2.4.1. Mạch động lực.
-Mạch động lực trong hệ thống truyền động điện là mạch cung cấp điện năng cho động cơ điện biến điện năng thành cơ năng trên trục động cơ. Tải ở đây có thể là các máy cơng cụ trong công nghiệp, hoặc các hệ thống nâng hạ, cẩu...Điện năng cung cấp ở đây có thể là dịng 1 chiều hay xoay chiều.
- Một số mạch động lực tìm hiểu được trong thời gian thực tập tại công ty :
23
Báo cáo thực tập chun mơn
Hình 9: Mạch động lực của tủ điều khiển trạm trộn bê tơng 45m3/h
24
Hình 10: Mạch động lực của tủ điều khiển trạm trộn bê tông 60m3/h
Hình 10.1: Mạch động lực thực tế tủ điều khiển trạm 60m3/h
25
Báo cáo thực tập chun mơn
Hình 11: Mạch động lực của tủ điều khiển trạm trộn bê tông 90m3/h
-Mạch động lực của trạm trộn bê tông bao gồm các thiết bị :Aptomat contactor, rơ le nhiệt, rơ le bảo vệ pha.
-Một số thiết bị khác như đèn báo pha ,chuông báo mất pha , đồng hồ đo điện áp , dòng điện , tần số, biến dòng ( CT ) , ổn áp . a) Aptomat
Aptomat là thiết bị điện dùng để tự đóng cắt mạch điện, bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp,..., hồ quang được dập trong khơng khí.
Cấu tạo aptomat:
26
Hình 12: Cấu tạo của aptomat
-Ở trạng thái bình thường, sau khi đóng điện, aptomat được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc răng 1 khớp với cần răng 5 cùng một cụm với tiếp điểm động 6. -Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, dòng điện chạy qua cuộn dây 2 lớn, lực hút điện từ tăng lên thắng lực lò xo 3 kéo phần ứng 4 xuống làm nhả móc 1, cần 5 được tự do, tiếp điểm động 6 của áptômát được mở ra do lực của lò xo 7, mạch điện bị cắt.
Aptomat thường được phân loại như sau:
-Theo kết cấu : loại 1 cực, 2 cực, 3 cực.
-Theo thời gian tác động : loại tác động không tức thời, loại tác động tức thời. - Theo chức năng bảo vệ : loại bảo vệ dòng cực đại, dịng cực tiểu, bảo vệ cơng suất điện ngược, bảo vệ áp cực tiểu...
-Để thực hiện yêu cầu thao tác chọn lọc bảo vệ, áptơmát phải có khả năng hiệu chỉnh dòng diện tác động và thời gian tác động
27
Báo cáo thực tập chun mơn
Hình 13: Các loại Aptomat được sử dụng trong mạch động lực.Aptomat được sử dụng trong các tủ điều khiển trên gồm : Aptomat được sử dụng trong các tủ điều khiển trên gồm :
+ aptomat 250A sử dụng trong trạm trộn 90m3/h: ➢ Thông số : • Mã hàng : NF250-SGV 3P 175-250A • Số cực :3P • Dịng điện định mức : 175-250A • Dịng cắt : • Nhà sản xuất : • Xuấ xứ :
➢ Chức năng : dùng để đóng cắt và bảo vệ tồn bộ mạch điện của hệ thống. + aptomat 200A sử dụng trong trạm trộn 60m3/h:
➢ Thơng số :
• Mã hàng : NF250-SGV 3P 140-200A • Số cực :3P
• Dịng cắt : • Nhà sản xuất : • Xuấ xứ : 36kA Mitsubishi Nhật Bản
➢ Chức năng : dùng để đóng cắt và bảo vệ tồn bộ mạch điện của hệ thống.
+ aptomat 63A sử dụng trong trạm trộn 60m3/h: ➢ Thơng số : • Mã hàng : NF63-SGV 3P 60A • Số cực : 3 • Dịng điện định mức : 60A • Dịng cắt : • Nhà sản xuất : Mitsubishi • Xuấ xứ : Nhật Bản •
➢ Chức năng : dùng để đóng cắt và bảo vệ động cơ kéo gầu , động cơ vít tải và bơm.
