a) Sử dụng Bypassed có sẵn trong khởi động mềm
b) Không sử dụng Bypassed
Hình 2.7 Sơ đồ không sử dụng Bypassed
c) Sử dụng Bypassed bên ngoài
Bảo vệ quá tải nhiệt được sử dụng trong bộ khởi động mềm có một số ưu điểm so với rơ le nhiệt.
Tác động của việc làm lạnh quạt được tính vào thời điểm vận động.
Dòng điện đầy đủ và thời gian rôto khóa có thể được dùng để điều chỉnh mô hình chính xác hơn. Các đặc tính nhiệt của cuộn dây được xử lý riêng biệt với phần còn lại của động cơ.
Phần cuộn dây có mô hình nhiệt phản ứng nhanh so với phần vỏ. Do đó, động cơ có thể chạy gần nhiệt độ tối đa của nó trong khi vẫn được bảo vệ khỏi tổn hại nhiệt.
Phần trăm nhiệt dung nhiệt sử dụng trong mỗi start - up được lưu trữ trong bộ nhớ.
Chức năng lưu trữ của mô hình đảm bảo rằng động cơ được bảo vệ đầy đủ trong các tình huống khởi động. Mô hình sử dụng dữ liệu từ đồng hồ thời gian thực để tính thời gian làm lạnh đã trôi qua, ngay cả khi quyền kiểm soát đã bị xóa.
2.6.2.Điều khiển thích ứng
Điều khiển thích ứng là điều khiển động cơ dựa trên các đặc tính hiệu suất của động cơ. Với điều khiển thích ứng, hãy chọn đặc tính khởi động hoặc dùng phù hợp nhất với loại tải. Khởi động mềm tự động kiểm soát động cơ để khớp với đặc tính đó.
2.6.3.Chế độ khởi động
Điểu khiển dòng không đổi
Điểu khiển thích ứng Điểu khiển dòng dốc Kick-start Jog Vận hành khẩn cấp 2.6.4.Chế độ dừng
Điểu khiển giảm tốc thích ứng
Dừng điện áp theo thời gian
Hãm DC
Vô hiệu hóa khởi động
2.6.5.Phanh động cơ với cảm biến tốc độ ngoài 2.6.6.Động cơ 2 tốc độ 2.6.6.Động cơ 2 tốc độ
Khởi động mềm MCD 500 có thể được cấu hình để kiểm soát các động cơ 2 tốc độ, sử dụng một contactor tốc độ cao (k1), contactor tốc độ thấp (k2) và contactor đấu sao(k3).
2.7. Giao diện vận hành và điều khiển 2.7.1.Giao diện 2.7.1.Giao diện
a) Chế độ vận hành
Chế độ bằng tay
Để khởi động mềm động cơ, nhấn [Hand On] trên LCP. Để dừng động cơ, nhấn [Tắt] trên LCP.
Để đặt lại chuyến đi trên bộ khởi động mềm, nhấn [Đặt lại] trên LCP. Để dừng động cơ với một đường đặc tính để dừng lại, bất kể trong cài
đặt của tham số 1-10 Chế độ dừng, nhấn [Tắt] và [Đặt lại] cùng một lúc. Bộ khởi động mềm loại bỏ nguồn điện từ động cơ và mở contactor chính, và sau đó động cơ đi tới dừng lại.
Chế độ tự động
Để khởi động mềm động cơ, hãy kích hoạt Điều khiển từ xa đầu vào. Để dừng động cơ, hãy kích hoạt đầu vào Dừng từ xa.
Để đặt lại thao tác trên bộ khởi động mềm, hãy kích hoạt Đặt lại đầu vào từ xa.
c) Đồng bộ giữa LCP và khởi động mềm
Cáp DB9 có thể kết nối/ngắt kết nối từ LCP tới khởi động mềm. Lần đầu tiên được cắm vào một bộ khởi động mềm, khởi động mềm sao chép các tùy chọn cài đặt tham số của nó từ LCP.
d) Hiển thị trên màn hình giao diện
Khi quyền kiểm soát được áp dụng, người khởi động mềm hiển thị màn
Hiển thị nhiệt độ
Màn hình nhiệt độ cho thấy nhiệt độ của động cơ như một phần trăm tổng nhiệt. Nó cũng cho thấy dữ liệu động cơ nào được sử dụng. Nhiệt độ giám sát nhiệt độ là màn hình trạng thái mặc định.
Hiển thị giao diện lập trình
Màn hình được lập trình của người dùng mềm có thể được cấu hình để hiển thị thông tin quan trọng nhất cho ứng dụng cụ thể. Sử dụng thông số 8 - 2 đến 8 - 5 để chọn thông tin nào để hiển thị.
