PLC Delta DVP-SX2 (DVP20SX211R/T) Series thiết kế nhỏ gọn, bắt mắt, dễ tiếp cận tới người sử dụng.
69
Hình 3.6 Bộ điều khiển PLC DVP 20SX2-11T
a) Cấu tạo
Bộ PLC gồm các phần sau: - Module nguồn.
- Bộ xử lý trung tâm CPU. - Bộ xử lý truyền thông CP. - Các đầu vào ra (số và tương tự). - Các module đặc biệt.
- Đặc tính ký thuật dòng PLC Delta DVP 20SX211R/T. - Số điểm I/O chính (MPU) : 20 (8D1/6DO, 4AI/2AO). - Số điểm mở rộng tối đa: 494.
- Bộ nhớ chương trình: 16k steps.
- Tích hợp cổng truyền thông: RS-232, RS-285 & USB.
- Ngõ ra phát xung tốc độ cao: Y0, Y2: 100kHz và Y1, Y3: 10kHz. - Tích hợp bộ đếm tốc độ cao.
- Sử dụng nguồn 24 Vdc.
70 - DVP-20SX2 sử dụng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc các trạm PLC khác.
- Ghép nối DVP-20SX2 với máy tính PC qua đầu RS-232. Sơ đồ Input:
Đấu dây ngõ vào kiểu SINK:
Chân S/S là chân chung được đấu với nguồn 24Vdc.
Hình 3.7 Sơ đồ đấu dây ngõ vào kiểu SINK
Đấu dây ngõ vào kiểu SOURCE:
Chân S/S là chân chung được đấu với nguồn 0 Vdc.
Hình 3.8 Sơ đồ đấu dây ngõ vào kiểu SOURCE
Sơ đồ Output:
Hệ thống điều khiển quạt thông gió hầm chung cử sử dụng PLC DVP 20SX2- 11T, nên sơ đồ đấu dây nõ ra là kiểu NPN:
• Chân UP được đấu với nguồn 24V. • Chân ZP được đấu với nguồn 0V.
71 • PLC xuất tín hiệu 0V.
Hình 3.9 Sơ đồ đấu dây ngõ ra kiểu NPN
Sơ đồ analog input/output:
Hình 3.10 Sơ đồ đấu dây analog input
72 3.3.2 Màn hình HMI. a) Đặc tính kỹ thuật Hình 3.12 Màn hình HMI Thông số kỹ thuật: - Kiểu màn hình: TFT LCD. - Màn hình: Cảm ứng màu. - Màn hiển thị: 65536 màu.
- Độ phân giải màn hình: 800 x 480 pixels. - Kích thước màn hình hiển thị: 7 inch. - Bộ nhớ: Flash ROM, 128 MB
- Bộ nhớ SDRAM: 64 MB - Backup memory: 32 Kb
- Nguồn cung cấp: 24 VDC, giới hạn nguồn (-10% ~ +15%).
- Cấp bảo vệ: IP 65 phía trước màn hình phù hợp tiêu chuẩn ~ UL type 4x. - Môi trường làm việc: Nhiệt độ từ 0-50 độ C, độ ẩm từ 10-90%.
b) Kết nối – truyền thông
- Tích hợp 1 cổng USB Slave Ver 2.0 cho việc upload, download chương trình.
73
3.3.3 Cảm biến CO Sense Transmitter.
Cảm biến CO Sense Transmitter hoạt động theo nguyên lý điện hóa, có hiệu suất ổn định và độ chính xác cao.
Hình 3.13 Cảm biến khí Cacbon monoxide transmitter SCM-W.DS_v41
Các thông số kỹ thuật:
- Phạm vi CO, tiêu chuẩn: 50ppm, 100ppm, 200ppm và 300ppm.
- Tín hiệu đầu ra CO 4-20 mA và 0-10 Vdc. - Điện áp hoạt động 24V AC / DC. - Kích thước: 106 x 81,5 x 45,5 mm. 3.3.4 Bộ nguồn 24V DC Hình 3.14 Bộ nguồn DPS-240-24
74 Thông số bộ nguồn:
- Điện áp ngõ vào : 185V-260VAC.
- Điện áp ngõ ra : DC24V .
- Dòng ngõ ra : 5A.
- Nhiệt độ làm việc : 0 - 80oC.
- Kích thước: 198 x 98 x 42 mm.
3.3.5 Rơ le trung gian Omron LY2N
Hình 3.15 Relay Omron LY2N
Thông số kĩ thuật:
- Relay Omron LY2N AC200/220.
- Dòng tải chịu được 10A, có 2 bộ tiếp điểm.
- Loại tiếp điểm: DPDT.
- Tần số đóng cắt: 18000 opn./h
- Điện áp cuộn dây: 24VDC
3.3.6 Aptomat
Hệ thống điều khiển quạt thông gió sử dụng 2 loại Aptomat gồm :
- Aptomat 3 pha dùng để bảo vệ cho các thiết bị sử dụng nguồn 3 pha như: động cơ 3 pha, contactor,…
- Aptomat 1 pha dùng để bảo vệ các thiết bị sử dụng nguồn 1 pha như: cuộn hút contactor, rơ le trung gian,…
75 Aptomat 3 pha :
Hình 3.16 Aptomat Mitsubishi MCCB 3P 30A 5kA
Thông số kỹ thuật:
- Mã sản phẩm: NF32-SV 3P 30A. - Dòng sản phẩm: MCCB SV. - Số cực: 3P.
- Frame size: 32AF. - Dòng định mức: 30A. - Dòng cắt ngắn mạch: 5kA. - Điện áp cách điện: 690V. - Tiêu chuẩn: IEC/EN 60947-2.
- Điện áp thử nghiệm xung (Uimp): 8kV. Aptomat 1 pha :
76 Thông số kỹ thuật:
- Điện áp: 230 – 400V.
- Dòng điện định mức: 20 (A). - Dòng cắt ngắn mạch: 6 (kA). - Điện áp ngõ vào: 1 Pha. - Số cực: 2P.
3.3.7 Contactor
Lựa chọn contactor cho động cơ điện 3 pha ta có công thức: 3 cos
P= UI (4.1)
Trong đó:
• I : Dòng điện định mức (A). • P : Công suất động cơ (W).
• U : Điện áp sử dụng được đo giữa 2 pha (V). • Cosφ : Hệ số công suất.
=> I =P/( 3 cosU ) (4.2) => 3 450 ( ) 2,56 3 380 0,8 I = = A
Vậy ta có thể lựa chọn contactor có dòng điện định mức 6A.
77 Thông số kỹ thuật:
- Số cực: 3.
- Điện áp cuộn Coil: 220 VAC. - Dòng điện tiếp điểm định mức: 9A. - Điện áp tiếp điểm định mức: 690 VAC. - Công suất định mức: 4 kW.
- Tiếp điểm: 1 NO + 1 NC. - Loại cầu đấu: Bắt vít.
- Kích thước: WxHxD 77 x 45 x 84 mm. - Dải nhiệt độ hoạt động: -5 đến 60 °C. - Khối lượng: 0,32 kg.
3.3.8 Lựa chọn quạt thông gió
Hình 3.19 Quạt công nghiệp Komasu KM-50T
- Điện áp: 380/220 V. - Tần số: 50 Hz.
- Công suất làm việc: 220W. - Tốc độ: 1400 (vòng/phút). - Lưu lượng gió: 6500(m3/h).
78 - Sải cánh: 500mm.
3.3.9 Dây dẫn 3 pha
Tính toán lựa chọn dây dẫn:
Tiết diện dây dẫn 3 pha được quy ước tính theo công thức:
I = S J (4.3)
Trong đó:
• I: là cường độ dòng điện (A). • S: là tiết diện của dây dẫn (mm2).
• J: là mật độ của dòng điện cho phép chạy qua.
Thông thường, mật độ cho phép của dây đồng thường xấp xỉ bằng 6A/mm2, còn dây nhôm thường xấp xỉ bằng 4,5A/mm2.
Cường độ dòng điện trong dây dẫn được sử dụng cho 5 động cơ 3 pha 380V có công suất là 450W được tính bằng công thức:
3 d dcos
P= U I (4.4)
Trong đó:
• I: là cường độ dòng điện (A). • P: là công suất của động cơ (W). • U: hiệu điện thế (V).
• Cosφ : Hệ số công suất.
( ) 3 cos 3 450 2.56 3 380 0.8 d P I Ud A = = = =
Thay I =2.56 ( )A vào (4.3) ta tính được tiết diện dây dẫn bằng đồng là:
I S
J
79 => ( 2) 0. 2 4 .5 3 6 6 S = mm
Bảng 3.3 Bảng lựa chọn dây dẫn theo tiêu chuẩn IEC 60439
Dòng định mức làm việc Tiết diện dây dẫn
A Mm2 0 8 1,0 8 12 1,5 12 15 2,5 15 20 2,5 20 25 4,0 25 32 6,0 32 50 10 50 65 16 65 85 25 85 100 35 100 115 35 115 130 50
80
3.4 Chạy thử nghiệm hệ thống
Hình 3.20 Thử nghiệm hệ thống
- Trạng thái AUTO:
50Tc150 Quạt 1 chạy,khi nồng độ giảm xuống 40Tc50 thì quạt 1 chạy trong 10s rồi tắt.
150Tc250 Quạt 1 và 2 chạy,khi nồng độ giảm xuống 140Tc150
thì quạt 1 bật, quạt 2 chạy trong 10s rồi tắt.
250
Tc Quạt 1, 2 và 3 chạy,khi nồng độ giảm xuống
240Tc250 thì quạt 1 bật, quạt 2 bật và quạt 3 chạy trong 10s rồi tắt.
Đồng thời màn hình HMI hiển thị các quạt bật và nồng độ khí CO mà cảm biến đo được.
- Trạng thái MAN:
Màn hình HMI hiển thị nồng độ khí CO mà cảm biến đo được, ta lần lượt bật các quạt chạy dựa trên nồng đố khí CO đã thiết lập từ trước.Các quạt được bật sẽ hiển thị trên màn hình HMI.
81
Chương 4 Kết luận và định hướng phát triển hệ thống điều khiển thông gió
4.1 Kết quả đạt được.
Sau thời gian nghiên cứu và xây dựng mô hình, đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống quạt thông gió cho hầm chung cư” của chúng em đã đáp ứng đúng yêu cầu đề ra.
Kết quả đạt được:
- Hiểu được cách thiết kế, mô phỏng 3D bằng phần mềm Solidwork. - Biết được kiến thức về lập trình PLC Delta và HMI Delta.
- Hiểu và có cơ hội tiếp cận với những linh kiện trong thực tế như: PLC, HMI, động cơ không đồng bộ 3 pha, cảm biến.
- Xây dựng mô hình hệ thống thông gió bằng phần mềm TIA Portal. - Biết được cách kết nối điện và đầu dây của các thiết bị trong thực tế. - Học được cách làm việc nhóm.
4.2 Định hướng phát triển
Qua quá trình nghiên cứu và chế tạo hệ thống quạt thông gió cho hầm chung cư, nhóm chúng em đã hoàn thành được mô hình và chạy ổn định. Nhận thấy, kết quả chọn lựa thiết bị của nhóm chưa được sát thực, chưa thực sự tối ưu về giá, chỉ mang tính đảm bảo kỹ thuật. Nếu đem kết quả so sánh với bản thiết kế của các kỹ sư giàu kinh nghiệm thì còn nhiều yếu kém, sai sót. Tuy vậy qua đề tài này, nhóm sinh viên chúng em đã bước đầu tập luyện, làm quen với việc thiết kế và chế tạo hệ thống quạt thông gió trong tương lai.
82
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải.., Điều chỉnh tự động truyền động điện, 2012, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[2] Vũ Hữu Thích (cb), Giáo trình truyền động điện, 2015, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[3] Vũ Gia Hanh, Máy điện, 2006, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. [4] Vũ Gia Hanh, Máy điện II, 2006, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. [5] Lê Văn Doanh, Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều khiển, 2006, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[6] Nguyễn Văn Hòa( chủ biên), Đo lường và cảm biến đo lường, 2006, Nhà xuất bản giáo dục
[7] Phan Quốc Phô, Giáo trình cảm biến, 2001, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
83