Điều khiển đóng mở cửa bằng động cơ sử dụng biến tần mitsubishi và limit switch

ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM
Link full báo cáo bảng vẽ + thuyết trình
/>usp=sharing
 
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
ĐỀ TÀI 72 : ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY
GVHD: LÊ QUANG ĐỨC
SINH VIÊN THỰC HIỆN:

SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 1
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
YÊU CẦU ĐỀ TÀI:
Đề tài 72: Một cầu thang được mở cửa ra và đóng vào bằng động cơ 250W, hãy sử
dụng biến tần và limit switch để điều khiển cửa mở và đóng lại nhẹ nhàng, nhanh
và không va đập vào thành cửa. Sử dụng biến tần Mitsubishi.
GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI:
Do yêu cầu của đề tài là điều khiển cửa đóng mở nhẹ nhàng, không va đập nên
nhóm quyết đinh sẽ sử dụng các thiết bị chính như: động cơ, biến tần, contactor,
CB và 4 limit switch để điều khiển cửa.
Các limit switch 2 và 3 có nhiệm vụ giảm tốc độ khi đứng ở cuối hành
trình, tăng tốc độ động cơ khi đứng ở đầu hành trình. Còn limit switch 1
và 4 tác dụng dừng động cơ êm.
I. CHỌN THIẾT BỊ MÁY SẢN XUẤT,ĐỘNG CƠ:
Trong thực tế, khi chọn động cơ ta nên chon động cơ có công suất lớn
hơn công suất tính toán. Nhóm chọn động cơ ba pha hãng VIHEM có
các thông số sau:
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 2
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
Thông số của động cơ:

• Công suất: 0.37KW
• Điện áp: 220/380V
• Dòng điện: 1.9/1.1A
• Tần số 50Hz
 Puly,hộp số:
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 3
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
II. CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH:
Chọn theo công suất động cơ, chọn biến tần có kí hiệu là: FR-D740-
0.4K của hãng Mitsubishi. Biến tần dòng FR-D740 là dòng biến tần
chuyên dùng cho các ứng dụng như: băng chuyền, máy công cụ, điều
khiển cửa, cổng, …
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 4
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
1. CÁC THIẾT BỊ KHÁC
Các thiết bị này chọn theo hướng dẫn của catalog biến tần.
a. MCCB
Vì theo yêu cầu của biến tần ta chọn MCCB phải theo công suất nguồn cho biến
tần là 1.5 KVA, nên ta chọn MCCB loại NF30-CS loại 5A
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 5
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
b. Contactor
Chọn contactor loại: S-N10
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 6
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
a. Điện trở hãm
Chọn loại FR-ABR-H0.4K
b. Relay trung gian: chọn 6 cái hãng Omron loại MY2 AC 230V.
c. Rơ le nhiệt
Theo catologue của contactor chọn role nhiệt loại: TH-N12KP

SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 7
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012

d. Đèn báopha : chọn loại G-2288-4 của TAIWAN.
.
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 8
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
e. Nút nhấn có mã là PB22 BM 40R: chọn 1nút loại NC và 3 nút
loại NO cho mạch điều khiển.
f. Chọn CB tép cho mạch điều khiển
Chọn loại BH-S M3 loại 5 A của Mitsubishi
g. Chọn tủ điện
Kích thước 800x500x300 mm
h. Chọn cáp
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 9
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
• Cáp động lực
Chọn cáp điện lực hạ thế 3 lõi, cách điện XLPE, vỏ PVC, giáp bảo vệ 1 lớp kin
loại CXV/WA – 0.6/1KV
Cáp điều khiển: (CADIVI)
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 10
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
2. LIMIT SWITCH
Chọn limit switch của hãng OMRON, số hiệu: 653-D4B-3111N.
• Số lượng: 4 cái
• Khối lượng: 960g
• Đầu tác động: cần bánh xe
 GIẢI PHÁP
Với yêu cầu của đề tài là điều khiển việc đóng mở cửa nhẹ nhàng nên nhóm chọn
giải pháp điều khiển cửa bằng ba cấp tốc độ. Ngoài ra còn có sự kết hợp của bốn

