Bài Tập Lớn Tự động hóa hệ thống tời kéo Than trong các mỏ Than sử dụng S7-200 và Modul Analog EM 235 CÓ CHƯƠNG TRÌNH

38 7 0
  • Loading ...
1/38 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 26/11/2018, 11:27

Trong nền công nghiệp ngày nay Tự động hóa đóng vai trò vô cùng quan trọng. Ngành Tự động hóa cùng với sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển đã và đang đạt được nhiều tiến bộ mới. Tự đông hóa giúp nâng cao năng suất, chất lượng hạ giá thành sản phẩm, giảm thiểu sức lao động của con người nhất là trong những môi trường khắc nghiệt, độc hại. Đồng thời còn giúp hệ thống vận hành liên tục và chính xác. Chính vì vậy mà ngày nay dây chuyền sản xuất tự động hóa được ứng dụng ở hầu hết trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy xí nghiệp. Trên cơ sở những kiến thức được trang bị trên ghế nhà trường, dựa vào những tính năng ưu việt của PLC và biến tần. Em xin được lựa chọn đề tài “Tự động hóa hệ thống tời kéo than trong các mỏ than” . LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, người với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến giới, ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu ngày cao Tự động hóa trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Tự động hóa đáp ứng đòi hỏi khơng ngừng ngành, lĩnh vực khác nhu cầu thiết yếu người sống hàng ngày Một sản phẩm tiên tiến PLC Ứng dụng quan trọng ngành cơng nghệ tự động hóa việc điều khiển, giá sát hệ thống với thiết bị điều khiển từ xa tinh vi đạt suất, kinh tế thật cao Xuất phát từ ứng dụng đó, chúng em xin phép thiết kế mạch ứng dụng PLC, biến tần “Tự động hóa hệ thống tời kéo Than mỏ Than” Đầu tiên em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô giáo khoa điện, bạn lớp Tự Động Hóa 3-k10 đặc biệt giảng viên Tống Thị Lý - giảng viên khoa điện trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI người trực tiếp giảng dạy cho em kiến thức để hoàn thành tập lớn mơn học Mong góp ý để em hoàn thành tập lớn tốt sau Em xin chân thành cảm ơn ! TĐH3-k10 Page Nhận xét giáo viên: TĐH3-k10 Page CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Mục đích đề tài 1.1.1 Mục đích chọn đề tài Trong công nghiệp ngày Tự động hóa đóng vai trò vơ quan trọng Ngành Tự động hóa với phát triển ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển đạt nhiều tiến Tự đơng hóa giúp nâng cao suất, chất lượng hạ giá thành sản phẩm, giảm thiểu sức lao động người môi trường khắc nghiệt, độc hại Đồng thời giúp hệ thống vận hành liên tục xác Chính mà ngày dây chuyền sản xuất tự động hóa ứng dụng hầu hết dây chuyền sản xuất nhà máy xí nghiệp Trên sở kiến thức trang bị ghế nhà trường, dựa vào tính ưu việt PLC biến tần Em xin lựa chọn đề tài “Tự động hóa hệ thống tời kéo than mỏ than” 1.1.2 Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài tìm hiểu ứng dụng PLc biến tần vào thực tế, tìm hiểu vể hệ thống tời kéo than mỏ than Điều khiển tự động trình tời kéo than 1.1.3 Giới hạn nghiên cứu đề tài Do kiến thức, thời gian, kinh nghiệm thực tế hạn chế nên đề tài thực dạng thiết kế hình nhỏ q trình tờ kéo than hầm mỏ TĐH3-k10 Page 1.1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Điều khiển tự động xu phát triển tất yếu lĩnh vực công nghiệp sinh hoạt ưu điểm vượt trội Ở hệ thống điều khiển tự động có quy vừa lớn PLC sử dụng làm thiết bị điều khiển cho toàn hệ thống Kết hợp xây dựng hệ thống điều khiển tự động với thiết bị điện tử cơng suất có ý nghĩa