Hiển thị dòng trung bình của 3 pha
Hiển thị dòng theo thời gian thực của mỗi pha
Hiển thị tần số đo được từ khởi động mềm
Hiển thị ngày giờ
Hiển thị biểu đồ dẫn điện của SCR trong mỗi pha
2.7.2.Cài đặt chương trình
a) Truy cập điều khiển
Mã truy cập bảo mật 4 chữ số bảo vệ các thông số quan trọng nhóm 15 tham số bị hạn chế và cao hơn), ngăn người dùng trái phép xem hoặc sửa đổi cài đặt thông số. Nếu các nỗ lực được thực hiện để nhập nhóm tham số bị hạn chế, thì LCP sẽ nhắc cho mã truy cập. Mã truy cập được yêu cầu một lần cho phiên lập trình và ủy quyền tiếp tục cho đến khi menu đóng.
b) Cài đặt nhanh
Thiết lập nhanh cung cấp quyền truy cập vào các tham số thường được sử dụng, cho phép cấu hình bộ khởi động mềm theo yêu cầu của ứng dụng.
2.8. Ứng dụng
Khởi động mềm MCD 500 thường được sử dụng cho các ứng dụng:
Yêu cầu động cơ tăng tốc và tăng momen xoắn từ từ khi khởi động hoặc dừng động cơ
Hạn chế dòng khởi động cao cho các động cơ lớn để tránh các vấn đề về sụt áp lưới điện hoặc hư hỏng động cơ
Kiểm soát tốc độ khởi động để tránh mômen xoắn hoặc lực căng đột ngột gây hư hỏng cho các hệ thống cơ khí như băng tải, hệ thống dẫn động bằng dây đai, bánh răng, khớp nối
Ứng dụng động cơ bơm để tránh tăng áp đột ngột khi bắt đầu bơm, gây búa nước làm vỡ đường ống.
cân định lượng băng tải, được dùng cho hệ thống cân liên tục (liên tục theo chế độ dài hạn lặp lại). Thực hiện việc phối liệu một cách liên tục theo tỷ lệ yêu cầu công nghệ đặt ra.
Trong các nhà máy sản xuất công nghiệp, hệ thống cân băng định lượng còn đáp ứng sự ổn định về lưu lượng liệu và điều khiển cho phù hợp với yêu cầu. Chính vì nó đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều phối và hoạch định sản xuất, do đó nó quyết định chất lượng sản phẩm.
3.2. Cấu tạo của hệ cân băng định lượng 3.2.1.Cấu tạo phần điều khiển 3.2.1.Cấu tạo phần điều khiển
Truyền động của băng tải được một động cơ xoay chiều 3 pha cung cấp thông qua hộp giảm tốc. Để thay đổi tốc độ băng tải ta sử dụng hệ truyền động biến tần-động cơ không đồng bộ.
Cảm biến trọng lượng Load cell, chuyển đổi tín hiệu trọng lượng thành tín hiệu điện.
Bộ điều khiển PLC đóng vai trò như một bộ điều khiển trung gian, thực hiện chức năng thu tín hiệu trọng lượng và tốc độ băng tải sau đó truyền về máy tính PC và nhận lệnh điều khiển từ máy tính PC để điều khiển các biến tần chạy theo yêu cầu.
Máy tính PC đóng vai trò như một bộ điều khiển trung tâm, điều khiển hoạt động của toàn hệ thống cân băng định lượng, nó thực hiện tính toán sản lượng và so sánh với các giá trị đặt và tự động khống chế tốc độ từng băng tải sao cho đảm bảo thành phần phối liệu đúng như yêu cầu. Luật điều khiển ổn định sản lượng theo giá trị đặt được thực hiện bằng thuật toán điều khiển PID và cài đặt tham số PID có sự hỗ trợ của đồ thị đặc tính động của sản lượng. Ngoài ra giao diện phần mềm trên máy tính PC còn lưu trữ thông tin của hệ thống, giao diện được thiết kế thân thiện với người sử dụng, giúp ta quan sát quá trình sản xuất thông qua một sơ đồ công nghệ. Trên giao diện ta có thể cài đặt dễ dàng các tham số của hệ thống như sản lượng tổng, phần trăm các thành phần tham gia phối liệu…
kg/m m/p RS485 PC MOTOR INVERTER LOAD CELL CONTROLLER 4-20mA or 0-10V
Hình 3.1 Sơ đồ điều khiển của hệ thống cân bằng định lượng
3.2.2.Cấu tạo phần cơ khí
Hình 3.3 Cấu tạo cân DOSIMAT
Hình 3.4 Cấu tạo cân DMO
3.3. Nguyên lý hoạt động của hệ cân băng định lượng
Bước 1: nguyên liệu sẽ được đưa vào băng chuyền thông qua phễu từ của cấp liệu.
Bước 2: cảm biến trọng lượng loadcell sẽ đo khối lượng trên 1 m chiều dài của băng tải.
Bước 3: cảm biến tốc độ encoder sẽ đếm số vòng quay bên lô bị động và chuyển đổi ra vận tốc hiện tại của băng tải, gửi tín hiệu đến bộ điều khiển.
Bước 4: bộ điều khiển sẽ tính toán ra lưu lượng hiện tại và so sánh với giá trị đặt.
Bước 5: điều chỉnh tốc độ băng tải thông qua tốc độ động cơ để lượng nguyên liệu được đưa vào là chuẩn nhất.
Hệ thống hoạt động vòng lặp và liên tục.
3.4. Tìm hiểu bộ điều khiển Siemens BW500 và BW500/L 3.4.1.Giới thiệu 3.4.1.Giới thiệu
Milltronics BW500 là một bộ điều khiển tích hợp đầy đủ tính năng cho hệ thống cân băng định lượng.Các tín hiệu đo tải từ hệ thống cân băng định lượng, được xử lý để lấy ra tốc độ của dòng nguyên liệu. Giá trị tốc độ cũng như các giá trị đo khác được hiển thị trên màn hình LCD cục bộ hoặc dưới dạng đầu ra ở dạng tương tự (mA), rơ le cảnh báo,…
Milltronics BW500/L không có các chức năng nâng cao để thiết lập điều khiển, các chức năng khác tương tự như của BW500.
Cả BW500 và BW500/L đều được hỗ trợ bởi phần mềm Siemens Milltronics Dolphin Plus và giao thức Modbus trên 2 cổng kết nối RS232 và RS485 để giao tiếp với PLC hoặc với PC của khách hàng. BW500 và BW500/L cũng được hỗ trợ Siemens SmartLinx cho các giao tiếp công nghiệp phổ biến hiện nay.
3.4.2.Thông số kỹ thuật
Giao diện người dùng:
Màn hình LCD Bàn phím
Thiết bị đầu vào/ra
BW500 BW500/L Kết nối từ xa 2 2 Rơ le lập trình 5 2 Đầu ra rời rạc lập trình 5 5
Đầu vào mA 2 cho điều khiển PID --
Đầu ra mA 3 cho điều khiển PID 1
Cổng giao tiếp
2 Cổng RS232 1 cổng RS485
SmartLinx compatible
Nguồn vào
AC version 100…240 V AC +/- 10% ; 50/60 Hz ; 55 VA max Cầu trì FU3 = 2AG , 2AMP , 250V Slo Blo
DC version
10 – 30 V DC, 26 W max
Cầu trì FU2 = 3.75A có thể đặt lại được ( người dùng không thể thay thế được)
Áp Dụng
Tương thích với cân đai Siemens hoặc tương đương 1,2,4 hoặc 6 cân load cell ( 1 hoặc 2 cân load cell cho BW500/L
Tương thích với các cân LVDT, với việc sử dụng bảng giao diện tuỳ chọn
Độ chính xác 0,1% khi cân đầy
Độ phân giải 0,02% khi cân đầy
Hoạt động môi trường
Địa điểm Trong nhà/Ngoài trời
Độ cao Tối đa 2000m
Nhiệt độ ngoài trời -20 đến 50 độ C ( -5 đến 122 độ F)
Độ ẩm tương đối Thích hợp với ngoài trời (Type 4X /
NEMA 4X /IP65 enclosure)
Hạng mục cài đặt II
Mức độ ô nhiễm 4
Bề ngoài
Loại (Type 4X / NEMA 4X /IP65 enclosure)
Kích thước 285 mm W x 209 mm H x 92 mm D
Vật liệu Polycarbonate
Lập trình Lập trình qua bàn phím hoặc phần mềm Dolphin Plus
Hiển thị Màn hình hiển thị ma trận 5x7 với 2 dòng và mỗi dòng gồm 40
kí tự
Bộ nhớ Chương trình và các thông số được lưu vào bộ nhớ FLASH
ROM, có thể được cập nhập bằng phần mềm Dolphin Plus.
Đầu vào Load cell 0…45 V DC cho mỗi load cell
Cảm biến tốc độ
Phát xung 0V mức thấp ; 5 V mức cao ( TTL setting) hoặc 10…24 V mức cao (HTL setting) với tần số từ 1…3000 Hz hoặc sử dụng tiếp điểm NPN hoặc tiếp điểm khô.
