›
›

Đồ án Nghiên cứu,xây dựng hệ thống điều khiển cần trục 5 tấn bằng PLC ở TCT Công nghiệp Tàu Thủy Phà Rừng

pdf 105 trang huongle 2530
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu,xây dựng hệ thống điều khiển cần trục 5 tấn bằng PLC ở TCT Công nghiệp Tàu Thủy Phà Rừng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_nghien_cuuxay_dung_he_thong_dieu_khien_can_truc_5_tan.pdf

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu,xây dựng hệ thống điều khiển cần trục 5 tấn bằng PLC ở TCT Công nghiệp Tàu Thủy Phà Rừng

  1. LỜI MỞ ĐẦU Ở nƣớc ta với địa hình có bờ biển dài và nhiều sông lớn, từ lâu ngành vận tải thuỷ đã hình thành, phát triển và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Theo đó ngành công nghiệp đóng tàu cũng ngày càng đƣợc quan tâm đầu tƣ phát triển, để đáp ứng nhu cầu trong nƣớc và hội nhập với thế giới. Trong các công ty đóng tàu, nhóm thiết bị cần trục cầu trục có vị trí rất quan trọng, góp phần lớn vào việc quyết định năng suất và hiệu quả kinh tế của công ty. Cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, nhóm thiết bị này cũng ngày càng đƣợc hoàn thiện. Đặc biệt các thiết bị nhập khẩu từ nƣớc ngoài có nhiều tính năng ƣu việt, đáp ứng tốt những yêu cầu vận hành nhƣ đáp ứng đủ công suất, mức độ tự động hoá cao, vận hành an toàn hiệu quả Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chƣơng trình điều khiển bằng PLC cho cần trục là rất cần thiết, giúp cho ta hiểu sâu và khai thác tối ƣu năng suất thiết bị. Ngoài ra còn có thể đƣa ra những cải tiến, những giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm hoàn thiện nhóm thiết bị cần trục , phục vụ tốt hơn cho sản xuất mang lại hiệu quả kinh tế cao. Sau 4 năm học tập tại trƣờng ĐHDL Hải Phòng,đƣợc sự tin tƣởng động viên của thầy cô trong khóa Điện - Điện Tử và sự giúp đỡ của các bạn sinh viên lớp ĐC1201 em đã tiến hành thực hiện đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu ,xây dựng hệ thống điều khiển cần trục 5 tấn bằng PLC ở TCT Công nghiệp Tàu Thủy Phà Rừng” do thầy giáo Thạc Sỹ Nguyễn Trọng Thắng hƣớng dẫn. Đồ án gồm các chƣơng sau: Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ NHÓM CẦN TRỤC Ở TỔNG CÔNG TY CNTT PHÀ RỪNG Chƣơng 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 1
  2. Chƣơng 3: TRANG BỊ ĐIỆN-ĐIỆN TỬ CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ HÀNG VÀ NÂNG HẠ CẦN CỦA CẦN TRỤC 5T Chƣơng 4: CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC OMRON CHO CẦN TRỤC 5T Em hy vọng đồ án sẽ trở thành tài liệu hữu ích cho mọi ngƣời, đặc biệt là các bạn sinh viên tham khảo trong việc học tập và ngiên cứu về chƣơng trình điều khiển cho cần trục. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện do vốn kiến thức còn hạn chế, thời gian thực hiện không nhiều nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, đóng góp của thầy cô và các bạn Em xin chân thành cảm ơn! 2