limit switch để cho việc điều khiển cửa được chính xác và êm hơn.
1. Giải pháp cho biến tần
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 11
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
Dùng chế độ điều khiển nhiều cấp tốc độ bằng các chân logic input
của biến tần, nhưng ta chỉ quan tâm đến ba cấp thích hợp cho việc điều
khiển cửa kết hợp limit switch đó là: tốc độ 12, 13 và 15.
Để có thể sử dụng 3 cấp tốc độ này để điều khiển cửa thì ta phải đấu
nối biến tần như sau:
Giản đồ xung điều khiển nhiều cấp tốc độ của biến tần:

SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 12
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
Cấp tốc độ
Speed 15
15 Hz
Speed 13
30 Hz
Speed 12
50 Hz
Multi speed selection
RM ON OFF OFF
RL ON ON OFF
REX ON ON ON
RH ON ON ON
III. MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN:
File auto cad kèm theo.
IV. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• Đầu tiên đóng MCCB cấp nguồn cho hệ thống, lúc đó nếu lưới có
điện thì các đèn báo pha sẽ sáng.

• Nhấn START, cuộn dây contactor KM1 có điện, đèn ON sáng, tiếp
điểm phụ thường hở KM1 đóng lại làm nhiệm vụ tự giữ, 3 tiếp
điểm chính thường hở đóng lại cấp nguồn cho biến tần.
• Giả sử ban đầu cửa đang đóng: lúc này thì KA3 và KA4 đang có
điện, nếu ta có nhấn nhầm nút CLOSE cũng không có tác dụng gì
vì tiếp điểm thường đóng KA3 đã hở ra. Ta nhấn nút OPEN, cuộn
dây KA1 có điện, tiếp điễm thường hở 8 -12 đóng lại tự giữ, tiếp
điểm 5 -9 cũng đóng lại, kích cho biến tần điều khiển động cơ quay
thuận.
• Lúc này RH = RM = REX = RL = 1 nên động cơ sẽ nhận tốc độ 15
(min).
• Cửa dịch ch uyển với tốc độ 15 cho đến khi hết tác động vào
LIMIT SWICH 1( KA3), RH = REX = RL =1, RM = 0, động cơ sẽ
nhận tốc độ 13 ( nhanh hơn tốc độ 15) và khi cửa hết tác động vào
LIMIT SWICH 2 ( KA4) thì: RH=REX=1, RL=RM=0  động cơ
nhận tốc độ 12 (max).
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 13
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
• Khi cửa gần mở hết thì nó sẽ đụng vào LIMIT SWICH 3 (KA5),
RH = REX = RL =1, RM = 0, động cơ giảm tốc độ vì lúc này nó sẽ
nhận tốc độ 13.
• Sau đó nó sẽ tiếp tục tác động vào LIMIT SWICH 4( KA6), RH =
RM = REX = RL = 1 động cơ quay với tốc độ 15, đồng thời tiếp
điểm thường đóng KA6 cũng mở ra cuộn dây KA1 mất điện,
chân STF = 0 nên động cơ sẽ chạy theo quán tính một đoạn nhỏ
nữa rồi dừng lại.
• Quá trình sẽ hoạt động tương tự nếu ta tiếp tục nhấn CLOSE, động
cơ sẽ quay chiều ngược lại với tốc độ 15 13121315.
• Nhấn STOP, cuộn dây KM1 mất điện, các tiếp điễm thường hở
KM1 hở ra ngắt điện toàn bộ hệ thống, đèn ON tắt.