khoa học lớn việc xây dựng hệ thống tự động hoàn chỉnh chức lẫn hiệu kinh tế Đề tài “Tự động hóa hệ thống tời kéo than mỏ than” xây dựng hình kết hợp PLC với biến tần để điều khiển tốc độ động cách tối ưu TĐH3-k10 Page Chương 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG TỜI KÉO JM10 CHỞ VẬT LIỆU Hình 1.1 : hình máy tời JM10 TĐH3-k10 Page 2.1 Sơ đồ công nghệ 1.1.1 Sơ đồ công nghệ tời kéo đơn giản Hình 1.2 : Sơ đồ ngun lý tời - Giải thích sơ đồ 1- Gng 2- Cáp 3- Puli dẫn hướng 4- Giếng tời trục 5- Tang 6- Đường ray 7- Tháp giếng 8- Nhà trục TĐH3-k10 Page 2.1.2 Nguyên lý tời trục giếng nghiêng Khi máy làm việc động momen xốy qua hộp giảm tốc đến tang quay, dây cáp quấn vào tang kéo gng có tải từ đáy giếng lên Khi gng có tải đến vị trí đỡ tải miệng giếng máy hãm lại , miệng giếng gng có tải cơng nhân vận hành tháo khỏi móc cáp gng có tải đước đưa tới nơi tập kết , gng khơng tải móc vào cáp nối tời trục Sau đổi goòng tang quay theo chiều ngược lại nhờ động đổi chiều quay làm việc theo chu kỳ 2.1.3 Sơ đồ hộp giảm tốc tời Hình 1.3 : Sơ đồ hộp giảm tốc tời JM10 - Giải thích sơ đồ 1- Tang quấn cáp 2- Hộp giảm tốc 3- Động TĐH3-k10 Page 2.2 Yêu cầu công nghệ - Hệ thống tời JM10 sử dụng động không đồng pha rơ to lồng sóc điều chỉnh tốc độ phương pháp loại cấp điện trở phụ , nên để giảm dòng khởi - động trình khởi dộng , đề phòng cháy , hỏng hóc động cơ, rung giật Khóa ngắt nâng hạ tránh cho goòng vượt trượt khỏi đường ray CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.1 Lựa chọn thiết bị 3.1.1 Lựa chọn biến tần  Thông số động - Mã hiệu : JM10 - Đường kính cáp lớn : 28 mm - Đường kính tang quấn cáp : 515 mm - Lực kéo cáp : 100 KN - Chiều dài cáp : 150 – 300 (m) - Tốc độ : 15 m/ph - Động : YZR200L-6 - Công suất : 22 KW - Số pha : pha - Tần số : 50 Hz - Điện áp định mức : 380V - Trọng lượng : 3200 KG Dựa vào thông số động e lựa chọn loại biến tần Inverter ABB ACS55001-045A-4 cho việc điều khiển động TĐH3-k10 Page Hình 3.1 : Biến tần ABB- ACS550 - Hãng sản xuất: ABB Loại biến tần: ACS 550 Công suất: 22 kW ( 30 Hp) Tần số: 50 Hz Phạm vi điều chỉnh: 0-500 Hz Nguồn cấp: pha 380-480 V Ngõ ra: pha 380V - Cỡ vỏ: R3 Đặc điểm: - Dùng điều khiển tốc độ động không đồng Pha 0.75…355 kW - IP21, IP54 (tuỳ chọn); Tần số ra: 0-500 Hz; Hệ số công suất 0.98 - Tích hợp sẵn: Bộ lọc EMC, Bộ điều khiển phanh hãm (tới 11kW), Bo mạch phủ TĐH3-k10 Page (Coated boards) - đầu vào số (DI), đầu vào tương tự (AI); đầu rơ le (NO+NC); đầu tương tự (AO) - Tích hợp sẵn hai mạch vòng PID độc lập - Tích hợp sẵn cổng giao tiếp RS485 / Modbus; Các đun giao tiếp mạng khác (tuỳ chọn) - Các chức hỗ trợ khởi động, hỗ trợ bảo trì 3.1.1.1 Cài đặt cho biến tần ABB-ACS 550 - Dựa vào việc khởi động điều chỉnh tốc độ tời biến tần ta có bảng cài đặt sau: Tên tham số 9901 9902 9905 9907 9909 1001 Giá trị 1= ABB STANDARD tả Cài đặt ngôn ngữ tiếng anh Macro tiêu chuẩn cho 380 ứng dụng tốc độ không đổi Điện áp định mức 50 động Tần số định mức động 22 Công suất định mức 2=DI1,2 động Xác định nguồn điều khiển cho EXT1 Khởi động dừng DI1, 1002 0=NOT SEL đảo chiều quay DI2 Xác định nguồn điều khiển cho EXT2 không khởi động dừng theo nguồn 1003 3= REQUEST TĐH3-k10 Page 10 EXT1 Cho phép đảo chiều quay Hình 1.4: CPU PLC S7-200 - CPU cấp nguồn 220VAC.Tích hợp 14 ngõ vào số (mức 24Vdc, mức 0Vdc) 10 ngõ dạng relay 3.2.2 Giới thiệu module Analog PLC S7-200modul mở rộng sau: • • • EM 231: gồm có ngõ vào analog EM 232:gơm có