Báo cáo thực tập tốt nghiệp thiết bị hệ thống điện dân dụng

Đ
Đ
Ạ
Ạ
I
I


H
H
Ọ
Ọ
C
C


Q
Q
U
U
Ố
Ố
C
C


G
G
I

I
A
A


T
T
P
P
.
.
H
H
C
C
M
M


T
T
R
R
Ư
Ư
Ờ
Ờ
N
N
G

G


Đ
Đ
Ạ
Ạ
I
I


H
H
Ọ
Ọ
C
C


B
B
Á
Á
C
C
H
H


K

K
H
H
O
O
A
A


K
K
H
H
O
O
A
A


Đ
Đ
I
I
Ệ
Ệ
N
N


-

-


Đ
Đ
I
I
Ệ
Ệ
N
N


T
T
Ử
Ử


N
N
ă
ă
m
m


h
h
ọ

ọ
c
c


2
2
0
0
0
0
9
9
-
-
2
2
0
0
1
1
0
0






B
B
Á
Á
O
O


C
C
Á
Á

O
O


T
T
H
H
Ự
Ự
C
C


T
T
Ậ
Ậ
P
P


T
T
Ố
Ố
T
T

N
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P






BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN


SVTH : Nguyễn Anh Chương
MSSV : 40500303
SVTH : NHÓM 5, TỔ 2
GVHD: Thầy Phan Quang Ấn
Thầy Nguyễn Quang Nam
BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang2

Mục Lục:


Bài 1: ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH PHÂN LOẠI VÀ ĐẾM SẢN PHẨM 4
1. Giá trị T1, T2, C1 và C2. 4
2. Sơ đồ nối dây PLC. 4
3. Lưu đồ thuật giải của chương trình. 5
4. Chương trình LADDER 6
5. Giải thích hoạt động của chương trình theo từng network. 9
Bài 2: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA DÙNG BỘ BIẾN TẦN 10
1. Tính các giá trị F1, F2, F3, F4 10
2. So sánh phương pháp điều khiển: 10
3. Điều khiển tốc độ động cơ 4 tần số cố định F1, F2, F3 và F4 (Hz) và có thể đảo chiều. 10
4. Sơ lược về phương pháp điều khiển vòng kín dùng PID. 12
Bài 3: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA DÙNG BỘ BIẾN TẦN VÀ PLC S7-
200 16
1. Tính các giá trị N1, N2, N3, N4 16
2. Sự khác nhau giữa các chế độ dừng OFF2, OFF3 và RUN (khi chuyển từ trạng thái ON sang
trạng thái OFF). 16
3. Viết chương trình điều khiển động cơ 3 tốc độ (N2%, N3% và N4%) 16
a. Chương trình Ladder. 17
b. Số tín hiệu vào và ra cần liên kết với PLC: 19
c. Kết nối với biến tần. 19
d. Các thông số cần thiết lập cho biến tần. 20
e. Giải thích hoạt động của chương trình. 20
Bài 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA DÙNG BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM
SIKOSTART VÀ PLC S7-200 21
1. Sử dụng Sikostart vận hành động cơ trong các chế độ khởi động mềm và dừng mềm. 21
a. Sơ đồ nối dây mạch điều khiển và mạch động lực cho Sikostart điều khiển động cơ: 21
b. Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển. Nhận xét các hiệu ứng và
ứng dụng khi dùng Sikostart. 22
2. Sử dụng Sikostart khởi động mềm động cơ và bypass 23
a. Sơ đồ nối dây mạch điều khiển và mạch động lực cho Sikostart điều khiển động cơ 23

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang3

b. Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển. Nhận xét các hiệu ứng và
ứng dụng khi dùng Sikostart. 24
3. Sử dụng PLC S7-200 và Sikostart khởi động mềm cho động cơ ( một động cơ) 24
a. Thông số cài đặt cho Sikostart: giống phần 2 24
b. Sơ đồ nối dây mạch điều khiển kết nối PLC với Sikostart và các contactor 24

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang4

Bài 1: ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH PHÂN LOẠI VÀ
ĐẾM SẢN PHẨM

1. Giá trị T1, T2, C1 và C2.
Với abc là 3 chữ số tận cùng của MSSV : abc = 303
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
5 + 3 + 0 + 3
T1 = phaàn nguyeân cuûa = 3
3