+ aptomat 15A sử dụng trong trạm trộn 60m3/h : ➢ Thơng số : • Mã hàng : LS ABN52C/15A/30KA • Số cực : 2 • Dịng điện định mức : 15A • Dịng cắt : 30kA • Nhà sản xuất : LS
➢ Chức năng : dùng để đóng cắt và bảo vệ cho ổn áp và plc.
b) Contactor:
Hình 14: Contactor
-Contactor hay cịn gọi là khởi động từ, là khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng ngắt thường xun các mạch điện động lực có dịng điện ngắt khơng vượt quá giới hạn dòng điện quá tải của mạch điện.
Contactor được sử dụng trong các tủ điều khiển trên gồm :
+ contactor S-T100 sử dụng trong trạm trộn 90m3/h : ➢ Thơng số :
• Số cực : 3P
• Dịng điện định mức : 100A • Cơng suất : 55kW
• Tiếp điểm phụ : 2 thường đóng, 2 thường mở • Cuộn hút : 200-240VAC
➢ Chức năng : dùng để điều khiển hoạt động của cối + contactor S-T80 sử dụng trong trạm trộn 90m3/h :
➢ Thơng số :
• Số cực : 3P
• Dịng điện định mức : 80A • Cơng suất : 45kW
• Tiếp điểm phụ : 2 thường đóng, 2 thường mở • Cuộn hút : 200-240VAC
30
Báo cáo thực tập chuyên mơn • Chức năng : dùng để điều khiển hoạt động của băng xiên, băng ngang + contactor S-T65 sử dụng trong trạm trộn 60m3/h :
➢ Thơng số : • Số cực : 3P
• Loại khởi động từ ( contactor ) có mạch bảo vệ q dịng, gắn nổi thanh rail 35mm, dòng series S-T của Mitsubishi.
• Điện áp cuộn từ ( coil ) 220V AC - 50Hz. Dòng tải ( max ) : 63A / 380V AC. • Khởi động từ có 3 tiếp điểm chính NO và 2 tiếp điểm phụ.
• Thân vỏ cách điện bằng nhựa đúc phenolic cao cấp cách điện (690V) & có thể điều chỉnh bảo vệ q dịng theo ý muốn.
• Contactor có bảo vệ q dịng là sự kết hợp an toàn điện gồm khởi động từ + relay nhiệt bảo vệ quá tải.
• Đạt các tiêu chuần an toàn điện quốc tế : JIS, JEM, IEC, VDE, BS và RoHS. ➢ Chức năng : dùng để điều khiển hoạt động của 2 động cơ trộn.
+ contactor S-T35 sử dụng trong trạm trộn 60m3/h : ➢ Thơng số :
• Số cực : 3P
• Loại khởi động từ ( contactor ) có mạch bảo vệ q dịng, gắn nổi thanh rail 35mm, dịng series S-T của Mitsubishi.
• Điện áp cuộn từ ( coil ) 220V AC - 50Hz. Dòng tải ( max ) : 40A / 380V AC. • Khởi động từ có 3 tiếp điểm chính NO và 2 tiếp điểm phụ.
• Thân vỏ cách điện bằng nhựa đúc phenolic cao cấp cách điện (690V) & có thể điều chỉnh bảo vệ q dịng theo ý muốn.
• Contactor có bảo vệ q dịng là sự kết hợp an toàn điện gồm khởi động từ + relay nhiệt bảo vệ quá tải.
• Đạt các tiêu chuần an toàn điện quốc tế : JIS, JEM, IEC, VDE, BS và RoHS.
31
➢ Chức năng : dùng để điều khiển động cơ kéo gầu lên và gầu xuống , động cơ vit tải và bơm.
+ 1 contactor loại nhỏ để điều khiển cấp nguồn cho ổn áp và plc c)
Rơ le nhiệt:
Hình 15: Rơle nhiệt
-Rơle nhiệt dùng để bảo vệ động cơ điện và mạch điện khỏi bị quá tải. Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dịng điện, vì cần có thời gian để phát nóng. Thời gian làm việc khoảng vài giây đến vài phút.