• Để giải quyết trường hợp khi đang đóng cửa thì cửa bị kẹt không
đóng được thì sẽ mở cửa ra, nhóm sử dụng chức năng quá dòng
của biến tần để điều khiển role trạng thái của biến tần. Khi bị kẹt
cửa thì dòng qua động cơ sẽ tăng lên, đến mức ta cài đặt thì biến
tần sẽ báo lỗi, đồng thời các tiếp điểm role A-C đóng lại, B-C hở
ra. Ta sẽ sử dụng đặc điễm đóng mở của 2 Role này để điều khiển
động cơ. Với:
Role B-C: dùng để ngắt nguồn cho cuộn dây KA2( điều khiển việc
đóng cửa).
Role A-C: dùng để cấp nguồn cho cuộn dây KA1 ( điều khiển
việc mở cửa).
V. CÀI ĐẶT
1. Cài đặt cơ bản
Pr.1 50Hz tần số max xuất ra
Pr.2 5Hz tần số min xuất ra
Pr.7 3s thời gian khởi động , chạy thử khởi động sao cho
dòng điện tăng không quá 1,2 lần dòng định mức
Pr.8 3s thời gian tắt động cơ, ta thử cho động cơ dừng
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 14
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
nhanh êm.
Pr.9 1.2A dòng điện bảo vệ quá nhiệt của motor
Pr.13 5Hz tần số bắt đầu cho động cơ
Pr.18 50Hz tần số khi động cơ ở tốc độ cao
Pr.30 0 hàm hãm tái sinh
Pr.57 9999 tắt chế độ automatic restart
Pr.72 15KHz tần số băm
Pr.78 0 chọn 2 chế độ chạy thuận, chạy nghịch
Pr.80 0.4KW công suất motor
Pr.82 1.1A dòng motor

Pr.83 380V điện áp motor
Pr.84 50Hz tần số motor
Pr.94 điện trở motor, ta không cần cài vì bật chế độ auto
tuning thì biến tần sẽ tự cài vào.
Pr.96 11 bật chế độ điều khiển vecto, chế độ auto tuning cũng sẽ
tự kích hoạt .
Pr.251 1 bảo vệ ngõ ra (U, V, W) mất pha (khi mất pha biến tần sẽ
tự động trip)
Pr.261 0 khi nguồn thấp áp thì biến tần ngắt điện và không tự
khởi động lại
Pr.872 1 bảo vệ ngõ vào ( R/L1, S/L2, T/L3) mất pha (khi mất pha
biến tần sẽ tự động trip)
2. Cài đặt giải pháp
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 15
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
Pr.150 140% là giá trị lớn hơn dòng định mức Pr.9
Pr.151 2s cho phép giá trị lớn hơn dòng định mức 140% là 2s
Pr.192 12 kích hoạt relay output khi Pr.150 và Pr.151 thỏa
mãn.
Pr.236 50Hz tốc độ 12
Pr.237 30Hz tốc độ 13
Pr.239 15Hz tốc độ 15
VI. BẢN VẼ: ( file autocad)
VII. BẢNG BÁO GIÁ:
Tên sản phẩm Xuất xứ Ký hiệu Số
lượng
Đơn
giá ($)
Thành
tiền($)

Động cơ wansin 1 82 82
Biến tần Mitsubishi FR-D740-0.4K 1 475 475
Limitswitch Omron 653-D4B-3111N. 4 50 200
MCCB Mitsubishi NF30-CS 1 18 18
Contactor Mitsubishi S-N10 1 15 15
Tủ điện Việt Nam 1 20 20
Điện trở hãm Mitsubishi FR-ABR-H0.4K 1 52 52
Relay trung gian Omron MY2 AC 220V 6 3.5 21
Rơle nhiệt Mitsubishi TH-N12KP 1 14 14
Đèn báo Taiwan G-2288-4 7 2.5 17.5
Cầu chì Việt Nam 5
Công tắc
chuyển mạch V
Omega AS(F2) 1 6 6
Công tắc
chuyển mạch A
Omega VS(F2) 1 8 8
Đồng hồ chuyển
mạch V
Omega BE-96 1 9 9
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 16
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA THANG MÁY 2012
Đồng hồ chuyển
mạch A
Omega BE-97 1 8 8
Nút nhấn Taiwan G-0564-4 4 7 28
CT 250/5A 3 20 60
Tổng
SVTH: PHẠM MINH VƯƠNG DC08 Page 17