  3. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NHÓM CẦN TRỤC Ở TỔNG CÔNG TY CNTT PHÀ RỪNG 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TỔNG CÔNG TY CNTT PHÀ RỪNG. Công ty CNTT Phà Rừng trƣớc đây là công ty sửa chữa tàu biển Phà Rừng, là công trình hợp tác giữa chính phủ Việt Nam và Cộng hòa Phần Lan đƣợc đƣa vào hoạt động từ ngày 25 tháng 3 năm 1984. Ban đầu công ty đƣợc xây dựng để sửa chữa các loại tàu biển có trọng tải đến 15000 tấn. Trải qua hơn 20 năm hoạt động, công ty đã sửa chữa đƣợc hàng trăm lƣợt tàu trong và ngoài nƣớc nhƣ: Liên Bang Nga, Đức, Hy Lạp, Hàn Quốc đạt chất lƣợng cao. Công ty CNTT Phà Rừng là một trong những cơ sở hàng đầu của Việt Nam có thƣơng hiệu và uy tín trong lĩnh vực sữa chữa tàu biển. Hình 1.1: Hình ảnh mặt bằng Tổng CTCN tàu thủy Phà Rừng 3
  4. Những năm gần đây, công ty cũng phát triển công nghiệp đóng mới tàu biển và đã bàn giao cho chủ tàu hàng chục tàu có trọng tải từ 6500 đến 12500 tấn. Đặc biệt là các loại tàu xuất khẩu yêu cầu công nghệ cao nhƣ tàu chở dầu hóa chất 6500 tấn cho Hàn Quốc, tàu chở hàng vỏ kép 34000 tấn cho Vƣơng Quốc Anh. Thực hiện chiến lƣợc phát triển kinh tế biển của Đảng và Nhà nƣớc, chủ trƣơng phát triển ngành công nghiệp tàu thủy Việt Nam, Công ty đã trở thành Tổng Công ty Công nghiệp tàu thủy Phà Rừng, bao gồm công ty mẹ, năm công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên, năm công ty cổ phần vốn góp chi phối của công ty, một truờng dạy nghề. Cùng với hệ thống cơ sở vật chất đƣợc đầu tƣ có hệ thống là đội ngũ nhân lực đông đảo gần 3000 cán bộ công nhân viên trong đó có 390 kỹ sƣ, cử nhân đặc biệt là lực lƣợng hàng nghìn công nhân đã và tiếp tục đƣợc đào tạo về công nghệ đóng mới tàu biển tại Phần Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc, Na Uy. Tất cả sẽ trở thành động lực cho sự phát triển của Tổng Công ty Công nghiệp tàu thủy Phà Rừng trong tƣơng lai. 1.2. CÁC YÊU CẦU VỀ NÂNG VẬN CHUYỂN CỦA TỔNG CTCN TÀU THỦY PHÀ RỪNG. Trong các nhà máy sản xuất công nghiệp nhƣ trong các nghành cơ khí, luyện kim, đóng tàu, xây dựng, các cảng biển việc nâng vận chuyển là yêu cầu hết sức quan trọng góp phần lớn quyết định năng suất, hiệu quả kinh tế. Nhất là đối với một công ty đóng và sửa chữa tàu thuỷ nhƣ Tổng công ty Cntt Phà Rừng, việc nâng vận chuyển các mã hàng, các tấm thép để gia công, các thiết bị và chi tiết để lắp ráp lại càng cần thiết. Để đáp ứng nhu cầu đó công ty đã trang bị rất nhiều nhóm thiết bị cần trục, cầu trục với nhiều chủng loại đa dạng phù hợp đặc điểm công tác ở từng bộ phận sản xuất. Tại các phân xƣởng, kho vật tƣ để vận chuyển hàng hoá, các mã hàng đƣa vào vị trí gia công, sửa chữa hay vận chuyển các chi tiết gia công xong đƣa sang 4