ngõ vào analog EM 235: gồm có ngõ vào ngõ analog a Đặc tính chung Trở kháng vào input >= 10MΩ Bộ lọc đầu vào input –3Db tới 3.1Khz Điện áp cực đại cung cấp cho module: 30VDC Dòng điện cực đại cung cấp cho module: 32mA Có Led báo trạng thái Có núm chỉnh OFFSET chỉnh độ lợi (GAIN) b Đầu vào • Phạm vi áp ngõ vào: +/- 10V • Phạm vi dòng điện ngõ ra: -> 20mA • • • • • • TĐH3-k10 Page 24 • • • • •   • • •   •   •   Các chuyển đổi ADC, DAC (12 bit) Thời gian chuyển đổi analog sang digital : 20mA Độ phân giải: Điện áp: 12 bit Dòng điện: 11 bit Kiểu liệu ngõ ra: Kiểu không dấu (đơn cực) tầm từ đến 32000 Kiểu có dấu ( đa cực) tầm từ -32000 đến 32000 Thời gian gửi liệu đi: Điện áp: 100us Dòng điện: 2ms TĐH3-k10 Page 25 Hình 1.5: Sơ đồ kết nối với thiết bị ngoại vi, sử dụng theo dạng áp dòng Có contact (switch) để lựa chọn phạm vi ngõ vào ( contact vị trí ON OFF) Contact lựa chọn cực tính áp ngõ vào: ON đối cới áp đơn cực, OFF với áp lưỡng cực, contact 2,3,4,5,6 chọn phạm vi điện áp Các bước chỉnh đầu vào: Tắt nguồn Modul, chọn tầm ngõ vào thích hợp Cấp nguồn cho CPU Modul Để cho modul ổn định vòng 15 phút Sử dụng máy phát tín hiệu, nguồn áp nguồn dòng đặt tín hiệu có giá trị tới đầu nối ngõ vào Đọc giá trị thu cho CPU kênh ngõ vào thích hợp Điều chỉnh OFFSET máy đo điện 0, giá trị liệu dạng số mong muốn Kết nối giá trị toàn thang tới đầu nối ngõ vào Đọc liệu thu cho CPU Điều chỉnh GAIN máy đo điện 32000, giá trị liệu dạng số mong muốn Lặp lại chỉnh định OFFSET GAIN theo yêu cầu TĐH3-k10 Page 26 Hình 1.6: Switch chỉnh chọn điện áp dòng ngõ vào modul EM235 Bảng 1.4: Bảng chọn dải điện áp dòng điện đầu vào Dải khơng đối xứng Dải đầu vào Độ phan giải SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON – 50 mV 12.5 uV OFF ON OFF ON OFF ON – 100 mV 25 uV ON OFF OFF OFF ON ON – 500 mV 125 uV OFF ON OFF OFF ON ON 0–1V 250 uV ON OFF OFF OFF OFF ON 0–5V 1.25 mV ON OFF OFF OFF OFF ON – 20 mA uA OFF ON OFF OFF OFF ON – 10 V 2.5 mV Dải đầu vào Độ phân giải Dải đối xứng SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF OFF ± 25 mV 12.5 uV OFF ON OFF ON OFF OFF ± 50 mV 25 uV OFF OFF ON ON OFF OFF ± 100 mV 50 uV ON OFF OFF OFF ON OFF ± 250 mV 125 uV OFF ON OFF OFF ON OFF ± 500 mV 250 uV OFF OFF ON OFF ON OFF ± 1V 500 uV ON OFF OFF OFF OFF OFF ± 2.5 V 1.25 mV TĐH3-k10 Page 27 OFF ON OFF OFF OFF OFF ±5V 2.5 mV OFF OFF ON OFF OFF OFF ± 10 V mV Sơ đồ khối ngõ vào EM 235 : Hình 1.7: Sơ đồ khối ngõ vào modul analog EM235 Tín hiệu tương tự đưa vào đầu vào A+, A-,B+,B-,C+,C- sau qua lọc nhiễu, qua đệm, suy giảm, khuếch đại đưa đến khối chuyển đổi ADC, chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiếu số 12 bit, 12 bit liệu đặt bên word ngõ vào analog CPU sau: Dữ liệu đầu vào: - Kí hiệu vùng nhớ : AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2…) Định dạng: + Đối với dải tín hiệu đo khơng đối xứng (ví dụ 0-10V,0-20mA): MSB LSB 15 14 Dữ liệu 12 bit TĐH3-k10 Page 28 0 Modul Analog Input S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào (áp, dòng) ÷ thành giá trị số từ 32000 + Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ ± 10V, ± 10mA,): MSB 15 LSB Dữ liệu 12 bit 0 0 Modul Analog Input S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào áp, dòng) ÷ thành giá trị số từ -32000 32000 Sơ đồ khối ngõ EM 235: Hình 1.8: Sơ đồ khối ngõ modul analog EM 235 Dữ liệu đầu ra: - Kí hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2…) Định dạng liệu + Đối với dải