Rơle nhiệt được sử dụng trong các tủ điều khiển trên gồm :
+ rơle nhiệt 80A ➢ Thông số :
• Mã hàng : TH-T100 80A • Dãi điều chỉnh: 54-80A • Số cực : 3
• Nhà sản xuất : Mitsubishi + rơle nhiệt 65A
➢ Thơng số :
• Mã hàng : TH-T65 54A
32
• Dãi điều chỉnh:
• Số cực : •Nhà sản xuất : + rơle nhiệt 25A ➢ Thơn g số :
Báo cáo thực tập chun mơn 43-65A 3 Mitsubishi • Mã sản phẩm: • Số cực: • Dải điều chỉnh: • Chức năng: • Dùng cho contactor: S-T21, S-T25, S-T35 S-T50 ➢ Chức năng : Dùng để bảo vệ quá tải cho các động cơ. d) Rơ le bảo vệ mất pha:
Hình 16: Rơle bảo bệ mất pha
➢ Thơng số :
• Ngắt thấp áp: -2.5% -> -25% của điện áp chuẩn • Ngắt quá áp: 2.5% -> 25% của điện áp chuẩn • Bảo vệ ngược pha, mất pha, thứ tự pha
• Điện áp chuẩn: 415 V
• 1 ngõ ra relay
• Thời gian tác động trễ: 0.2 -> 10s
➢ Chức năng : bảo vệ: quá áp, thấp áp, ngược pha, mất pha -Thông số và ứng dụng của thiết bị trong mạch điều khiển a)
PLC S7 1214 ( AC DC RY ) và module mở rộng.
Hình 17: PLC s7 1200 và các module mở rộng
-Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200. PLC S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn S7-200 và sau đây là một vài đặc điểm của dòng sản phẩm S7-1200
-S7-1200 là một dịng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm sốt nhiều ứng dụng tự động hóa. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp và một tập lệnh mạnh làm cho bạn có những giải pháp hồn hảo hơn cho ứng dụng của mình với S71200. S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO).
-S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Ngồi ra bạn có thể dùng các module truyền thơng mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232.
34
Báo cáo thực tập chun mơn -Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic. Step7 Basic hổ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 13 của Siemens.
-Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal, vì phần mềm này đã bao gồm cả mơi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.
-Vịng quét chương trình trong S7-1200
-Cấu hình S7-1200 rất dễ dàng trong project của bạn với phần mềm TIA Portal - Truyền thông với Programming device, HMI device, và các thiết bị khác một cách dễ dàng qua mạng PROFINET.
-Qua các thông số kỹ thuật trên, việc sử dụng S7-1200 là xu thế tất yếu để thay thế dần dịng S7-200. Có thể trong thời gian tới Siemens sẽ cho khai tử dịng S7-200 vì vậy trong các dự án mới chúng ta nên thiết kế hệ thống sử dụng dòng S7-1200 cho các dự án vừa và nhỏ. • PLC S7 1214 (AC DC RY ) Thơng số kỹ thuật : + Kích thước : 110x100x75 + Bộ nhớ người dùng : ➢ Bộ nhớ làm việc : 50Kb ➢ Bộ nhớ lưu trữ : 2Mb ➢ Bộ nhớ Retentive : 2Kb +Ngõ ra số : 14In/10Out +Ngõ vào tương tự : 2 In
+ Vùng nhớ truy suất bit ( M ) : 4096Byte + Module tín hiệu mở rộng : 8
+ Board tín hiệu / truyền thông : 1 + Module truyền thông : 3
+ Bộ đếm tốc độ cao :
➢ 1 pha 3 x 100KHZ/3 x 30KHZ ➢ 2 pha 3 x 80KHZ/3 x 20KHZ
+Ngõ ra xuất xung tốc độ cao : 2 +Truyền thông : Ethernet
+ Thời gian thực thi mất nguồn nuôi : 10 ngày + Thực thi lệnh nhị phân : 0,1 Micro giây/lệnh
Chức năng của PLC :
➢ Thu thập dữ liệu từ các cơng tắc hành trình , cảm biến , nút nhấn , cơng tắc gạt thông qua các chân input để xử lý theo chương trình đã lập trình sẵn
➢ Sau khi xử lý thông tin Plc sẽ đưa ra các tín hiệu thơng qua các chân Output để điều khiển các rơle , thông qua các rơ le mà điều khiển các van điện từ và các cơ cấu chấp hành.