  5. công đoạn khác công ty đã trang bị các cầu trục chạy trên ray và các cầu trục bán trục. Nhóm thiết bị này có trọng tải từ (5 – 40) tấn, cấu tạo đơn giản điều khiển bằng công tắc tơ và rơle do hãng Cranes của Phần Lan thiết kế hoặc công ty Formach của Việt Nam hợp tác với nƣớc ngoài (thƣờng là Trung Quốc) chế tạo và lắp đặt. Cầu trục loại này có các cơ cấu điều khiển chuyển động chính là: cơ cấu nâng hạ, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển giàn; và chúng đƣợc thiết kế điều khiển tại chỗ hoặc từ xa. Tại các bãi làm việc ngoài trời, khu vực triền tàu, câu tàu công ty trang bị nhiều loại cần trục, cầu trục hiện đại phục vụ việc làm việc lắp ráp, đóng mới tàu nhƣ: 5 cầu trục khung dầm hộp chạy trên đƣờng ray trọng tải 5 tấn phục vụ bãi làm việc các tấm vỏ và thân tàu, loại này dùng điều khiển bằng công tắc tơ và rơle có các cơ cấu chính là cơ cấu nâng hạ, di chuyển xe con và di chuyển giàn, thiết kế điều khiển tại cabin hay từ xa. Để phục vụ việc lắp ráp đóng mới các con tàu công ty lắp đặt bên cạnh âu tàu một số cẩu CQ của Trung Quốc và tại triền tàu một cầu trục 200 tấn của Phần Lan. Đây là những loại cẩu hiện đại dùng hệ điều khiển biến tần và PLC cho tốc độ điều khiển rất láng đáp ứng yêu cầu nâng hạ mã hàng chính xác để lắp ráp. Ngoài bến sửa chữa có lắp đặt một số cẩu chân đế của Trung Quốc và KONE, những loại này dùng công tắc tơ và rơle điều khiển, sức nâng (8- 25) tấn để nâng chuyển lắp máy phục vụ sửa chữa Ngoài ra công ty cũng lắp đặt 2 cẩu tháp phục vụ xây dựng có tải trọng (6 - 20) tấn, tầm với 60m. Và một số cẩu trên ôtô có tính linh hoạt cao, hiệu quả trong sử dụng để vận chuyển các mã hàng liên kết các công đoạn gia công, sửa chữa đóng mới tàu Qua việc thống kê trên ta có thể thấy yêu cầu về nâng vận chuyển của Tổng công ty CNTT Phà Rừng là rất lớn, hầu hết trong các công đoạn sản xuất đều có sự góp mặt của nhóm thiết bị này. Công ty đã trang bị rất nhiều 5
  6. cần trục cầu trục phục vụ sản xuất với nhiều chủng loại đa dạng và ngày càng hiện đại. 1.3. XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CẦN TRỤC. Cần cẩu chân đế có vai trò quan trọng trong nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá, nó nâng cao năng lực bốc xếp tại các cảng sông cảng biển và trong các nhà máy xí nghiệp Các thế hệ cẩu từ năm 1986 với hệ truyền động là động cơ không đồng bộ 3 pha roto dây quấn, điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh điện trở phụ mạch roto. Mạch điều khiển chủ yếu thiết kế là các hệ rơle công tắc tơ nên hệ thống điều khiển kém chính xác. Bên cạnh đó khi tần suất đóng cắt lớn, sẽ gây mòn tiếp điểm nên phải bảo dƣỡng thƣờng xuyên. Việc điều chỉnh tốc độ sử dụng điện trở phụ gây tổn hao lớn về điện năng trên các điện trở này. Tín hiệu từ tay điều khiển đƣợc đƣa đến các rơle trung gian, tín hiệu của các rơle trung gian dùng để điều khiển đóng cắt các công tăc tơ cấp nguồn cho các động cơ thực hiện của các cơ cấu, sự liên động giữa các cơ cấu đƣợc thực hiện bằng các tiếp điểm khống chế. Nhƣ vậy là năng lƣợng đã đƣợc khuyếch đại hoàn toàn bằng các hệ thống rơle công tắc tơ, từ năng lƣợng ở tay điều khiển tƣơng đối nhỏ đã chuyển thành năng lƣợng lớn cấp nguồn cho động cơ thực hiện. Trong thời kỳ đầu các thiết bị điện tử công suất lớn mới ra đời, ngƣời ta đã sử dụng các thiết bị này để khởi động và điều khiển tốc độ động cơ. Phần điều khiển đƣợc thực hiện chủ yếu bằng kỹ thuật tƣơng tự với nhiều khối mạch ghép lại, mỗi khối thực hiện một chức năng riêng. Do có cấu trúc nhƣ vậy nên hệ thống rất phức tạp đòi hỏi ngƣời vận hành, khai thác, bảo dƣỡng sữa chữa cần có trình độ cả về công nghệ và điện tử công suất. Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhất là về điện tử công suất và tin học, các hệ thống truyền động cho cần cẩu đã có nhiều thay đổi thậm chí ngay từ ý tƣởng, quan niệm thiết kế. Hệ thống đã đƣợc sử dụng 6
  7. trong các hệ thống động cơ không đồng bộ roto lồng sóc, điều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần. Hệ thống thƣờng đƣợc thiết kế là các hệ số với phần tử xử lý, điều khiển chính là PLC hoặc máy tính. Hệ thống điều khiển thƣờng là hệ kín, điều khiển giám sát bằng máy tính với độ tin cậy cao. Việc kiểm tra các thông số đầu vào và điểu khiển đƣợc thực hiện tập trung tại CPU, bảo vệ liên động giữa các cơ cấu thực hiện bằng cả phần cứng và phần mềm. Tín hiệu điều khiển từ tay điều khiển, qua bộ mã hoá chuyển thành tín hiệu số sau đó đƣa tới đầu vào PLC. PLC xử lý các tín hiệu đầu vào theo luật điều khiển đƣợc lập trình từ trƣớc, tín hiệu đầu ra của PLC có thể đƣợc đƣa tới biến tần, microrơle để đóng cắt các công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ. Tuỳ theo yêu cầu công nghệ, chất lƣợng bốc xếp và giá thành mà ngƣời ta lựa chọn số cấp tốc độ cho động cơ để từ đó lựa chọn phƣơng án sử dụng biến tầm hay dùng rơle, công tắc tơ. Trong hệ thống này năng lƣợng cũng đƣợc khuyếch đại nhờ hệ thống rơle trung gian. Nhƣng cho dù thuộc thế hệ nào hay đƣợc thiết kế theo kiểu gì đi nữa, thì cần trục luôn đƣợc thiết kế với kỹ thuật tối ƣu hoá biến điều khiển, nhằm giảm thiểu số biến điều khiển mà vẫn đảm bảo khả năng điều khiển, theo yêu cầu công nghệ. Các chuyển động nâng hạ, quay, độ giật. Đồng thời cần đảm bảo cấu trúc động học có thể thoả mãn các thông số điều khiển đó. Hệ thống điều khiển có thiết bị điều khiển, thiết bị giám sát làm giao diện giữa ngƣời vận hành và hệ thống nhƣ: báo động, báo lỗi, dừng khẩn cấp. Khi nghiên cứu thiết bị điều khiển của cần trục ta phải nhận dạng đƣợc hệ thống điều khiển là tƣơng tự hay số, nhận dạng các thiết bị điểu khiển chính qua đó phân tích chức năng, tầm quan trọng của nó trong quá trình điều khiển cũng nhƣ có sự cố có thể phát sinh khi hoạt động. Quá trình biến đổi năng lƣợng ở cần trục thƣờng đƣợc thực hiện bằng máy điện, các bộ biến đổi điện từ hoặc điện cơ. Khi nghiên cứu đặc biệt chú ý đến 7
  8. khả năng cung cấp công suất cũng nhƣ độ an toàn tin cậy của các máy điện, kết cấu tổng thể của hệ thống, các chế độ làm việc của máy điện và hệ thống. Xuất phát từ các nguyên tắc cơ bản của hệ truyền động điện sử dụng trong thiết bị vận chuyển để phân tích đƣợc các đặc tính đặc trƣng từ đó vận dụng một cách thành thạo, linh hoạt trong công tác điều chỉnh hệ thống thoả mãn yêu cầu công nghệ. Việc nghiên cứu có thể thực hiện bằng phƣơng pháp kinh nghiệm hay các phƣơng pháp kinh điển. Các phƣơng pháp này thƣờng mất nhiều thời gian. Hiện nay phƣơng pháp nghiên cứu hệ truyền động điện bằng máy tính cho nhiều ƣu điểm nhất, kết quả tính toán dựa trên mô hình toán cho kết quả với độ chính xác cao trong thời gian ngắn thoả mãn đƣợc mong muốn của ngành kỹ thuật. Khi đã có đƣợc đặc điểm, đặc tính của từng cơ cấu cần phải khảo sát tổng thể toàn bộ hệ thống để đánh giá đƣợc khả năng bốc xếp của cần trục. Đối với toàn bộ hệ thống phƣơng pháp nghiên cứu sử dụng hiện nay là mô phỏng trên máy tính số. Tuy nhiên việc mô phỏng không hề dễ dàng vì hệ thống rất nhiều tham số lại phụ thuộc môi trƣờng làm việc. Trong tực tế có hai phƣơng pháp chung để đánh giá năng lực của thiết bị nâng vận chuyển. Phƣơng pháp thứ nhất là Phƣơng pháp thống kê khả năng hoạt động, số lần bốc hàng trong một thời gian nhất định và đƣa ra kết luận. Phƣơng pháp thứ hai là dựa vào tính năng kỹ thuật, kết cấu của từng thiết bị, khí cụ điện, máy điện cũng nhƣ xuất sứ của chúng từ các hãng sản xuất mà đánh giá. Phƣơng pháp này có kết quả nhanh, nhƣng phƣơng pháp đòi hỏi ngƣời đánh giá có kiến thức tầm cỡ chuyên gia và không tránh khỏi tính chủ quan nên phải hết sức tỉ mỉ và thận trọng. Từ kết quả đánh giá đó xây dựng đƣợc quy trình khai thác vận hành hợp lý để khai thác tốt nhất năng lực của thiết bị, rút ngắn thời gian cho thu hồi vốn, tăng tích luỹ. 1.4. CÁC YÊU CẦU VÀ CẤU TẠO CHUNG CỦA CẦN TRỤC. 8
  9. 1.4.1. Các yêu cầu chung của hệ thống cần trục. - Cần đảm bảo tốc độ nâng chuyển với tải trọng định mức Tốc độ chuyển động tối ƣu của hàng hoá đƣợc nâng chuyển là điều kiện trƣớc tiên để nâng cao năng suất bốc xếp hàng hoá, đƣa lại hiệu quả kinh tế tốt nhất cho sự hoạt động của cần trục. Nếu tốc độ thiết kế quá lớn sẽ đòi hỏi kích thƣớc trọng lƣợng của các bộ truyền động cơ khí lớn, điều này dẫn đến giá thành chế tạo cao. Mặt khác tốc độ nâng hạ tối ƣu đảm bảo cho hệ thống điều khiển chuyển động cho các cơ cấu thỏa mãn các yêu cầu về thời gian đảo chiều, thời gian hãm, làm việc liên tục trong chế độ quá độ, gia tốc và độ giật thoả mãn yêu cầu. Ngƣợc lại tốc độ quá thấp sẽ ảnh hƣởng đến năng xuất bốc xếp hàng hoá. Thông thƣờng tốc độ chuyển động của hàng hoá ở chế độ định mức nằm trong phạm vi (0,2-1)m/s hay (12-60)m/p. - Có khả năng thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng Phạm vi điều chỉnh tốc độ của các cơ cấu điều khiển chuyển động là điều kiện cần thiết để nâng cao năng xuất bốc xếp đồng thời thoả mãn yêu cầu của công nghệ bốc xếp với nhiều chủng loại hàng hoá. Cụ thể là: khi nâng và hạ móc không hay tải trọng nhẹ với tốc độ cao, còn khi có yêu cầu khai thác phải có tốc độ thấp và ổn định để hạ hàng hoá vào đúng vị trí yêu cầu. Vì vậy số cấp tốc độ cho các cơ cấu điều khiển chuyển động của cần trục ít nhất là 3 cấp tốc độ. Cấp tốc độ thấp nhằm thoả mãn công nghệ khi nâng và hạ hàng chạm đất, cấp tốc độ cao là tốc độ tối ƣu cho từng cơ cấu, giữa hai cấp tốc độ này thƣờng đƣợc thiết kế thêm các tốc độ trung gian để thoả mãn công nghệ bốc xếp hàng hoá cũng nhƣ sự ổn định của cần trục. - Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ Các cơ cấu điều khiển chuyển động trên cần trục làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thƣờng hệ số đóng điện ε% = 40% vì vậy thời gian quá độ chiếm hầu hết thời gian công tác. Do đó việc rút ngắn thời gian quá độ là biện pháp cơ 9
  10. bản để nâng cao năng xuất. Thời gian quá độ trong các chế độ công tác là thời gian khởi động và thời gian hãm trong quá trình tăng tốc và giảm tốc. Để rút ngắn thời gian quá độ cần sử dụng các biện pháp nhƣ: Chọn động cơ có mômen khởi động lớn; Giảm mômen quán tính của các bộ phận quay; Dùng động cơ điện có tốc độ không cao (1000-1500) v/ph. Đối với động cơ điện một chiều, mômen khởi động phụ thuộc vào giới hạn của các phiến góp vì vậy thƣờng chọn dòng khởi động Ikđ = (2-2,5)Iđm. Đối với động cơ xoay chiều mômen khởi động phụ thuộc vào loại động cơ, với động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc mômen khởi động có thể đạt 1,5Iđm, còn với động cơ không đồng bộ rotor dây quấn về nguyên tắc mômen khởi động có thể chọn bằng mômen tới hạn Mmax. - Có trị số hiệu suất cosφ cao Công tác khai thác hợp lý cần trục trong bốc xếp hàng hoá là một yếu tố để nâng cao tính kinh tế của hệ thống điều khiển. Nhƣ chúng ta đã biết hệ thống truyền động điện của các cần trục thƣờng không sử dụng hết khả năng công suất, hệ số tải thƣờng trong khoảng 0,3 - 0,4. Do vậy khi chọn các động cơ truyền động phải chọn loại có hiệu cosφ cao và ổn định trong phạm vi rộng. - Đảm bảo an toàn hàng hoá Đảm bảo an toàn cho hàng hoá, thiết bị và công nhân bốc xếp là yêu cầu cao nhất trong công tác khai thác vận hành cần trục. Để thực hiện điều đó thì các bộ truyền động cần phải có quy trình an toàn cho công tác vận hành và điều khiển cần trục trong quá trình hoạt động. Trong quá trình tính toán thiết kế phải chọn các hệ số dự trữ hợp lý. Kỹ thuật điều khiển chuyển động cần trục cần có các hệ thống giám sát, bảo vệ tự động các hệ thống. Ngoài ra còn có các hệ thống đo lƣờng và bảo vệ quá tải cho cơ cấu nâng hạ hàng. 10
  11. Hệ thống điều khiển bắt buộc phải có đầy đủ bảo về sự cố,bảo vệ không, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá tải cho động cơ thực hiện và bảo vệ dừng khẩn cấp. Các loại phanh hãm cho các hệ thống làm việc phải có tính bền vững cao. - Điều khiển tiện lợi và đơn giản Để đảm bảo thuận lợi cho ngƣời điều khiển, việc thiết kế thiết bị điều khiển phải đƣợc bố trí thuận tiện và thống nhất giữa các loại cần trục. Đồng thời ngƣời điều khiển có thể sử dụng các lệnh khẩn cấp một cách thuận tiện và dễ dàng. - Ổn định nhiệt