tín hiệu đo khơng đối xứng (ví dụ 0-10V,4-20mA): MSB LSB TĐH3-k10 Page 29 15 14 Dữ liệu 11 bit 0 0 ÷ Modul Analog output S7-200 chuyển đổi số 32000 thành tín ÷ hiệu điện áp đầu 10V + Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ Analog output S7-200 khơng hỗ trợ ± 10V, ± 10mA,): Kiểu module MSB LSB 15 Dữ liệu 12 bit 0 0 12 bit liệu trước vào chuyển đổi DAC canh trái word liệu ngõ Bit MSB bit dấu: diễn tả giá trị từ liệu dương bit thấp có giá trị loại bỏ trước liệu đưa vào chuyển đổi DAC, bit không ảnh hưởng đến giá trị ngõ Các ý đặt ngõ vào analog      Chắc chăn nguồn 24VDC cung cấp không bị nhiễu ổn định Xác định Modul Dùng dây cảm biến ngắn Sử dụng dây bọc giáp cho cảm biến dây dùng cho cảm biến Tránh đặt dây tín hiệu song song với dây có lượng cao Nếu hai dây bắt buộc phải gặp bắt chéo chúng góc bên phải 3.3 Thiết kế sơ đồ điều khiển 3.3.1 Sơ đồ mạch lực động biến tần TĐH3-k10 Page 30 Hình 3.6 : sơ đồ mạch lực động biến tần TĐH3-k10 Page 31 Hình 2.6 Sơ đồ đấu dây CPU PLC S7 200 TĐH3-k10 Page 32 TĐH3-k10 Page 33 Hình 2.7 Kết nối dây module analog EM235 Chương : XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 4.1 Q trình : TĐH3-k10 Page 34 • • Chức vận hành tời chế độ tự động chương trình chọn Đầu tiên kiểm tra xem tời hay Nếu báo tời sai báo tờiTời vị trí : • • Lúc cảm biến tác động báo tời vị trí đèn Kiểm tra xem có tín hiệu khởi động chưa, chưa kết thúc chương trình tự động Nếu có cấp điện cho phanh điện để phanh mở biến tần khởi động thuận động cơ, sau khoảng 30-40s đơng chạy tần số ổn định 50Hz • Khi gặp cảm biến tiến hành giảm dần tần số động sau thời gian tính tốn , sau gặp cảm biến ngắt điện phanh đồng thời reset tín hiệu điều khiển biến tần Động dừng lại , lúc tời vị trí  Tời vị trí dưới: • • Tương tự cảm biến tác động đèn báo vị trí Q trình khởi động tương tự vị trí , khởi động nghịch động 4.2 Sơ đồ khối : Khối điều khiển START/ STOP Hiện thị tần số , tốc độ PC TĐH3-k10 Page 35 Cảm Biến Quang PLC S7-200 Biên tần Khối hiển thị cảnh báo Modul Analog EM 235 Hình Sơ đồ khố máy tời kéo than 4.3 lưu đồ thuật tốn chương trình : TĐH3-k10 Page 36 Động Cơ Hình Lưu đồ thuật tốn máy tời kéo than TĐH3-k10 Page 37 MỤC LỤC TĐH3-k10 Page 38 ... tế Đề tài Tự động hóa hệ thống tời kéo than mỏ than xây dựng mơ hình kết hợp PLC với biến tần để điều khiển tốc độ động cách tối ưu TĐH3-k10 Page Chương 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG TỜI KÉO JM10 CHỞ... vừa lớn PLC sử dụng làm thiết bị điều khiển cho toàn hệ thống Kết hợp xây dựng hệ thống điều khiển tự động với thiết bị điện tử cơng suất có ý nghĩa khoa học lớn việc xây dựng hệ thống tự động. .. trường, dựa vào tính ưu việt PLC biến tần Em xin lựa chọn đề tài Tự động hóa hệ thống tời kéo than mỏ than 1.1.2 Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài tìm hiểu ứng dụng PLc biến tần vào thực tế,
- Xem thêm -

Xem thêm: Bài Tập Lớn Tự động hóa hệ thống tời kéo Than trong các mỏ Than sử dụng S7-200 và Modul Analog EM 235 CÓ CHƯƠNG TRÌNH, Bài Tập Lớn Tự động hóa hệ thống tời kéo Than trong các mỏ Than sử dụng S7-200 và Modul Analog EM 235 CÓ CHƯƠNG TRÌNH, Chương 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG TỜI KÉO JM10 CHỞ VẬT LIỆU, CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG, 1 Lựa chọn thiết bị., a. Giới thiệu về PLC, b. Giới thiệu về PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY, Chương 4 : XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay