Thiết kế môn học : điều khiển lôgic I.Nhiệm vụ : Thiết kế hệ thống điều khiển cho công nghệ vẽ hình dới đây: m SS A A B B X C L C D D Trong : Đờng nét liền Đờng nét đứt với tốc độ V1 với tốc độ V2 II.Nội dung 1.Thiết kế sơ đồ nguyên lí 2.Tính chọn thiết bị điều khiển III.Thuyết minh vẽ Một thuyết minh 2.Một vẽ kỹ thuật khổ A0 cho sơ đồ nguyên lý IV.Yêu cầu thiết kế Phơng pháp thiết kế : Ma trận trạng thái Thiết bị chấp hành: Động không đồng ba pha rôto dây quấn Lời mở đầu Trong thời kỳ kinh tế hội nhập, nói tiêu chí để đánh giá phát triển kinh tế quốc gia mức độ tự động hoá trình sản xuất mà trớc hết suất chất lợng sản phẩm làm Song song phát triển nhanh chóng máy tính điện tử, công nghệ thông tin thành tựu lý thuyết Điều khiển tự động làm cở sở hỗ trợ cho phát triển tơng xứng lĩnh vực tự động hoá nớc ta nớc chậm phát triển, nhng năm gần với đòi hỏi sản xuất nh hội nhập vào kinh tế giới việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật mà đặc biệt tự động hoá trình sản xuất có bớc phát triển tạo sản phẩm có hàm lợng chất xám cao tiến tới hình thành kinh tế tri thức Ngày tự động hoá điều khiển trình sản xuất sâu vào ngõ nghách, vào tất khâu trình tạo sản phẩm Một nhữnh ứng dụng mà đồ án thiết kế điều khiển công nghệ khoan Tự động hoá điều khiển công nghệ khoan trình tạo lỗ thủng bề mặt vật thể có kích thớc chiều sâu định trớc Trong công việc thiết kế, tự động hoá điều khiển đợc thể qua hai trình sau: - Tự động hoá điều khiển công việc đa vật thể vào vị trí định trớc (xác định vị trí lỗ khoan) - Tự động hoá đa mũi khoan vào khoan vật thể sau quay vị trí cũ đễ đảm bảo cho quy trình Chất lợng mũi khoan suất làm việc phụ thuộc nhiều vào công nghệ điều khiển Quá trình làm việc đợc thực theo trật tự logic, theo trình tự thời gian xác định để điều khiển đợc công nghệ ta phải tổng hợp đợc hàm điều khiển cho hệ thống Có nhiều phơng pháp để tổng hợp hàm điều khiển, phơng pháp đơn giản dễ điều chỉnh phơng pháp ma trận trạng thái MụC LụC Lời nói đầu Chơng 1: Giới thiệu công nghệ mô tả phân tích công nghệ Chơng 2: Xây dựng sơ đồ nguyên lý Xác định tín hiệu điều khiển tín hiệu chấp hành lập lu đồ trạng thái lựa chọn phần tử 11 hiệu chỉnh sơ đồ 12 bảo vệ hệ thống 14 thuyết minh hoạt động sơ đồ 15 Chơng 3: Tính chọn thiết bị 19 Động 2 Thiết bị chấp hành Thiết bị điều khiển .20 Thiết bị bảp vệ 21 Tài liệu tham khảo .23 Chơng I giới thiệu công nghệ Công nghệ khoan lỗ hai giai đoạn đợc sử dụng rộng rãi nhà máy khí với máy khí khác nh máy tiện , máy bào , máy doa m SS A X B L C D Mô tả phân tích công nghệ Với yêu cầu xây dựng cấu trúc điều khiển công nghệ khoan hai giai đoạn chuyển động lên xuống với vận tốc khác Theo công nghệ yêu cầu: Sau ấn nút mở máy động đa mũi khoan xuống với vận tốc V1, hành trình kéo dài từ A B Khi mũi khoan đến B (gặp vật liệu) cần giảm tốc độ khoan xuống vận tốc V2 để khoan tiếp vật liệu Khi gặp C lỡi khoan nhấc lên tháo phoi chuẩn bị cho giai đoạn khoan thứ hai Quá trình lên đợc bắt đầu với vận tốc V1, trình kéo dài từ C A Khi gặp A khoan đảo chiều xuống với vận tốc V1 bắt đầu giai đoạn hai Khi gặp C (gặp phôi) bắt đầu khoan xuống với vận tốc V2 gặp D khoan hết lỗ khoan đợc nhấc lên với vận tốc V Đi lên gặp A dừng lại kết thúc trình khoan Sau kết thúc chu kì mũi khoan tự động dừng lại đầu trình xuống chu kì Muốn thực lần khoan phải ấn nút mở máy Muốn dừng hoàn toàn trạng thái làm việc hệ thống ấn nút Reset Từ việc mô tả yêu cầu công nghệ ta thấy việc thực sử dụng điều khiển theo nguyên tắc hành trình Bằng việc đặt vị trí A, B, C, D công tăc hành trình , ta thực đợc trình tự đóng cắt mạch điều khiển cách hợp lý, đáp ứng đợc yêu cầu công nghệ Ngoài việc dùng nguyên tắc hành trình để điều khiển ta sử dụng thêm nguyên tắc điều khiển khác nh : nguyên tắc thời gian, nguyên tắc dòng điện để hoàn thiện cấu trúc điều khiển Chơng II Xây dựng sơ đồ nguyên lý 1) Xác định tín hiệu điều khiển & tín hiệu chấp hành Từ phân tích trên, ta xác định nguyên tắc điều khiển chuyển động lên xuống khoan máy nguyên tắc hành trình Vì vậy, tín hiệu điều khiển a, b, c, d xác nhận vị trí mũi khoan A, B, C, D chu kỳ chuyển động lên xuống * Quy ớc trạng thái tín hiệu điều khiển nh sau: + a =1: Nếu mũi khoan qua A & lệnh điều khiển mũi khoan xuống với vận tốc V1 (nếu mũi khoan đứng yên A); Còn lệnh cho mũi khoan đảo chiều xuống với vận tốc V1, trớc mũi khoan chuyển động lên với vận tốc V1 + a =0: Khi mũi khoan rời khỏi A + b =1: Xác nhận mũi khoan B Ra lệnh mũi khoan tiếp tục chuyển động xuống với V2 , trớc mũi khoan chuyển động xuống với V 1; Còn mũi khoan chuyển động lên với vận tốc V tiếp tục trì trạng thái cũ; Còn lệnh cho mũi khoan xuống với vận tốc V 1, trớc mũi khoan xuống với vận tốc V1 lần khoan thứ hai + b =0: Khi mũi khoan rời khỏi vị trí B + c =1: Xác nhận mũi khoan qua C Ra lệnh cho mũi khoan tăng tốc từ V lên V1 chuyển động lên, trớc mũi khoan chuyển động xuống với V2; Còn trớc chuyển động lên với V tiếp tục trì trạng thái cũ Ra lệnh cho mũi khoan chuyển động xuống với vận tốc V trớc chuyển động xuống với vận tốc V1 + c = 0: Khi mũi khoan rời khỏi C + d =1: Xác nhận mũi khoan D Ra lệnh cho mũi khoan chuyển động lên với V1 + d = 0: Khi mũi khoan rời khỏi D Nh vậy, tín hiệu a, b, c, d tín hiệu xung * Các tín hiệu chấp hành (tín hiệu ra) là: X, V Trong đó: X =1: tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để mũi khoan chuyển động xuống X = 0: tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để mũi khoan chuyển động lên V = 1:là tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để mũi khoan chuyển động với vận tốc V2 V = 0: tín hiệu chấp hành đóng tiếp điểm để mũi khoan chuyển động với vận tốc V1 Các tín hiệu chấp hành xuất tổ hợp định tín hiệu điều khiển tác động nhằm điều khiển mũi khoan chạy ý đồ thiết kế * Xác định trạng thái có hệ thống Từ công nghệ ta thấy trạng thái có hệ thống chu kỳ nh sau: Trạng thái : trạng thái mũi khoan xuống với vận tốc V1 từ A B Trạng thái : trạng thái mũi khoan xuống với vận tốc V2 từ B C Trạng thái : trạng thái mũi khoan lên với vận tốc V1 từ C B Trạng thái : trạng thái mũi khoan lên với vận tốc V1 từ B A Trạng thái : trạng thái mũi khoan xuống với vận tốc V1 từ A B Trạng thái : trạng thái mũi khoan xuống với vận tốc V1 từ B C Trạng thái : trạng thái mũi khoan xuống với vận tốc V2 từ C D Trạng thái : trạng thái mũi khoan lên với vận tốc V1 từ DC Trạng thái : trạng thái mũi khoan lên với vận tốc V1 từ C B Trạng thái 10 : trạng thái mũi khoan lên với vận tốc V1 từ BA 2) Lập lu đồ chuyển trạng thái Từ hoạt động hệ thống ta có lu đồ chuyển trạng thái chu kỳ hoạt động nh sau: Để đơn giản tính toán trạng thái dùng rơle trung gian A, B, C để thay đổi tín hiệu xung tin hiệu liên tục Với A=(a+A)b B=(b+B)a.c C=(c+C)a.d Với X = V= 1 Chuyển động xuống Chuyển động lên(L) Chuyển động với vận tốc v2 Chuyển động với vận tốc v1 Ta có Graf trạng thái 1000 10 0100 11 10 0100 00 0010 00 ABCD XV 0010 00 0100 00 1000 10 0010 11 0100 10 0001 00 Từ Graf trạng thái ta có ma trận trạng thái M1 TT 0000 0001 d0011 0010 (1) 0110 T r 0111 d 0101 0100 b 1100 1101 (3) (3) 1110 1010 c 1011 d 1001 1000 T V (1) (2) 1 0 (2) d 1111 a (4) (4) 0 (5) (6) (5) 1 (6) (7) (7) 1 (8) (8) 0 0 0 (9) (10) (9) 10 (10) Sơ đồ sát nhập hàng 10 Ma trận chuyển dịch M2 D D 11 D (2) B C D 10 (1)A 00 00 (3) (4) 11 10 10 (7) (6) (5) 00 00 00 (8) (9) (10) K P C Ma trận có hàng nên cần chọn biến trung gian Chọn biến trung gian K P Mã hoá biến trung gian K (1) P (2) (3) (4) (8)(9)(10) (5) (6) (7) Ma trận biến K D K P C D 1 0 0 1 D B C D 1 A F(k) = AK+ BK+ CP = (A+B)K + CP Ma trận biến P D K P 1 C 0 1 D 0 1 D B C D 1 F(k) = Ak+ Ap A Ma trận biến D D 11 00 10 00 00 11 00 K P C 00 D B C D A 10 10 Ma trận biến X D D 1 0 K P C D B C D A F(x) = kp+kp Ma trận biến V D K P C D 0 D B C D A F(V) = Bkp+ Ckp Các phần tử: Từ phơng trình thu đợc ta quy ớc chọn phần tử nh sau: *Chọn tín hiệu đầu vào a,b,c,d công tắc hành trình -Tín hiệu a:Sử dụng công tắc hành trình a -Tín hiệu b:Sử dụng công tắc hành trình b -Tín hiệu c:Sử dụng công tắc hành trình c -Tín hiệu d:Sử dụng công tắc hành trình d Các tín hiệu ta sử dụng công tắc tơ: -Tín hiệu X, L :Sử dụng công tắc tơ đờng dây điều kiển hành trình lên & xuống (L, X) -Tín hiệu V :Sử dụng công tắc tơ V đóng cắt tiếp điểm mạch rôto điểu khiển tốc độ làm việc động Các biến trung gian dùng rơle trung gian -Biến trung gian k :Sử dụng Rơle trung gian K -Biến trung gian p :Sử dụng Rơle trung gian P Từ phơng trình ta có sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển nh sau: A K B C o K B C P At X A K A P K P K P Cc1 P L X L D M B P C K P M M Rs K Cc1 Cc1 Cc2 X Cc1 c P Rs 11 13 d K 15 K V Rs a 19 K K 21 P K 27 P P 17 P a b A A b a c B X b d C c L 23 X 25 X X X L L L L 29 B b c K 31 33 P V 35 39 K 41 P L 37 V C a 43 P 45 D V V 4.Hiệu chỉnh sơ đồ Với sơ đồ hệ thống hoạt động ổn định an toàn cụ thể: gặp cố điện bất thờng hệ thống hoạt động vị trí rơle ngừng tác động để hoạt động trở lai khó khăn Các rơ le trung gian K, P đợc trì lần lợt qua tiếp điểm A, B, C việc chuyển đổi nối mạch tiếp điểm dễ làm cho rơle K, P ngừng hoạt động, hệ thống chuyển động không theo quy trình công nghệ Các tiếp điểm bố trí phức tạp độ tin cậy hệ thống điều khiển không cao Phấn tích nguyên lý hoạt động sơ đồ ta có bảng tóm tắt hoạt động phần tử nh sau: 10 Phần tử Trạng thái A B C K P X L V1 V2 (1) 0 0 1 (2) 0 0 (3) 0 1 0 1 (4) 1 0 1 (5) 0 1 1 (6) 1 1 (7) 0 1 1 0 (8) 0 0 1 (9) 0 1 1 (10) 0 1 Ta thấy chu kỳ hoạt động Rơle K tác động liên tục từ đầu trạng thái đến hết trạng thái (khi công tăc hành trình d tác động) Thay F(k)=(cP+K).d Rơle P tác động liên tục từ đầu trạng thái đến hết chu trình hoạt động Thay F(p)=( K+a).p Bổ xung rơle trung gian (D) để điều khiển dừng hệ thống hết chu kỳ hoạt động với F(D)=P.a Bổ xung rơle mở máy (M) để điều khiển việc mở máy Bổ xung nút ấn Reset (Rs) để đa hệ thống trở lại vị trí ban đầu gặp cố Rs bao gồm hai tiếp điểm thờng mở tiếp điểm thờng đóng Một tiếp điểm thờng mở nối song song với tiếp điểm nút ấn M, tiếp điểm thờng mở nối song song với tiếp điểm P cuộn P, tiếp điểm thờng đóng mắc nối tiếp với cuộn hút rơle K để giảm bớt công suất tiêu thụ mạch điều khiển đồng thời giảm rơle trung gian A, B, C ta thay đổi F(v)=(b.K.P+c.K.P+V).L Bảo vệ hệ thống Với sơ đồ cấu trúc đơn giản nh trên, mạch đủ đảm bảo cho việc hệ thống có khả làm việc theo yêu cầu công nghệ đề nhng để đảm bảo an toàn vận hành tốt mạch điều khiển cần phải thiết kế thêm số phần khác có chức đặc biệt 11 Theo yêu cầu đầu sử dụng động không đồng rôto dây quấn nên ta cần phải có biện pháp bảo vệ tránh động gặp cố làm việc -Bảo vệ ngắn mạch: Khi dây pha bị cố gây ngắn mạch gây dòng điện lớn đánh thủng cách điện, cháy động cơ, hỏng thiết bị điều khiển, gây nguy hiểm cho hệ thống ngời vận hành Ta cần dùng thiết bị đóng cắt nhanh để nhanh chóng cắt hệ thống khỏi lới điện trớc dòng ngắn mạch kịp phá huỷ thiết bị điện Để thực điều ta dùng aptômát đóng cắt bảo vệ dòng điện cực đại có nhiệm vụ cắt dòng điện dòng lớn dòng cho phép.Vì động kéo mũi khoan chuyển động lên xuống hoạt động theo chế độ chu kỳ ( chế độ ngắn hạn lặp lại), bố trí thêm cầu chì Cc1 để đảm bảo an toàn gặp cố ngắn mạch -Bảo vệ dòng (Bảo vệ dòng điện cực đại ) : Đó tải tạm thời có cố(I > 2,5 Iđm) gây lực điện động lớn làm hỏng thiết bị truyền động tiếp điểm khí phận máy nh bối dây, cổ góp cần đợc bảo vệ Để bảo vệ dòng ta sử dụng aptômát cắt mạch nguồn Vì bảo vệ ngắn mạch ta dùng atômát việc sử dụng aptômát đồng thời có chức bảo vệ chức đóng cắt mạch điện -Bảo vệ cực tiểu bảo vệ điểm không Khi điện áp lới giảm thấp dới trị số cho phép, động hoạt động không ổn định phải cắt mối liên hệ nguồn động Để thực bảo vệ cực tiểu bảo vệ điểm không, ta sử dụng rơ-le điện áp thấp kiểu điện từ cho rơle M nh rơle M vừa có nhiệm vụ điều khiển trình mở máy vừa bảo vệ cực tiểu Khi điện rơle ngừng tác động nên thiết kế thêm rơle bảo vệ không 12 Để bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển ta dùng cầu chì tự chảy CC1 Sau hiệu chỉnh ta có sơ đồ: A B C o At Cc1 Cc1 Cc1 Cc1 Cc2 D M M M Rs c P Rs 11 13 d K 15 K Rs a K 19 P 17 P K 21 P K 27 P L 23 X K 31 33 35 K 41 a X X L L L P V 39 X L 29 b c X 25 P 43 P 45 L 37 V D V Rf V Rf Rf 5.Thuyết minh hoạt động sơ đồ Sơ đồ thực điều khiển chuyển động lên xuống máy khoan Hết hành trình mũi khoan tự động dừng lại đầu hành trình xuống Muốn thực hành trình phải nhấn lại nút mở máy M Hoạt động sơ đồ nh sau: Trớc hết, muốn thực hành trình, ta nhấn nút mở máy M để cấp điện cho cuộn hút rơle M Tiếp điểm M(5-7) đóng lại trì điện áp cấp cho mạch điều khiển chừng điện áp đạt trị số cho phép Do ban đầu bàn máy hành trình thuận, nên tiếp điểm c(7-9) tiếp điểm Rs(7-17) cha đóng, hai rơle trung gian K P cha tác động, tiếp điểm thờng đóng K(7-27) P(27-23) đóng mạch cung cấp điện cho cuộn hút X(25-2), công tắc tơ X tác động đóng tiếp điễm X mạch động lực động đợc đóng điện đa mũi khoan chuyển động 13 xuống, đồng thời tiếp điểm b(7-31) hở mạch Cuộn hút V(37-2) cha đợc cung cấp điện, rơ le V cha tác động, tiếp điểm thờng đóng V mạch rôto đóng mạch, cắt Rf khỏi mạch rôto động cơ, mũi khoan chuyển động xuống với vận tốc V1 Tiếp tục hành trình chuyển động xuống tới B, công tăc hành trình b đóng tiếp điểm b(7-31), cuộn hút V(37-2) đợc cung cấp điện Rơle V tác động đóng tiếp điểm V(7-35) để trì điện áp cho cuộn hút rơle V đồng thời mở tiếp điểm thờng đóng V mạch động lực đa Rf vao mạch rôto đông cơ, động chuyển động với vận tộc V2, công tắc tơ X đợc trì mũi khoan chuyển động xuống với vận tốc V2 Tới C, công tăc hành trình c đóng tiếp điểm c(7-9), rơle P cha tác động nên tiếp điểm thờng đóng P(9-11) đóng cuộn hút K(15-2) đợc cung cấp điện, rơle K tác động đóng tiếp điểm K(7-11) để trì điện áp cho cuộn hút K, mở tiếp điểm thờng đóng K(7-27) làm công tắc tơ X ngừng tác động tiếp điểm X mạch động lực mở trình chuyển động xuống động dừng lại, đồng thời tiếp điểm thờng đóng X(5-29) đóng lại cấp điện cho cuộn hút L(2-29), công tắc tơ L tác động đóng tiếp điểm L mạch động lực động làm động quay theo chiều ngợc lại kéo mũi khoan chuyển động lên đồng thời mở tiếp điểm thờng đóng L(35-37) cuộn hút V(2-37) điện công tắc tơ V ngừng tác động làm tiếp điểm thờng đóng V mạch động lực đóng lại loại Rf ta khỏi mạch rôto, động chuyển động với vận tốc V1 Mũi khoan chuyển động lên với vận tốc V1 Tiếp tục hanh trình tới B, công tăc hành trình b đóng tiếp điểm b(7-31), song tiếp điểm K(31-33) mở nên mũi khoan tiếp tục chuyển động lên với vận tốc V1 Chuyển động lên tới A công tăc hành trình a đóng tiếp điểm a(7-19), cuộn hút P(2-15) đợc cập điện theo đờng (7-a-19-K-17-P-2), rơle P tác động đóng tiếp điểm P(7-17) để trì điện áp cho rơle P tiếp tục tác động, đóng tiếp điểm P(21-33) đồng thời rơle K tác động, tiếp điểm K(7-21) đóng, cuộn hút X(225) đợc cấp điện công tắc tơ X tác động mở tiếp điểm X(7-29) cắt điện cuộn hút L(2-29) công tắc tơ L ngừng tác động tiếp điểm L trện mạch động lực mở chuyển động lên dừng lại đồng thời đóng tiếp điểm X mạch động lực, động quay ngợc lại kéo mui khoan chuyển động xuống Rơ le V không tác động nên mũi khoan chuyển động xuống với vận tốc V1 Chuyển động xuống tới B, công tăc hành trình b đóng tiếp điểm b(5-31) nhng rơle K, P tác động, công tắc tơ V khống tác động nên mũi khoan tiếp tục chuyển động xuống với vận tốc V1 14 Xuống tới C công tăc hành trình c đóng tiếp điểm c(7-39), rơle K, P tác động nên tiếp điểm K(39-41)và P(41-35) đóng, công tắc tơ L không tác động nên tiếp điểm L(35-37) đóng Cuộn hút V(37-2) đợc cấp điện theo đờng:( 7-39-41-35-37-2), công tắc tơ V tác động đóng tiếp điểm V(7-35) để trì điện áp cho công tắc tơ V tiếp tục tác động tiếp điểm c nối mạch Công tắc tơ V tác động tiếp điểm thờng đóng V mạch động lực mở đa Rf tham gia vào mạch rôto động Động chuyển động với vận tốc V2 Đồng thời tiếp điểm K(7-21) P(21-23) đóng nên công tắc tơ X tác động Mũi khoan tiếp tục chuyển động xuống với vận tốc V2 Tới D công tăc hành trình d mở tiếp điểm thờng đóng d(13-15) Tiếp điểm d(13-15) mở, cuộn K không đợc cung cấp điện, rơle K ngừng tác động làm mở tiếp điểm K(7-21) Vì rơle P tiếp tục tác động nên cuộn hút X(252) không đợc cung cấp điện, công tắc tơ X ngừng tác động, tiếp điểm X mạch động lực mở ra, trình chuyển động xuống dừng lại, đồng thời tiếp điểm thờng đóng X(7-29) đóng lại cấp điện cho cuộn hút L(2-29) công tắc tơ L tác động đóng tiếp điểm L mạch động lực, động quay theo chiều ngợc lại kéo mũi khoan chuyển động lên Rơle L tác động, tiếp điểm thờng đóng L(35-37) mở, cuộn hút V(2-37) Không đợc cấp điện, công tắc tơ V ngừng tác động, tiếp điểm V mạch động lực đóng lại loại Rf khỏi mạch rôto động cơ, động chuyển dộng với vận tốc V1, mũi khoan đợc kéo chuyển động lên với vận tốc V1 Tiếp tục hành trình chuyển động lên tới C, công tăc hành trình tác động tiếp điểm c(7-9) đóng lại nhng rơle P tác động lúc tiếp điểm P(9-11) mở cuộn hút K(15-2) không tác động, công tắc tơ X không tác động, công tắc tơ V không tác động , mũi khoan tiếp tục chuyển động lên với vận tốc V1 Lên tới B công tăc hành trình b, đóng tiếp điểm b(5-31) nhng rơle P vẵn tác động, tiếp điểm P(33-35) mở nên cuộn V điện, công tắc tơ V không tác động Động tiếp tục chuyển động lên với vận tốc V1 Tới cuối hành trình a, công tăc hành trình a đóng tiếp điểm a(7-43) lại lúc rơle P tác động, tiếp điểm P(43-45) đóng, cuộn hút D(45-2) đợc cấp điện, rơle D tác động làm tiếp điểm thờng đóng D(3-5) mở cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển Các rơle mạch điều khiển ngừng tác động, tiếp điểm X, L mạch động lực mở cắt nguồn khỏi động hệ thống dừng hoạt động Để tiếp tục chu trình hoạt động ấn nút ấn M hệ thống tiếp tục hoạt động theo hành trình 15 Trờng hợp cần dừng đột xuất mũi khoan làm việc, gặp cố điện hoạt động, mũi khoan vị trí hành trình ấn nút ấn Reset Tiếp điểm Rs(5-7) Rs(7-17) đóng Tiếp điểm Rs(5-7) đóng cấp điện cho cuộn hút M(7-2) rơ le M tác động đóng tiếp điểm M(5-7) trì cấo điện cho mạch điều khiển tác động Tiếp điểm Rs(7-17) đóng, cấp điện cho cuộn hút P(17-2) rơle P tác động, tiếp điểm thờng đóng P(9-11) mở đảm bảo cho trờng hợp mũi khoan qua vị chí C rơle K khồng tác động cuộn hút Xvà cuộn hút V không đợc cung cấp điện Công tắc tơ X không tác động, tiếp điểm thờng đóng X(7-29) đóng cấp điện cho cuộn hút L(5-29), công tắc tơ L tác động đóng tiếp điểm L mạch động lực Rơle V không tác động, tiếp điểm thờng đóng mạch động lực đóng, loại Rf khỏi mạch động lực mũi khoan chuyển động lên với vận tôc V1 đến hết hành trình, tới A công tăc hành trình a đóng tiếp điểm a(7-43), rơle D tác động mở tiếp điểm thờng đóng D(3-5) cắt nguồn cung cấp cho mạch điều khiển, hệ thống dừng lại vị trí dừng ban đầu Khi ặp cố ngắn mạch mạch động lực aptômát cắt nguồn hệ thống dừng hoạt động Khi điện áp thấp dới mức cho phép cuộn hút rơlr M ngừng tác động tiếp điểm M(5-7) mở cắt nguồn cung cấp cho mạch điều khiển hệ thống dừng hoạt động Chơng III Lựa chọn thiết bị Động động chấp hành động không đồng ba pha rôto dây quấn - Công suất động 10 kw - Điện áp định mức 380v - Cos = 0.85 Dòng điện định mức : Iđm = Pđm/(Uđm cos = 10.103/(380.0,85) = 31A - Đối với động công suất nhỏ sử dụng phơng pháp mở máy trực tiếp không cần qua điện trở hạn chế - Khi đảo chiều thực hãm ngợc trực tiếp đảo hai ba pha Phần tử chấp hành 16 Dòng điện định mức Iđm = 31 A Khi mở máy dòng điện Imm < 2,5 Iđm Dòng cực đại mở máy : Imm = 2,5.Iđm =2,5 31 =77.5 (A) Để đóng cắt mạch lực ta chọn công tắc tơ có thông số thoả mãn Dòng điện Loại Imax 100 1500 K503 Iđm Số lợng tiếp điểm Uđm Pch Kích thớc 380 28 80x160x100 Số lợng tiếp điểm Uđm Pch Kích thớc 380 28 80x160x100 Chọn công tắc tơ nh cho công tắc tơ X, L Để đóng cắt mạch rô to ta sử dụng cống tắc tơ có thông số: Dòng điện Loại Imax 100 1500 K502 Iđm Chọn công tắc tơ cho V Phần tử điều khiển Từ dòng cuộn hút công tắc tơ ta chọn đợc rơle trung gian có tiếp điểm thoả mãn a Chọn rơ-le trung gian Rơ-le trung gian có cuộn hút mắc vào điện áp 220V tiếp điểm đóng cắt dòng cấp cho công tắc tơ điều khiển mạch lực Vì ta chọn theo dòng định mức qua cuộn hút công tắc tơ mà điều khiển Chọn loại RH101 có thông số: Số lợng tiếp điểm Thờng đóng Thờng mở 4 Uđm (V) Pch (W) Iđm (A) Kích thớc (mm) 220 10 92 x 128 Sử dụng cho rơle K, P, D b Chọn nút ấn M Rs Chọn theo điện áp dòng điều khiển định mức Dùng loại BU500 LG chế tạo có Số lợng tiếp điểm Thờng đóng Thờng mở 2 17 Uđm (V) Iđm (A) Kích thớc (mm) 220 12 80 x 65 c Chọn công tắc hành trình Chọn công tắc hành trình theo điện áp điều khiển định mức dòng định mức mà đóng cắt Dùng loại KA-500 có thông số: Iđm = 10A Uđm = 220V Iđóng gh =75 A ; Icăt gh = 1,5 A Chọn thiết bị bảo vệ a bảo vệ ngắn mạch tải sử dụng atômát để đóng cắt mạch điện bảo vệ ngắn mạch tải với Iđm=31A Chon aptômát có Iđm= 2,5.1,2.31=93A Chọn áptômát 100AF LG chế tạo, có thống số Loại Kiểu Uđm Số cực Iđm Icắtđm 100AF ABH103a 500 100 1500 kích thớc Rộng Dài Sâu 90 155 64 Khối lợng 1.5 *Cầu chì mạch động lực Cc1 chọn loại cầu chì ống ABB chế tạo có : Uđm = 400V Iđm = 100A b Chọn rơ-le bảo vệ không & cực tiểu.(rơle M) Vì từ mạch điều khiển ta lấy điện áp pha có Uđm=220V, nên chọn loại rơle có giới hạn chỉnh định dới 220V Chọn loại P 60 có thông số sau: Uđm=220V + Giới hạn điều chỉnh: U= 35%ữ55% Uđm + Kích thớc : 85ì43mm *Chọn cầu chì bảo vệ ngắn mạch tải mạch điều khiền Cc2 Chọn loại dây chảy ABB chế tạo, vớ Uđm=230V Iđm=5A Lời cảm ơn 18 Việc hoàn thành đồ án quan trọng sinh viên, giúp cho sinh viên tiếp cận với vấn đề thực tế sau đợc trang bị kiến thức lí thuyết Với việc hoàn thành đồ án giúp em hiểu rõ lí thuyết, đồng thời làm quen với vấn đề thực tế thiết kế hệ điều khiển tự động cho thiết bị, la chọn thiết bị hợp lý cho quy trình công nghệ trình làm đồ án em gặp nhiều khó khăn, đợc hớng dẫn giúp đỡ tận tình thầy em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Cung, thầy mộn Tự Động Hoá XNCN giúp em hoàn thành đồ án Do kiến thức lý thuyết nhu kinh nghiệm nhiều hạn chế, kết nghiên cứu không tránh khỏi nhiều sai sót, kính mong thầy góp ý chỉnh sửa để em tiến Sinh viên thực đồ án Lê Khắc Duẩn Tài liệu tham khảo PGS, Ts Nguyễn Trọng Thuần - điều khiển logic ứng dụng Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Trịnh Đình Đề, Võ Trí An - Điều khiển tự động truyền động điện Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1986 Nguyễn Xuân Phú, Tô Đằng - Sử dụng sửa chữa khí cụ điện hạ áp Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh - điện tử công suất, lý thuyết thiết kế ứng dụng 19 Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Một số thiết bị đợc tra trang web www.rscomponents.com 20 [...]... tới A công tăc hành trình a đóng tiếp điểm a(7-43), rơle D tác động mở tiếp điểm thờng đóng D(3-5) cắt nguồn cung cấp cho mạch điều khiển, hệ thống dừng lại ở vị trí dừng ban đầu Khi ặp sự cố ngắn mạch ở mạch động lực aptômát sẽ lập tức cắt nguồn hệ thống dừng hoạt động Khi điện áp thấp dới mức cho phép cuộn hút rơlr M ngừng tác động tiếp điểm M(5-7) mở cắt nguồn cung cấp cho mạch điều khiển hệ thống. .. thuyết, đồng thời làm quen với các vấn đề thực tế khi thiết kế hệ điều khiển tự động cho một thiết bị, la chọn các thiết bị hợp lý nhất cho một quy trình công nghệ trong quá trình làm đồ án này em đã gặp nhiều khó khăn, đợc sự hớng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy em đã hoàn thành đồ án này Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Cung, cùng các thầy ở bộ mộn Tự Động Hoá XNCN đã giúp em hoàn thành đồ... 3 đến hết trạng thái 7 (khi công tăc hành trình d tác động) Thay F(k)=(cP+K).d Rơle P tác động liên tục từ đầu trạng thái 5 đến hết chu trình hoạt động Thay F(p)=( K+a).p Bổ xung một rơle trung gian (D) để điều khiển dừng hệ thống khi hết một chu kỳ hoạt động với F(D)=P.a Bổ xung một rơle mở máy (M) để điều khiển việc mở máy Bổ xung một nút ấn Reset (Rs) để đa hệ thống trở lại vị trí ban đầu khi gặp... 1500 K502 Iđm Chọn một công tắc tơ này cho V 3 Phần tử điều khiển Từ dòng cuộn hút công tắc tơ ta có thể chọn đợc các rơle trung gian có tiếp điểm thoả mãn a Chọn rơ-le trung gian Rơ-le trung gian có cuộn hút mắc vào điện áp 220V và tiếp điểm của nó đóng cắt dòng cấp cho các công tắc tơ điều khiển mạch lực Vì vậy ta chọn theo dòng định mức qua cuộn hút của các công tắc tơ mà nó điều khiển Chọn loại RH101... thủng các cách điện, cháy động cơ, hỏng các thiết bị điều khiển, gây nguy hiểm cho hệ thống và ngời vận hành Ta cần dùng các thiết bị đóng cắt nhanh để nhanh chóng cắt hệ thống ra khỏi lới điện trớc khi dòng ngắn mạch kịp phá huỷ thiết bị điện Để thực hiện điều này ta dùng aptômát đóng cắt và bảo vệ dòng điện cực đại có nhiệm vụ cắt dòng điện khi dòng lớn hơn dòng cho phép.Vì động cơ kéo mũi khoan chuyển... tốc V1 Tới cuối hành trình về a, công tăc hành trình a đóng tiếp điểm a(7-43) lại cùng lúc đó rơle P vẫn tác động, tiếp điểm P(43-45) đóng, cuộn hút D(45-2) đợc cấp điện, rơle D tác động làm tiếp điểm thờng đóng D(3-5) mở ra cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển Các rơle trong mạch điều khiển ngừng tác động, các tiếp điểm X, L trên mạch động lực mở cắt nguồn khỏi động cơ hệ thống dừng hoạt động Để tiếp tục... gian A, B, C ta thay đổi F(v)=(b.K.P+c.K.P+V).L 5 Bảo vệ hệ thống Với một sơ đồ cấu trúc đơn giản nh trên, mạch chỉ đủ đảm bảo cho việc hệ thống có khả năng làm việc theo yêu cầu công nghệ đã đề ra nhng để đảm bảo an toàn và vận hành tốt mạch điều khiển chúng ta cần phải thiết kế thêm một số phần khác có chức năng đặc biệt 11 Theo yêu cầu của đầu bài là sử dụng động cơ không đồng bộ rôto dây quấn nên... không ổn định phải cắt mối liên hệ giữa nguồn và động cơ Để thực hiện bảo vệ cực tiểu hoặc bảo vệ điểm không, ta sử dụng rơ-le điện áp thấp kiểu điện từ cho rơle M nh vậy rơle M vừa có nhiệm vụ điều khiển quá trình mở máy vừa bảo vệ cực tiểu Khi mất điện các rơle sẽ lập tức ngừng tác động nên không phải thiết kế thêm rơle bảo vệ không 12 Để bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển ta dùng cầu chì tự chảy CC1... điểm Thờng đóng Thờng mở 4 4 Uđm (V) Pch (W) Iđm (A) Kích thớc (mm) 220 10 5 92 x 128 Sử dụng cho các rơle K, P, D b Chọn các nút ấn M và Rs Chọn theo điện áp và dòng điều khiển định mức Dùng loại BU500 do LG chế tạo có Số lợng tiếp điểm Thờng đóng Thờng mở 2 2 17 Uđm (V) Iđm (A) Kích thớc (mm) 220 12 80 x 65 c Chọn các công tắc hành trình Chọn công tắc hành trình theo điện áp điều khiển định mức và dòng... đồ thực hiện điều khiển chuyển động lên xuống của máy khoan Hết một hành trình mũi khoan sẽ tự động dừng lại ở đầu hành trình xuống Muốn thực hiện một hành trình tiếp theo thì phải nhấn lại nút mở máy M Hoạt động của sơ đồ nh sau: Trớc hết, muốn thực hiện một hành trình, ta nhấn nút mở máy M để cấp điện cho cuộn hút của rơle M Tiếp điểm M(5-7) đóng lại duy trì điện áp cấp cho mạch điều khiển chừng nào