đồ án tốt nghiệp ngành tự động hóa: “Tự động hóa hệ thống tời kéo Công ty Than Vàng Danh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3 MB, 70 trang )
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU...........................................................................................................................................2
Chương I.................................................................................................................................................3
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÔNG TY CP THAN VÀNG DANH- VINACOMIN............................................3
1.1. Giới thiệu chung..........................................................................................................................4
1.1.1. Khái quát chung về Công ty cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin:..........................................4
1.1.2. Vị trí địa lý:................................................................................................................................4
1.1.3. Ngành nghề sản xuất kinh doanh:.............................................................................................4
1.1.4. Tổ chức bộ máy quản lý của công ty:........................................................................................5
1.1.5. Tổ chức sản xuất của Công ty:...................................................................................................5
1.1.6. Cơ cấu lao động:.......................................................................................................................7
1.2. Quy trình sản xuất than của Công ty Cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin................................7
1.2.1. Công nghệ khai thác than lộ thiên...........................................................................................8
1.2.2. Công nghệ khai thác đào lò.....................................................................................................10
Chương II..............................................................................................................................................14
PHÂN TÍCH HỆ THỐNG TỜI KÉO JM10 CHỞ VẬT LIỆU TỪ +112 ĐẾN -20 KHU GIẾNG II VÀNG DANH....14
2.1. Sơ đồ công nghệ........................................................................................................................15
2.1.1. Sơ đồ công nghệ tời kéo đơn giản.........................................................................................15
2.1.2. Nguyên lý tời trục giếng nghiêng...........................................................................................15
2.1.3. Sơ đồ hộp giảm tốc tời...........................................................................................................16
2.2. Yêu cầu công nghệ ....................................................................................................................16
2.2.1. Hệ thống bảo vệ ....................................................................................................................16
2.3. Sơ đồ điều khiển hiện tại...........................................................................................................17
2.4.Sơ đồ nguyên lý điều khiển tời...................................................................................................17
2.4.1.Thông số kỹ thuật trên sơ đồ...................................................................................................17
2.4.2. Sơ đồ nguyên lý điều khiển ....................................................................................................20
2.4.3.Các phần tử chức năng ...........................................................................................................21
2.4.4.Hành trình nâng tải..................................................................................................................21
2.4.5.Điều chỉnh tốc độ hãm khi nâng tải ........................................................................................23
2.4.6. Quá trình hạ tời......................................................................................................................24
Chương III.............................................................................................................................................25
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG.........................................................................................25
1
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
3.1. Thiết kế sơ đồ công nghệ...........................................................................................................25
3.2. chọn thiết bị điều khiển thay thế...............................................................................................25
3.2.1. Lựa chọn biến tần..................................................................................................................25
3.2.2. Lựa chọn cảm biến.................................................................................................................28
..........................................................................................................................................................35
3.2.3. Lựa chọn PLC..........................................................................................................................35
3.3. Lựa chọn CPU............................................................................................................................40
3.4.1. sơ đồ mạch lực động cơ và biến tần......................................................................................41
3.4.2. Sơ đồ mạch điều khiển bằng PLC S7-300................................................................................42
Chương IV.............................................................................................................................................44
XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN..............................................................................................44
4.1. Thuật toán điều khiển...............................................................................................................44
4.1.1. Chương trình chính................................................................................................................45
4.1.2. Lưu đồ thuật toán của chương trình chính............................................................................45
4.1.3. Chế độ tự động......................................................................................................................46
4.1.4. Chế độ bằng tay.....................................................................................................................49
4.1.5. Chế độ sự cố..........................................................................................................................51
4.2. Quy định cổng vào ra.................................................................................................................52
4.2.1. Quy định cổng vào ra của PLC S7-300....................................................................................52
4.3. Chương trình điều khiển............................................................................................................53
4.3.1. Chương trình chính.................................................................................................................53
4.3.2. Chương trình con chạy bằng tay.............................................................................................64
4.3.3.Chương trình con sự cố...........................................................................................................65
4.3.4. chương trình con chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu analog................................................66
4.4. Mô phỏng thiết kế giao diện điều khiển trên WINCC.................................................................67
4.4.1. giới thiệu về WINCC...............................................................................................................67
4.4.2. Khai báo các tag điều khiển....................................................................................................68
4.4.3. Giao diện điều khiển và mô phỏng trên WINCC......................................................................69
KẾT LUẬN..............................................................................................................................................69
LỜI MỞ ĐẦU
2
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
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.
Là một thành viên của Tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam,
trong những năm gần đây, công ty cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin luôn không
ngừng phấn đấu, áp dụng khoa học công nghệ để nâng cao sản lượng khai thác nhằm
đáp ứng nhu cầu về nguồn năng lượng cho đất nước. Với những kết quả như vậy Công
ty cổ phần than Vàng Danh-Vinacomin luôn là một trong những doanh nghiệp đi đầu
trong tập đoàn than khoáng sản Việt Nam - TKV.
Sau khi thực tập tại công ty than Vành Danh em quyết định chọn đề tài “Tự
động hóa hệ thống tời kéo Công ty Than Vàng Danh”. Đề tài này sẽ cải thiện hệ
thống tời kéo có sẵn và giúp năng suất công việc cao hơn, giảm tải sức lao động của
con người.
Trong quá trình thực hiện đồ án em đã được các thầy cô trong bộ môn và đặc
biệt là Ths. Đào Hiếu nhiệt tình giúp đỡ và giải đáp các thắc mắc giúp em hoàn thành
đồ án. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của tất cả các thầy cô.
Hà Nội ngày 1 tháng 6 năm 2016
Chương I
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÔNG TY CP THAN VÀNG
DANH- VINACOMIN
3
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
1.1. Giới thiệu chung
1.1.1. Khái quát chung về Công ty cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin:
Tên công ty: Công ty cổ phần than Vàng Danh-TKV
Tên giao dịch quốc tế: VINACOMIN - VANGDANH COAL JOINT
STOCK COMPANY
Tên viết tắt bằng tiếng việt: TVD
Địa chỉ: 185 Nguyễn Văn Cừ, Vàng Danh, Uông Bí, Quảng Ninh
Điện thoại: 0333 853 108 Fax: 0333 853 120
Email:
Website:
1.1.2. Vị trí địa lý:
- Diện tích ranh giới Mỏ: 20km2.
- Vị trí địa lý: Các vỉa than thuộc quản lý của Công ty cổ phần than Vàng
Danh - Vinacomin thuộc cánh cung Đông Triều; phía Bắc giới hạn bởi
đường phân thủy dãy núi Bảo Đài, phía Nam giáp khu dân cư phường Vàng
-
Danh. Phía Tây giáp khu Than thùng, phía Đông giáp khu Uông Thượng.
Tọa độ địa lý:
X = từ 36.000 đến 41.400;
Y = từ 371.300 đến 377.700;
-
Giao thông phía Đông nam là đường bộ nối thông với đường quốc lộ 18 dài
8km, nối thông với cảng Điền công bằng hệ thống đường sắt 1000 ly dài
18km thuận tiện cho việc vận chuyển tiêu thụ than.
1.1.3. Ngành nghề sản xuất kinh doanh:
- Khai thác, chế biến, tiêu thụ than và khoáng sản;
- Xây lắp các công trình mỏ, công nghiệp, dân dụng, giao thông;
- Sản xuất vật liệu xây dựng
- Kinh doanh xăng dầu, nước tinh khiết;
- Chế tạo, sửa chữa máy, thiết bị Mỏ, phương tiện vận tải;
- Tư vấn thiết kế các công trình Mỏ và công nghiệp dân dụng giao thông;
- Kinh doanh dịch vụ ăn uống nhà nghỉ khách sạn;
- Kinh doanh xuất nhập khẩu vật tư, thiết bị và hàng hóa;
- Cho thuê máy móc thiết bị bốc xúc vận tải;
- San lấp mặt bằng, xây dựng cơ sở hạ tầng kinh doanh bất động sản, bốc xúc,
-
vận chuyển than, đất đá;
Kinh doanh các ngành nghề khác phù hợp với quy định của pháp luật;
4
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
Vốn điều lệ và cơ cấu vốn điều lệ của công ty:
-
Vốn điều lệ của công ty: 123.340.000.000 VNĐ (Một trăm hai mươi
-
ba tỷ ba tăm bốn mươi triệu đồng chẵn.
Số cổ phần: 12.334.000 cổ phần (Mười hai triệu ba trăm ba mươi tư
nghìn cổ phần chẵn).
1.1.4. Tổ chức bộ máy quản lý của công ty:
Hình 1.1: Sơ đồ tổ chức bộ máy quản lý của Công ty
1.1.5. Tổ chức sản xuất của Công ty:
Bộ phận sản xuất của Công ty Cổ phần than Vàng Danh-Vinacomin được chia ra các
phân xưởng, mỏ bố trí mỗi đơn vị sản xuất có thống kê theo dõi về quá trình hoạt động
sản xuất của các phân xưởng. Các phân xưởng được tổ chức thành các tổ, đội sản xuất
chuyên môn phụ trách một công việc nhất định trong một lĩnh vực nhất định, đồng thời
chịu sự chỉ huy và nhận nhiệm vụ của trung tâm chỉ huy sản xuất của Công ty. Các tổ,
đội được chia ra thành các kíp sản xuất hoạt động luân phiên trong các ca sản xuất
đảm bảo quá trình sản xuất được nhịp nhàng. Các tổ, đội sản xuất thực hiện nhiệm vụ
của mình theo sự nhận lệnh của quản đốc phân xưởng và thực hiện chế độ báo cáo kết
quả và tình hình sản xuất (Thông qua sổ giao ca) với Quản đốc phân xưởng, đồng thời
5
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
báo cáo Giám đốc Công ty (Thông qua phòng Điều độ sản xuất). Tuỳ theo từng trường
hợp, tình huống cụ thể, Giám đốc Công ty sẽ căn cứ vào các thông tin của phòng điều
độ sản xuất, các phòng ban chức năng, do Quản đốc phân xưởng trực tiếp báo cáo
hoặc sau khi tự mình trực tiếp kiểm tra sẽ đưa ra quyết định để điều hành mọi hoạt
động sản xuất kinh doanh của Công ty.Quá trình tổ chức quản lý sx ở phân xưởng
được biểu hiện qua Hình 1.2:
Hình 1.2: Sơ đồ tổ chức quản lý ở phân xưởng
Các đơn vị sản xuất: Các đơn vị sản xuất gồm: 25 đơn vị thuộc khối khai thác
và đào lò (Các phân xưởng khai thác than, đào lò), 10 đơn vị dây chuyền, mặt bằng và
1 đơn vị làm công tác phục vụ. Cụ thể:
- Các phân xưởng khai thác than: Công ty có 13 phân xưởng khai thác than từ
phân xưởng khai thác 1 đến phân xưởng khai thác 13. Quản lý nguồn nhân lực được
giao và trực tiếp khai thác than.
- Các phân xưởng đào lò (Có 12 đơn vị) từ phân xưởng Đ1 đến phân xưởng
K11: Quản lý nguồn nhân lực được giao và trực tiếp đào lò xây dựng cơ bản và đào lò
chuẩn bị sản xuất.
- Các phân xưởng Vận tải lò: Quản lý hệ thống đường lò cơ bản, đường sắt 900
mm, vận tải than, đất đá cho các đơn vị sản xuất hầm lò toàn Công ty.
6
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
- Phân xưởng Vận tải giếng: Quản lý hệ thống lò giếng, vận tải than và đất đá
cho các phân xưởng sản xuất khu giếng.
- Phân xưởng Thông gió: Quản lý toàn bộ hệ thống thông gió, kiểm soát khí
mỏ.
- Phân xưởng Lộ thiên: San gạt, bốc xúc, vận chuyển đất đá, than lộ vỉa.
- Phân xưởng Cơ điện lò: Chế tạo sản phẩm cơ khí, lắp đặt các thiết bị lò.
- Phân xưởng Tuyển than: Phân loại sản phẩm than để tiêu thụ.
- Phân xưởng Ôtô: Bốc xúc, vận chuyển than, vận chuyển công nhân.
- Phân xưởng Điện: Quản lý hệ thống cung cấp điện toàn Công ty.
- Phân xưởng Gia công vật liệu xây dựng: Xây dựng các Công trình thuộc mỏ;
sản xuất vật liệu phục vụ sản xuất của Công ty.
- Phân xưởng Chế biến than: Chế biến các loại sản phẩm theo yêu cầu của công
tác tiêu thụ than.
1.1.6. Cơ cấu lao động:
- Tổng số lao động tại Công ty tính đến thời điểm 01/01/2016 là: 6141 người.
Trong đó:
+ Công nhân kỹ thuật: 5.472 người.
+ Cán bộ quản lý: 358 người.
Đội ngũ CBKHKT của Công ty:
+ Cán bộ có trình độ Đại học trở lên: 978 người.
+ Cán bộ có trình độ Cảo đẳng: 362 người.
+ Cán bộ có trình độ trung cấp: 488 người.
1.2. Quy trình sản xuất than của Công ty Cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin
Hiện tại Công ty Cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin đang áp dụng 2 công
nghệ khai thác than là công nghệ khai thác hầm lò và công nghệ khai thác lộ thiên,
trong đó công nghệ khai thác hầm lò giữ vai trò chủ đạo, cho đến nay sản lượng khai
thác hầm lò thường đạt từ 2.401.510 tấn -:- 2.270.899 tấn than nguyên khai/năm chiếm
trên 75% sản lượng than nguyên khai của Công ty.
7
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
1.2.1. Công nghệ khai thác than lộ thiên
Công nghệ khai thác lộ thiên là một hình thức khai thác mỏ mà theo đó cần phải
bóc tầng đất đá phủ trên loại khoáng sản cần khai thác. Công nghệ khai thác lộ
thiên gồm: Khoan nổ, xúc bốc bằng máy bốc xúc than gồm xúc đất đá, vận tải
đến bãi thải.
Hình 1.3:
Công
trường
khai thác
than
thiên
8
lộ
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
Khoan-nổ mìn
Bốc xúc
Vận chuyển
Sàng tuyển
Đất đá
Than
Bãi thải
Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ khai thác lộ thiên
9
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
1.2.2. Công nghệ khai thác đào lò
Công nghệ khai thác đào lò: Là công nghệ khai thác thủ công bán cơ giới, chủ
yếu bằng phương pháp khoan, nổ mìn để tách than ra khỏi khối khoáng sàng, sản
phẩm sau công nghệ được gọi là nguyên khai, dòng than này thông qua hệ thống máng
trượt, băng tải nằm trong lò chợ, tự trượt theo độ dốc xuống hệ thống máng cào, băng
tải vận tải tại các chân lò và đổ vào bun ke chứa.
Hình 1.5: Công nhân khai thác than trong hầm lò
Công nghệ vận tải hầm lò:
+ Công nghệ vận chuyển than:
Máng
cào
Lò
chợ
Tàu
điện
cần
vẹt
Xe
goòng
Bun
ke
nhà
máy
Quang
lật
Hình 2.3: Công nghệ vận chuyển than
+ Công nghệ vận chuyển đất đá:
Xe
goòng
Tàu
điện
cần
vẹt
Quang
lật
Ôto
Bãi
thải
Hình 1.6: Công nghệ vận chuyển đất đá
Công nghệ sàng tuyển:
Tại nhà máy tuyển than thông qua dây chuyền công nghệ sàng tuyển. Tuỳ yêu cầu
phẩm cấp, chủng loại than thương phẩm của thị trường mà tại nhà máy tuyển than
được sàng theo chu trình của tuyến 1δ, 2k. Than thành phẩm được đưa vào các
10
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
Bunke chứa của nhà máy tuyển và được rót xuống toa xe loại 30T của Công ty
kho vận Đá Bạc trên hệ thống đường sắt 1000mm. Một số sản phẩm được đưa vào
kho chứa thông qua hệ thống vận tải bằng ôtô, máy xúc.
Quá trình tiêu thụ sản phẩm:
Hiện Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam đã chỉ đạo 3 đơn vị
thành viên có nhiệm vụ tiêu thụ sản phẩm cho cả tập đoàn tại Quảng Ninh, khu
vực Uông Bí là Công ty kho vận Đá bạc do vậy Công ty Cổ phần than Vàng Danh
chỉ sản xuất chế biến và giao cho Công ty kho vận Đá Bạc trung chuyển và tiêu
thụ.
Như vậy, với một sơ đồ công nghệ khép kín, cộng với việc sắp xếp bố trí phối
hợp máy móc thiết bị, nhân lực thích hợp đã tạo điều kiện thuận lợi cho Công ty
trong quá trình phát triển. Công ty luôn chủ động trong sản xuất để đáp ứng nhu
cầu của thị trường. Sản lượng than sản xuất của Công ty trong những năm qua
luôn có mức độ tăng trưởng năm sau cao hơn năm trước.
Ngoài ra, Công ty luôn tận thu bã sàng, bố trí lao động thủ công tận thu than
cục vừa tạo việc làm và thu nhập cho người lao động vừa tăng doanh thu cho
Công ty. Quy trình công nghệ sản xuất than hầm lò của Công ty CP than Vàng
Danh – Vinacomin được thể hiện qua sơ đồ:
- Đào lò xây dựng cơ bản
- Đào lò chuẩn bị sản xuất
Tổ chức khai thác than lò
chợ
Vận chuyển than về phân
xưởng tuyển
Sàng tuyển chế biến
Sản phẩm11được giao cho
than
công ty kho vận Đá bạc
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.7: Công nghệ sản xuất than hầm lò
12
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
Quy trình dòng than của Công ty:
Khu Cánh gà
Khu Đông
Vàng Danh
Khu Tây Vàng
Danh
Máng trượt
Máng trượt
Máng trượt
Máng cào
Máng cào
Máng cào
Giếng
nghiêng
Máng
trượt
Máng
cào
Tàu điện
cần vẹt
Tàu điện
cần vẹt
Tàu điện
cần vẹt
Băng tải 1200
Nhà sàng
Hình 1.8: Sơ đồ dòng than
13
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
Chương II
PHÂN TÍCH HỆ THỐNG TỜI KÉO JM10 CHỞ VẬT LIỆU TỪ
+112 ĐẾN -20 KHU GIẾNG II VÀNG DANH
14
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
2.1. Sơ đồ công nghệ
2.1.1. Sơ đồ công nghệ tời kéo đơn giản
Hình 2.1 : Sơ đồ nguyên lý tời
-
Giải thích sơ đồ
1- Goòng
2- Cáp
3- Puli dẫn hướng
4- Giếng tời trục
5- Tang
6- Đường ray
7- Tháp giếng
8- Nhà trục
2.1.2. Nguyên lý tời trục giếng nghiêng
Khi máy làm việc thì động cơ momen xoáy qua hộp giảm tốc đến tang 5
quay, dây cáp 2 được quấn vào tang 5 kéo goòng 1 có tải từ đáy giếng lên. Khi
goòng có tải 1 đến vị trí đỡ tải ở miệng giếng thì máy sẽ hãm lại , trên miệng
15
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
giếng goòng có tải được công nhân vận hành tháo khỏi móc cáp và các goòng
có tải đước đưa tới nơi tập kết , goòng không tải được móc vào cáp nối của tời
trục. Sau khi đã đổi goòng tang quay theo chiều ngược lại nhờ động cơ được
đổi chiều quay và làm việc theo chu kỳ tiếp theo
2.1.3. Sơ đồ hộp giảm tốc tời
Hình 2.2 : Sơ đồ hộp giảm tốc tời JM10
-
Giải thích sơ đồ
1- Tang quấn cáp
2- Hộp giảm tốc
3- Động cơ
2.2. Yêu cầu công nghệ .
- Hệ thống tời JM10 sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha rô to lồng sóc điều
chỉnh tốc độ bằng phương pháp loại cấp điện trở phụ , nên để giảm dòng khởi
-
động trong quá trình khởi dộng , đề phòng cháy , hỏng hóc động cơ, rung giật....
Khóa ngắt nâng quá và hạ quá tránh cho goòng vượt quá và trượt khỏi đường
ray.
2.2.1. Hệ thống bảo vệ .
Hệ thống bảo vệ và tín hiệu bảo vệ có vai trò rất quan trọng trong hệ thống tời
trục . Nó đảm bảo an toán cho người và thiết bị . Trong quá trình vận hành do nguyên
nhân chủ quan hoặc ngẫu nhiên có thể làm nguy hại đến con người và thiết bị và có thể
tời sẽ làm việc trong tình trạng xấu. Nếu các nguy hại xấu đó không được loại trừ có
thể làm hư hỏng máy móc và làm hại đến con người. Lúc này nhiệm vụ của thiết bị
bảo vệ và tín hiệu bảo vệ đóng vai trò quan trọng, nó báo cho người vận hành biết máy
đang có sự cố. Đối với tời JM10 các hình thức bảo vệ gồm :
16
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
Bảo vệ cực đại (quá tải và ngắn mạch) sử dụng cầu chì , áp tô mát A .
Bảo vệ điện áp thấp ( cực tiểu) sử dụng rơle điện áp Zd .
Bảo vệ quá hình trình sử dụng các công tắc hành trình 1h,2h,3h và các khóa
-
chuyển nấc hành trình hw.
2.3. Sơ đồ điều khiển hiện tại
Đặc tính kỹ thuật
-
Mã hiệu : JM10
-
Đường kính cáp lớn nhất : 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 cơ : YZR200L-6
-
Công suất : 22 KW
-
Số pha : 3 pha
-
Tần số : 50 Hz
-
Điện áp định mức : 380V
-
Trọng lượng : 3200 KG
2.4.Sơ đồ nguyên lý điều khiển tời
2.4.1.Thông số kỹ thuật trên sơ đồ.
TT
Tên
Ký hiệu
Mã hiệu
Số
Ghi chú
lượng
1
CJD-75
1
hiểm
Tủ điều
Khiển
Bộ tiếp xúc phanh bảo CZ
2
Cầu dao
H
HD1-100
1
3
Áp tô mát
A
DZ10-250/337
1
4
Công tắc tơ chính
CX,CS
CJ12-100/3
2
17
380 V
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
5
Công tắc tơ gia tốc
1 ÷ 5ca
CJ12-100/3
5
6
Rơ le thời gian
2 ÷ 5JS
JT3-11/3
4
1
chiều
110V
7
Rơ le thời gian
1JS
JT3-11/5
1
1chiều 110
V
Bàn
8
Cầu chì
R
RL1-15
2
9
Biến dòng
BL
LQG-0,5
1
100/5 A
10
Điôt
ZL
2C7-11B
4
220V,1A
11
Biến áp
BK
BK-100
1
12
Rơ le điện áp
Zd
13
Bộ điều khiển chính
KZ
LK5-015/6-816
thao 14
Công tắc đảo chiều
hw
LW1-4/64
1
15
Nút bấm khởi động
AQ
LA2
1
16
Nút bấm dừng
At
LA2
1
17
Động cơ
D
YZR200L-6
1
18
Vôn kế
V
ITI-V
1
0 ÷ 450 V
19
Ampekế
A
ITI-A
1
100/5A
20
Khoá ngắt liên động
1h
LX2-121
1
Khóa ngắt nông quá
2h
LX2-121
1
Khóa ngắt hạ quá
3h
LX2-222
1
Khóa ngắt liên động 4h
LX2-221
1
MZS-1-25
1
tác
Điện ngoài
tiếp điểm
1
21
22
phanh công tác
23
Nam châm điện
Z
24
Điện trở khởi động
RQ
18
Ω
380 V
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
19
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
2.4.2. Sơ đồ nguyên lý điều khiển .
L1
L2
L11
L21
L12
L22
L3
H
L33
V
L32
Zd
L13
L23
Zd
L33
03
CZ
L35 L25 L15
BI A
CS
CX
CS
1ca
R1 R3
R2
R1
R2
5ca
2ca
3ca
R3
4ca
4ca
R4
R5
R7
R8
3ca
5
4
3
5ca
1
2
8
KZ1 1
2 3
R10
R11
R13
R14
2h
6
3h
hw2
KZ2
KZ3
hw4
1JS
3JS
CS
KZ4
2JS 1ca
CX
KZ5
2ca
KZ6
4JS 3ca
KZ7
5JS 4ca
KZ8
R6
BK 380/127V
101
R9
102
R12
1JS
R15
105
104
CC
ZL
2JS
1ca
5
hw1
103
2ca
4
hw3
CS
CX
D3
6
R
CZ 1h
CZ
D1 D2
AQ
CZ
Zd
CX
4h
Z
R
04
106
CS CX
107
1ca
3JS
4JS
108
2ca
5JS
109
3ca
R16
110
111
4ca
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý điều khiển tời
20
5ca
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
2.4.3.Các phần tử chức năng .
- Cấp nguồn cho động cơ gồm : cầu giao H , áp tô mát Zd và hệ thống tiếp điểm
-
của công tắc tơ CX, CS
Cấp nguồn cho mạch điều khiển gồm 2 cầu chì R.
Các rơ le thời gian 1JS – 5JS sử dụng để khống chế thời gian loại cấp điện trở
khởi động tránh tình trạng người vận hành gạt số quá nhanh.
- Các công tắc tơ 1ca -5ca để loại cấp điện trở khởi động của động cơ
- Phanh điện Z dung để dừng tời khi cần thiết , tránh cho tời bị trôi khi dừng.
- Biến áp BK 380/127 V cung cấp nguồn cho rơ le thời gian 1JS - 5JS.
- Công tắc tơ CX ,CS dùng để đảo chiều quay động cơ
2.4. Nguyên lý hoạt động.
Trước khi khởi động phải kiểm tra toàn bộ thiết bị hệ thống xem có đảm bảo làm
việc được,tay điều khiển của bộ điều khiển KZ và các khóa chuyển mạch ở vị trí 0 , thì
tiến hành đóng cầu giao H kiểm tra điện áp trên vôn kế V xem có đủ điện áp yêu cầu
chưa sau đó đóng áp tô mát Zd khi đó rơ le điện áp Zd có điện đóng tiếp điểm Zd trong
mạch điều khiển , điện được cung cấp tới bàn điều khiển của hệ thống , do công tắc tơ
CZ chưa có tác động nên động cơ chưa khởi động .
2.4.4.Hành trình nâng tải.
• Kéo phanh công tác về vị trí hãm , lúc đó tiếp điểm thường mở 4h của khóa
phanh đóng lại , đưa khóa chuyển mạch hw về vị trí nâng , tiếp điểm hw2 và hw4 đóng
lại .
•
Ấn nút AQ công tắc tơ CZ có điện , tác động đóng các tiếp điểm thường mở CZ
lúc này mạch lực và mạch điều khiển của tời đã được cấp điện khi nhả nút AQ mạch
lực và mạch điều khiển của tời vẫn được cung cấp điện bởi vì công tắc tơ CZ vẫn có
điện nhờ tiếp điểm duy trì của công tắc tơ CZ , phanh bảo hiểm mở ra , tiếp điểm
thường mở 4h mở ra , thông qua máy biến áp BK và bộ chỉnh lưu mà các rơ le thười
gian 1JS-5JS được cung cấp điện tác động mở các tiếp điểm thường đóng 1JS-5JS quá
trình khởi động bắt đầu .
• Chuyển tay điều khiển KZ từ vị trí số 0 sang vị trí số 1 phía nâng lúc này tiếp
điểm KZ3 đóng lại làm cho công tắc tơ CS được cung cấp điện mở các tiếp điểm
thường đóng và đóng các tiếp điểm thường mở CS làm cho rơ le thời gian 1JS mất
điện làm cho tiếp điểm thường đóng đóng chậm của rơ le thời gian đóng chậm lại , lúc
21
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
này động cơ làm việc trên đặc tính căng cáp với toàn bộ cấp điện tở phụ trên mạch
roto.
RT = Rf1+Rf2+Rf3+Rf4+Rf5+RRoto
•
Tiếp tục chuyển tay điều khiển KZ từ vị trí số 1 sang vị trí số 2 lúc này tiếp
điểm KZ4 đóng lại sau thời gian chỉnh định thì tiếp điểm của rơ le thời gian 1JS đóng
lại làm cho công tắc tơ 1ca có điện đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm
thường đóng , cấp điện trở phụ thứ nhất được loại ra khỏi mạch roto đồng thời rơ le
thời gian 2JS mất điện động cơ bắt đầu khởi dộng nâng tải trên đặc tính thứ nhất với
điện trở phụ .
RTf1 = Rf2+Rf3+Rf4+Rf5+RRoto
•
Tiếp tục chuyển tay điều khiển KZ từ vị trí số 2 sang vị trí số 3 lúc này tiếp
điểm KZ5 đóng lại sau thời gian chỉnh định thì tiếp điểm của rơ le thời gian 2JS đóng
lại làm cho công tắc tơ 2ca có điện đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm
thường đóng , cấp điện trở phụ thứ hai được loại ra khỏi mạch roto đồng thời rơ le thời
gian 3JS mất điện động cơ bắt đầu khởi dộng nâng tải trên đặc tính thứ hai với điện trở
phụ.
RTf2 = Rf3+Rf4+Rf5+RRoto
•
Tiếp tục chuyển tay điều khiển KZ từ vị trí số 3 sang vị trí số 4 lúc này tiếp
điểm KZ6 đóng lại sau thời gian chỉnh định thì tiếp điểm của rơ le thời gian 3JS đóng
lại làm cho công tắc tơ 3ca có điện đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm
thường đóng , cấp điện trở phụ thứ ba được loại ra khỏi mạch roto đồng thời rơ le thời
gian 4JS mất điện động cơ bắt đầu khởi dộng nâng tải trên đặc tính thứ ba với điện trở
phụ.
RTf3 = Rf4+Rf5+RRoto
•
Tiếp tục chuyển tay điều khiển KZ từ vị trí số 4 sang vị trí số 5 lúc này tiếp
điểm KZ7 đóng lại sau thời gian chỉnh định thì tiếp điểm của rơ le thời gian 4JS đóng
lại làm cho công tắc tơ 4ca có điện đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm
22
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
thường đóng , cấp điện trở phụ thứ tư được loại ra khỏi mạch roto đồng thời rơ le thời
gian 5JS mất điện động cơ bắt đầu khởi dộng nâng tải trên đặc tính thứ tư với điện trở
phụ.
RTf4 = Rf5+RRoto
•
Tiếp tục chuyển tay điều khiển KZ từ vị trí số 5 sang vị trí số 6 lúc này tiếp
điểm KZ8 đóng lại sau thời gian chỉnh định thì tiếp điểm của rơ le thời gian 5JS đóng
lại làm cho công tắc tơ 5ca có điện đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm
thường đóng , cấp điện trở phụ thứ năm được loại ra khỏi mạch roto, động cơ bắt đầu
khởi dộng nâng tải trên đặc tính thứ năm với điện trở phụ.
RTf5 = RRoto
Lúc này động cơ vào làm việc trên đặc tính tự nhiên .
2.4.5.Điều chỉnh tốc độ hãm khi nâng tải .
• Động cơ đang làm việc trên đặc tính tự nhiên với tốc độ ổn định , muốn giảm
tốc độ động cơ ta chuyển tay điều khiển từ vị trí số 6 sang vị trí số 5 tiếp điểm KZ8 mở
làm cho côn tắc tơ 5ca mất điện mở các tiếp điểm thường mở và đóng các tiếp điểm
thường đóng 5ca, cấp điện trở phụ Rf5 được đưa trở lại vào mạch rô to động cơ giảm
tốc độ làm việc với điện trở.
RTf4 = Rf5+RRoto .
•
Tiếp tục chuyển tay điều khiển đến vị trí số 4 tiếp điểm KZ7 mở ra làm cho
công tắc tơ 4ca mất điện làm mở các tiếp điểm thường mở và đóng các tiếp điểm
thường đóng , lúc này điện trở phụ Rf4 được đưa trở lại mạch rô to động cơ tiếp tục
giẩm tốc độ làm việc với điện trở phụ
RTf3 = Rf4+Rf5+RRoto.
•
Tiếp tục chuyển tay điều khiển đến vị trí số 3 tiếp điểm KZ6 mở ra làm cho
công tắc tơ 3ca mất điện làm mở các tiếp điểm thường mở và đóng các tiếp điểm
thường đóng 3ca ,cấp điện tở thứ 3 được cấp trở lại mạch rô to động cơ tiếp tục giẩm
tốc độ làm việc với điện trở phụ
23
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
RTf2 = Rf3+Rf4+Rf5+RRoto .
•
Tiếp tục chuyển tay điều khiển đến vị trí số 2 tiếp điểm KZ5 mở ra làm cho
công tắc tơ 2ca mất điện làm mở các tiếp điểm thường mở và đóng các tiếp điểm
thường đóng 2ca ,cấp điện tở thứ 2 được cấp trở lại mạch rô to động cơ tiếp tục giẩm
tốc độ làm việc với điện trở phụ
RTf1 = Rf2+Rf3+Rf4+Rf5+RRoto.
•
Quá trình cứ tiếp tục cho đến khi các cấp điện trở được đưa trở lại làm việc hết .
Nếu tiếp tục chuyển tay điều khiển về số 0 công tắc tơ CS mất điện , tấc động mở các
tiếp điểm thường mở và đóng các tiếp điểm thường đóng CS lúc này động cơ được
ngắt điện hoàn toàn khỏi lưới điện và vận tốc giảm về 0.
• Nếu động cơ đang làm việc ở tốc đồ lớn , ấn nút dừng A rơ le CZ mất điện mở
các tiếp điểm thường mở CZ làm cho toàn bộ mạch điều khiển cũng mất điện , đồng
thời phanh bảo hiểm cũng mất điện má phanh sẽ tác động trực tiếp vào vành , phanh
hãm động cơ dừng lại trường hợp này chỉ dùng khi cần thiết phải dừng động cơ một
cách đột ngột .
2.4.6. Quá trình hạ tời.
Lúc này đưa khóa chuyển mạch hw về vị trí hạ , lúc này hw1 và hw3
đóng lại quá trình điều khiển cần số KZ cũng tương tự quá trình nâng tải.
24
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Đồ án tốt nghiệp
Chương III
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
3.1. Thiết kế sơ đồ công nghệ
_Để bảo vệ quá hành trình hiện nay vẫn sử dụng công tắc hành trình , khi tời vượt
khỏi phạm vi cho phép làm cho công tắc thường đóng mở ra lúc đó phanh CZ mất
điện làm phanh đóng lại .
_ Trên bàn điều khiển tời có cột báo độ sâu , để tự động tời JM10 ta cần gắn cảm
biến để thay cho quá trình điều khiển hiện tại trong quá trình hãm , hiện tại quá
trình đó vẫn được điều khiển bởi công nhân vận hành khi nâng tải đến một mức
quy định trước ta phải giảm tốc độ của tời sau đó mới dừng hẳn. Dựa vào cột báo
độ sâu đặt cạnh bàn điều khiển em chọn cảm biến quang, khi kim báo độ sâu quét
qua cảm biến quang lúc đó cảm biến sẽ gửi tín hiệu điều khiển đến PLC để điều
khiển tốc độ của động cơ.
_ Hiện nay quá trình điều khiển tời vẫn sử dụng hệ thống công tắc tơ có tiếp điểm ,
đối với điều kiện khí hậu khắc nhiệt thì qua thời gian độ tin cậy sẽ không cao nữa ,
lúc này tiếp xúc giữa các tiếp điểm sẽ kém đi . Do đó em sử dụng biến tần để khởi
động và điều khiển tốc độ động cơ thay cho phương pháp loại cấp điện trở phụ.
3.2. chọn thiết bị điều khiển thay thế
3.2.1. Lựa chọn biến tần
Thông số động cơ
-
Mã hiệu : JM10
-
Đường kính cáp lớn nhất : 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 cơ : YZR200L-6
-
Công suất : 22 KW
25