10 + 3 + 0 + 3
T2 = phaàn nguyeân cuûa = 4
4
10 + 3 + 0 + 3
C1 = phaàn nguyeân cuûa = 8
2
10 + 3 + 0 + 3
C2 = phaàn nguyeân cuûa = 4
4

2. Sơ đồ nối dây PLC.


BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang5


3. Lưu đồ thuật giải của chương trình.
Y
Khởi động
băng chuyền
(M=1)
Chờ T1 giây
Cho sản phẩm vào
(EN=1)
SP vừa?
PP dài?
SP +=1
SP vừa +=1
(RS=0, RL=0)
PP dài +=1 PP ngắn +=1

SP=10? Y
Báo đầy (Full =1)
Ngừng (EN=0)
Reset SP=0
SP+=1
(RS=0, RL=0)
PP<=4?
PP+=1
PP<=4?
N
Y N
PP ngắn +=1
(RS=1, RL=0)
PP dài +=1
(RL=1, RS=0)
Y Y
N N
N
Delay T2 giây
Full=0
EN=0


BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang6

4. Chương trình LADDER

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang7



BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang8




BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang9



5. Giải thích hoạt động của chương trình theo từng network.

Network1: Nhấn nút Start (I0.0) cuộn dây Q0.0 có điện do Q0.4 là đèn báo Full chưa có điện. nhờ
tiếp điểm tự giữ mà Q0.0 luôn giữ được trạng thái ON.
Network2 & 3: Q0.0 cấp điện cho timer37. Sau khoảng thời gian delay là 4 giây, thời gian băng
chuyền ổn định, thì Q0.1 có điện để cho phép sản phẩm vào băng chuyền.
Network 4 & 5: Tổ hợp 3 cảm biến cho phép nhận diện sản phẩm vừa và lưu trạng thái vào biến
tạm M0.0. Phế phẩm dài được lưu vào biến M0.1, còn phế phẩm ngắn được nhận biết và lưu vào
M0.2
Network 6: số sản phẩm loại dài được đếm bởi Counter 1.
Network 7: số sản phẩm loại ngắn được lưu vào Counter 2.
Network 8: Counter 0 lưu lại tổng số sản phẩm loại dài và loại ngắn.
Network 9: Gạt sản phẩm vào thùng khi gặp sản phẩm vừa, hoặc khi gặp phế phẩm còn cho phép
(còn ít hơn 4 phế phẩm).
Network 10: Dùng Counter 3 để đếm số để đếm số sản phẩm đi vào Két.
Network 11&12: khi phế phẩm thứ 4 đi vào két. Phế phẩm thứ năm sẽ được gạt ra. Gặp phế phẩm
dài sẽ làm RL=1, RS=0. Gặp phế phẩm ngắn sẽ gạt qua bên sản phẩm ngắn (RL=0, RS=1).

Network 13: khi sản phẩm vào Két đủ 10. Sẽ bật đèn báo Full và ngừng đưa sản phẩm vào (theo
Network 3).
Network 14: sau đi đủ 10 sản phẩm, sản phẩm ngừng một thời gian là 3 giây. Sau đó tiếp tục chu
kỳ mới.

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang10

Bài 2: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
BA PHA DÙNG BỘ BIẾN TẦN

1. Tính các giá trị F1, F2, F3, F4

⎛⎞
+
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
+
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
+
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
+
⎜⎟
⎝⎠
3 + 0 + 3
F1 = phaàn nguyeân cuûa 15 = 16

4
3 + 0 + 3
F2 = phaàn nguyeân cuûa 20 = 21
4
3 + 0 + 3
F3 = phaàn nguyeân cuûa 25 = 26
4
3 + 0 + 3
F4 = phaàn nguyeân cuûa 30 = 31
4

2. So sánh phương pháp điều khiển:
Phương pháp điều khiển số và Phương pháp điều khiển tương tự:
Đáp ứng tốc độ động cơ đều nhanh như nhau. điều khiển số chỉ cho tối đa
8 tốc độ khác nhau, trong khi điều khiển tương tự có thể điều chỉnh mọi tốc
độ trong tầm cho phép.

Phương pháp điều khiển vòng kín và vòng hở:
Điều khiển vòng hở có tốc độ trong khoảng cho phép và độ chính xác này
phụ thuộc vào tốc độ trượt, tức phụ thuộc vào đặc tính tải. Ưu điểm là
không cần dùng cảm biến tốc tộ.
Điều khiển vòng kín đáp ứng tốc độ động cơ sẽ nhanh chóng đạt đến giá
trị đặt với sai số thấp. tuy nhiên phải cần bộ phận hồi tiếp tốc độ
(Tachometer hoặc Encoder)

3. Điều khiển tốc độ động cơ 4 tần số cố định F1, F2, F3 và F4 (Hz) và có thể đảo
chiều.

Thông số biến tần cần thiết (cài đặt theo tuần tự sau):

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang11



Thông
số
Giá trị Ý nghĩa
P944 1 Reset bộ biến tần về thông số mặc định.
P009 3 Cho phép truy cập tất cả các thông số.
P002 5.0 Thời gian tăng tốc 5s.
P003 10.0 Thời gian giảm tốc 10s.
P006 2 Chế độ dùng tần số cố định qua 3 đầu vào DIN3,4,5
P007 0 Cho phép điều khiển biến tần qua các ngõ vào số.
P013 30.00 Tần số cho phép cực đại là 30Hz.
P041 16.00 Tần số cố định thứ 1 là 16Hz.
P042 21.00 Tần số cố định thứ 2 là 21Hz.
P043 26.00 Tần số cố định thứ 3 là 26Hz.
P044 31.00 Tần số cố định thứ 4 là 31Hz.
P045 0 Không đảo chiều quay nhóm 1 (4 tần số cố định trên).
P051 1 Quay theo chiều thuận RUN RIGHT.
P052 2 Quay theo chiều nghịch RUN LEFT.
P053 17 Bit điều khiển cao (DIN3).
P054 17 Bit điều khiển giữa (DIN4).
P055 17 Bit điều khiển thấp (DIN5).
P356 4 Cho phép DIN6 OFF2.


các Bit điều khiển
DIN3 (P053) DIN4 (P054) DIN5 (P055)
FF1 (P041) tần số cố định 1 1 0 0

FF2 (P042) tần số cố định 2 1 0 1
FF3 (P043) tần số cố định 3 1 1 0
FF4 (P044) tần số cố định 4 1 1 1


BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang12

Sơ đồ nối dây của Biến Tần:






Cách nối:
nối chân P15+ với:
DIN1 : Động cơ quay theo chiều thuận.
DIN2 : Động cơ quay theo chiều nghịch.
DIN3,DIN4,DIN5 : tổ hợp điều khiển tốc độ động cơ theo tần số cố định như
bảng trên.

4. Sơ lược về phương pháp điều khiển vòng kín dùng PID.
Với tham số đặt là r(t), đáp ứng của hệ thống được điều khiển là c(t). thì hàm
truyền điển hình dưới đây sử dụng phương pháp điều khiển PID.
BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang13




Khâu khuếch đại tỉ lệ Kp (Proportional gain):

Khi Kp tăng
Sai số xác lập giảm
Vọt lố tăng
Thời gian lên nhanh

Khâu tích phân tỉ lệ Ki (Integral gain):
Khi Ki tăng
Sai lệch tĩnh giảm
Đáp ứng chậm

Khâu vi phân tỉ lệ Kd (Derivative gain):
Khi Kd tăng
Vọt lố giảm
Đáp ứng nhanh
Bớt nhấp nhô (dao động)


BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang14

Sơ đồ đấu dây.



Các thông số cần thiết lập.

Thông số Giá trị Ý nghĩa
P944 1 Reset bộ biến tần về thông số mặc định.
P009 3 Cho phép truy cập tất cả các thông số.
P002 10.0 Thời gian tăng tốc 10s.
P003 10.0 Thời gian giảm tốc 10s.

P006 1 Chế độ dùng ngõ vào tương tự.
P007 0 Không cho phép điều khiển biến tần qua bàn phím.
P013 30.00 Tần số cho phép cực đại là 30Hz.
P021 0 Chọn tầm % tốc độ đặt ứng với Analog min.
P022 50 Chọn tầm % tốc độ đặt ứng với Analog max.
P051 2 Quay theo chiều nghịch RUN LEFT.
P052 2 Quay theo chiều nghịch RUN LEFT.
P201 1 Cho phép chạy chế độ PID.
P202
Hiệu
chỉnh (50)
Hệ số Kp.
BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang15

P203
Hiệu
chỉnh (1)
Hệ số Ki.
P204
Hiệu
chỉnh
(0.1)
Hệ số Kd.
P323 0
Tín hiệu cảm biến dạng điện áp tầm 010V.

Tốc độ đáp ứng của động cơ khi dùng khâu PID nhanh xác lập và ổn định. Tuy nhiên,
trong bài thí nghiệm này không xác định hệ số Kp,K
I
, K

D
đúng nên tốc độ đáp ứng cũng
như điều khiển vòng hở. tốc độ đáp ứng cũng dao động quanh giá trị đặt.


Khi điều khiển vòng kín động cơ dùng biến tần:
Ưu: Đáp ứng nhanh, sai số tốc độ nhỏ. chạy ổn định khi có sự thay đổi tải. trở về tốc độ
đặt sau một thời gian quá độ do tải thay đổi hoặc nhiễu.
Khuyết: Xác định các tham số của khâu PID khá khó khăn và phải thực nghiệm nhiều và
cần có bộ hồi tiếp tốc tộ.

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang16

Bài 3: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
BA PHA DÙNG BỘ BIẾN TẦN VÀ PLC S7-200

1. Tính các giá trị N1, N2, N3, N4
Với abc là 3 chữ số tận cùng của MSSV : abc = 303

⎛⎞
+
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
+
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
+
⎜⎟

⎝⎠
⎛⎞
+
⎜⎟
⎝⎠
3 + 0 + 3
N1 = phaàn nguyeân cuûa 75 = 77
3
3 + 0 + 3
N2 = phaàn nguyeân cuûa 25 = 27
3
3 + 0 + 3
N3 = phaàn nguyeân cuûa 50 = 52
3
3 + 0 + 3
N4 = phaàn nguyeân cuûa 90 = 92
3


2. Sự khác nhau giữa các chế độ dừng OFF2, OFF3 và RUN (khi chuyển từ
trạng thái ON sang trạng thái OFF).

- OFF2 : dùng để cho phép biến tần MMV tắt động cơ theo đường dốc. ở chế độ này
động cơ dừng mềm với thời gian được có thể lập trình được.
- OFF3 : dùng để MMV dừng động cơ nhanh chóng. Động cơ dừng nhanh do biến
tần có khả năng hãm.
- Khi chuyển từ trạng thái ON sang trạng thái OFF thì động cơ dừng bình thường.
tốc độ dừng nhanh hay chậm phụ thuộc vào đặc tính tải.

3. Viết chương trình điều khiển động cơ 3 tốc độ (N2%, N3% và N4%)

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang17

a. Chương trình Ladder.








BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang18





BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang19

b. Số tín hiệu vào và ra cần liên kết với PLC:

Tín hiệu vào dùng các nút nhấn thường hở. tín hiệu ra dùng các đèn hiển thị trạng
thái làm việc của chương trình. Riêng phần kết nối với biến tần dùng cable mạng
PPI.

RUN
OFF2
OFF3
F_ACK

DIR
Read_Speed
Speed 1
Speed 2
Speed 3
Link
RUN
Left/Right
Inhibit
Fault



c. Kết nối với biến tần.

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang20

Các thông số cần thiết lập cho biến tần.

Thông số Giá trị Ý nghĩa
P944 1 Reset bộ biến tần về thông số mặc định
P009 3 Cho phép truy cập tất cả các thông số
P081 50 Tần số danh định của động cơ
P082 2850 Tốc độ danh định của động cơ
P083 6 Dòng điện danh định của động cơ
P084 380 Điện áp danh định của động cơ
P085 1.5 Công suất danh định của động cơ
P910 1 Set chế độ điều khiển từ xa
P092 6 Set tốc độ baud của giao tiếp nối tiếp RS-485
P091 1 Địa chỉ Slave

P002 10 Thời gian tăng tốc của động cơ
P003 10 Thời gian giảm tốc của động cơ
P093 5 Số chu kỳ tối đa cho phép giữa hai khối data tới
P094 50 Tần số đặt của động cơ
P095 0 Độ phân giải
P971 1
Các thay đổi của thông số không bị mất khi ngắt
điện



d. Giải thích hoạt động của chương trình.
Network 1: ngay khi khởi động PLC. Chương trình tạo kết nối vớ biến tần, khi kết nối
thành công. Đèn nối với Q0.0 sáng lên.
Network 2: điều khiển động cơ qua biến tần dùng lệnh USS_Ctrl. Ta dễ dàng cho động
cơ chạy, dừng mềm, dừng nhanh, đảo chiều… các đèn báo tương ứng khi động cơ chạy,
đảo chiều, lỗi xảy ra trong quá trình hoạt động.
Network 3: Nhấn nút gắn vào I0.5 sẽ ra lệnh đọc giá trị tốc độ động cơ từ biến tần và lưu
vào PLC. Điều này được thực hiên qua khối USS_RPM_W
Network 4: nhấn nút I1.0 sẽ ra lệnh cho động cơ chạy với tốc độ thứ 1.
Network 5: nhấn nút I1.1 sẽ ra lệnh cho động cơ chạy với tốc độ thứ 2.
Network 6: nhấn nút I1.2 sẽ ra lệnh cho động cơ chạy với tốc độ thứ 3.




BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang21

Bài 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
BA PHA DÙNG BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM

SIKOSTART VÀ PLC S7-200
1. Sử dụng Sikostart vận hành động cơ trong các chế độ khởi động mềm và
dừng mềm.

a. Sơ đồ nối dây mạch điều khiển và mạch động lực cho Sikostart điều khiển
động cơ:




BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang22


b. Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển. Nhận xét các
hiệu ứng và ứng dụng khi dùng Sikostart.

Chế độ khởi động:
- Dùng công tắc DIL3 và DIL5 để chọn chế độ khởi động



- Thời gian lên của điện áp t
R
: RAMP-TIME : 20s
- Điện áp xung ban đầu: START VOLTAGE :30%
- Dòng giới hạn I
B
: CURRENT LIMIT : 0.5I
e

 Với chế độ : - hàm dốc điện áp
- giới hạn dòng
- hàm dốc điện áp với giới hạn dòng
hàm dốc điện áp với xung ban đầu và giới hạn dòng
=> Động cơ khởi động từ từ, không có hiện tượng tăng dòng
 Với chế độ khởi động nhanh
=> Động cơ chạy ngay. Có hiện tượng quá dòng.

Chế độ dừng:
- Dùng công tắc DIL1 và DIL2 để chọn chế độ dừng mềm



- Thời gian xuống của điện áp : STOP TIME
BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang23

+ Tắt kiểu bơm : t
Aus
= 30s
+ Dừng mềm : : t
Aus
= 40s
- Điện áp tắt U
AB
: START VOLTAGE : 85%U
khởiđộng


 Với chế độ tắt kiểu bơm và hãm một chiều

=> Động cơ dừng lâu và bị khựng
 Với chế độ dừng mềm
=> Động cơ dừng êm, thời gian hợp lý
 Với chế độ dừng nhanh
=> Động cơ dừng không êm, hơi nhanh

2. Sử dụng Sikostart khởi động mềm động cơ và bypass

a. Sơ đồ nối dây mạch điều khiển và mạch động lực cho Sikostart điều khiển
động cơ

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang24


b. Thông số cài đặt cho Sikostart trong từng chế độ điều khiển. Nhận xét các
hiệu ứng và ứng dụng khi dùng Sikostart.

Chế độ khởi động: giống phần 1

Chế độ dừng: giống phần 1 nhưng trong trường hợp này ta thường sử dụng chế
độ dừng nhanh. Tuy nhiên, nếu động cơ, contactor còn tốt thì ta có thể cho dừng
mềm được vì không sợ quá áp và ngắn mạch do tiếp điểm contactor hỏng xảy ra.


3. Sử dụng PLC S7-200 và Sikostart khởi động mềm cho động cơ ( một động cơ)

a. Thông số cài đặt cho Sikostart: giống phần 2

b. Sơ đồ nối dây mạch điều khiển kết nối PLC với Sikostart và các contactor

BáoCáoTTTN‐Bộ Môn Thiết Bị ĐiệnTrang25