• Module mở rộng SM1223
Thông số kỹ thuật :
+Ngõ vào/ra : 16 Input , 24 Output +Điện áp : DC 5-30V / AC 5-250V +Công suất : 30W DC / 200W AC
Chức năng:
Mở rộng các chân input và output cho PLC • Module analog SM1231
Thơng số kỹ thuật :
+ Ngõ vào : 4 analog input (12 bit)
+ Thang đo :-10V-10V,-5V-5V, -2,5V-5V, 0-20mA
Chức năng:
36
Báo cáo thực tập chuyên môn -Thu thập các tín hiệu tương tự từ bộ khuếch đại loadcell thông qua các chân input để đưa vào bộ xử lý PLC . Thông qua xử lý của PLC đưa ra các tín hiệu điều khiển các rơ le trung gian.
b) Rơ le trung gian, rơ le thời gian:
-Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.
-Các bộ phận (các khối ) chính của rơle là : cơ cấu tiếp thu, cơ cấu trung gian, cơ cấu chấp hành. Ví dụ rơle điện từ có các bộ phận : cuộn dây ( cơ cấu tiếp thu), mạch từ nam châm điện (cơ cấu trung gian), hệ thống các tiếp điểm (cơ cấu chấp hành).
-Ngày nay do sự phát triển của cơng nghệ, ngồi rơle điện cơ, rơle nhiệt, rơle từ, các loại rơle điện tử rơle số với những ưu điểm nổi bật đã phát triển và sử dụng nhiều trong các ngành của sản xuất và đời sống.
• Rơ le trung gian:
37
Hình 18: Rơle trung gian
-Rơle trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp điểm. Rơle trung gian còn gọi là rơle kiếng là một công tắt chuyển đổi hoạt động bằng điện. Gọi là một cơng tắc vì rơle có hai trạng thái ON và OFF. Rơle ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dịng điện chạy qua rơle hay không. Rơle trung gian gồm nhiều loại như :
+Rơle trung gian 12v, 220v + Rơle trung gian 8 chân, 14 chân...
-Cấu tạo của rơle trung gian :
-Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộc cường độ, cuộn điện áp, hoặc cả cuộn điện áp và cuộn cường độ. Lõi thép động được găng bởi lị xo cùng định vị bằng một vít điều chỉnh. Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm đóng và tiếp điểm mở.
-Ngun lý hoạt động :
-Khi có dịng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều .
-Rơle có 2 mạch độc lập nhau họạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn dây của rơle: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay khơng, hay có nghĩa là điều khiển rơle ở trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm sốt có qua được rơle hay khơng dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơle.
➢ Thơng số :
• Mã hàng:
• Dịng sản phẩm: LY2N Series
Báo cáo thực tập chun mơn • Loại: Relay 8 chân lớn 10A, 24VDC
• Chỉ thị hoạt động: Led và tích hợp chỉ thị cơ học báo tiếp điểm đóng ngắt. Tích hợp chỉ thị cơ học báo tiếp điểm đóng ngắt.
• Điện áp cuộn dây (V): 24VDC • Tiếp điểm: DPDT, 10A
➢Chức năng : Nhận tín hiệu từ các cơng tắc hành trình , cảm biến để đưa về các đầu vào của PLC mà xử lý. Nhận các tín hiệu của các đầu ra PLC mà đóng cắt các tiếp điểm để điều khiển các van khí nén và các cơ cấu chấp hành .
• Rơ le thời gian:
-Rơle thời gian là thiết bị có tiếp điểm (đóng lại hoặc mở ra) chậm hơn so với các thời điểm nhận được tín hiệu điều khiển. Có thể điều chỉnh độ trì hỗn về thời gian của RTG. Dùng trong các sơ đồ bảo vệ và tự động, trong những hệ thống điều khiển các q trình cơng nghệ. Rơle thời gian là có chức năng tạo ra thời gian duy trì cần thiết khi truyền tín hiệu này sang một thiết bị khác.
-Cấu tạo của rơle thời gian :
Hình 19: Rơle thời gian
+ Chân 2 ,7 : chân cấp nguồn + Chân 1 ,8 : chân COM