống sử dụng bộ mó hoỏ 8 bit nờn cú thể coi việc điều chỉnh tốc độ rất lỏng. Tớn hiệu điều khiển sau bộ mó hoỏ Encoder được đưa vào lần lượt 8 đầu vào số của khối EB2 từ E2.0 đến E2.7 và được chuyển tới CPU S7-318.
Chuẩn bị đưa hệ thống vào làm việc:
đúng cấp nguồn sẵn cho mạch điờu khiển và mạch động lực.
Tay điều khiển ở vị trớ 0:
Nếu hệ thống khụng cú sự cố tức là cỏc tiếp điểm thường đúng trong mạch bảo vệ vẫn đúng.
Tiếp điểm K80(3.5) ở vị trớ 0.
Tiếp điểm =0 +EE1-F3 (=0/7.2) của Aptomat cấp điện cho cơ cấu nõng, quay mõm đang hoạt động.
Tiếp điểm của rơle xỏc nhận khụng cú lỗi trong hệ thống =0-EE2-K0 (=0/34.3) đúng.
Rơle điều khiển K00(3.1) cú điện đúng cỏc tiếp điểm của nú.
- Cụng tắc tơ K0(3.6) cú điện đúng cắt cỏc tiếp điểm: K0(3.6) tự nuụi, K0(3.7) cấp nguồn cho phanh thuỷ lực, K0(3.2) tiếp điểm phản hồi đến PLC bỏo cho PLC biết cụng tắc tơ K0(3.6) đó cú điện.
Mạch điều khiển phanh thuỷ lực:
Sau khi cụng tắc tơ K0(3.6) đúng cấp điện cho mạch điều khiển phanh thỡ PLC gửi tớn hiệu đến ET200 cấp điện cho K50(3.2) đúng tiếp điểm K50(3.7) cho phộp phanh làm việc. Phanh khụng làm việc nếu rơle =0-EE2- K005 mất điện, đõy là rơle bỏo tớn hiệu an toàn về quỏ tải mụmem, quỏ tải trọng tầm với, sức giú.
Hệ thống hoạt động:
Giả sử tay điều khiển sang trỏi (tay điều khiển +KS –S1) qua bộ giải mó tớn hiệu (binary coder) dịch chuyển được đưa vào CPU S7-318 qua khối EB2.
Sau khi xử lý, CPU đưa ra tớn hiệu điều khiển tới bộ biến tần của cơ cấu quay mõm. Contactor K1 đúng cỏc tiếp điểm:
K1(1.2) của mạch động lực cấp nguồn cho bộ biến tần.
K1(3.6) mạch điều khiển phanh thuỷ lực cấp nguồn cho hai động cơ +D- Y1và +D-Y2 giải phúng trục động cơ.
K80(3.5), tiếp điểm K80 mở cắt tớn hiệu tới ET200.
Tuỳ theo độ dịch chuyển của tay điều khiển thỡ tớn hiệu tới CPU gửi đến điều khiển độ mở thyristor trong bộ biến tần giỏn tiếp thay đổi, tần số càng cao, tốc độ càng lớn.
2.4.3. Cỏc bảo vệ của cơ cấu quay.
Bảo vệ quỏ tải:
+ Bảo vệ quỏ tải động cơ dẫn động:
Động cơ +D-M1 và +D-M2 bị quỏ tải rơle F11, F12 tỏc động nhả tiếp điểm thường đúng F11(2.1), F12(2.4) cắt mạch động lực của động cơ.
+ Bảo vệ quỏ tải cho động cơ phanh thuỷ lực:
Nếu động cơ điện phanh thuỷ lực cơ cấu quay mõm bị quỏ tải thỡ rơle nhiệt F51 và F52 sẽ tỏc động cắt Aptomat F51 hay F52 dẫn đến toàn mạch động lực của động cơ mất điện.
Bảo vệ ngắn mạch:
Cầu chỡ trong Aptomat =0 +EE1 –F3: khi ngắn mạch xảy ra toàn bộ cơ cấu quay mõm mất điện.
Nếu động cơ phanh thuỷ lực bị ngắn mạch, rơle bảo vệ quỏ dũng trong aptomat F5 cắt bảo vệ mạch động lực của phanh.
Bảo vệ quỏ nhiệt:
Cỏc nhiệt điện trở được đặt trong cỏc cuộn dõy stator của động cơ nờn khi nhiệt độ của cuộn dõy quỏ mực đặt thỡ rơle bảo vệ quỏ nhiệt, tuỳ theo động cơ nào bị quỏ nhiệt mà rơle nhiệt F511 hay F512 cú điện nhả tiếp điểm thường đúng F511hay F512 gửi đến PLC qua khối ET200. PLC xử lý và gửi tớn hiệu cắt điện cụng tắc tơ làm toàn bộ hệ thống mất điờn đồng thời đốn ở buồng điều khiển sẽ bỏo.
2.5. TRANG BỊ ĐIỆN CƠ CẤU NÂNG HẠ
Bản vẽ cơ cấu nõng hạ được thể hiện trong nhúm bản vẽ = 1. Ta cú thể túm lược bản vẽ này thành cỏc bản vẽ động lực và điều khiển, tớn hiệu vào/ra của PLC. Quỏ trỡnh nõng hạ được đúng mở bằng cỏc tỏc động vào tay điều khiển để gia tốc cho động cơ thụng qua biến tần và hệ thống điều khiển PLC.
2.5.1. Sơ đồ nguyờn lý cơ cấu nõng hạ hàng
Cỏc bản vẽ động lực, điều khiển, tớn hiệu vào ra của PLC cơ cấu nõng hạ hàng được biểu diễn trờn hỡnh 2.16, 2.17, 2.18, 2.19, 2.20, 2.21, 2.22:
2.5.2. Chức năng cỏc phần tử
TH Tay điều khiển của cơ cấu nõng hạ hàng.
K1(=1/1.3) Cụng tắc tơ chớnh cấp nguồn cho động cơ truyền động của cơ cấu nõng hạ hàng.
K80(=1/3.4) Rơle trung gian kiểm tra vị trớ của tay điều khiển.
K08(=1/3.5) Rơle trung gian kiểm tra tốc độ động cơ đồng thời thực hiện cấp nguồn cho cuộn hỳt của cụng tắc tơ K1.
K040(=1/4.2) Cụng tắc tơ chọn chế độ vận hành của cơ cấu nõng hạ hàng. K0(=1/6.7) Cụng tắc tơ cấp nguồn cho mạch điều khiển.
K04(=1/4.5) Rơle bảo vệ cơ cấu nõng hạ hàng khi trựng cỏp.
S10(=1/13.3;13.6) Nỳt dừng khẩn cấp hành trỡnh nõng hạ hàng được thực hiện bởi người giỏm sỏt điều khiển.
K010(=1/4.6) Cụng tắc hành trỡnh chống nõng hàng quỏ cao. K011(=1/4.7) Cụng tắc hành trỡnh chống hạ hàng quỏ thấp.
K71, K72, K73 Cụng tắc chọn lựa chế độ vận hành của cơ cấu nõng hạ hàng. K71(=1/5.3) Cụng tắc điều khiển đúng mở ngoạm.
K72(=1/5.4) Cụng tắc điều khiển vận hành hàng hoỏ thụng thường. K73(=1/5.5) Cụng tắc điều khiển vận hành tải nặng.
K50(=1/7.6) Cụng tắc cấp nguồn cho phanh nõng của quạt thụng giú. K05(=1/7.6) Tiếp điểm của rơle an toàn.
K5(=1/7.6) Cuộn hỳt của cụng tắc tơ cấp nguồn cho cơ cấu phanh của động cơ truyền động cho cơ cấu nõng hạ hàng.
SIM Biến tần cấp nguồn thực hiện điều chỉnh tốc độ cho cơ cấu nõng hạ hàng. F5(=1/12.2) Cụng tăc tơ bảo vệ động cơ của cơ cấu phanh nõng.
K411(=1/17/2) Cụng tắc thực hiện giảm tốc giai đoạn 1. K00(=1/7.5) Rơle trung gian xỏc nhận lỗi của hệ thống. K060 Rơle trung gian chống hạ thấp khi hoạt động quỏ tải.
2.5.3. Nguyờn lý hoạt động
Quỏ trỡnh thực hiện cơ cấu nõng hạ hàng được thực hiện tại cabin chớnh. Cơ cấu nõng hạ hàng được sự điều khiển và giỏm sỏt của người vận hành, đặc biệt cú chế độ khoỏ liờn động với cỏc cơ cấu khỏc do đú chỉ cho phộp nõng hạ khi cỏc cơ cấu khỏc dừng hoạt động.
Trước khi vận hành, người vận hành bắt buộc phải thao tỏc cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống. khi cầu dao tổng S1 = 1 thực hiện cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống điều khiển và mạch động lực chuẩn bị hoạt động.
S1 =1 Cỏc hệ thống khỏc như điều hoà khụng khớ, hệ thống chiếu sỏng và cũi bỏo động chuẩn bị đưa hệ thống cần trục vào vận hành.
Việc vận hành cơ cấu cầm đảm bảo trước khi vận hành tay điều khiển phải ở vị trớ “0” tương ứng với rơle trung gian K80 = 1 bỏo hiệu cơ cấu đó sẵn sàng hoạt động.
Sau khi đó kiểm tra cỏc điều kiện hoạt động của hệ thống, nếu đủ điều kiện làm ciệc thỡ PLC đưa tớn hiệu đến điều khiển cho biến tần hoạt động (SIM=1).
Để thực hiện nõng hạ hàng hoỏ người điều khiển trong cabin thực hiện điều khiển tay trang, tớn hiệu điều khiển qua bộ mó hoỏ 8 bit từ E0.0…E0.7 truyền tới PLC, PLC thu nhận tớn hiệu từ bộ mó hoỏ bắt đầu điều khiển cỏc cụng tắc tơ cấp nguồn cho hệ thống phụ như phanh, quạt làm mỏt… chuẩn bị làm việc. PLC xỏc nhận tớn hiệu từ tay điều khiển để điều khiển biến tần cung cấp tần số, điện ỏp để điều khiển tốc độ động cơ nõng hạ hàng. Tớn hiệu từ PLCđiều khiển cấp nguồn cho cụng tắc tơ K08, tiếp điểm K08 = 1 để điều khiển cấp nguồn cho động cơ hoạt động.
Việc gia tốc cho cơ cấu nõng hạ hàng cũng thực hiện tại tay trang điều khiển trờn cabin điều khiển chớnh, khi đưa tay điều khiển lờn tốc độ cao hơn, bộ mó hoỏ nhận tớn hiệu điều khiển tốc độ, mó hoỏ và truyền tớn hiệu tới PLC, PLC thu nhận tớn hiệu và gia cụng điện ỏp điều khiển thớch hợp để điều chỉnh
tốc độ nõng hạ hàng.
Giai đoạn điều khiển nõng hạ hàng được thực hiện như sau:
Khi K08 =1 K1 = 1 làm cho tiếp điểm thường đúng của nú đúng lại thực hiện cấp nguồn cho biến tần để chuẩn bị đưa động cơ truyền động cho cơ cấu nõng hạ hàng vào vận hành.
Khi kiểm tra cỏc điều kiện hoạt động của hệ thống qua rơle trung gian xỏc nhận lỗi nếu K00 = 0 PLC đưa tớn hiệu điều khiển cho biến tần hoạt động
SIM =1 truyền động cho cơ cấu nõng hạ hàng.
Việc điều khiển tốc độ nõng hạ hàng được thực hiện bởi tay trang điều khiển TH dưới sự tỏc động của người điều khiển.
Cuối hành trỡnh nõng hạ người điều kiển thực hiện giảm tốc độ, cụng tắc K411 =1 thực hiện giảm tốc giai đoạn 1 và K412 = 1 thực hiện giảm tốc giai đoạn 2, tớn hiệu từ PLC truyền tới đốn bỏo việc thực hiện giảm tốc đó được thực hiện và đưa cơ cấu phanh vào làm việc.
2.5.4. Bảo vệ quỏ tốc cho động cơ.
K08 được nối với trục của động cơ truyền động. Khi động cơ hoạt động quỏ tốc cho phộp K08 = 0 nờn K1 = 1 cắt nguồn cấp cho động cơ của cơ cấu nõng hạ hàng.
+ F511(=1/3.3) Rơle bảo vệ quỏ nhiệt cho động cơ. + K08: Rơle trung gian bảo vệ quỏ tốc cho động cơ. + K04 Rơle bảo vệ chống trựng cỏp
Rơle K04 được đặt trờn thanh cỏi cấp nguồn nuụi 24V. Khi quấn cỏp của cơ cấu nõng hạ bị trựng chạm vào thanh cỏi K04 = 1 đưa tớn hiệu đến PLC PLC điều khiển dừng hoạt động quấn cỏp của cơ cấu nõng hạ hàng.
+ F5 Rơle bảo vệ quỏ tải nhiệt và bảo vệ dũng cực đại cho phanh của cơ cấu nõng hạ hàng.
2.6. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CỦA CẦN TRỤC TUKAN SÁT CỦA CẦN TRỤC TUKAN
Chỳng ta biết rằng mỗi sản phẩm đều mang những đặc điểm riờng về cụng nghệ của từng thời kỳ phỏt triển của xó hội và thể hiện sự phỏt triển của khoa học kỹ thuật thời kỳ đú. Cần trục TU KAN ra đời trong những năm gần đõy đó tiếp thu được nhiều thành tựu mới của khoa học kỹ thuật đặc biệt là cú những ứng dụng thành tựu đú trong điều khiển và giỏm sỏt. Hệ thống điều khiển và giỏm sỏt của cần trục TU KAN cú mức độ hiện đại và tự động hoỏ khỏ cao, giỳp cho việc điều khiển dễ dàng, đơn giản, an toàn và hiệu quả hơn rất nhiều. Một trong những ứng dụng trong cần trục TU KAN là ứng dụng cụng nghệ mạng của kỹ thuật truyền tin. Toàn bộ cỏc tớn hiệu, thụng tin của hệ thống điều khiển và giỏm sỏt đều được truyền đi qua mạng Profibus với chuẩn truyền thụng riờng. Điều này làm giảm đi rất nhiều số lượng và chiều dài dõy tớn hiệu, việc nối dõy trở nờn dễ dàng hơn.
Việc điều khiển và giỏm sỏt cho cần trục TUKAN được thực hiện nhờ hệ thống mạng PLC. Tớn hiệu điều khiển do người điều khiển đưa vào hệ thống bằng tay điều khiển hoặc cỏc nỳt ấn được mó hoỏ (bằng cỏc bộ chuyển đổi ADC hoặc đơn giản là quy chuẩn về mức tớn hiệu chuẩn của đầu vào nhận thụng tin) và đưa tới cỏc modul tớn hiệu vào của cỏc trạm ET200. Sau đú cỏc tớn hiệu này được truyền về trung tõm sử lý (CPU 318 2DP) qua mạng profibus . Tại đõy tớn hiệu điều khiển được sử lý theo chương trỡnh đặt trước kết hợp với tớn hiệu về trạng thỏi hiện tại của hệ thống để đưa ra quyết định điều khiển hệ thống thớch hợp. Cỏc tớn hiệu điều khiển này lại truyền qua mạng đến cỏc trạm trung gian ET200, tai đõy qua cỏc modul vào ra tớn hiệu điều khiển được gửi tới cỏc phần tử chấp hành là cỏc rơ le hay biến tần. Riờng cú tớn hiệu đặt tốc độ được truyền tới biến tần qua mạng profibus va card giao tiếp CBP (Communication Board Profibus) của biến tần. Cuối cựng cỏc phần tử chấp hành thực hiện lệnh điều khiền từ CPU gửi xuống để đưa hệ thống đến trạng thỏi cú thể yờu cầu. Trong quỏ trỡnh hoạt động tớn hiệu về trạng thai
của hệ thống được cỏc khõu quan sỏt thu thập. Sau đú được PLC đọc cỏc tớn hiệu từ cỏc khõu quan sỏt gửi về để phục vụ cho việc điều khiển giỏm sỏt. Việc giỏm sỏt cỏc thụng số, phần tử, cơ cấu hay hệ thống của cần trục TUKAN được thực hiện trực tiếp hoặc giỏn tiếp. Sự hoạt động của cơ cấu hay phần tử cú thể được quan sỏt trực tiếp bởi cỏc khõu quan sỏt đặt tại phần tử hoặc cú thể được giỏm sỏt thụng qua cỏc rơle điều khiển hay cụng tắc tơ cấp nguồn cho phần tử. Vớ dụ như để quan sỏt trạng thỏi quỏ tốc của cơ cấu nõng hạ người ta sử dụng cụng tắc ly tõm gắn trực tiếp ở cơ cấu, khi cú quỏ tốc tiếp