Hỗ trợ 5 đầu vào cho tiếp điểm bên ngoài ( 0 V mức thấp; 10-24V mức
cao)
Đầu ra
mA Đầu ra 4… 20 mA hoặc 0 … 20mA có thể lập trình được Có cách ly quang học
Độ phân giải 0.02 mA Tải tối đa 750 Ω
Load cell
Bù 10V DC cho các loại máy biến dạng, tối đa 6 cells, BW500 có 4 đầu vào độc lập; BW500/L có 2 đầu vào độc lập. tải trọng tối đa trong cả 2 trường hợp không được vượt quá 150mA.
Cảm biến tốc
độ 12V DC , tối đa 150mA
Remote totalizer 1
Thời gian đóng tiếp điểm từ 10…300ms
Tiếp điểm role trạng thái rắn định mức 30V DC, dòng tối đa 100 mA.
Điện trở tiếp xúc tối đa = 36 Ω Dòng điện rò tối đa = 1 uA
Remote totalizer 2
Thời gian đóng tiếp điểm từ 10…300ms
Tiếp điểm role trạng thái rắn định mức 240V AC/DC, dòng tối đa 100mA.
Điện trở tiếp xúc tối đa = 36 Ω Dòng điện rò tối đa = 1 uA
Rơ le đầu ra
BW500 5 rơ le cảnh báo,1 tiếp điểm rơ le dạng
‘A’SPST, tối đa 5A ở 30V DC/ 250V AC, tối thiểu 5mA ở 5V DC.
BW500/L 2 rơ le cảnh báo
Truyền thông
2 cổng RS232 1 cổng RS485
Tương thích với SmartLinx
Bảng 3-1 Thông số kỹ thuật của BW500
3.4.3.Chức năng
Chức năng điều khiển và vận hành
Bộ điều khiển BW500 BW500/L
Tải tuyến tính
Auto Zero
Bù nghiêng Fixed
Phát hiện tốc độ sai lệch --
Đồng hồ thời gian thực --
Bảng 3-2 Chức năng điều khiển và vận hành của BW500 và BW500/L
3.4.4.Cài đặt phần cứng
Có nhiều sơ đồ cài đặt khác nhau phục vụ cho các ứng dụng khác nhau, cụ thể các sơ đồ như phía dưới:
a)Rate control
Hình 3.5 Sơ đồ điều khiển rate control
Trong đó: 1. Máy ép cân 2. Belt Scale
3. Bộ điều khiển tốc độ động cơ 4. Đầu ra điều khiển
5. Điểm đặt từ xa 6. Tải
7. Tốc độ, vận tốc 8. Cảm biến tốc độ
b)Load control
Hình 3.6 Sơ đồ điều khiển Load control
Trong đó: 1. Máy ép cân
2. Bộ điều khiển tốc độ động cơ 3. Đầu ra điều khiển
4. Điểm đặt từ xa 5. Tải 6. Tốc độ, vận tốc 7. Tham số đặt PID 8. Cảm biến tốc độ c) Master/Slave control
Hình 3.7 Sơ đồ điều khiển Master/Slave control
Trong đó: 1. Belt scale
2. Bộ điều khiển tốc độ động cơ 3. Đầu ra điều khiển tỉ lệ
4. Giá trị đặt từ xa của Slave 5. Tải
6. Tốc độ
7. Cảm biến tốc độ 8. Tham số đặt PID 9. Belt scale
10. Bộ điều khiển tốc độ động cơ 11. Đầu ra điều khiển tỉ lệ
12. Set point rate đưa ra slave 13. Giá trị đặt từ xa của Master 14. Tải
15. Tốc độ
16. Cảm biến tốc độ 17. Tham số đặt PID
Hình 3.8 Bộ điều khiển Rate and Load control
Trong đó: 1. Motor speed controller - rate 2. Motor speed controller - Load 3. Đầu ra bộ điều khiển PID 1 4. Đầu ra bộ điều khiển PID 2 5. PID1 setpoint - load
6. PID 2 setpoint-rate
7. Tải
8. Belt Scale 9. Tốc độ
10. Giá trị đầu vào PID1 ; PID2 11. Cảm biến tốc độ
3.4.5.Thiết lập phần mềm
BW500 đã có sẵn phần mềm lập trình, tuy nhiên chức năng của bộ điều khiển phải được lập trình cụ thể, ngoài việc lập trình các tham số từ P001 đến P017. BW500 cung cấp lập trình cho hai điều khiển PID riêng biệt 1 và 2. Bộ điều khiển được lập trình xác định hậu tố của các tham số.
Giải thích:
Chọn chế độ thủ công để lập trình PID
Off : Tắt bộ thông số PID. Chúng sẽ không thể truy cập. Manual : Đầu ra điều khiển là đầu ra thủ công P410 Auto : Tham gia vào chức năng bộ điều khiển PID.
Chọn thông số PID.
Chọn dải tín hiệu đầu vào thích hợp theo mA.