cơ và điện Các cần trục thông thƣờng đƣợc lắp ráp để vận hành ở các nơi có nhiệt độ và độ ẩm cao, các khu vực làm việc thƣờng có nhiệt độ biến đổi theo mùa rõ rệt. Vì vậy các thiết bị điện phải đƣợc chế tạo thích hợp với môi trƣờng công tác. - Tính kinh tế và kỹ thuật cao Thiết bị chắc chắn, kết cấu đơn giản, trọng lƣợng và kích thƣớc nhỏ, giá thành hạ, chi phí bảo quản và chi phí năng lƣợng hợp lý. 1.4.2. Ứng dụng, vai trò, cấu tạo chung của cần trục. Có nhiều loại cần trục khác nhau về cấu tạo bởi các hãng khác nhau nhƣng nhìn chung đều có 2 khu vực ứng dụng chính là bốc xếp hàng hoá và xây dựng, Nhóm thứ nhất dùng để bốc xếp hàng hoá trong các nhà máy, bến bãi, kho chứa, bến cảng Phạm vi công suất của các cần trục của nhóm này là từ vừa đến lớn. Nhóm thứ 2 đƣợc dùng để xây dựng và lắp máy. Các cần trục thuộc nhóm thứ 2 này cũng có phạm vi công suất từ vừa đến lớn nhƣng có yêu cầu rất cao về điều chỉnh tốc độ phải tốt. Hiện nay ở nƣớc ta các loại cần trục đƣợc sử dụng phổ biến là các loại: KYPOB của CHLB Nga, KONDOR, SOKOL, TAKAN của CHLB Đức, KONE của Phần Lan, CQ523 của Trung quốc. Sự ra đời của cần trục đã đem lại những thay đổi to lớn trong sản xuất. Nó đã giúp giải phóng sức lao động của con ngƣời, nâng cao năng xuất, giảm 11
  12. giá thành sản xuất , giá cả của hàng hoá và dịch vụ cũng theo đó mà giảm xuống, tạo điều kiện cho việc tự động hoá trong sản xuất Ngày nay cần trục xuất hiện gần nhƣ trong toàn bộ các khu vực sản xuất với nhiều mức tải trọng khác nhau. Ngoài ra còn có các loại cần trục lớn phục vụ cho việc nâng chuyển, vật liệu siêu trƣờng, siêu trọng. Nhờ cần trục con ngƣời đã có đƣợc những tiến bộ lớn trong sản xuất. Phân loại: có nhiều cách để phân loại cần trục trong đó ngƣời ta phân loại theo hai yếu tố chính sau đây để phân loại cần trục: - Theo vị trí đặt: ta có các loại cần trục đặt tại cảng biển, cảng sông, đặt trong các nhà máy, đặt trên các thiết bị vận chuyển - Theo hệ điều khiển truyền động điện cần trục đƣợc chia thành 3 nhóm sau: Nhóm 1: Đƣợc ra đời và sản xuất trƣớc năm 1996. Cần trục nhóm này có hệ điều khiển chủ yếu đƣợc thiết kế trên nguyên tắc tay điều khiển kết hợp với trạm từ. Do đó kỹ thuật khai thác bão dƣỡng phức tạp, cần nhiều nhân công, cần có trình độ cao sâu sắc nhƣng mức độ tự động hoá yêu cầu không cao. Hệ truyền động điện nhóm này thƣờng dùng là hệ máy phát động cơ (F – D) hệ máy phát động cơ kích từ bằng khuyếch đại từ. Nếu sử dụng động cơ dị bộ roto lồng sóc có nhiều cuộn dây thì thƣờng khởi động trực tiếp. Nếu sử dụng động cơ 1 chiều hay động cơ roto dây quấn thì thƣờng khởi động và điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ. Nhóm 2: Các cần trục nhóm này đƣợc sản xuất trong khoảng từ năm 1996 - 2000. Trong giai đoạn này sự chuyển tiếp của hệ điều khiển rơle - công tắc tơ sang sử dụng phần mềm và thiết bị điện tử từng phần. Hệ điều khiển có thể gồm nhiều khối bảng mạch ghép lại trong đó mỗi bảng mạch sẽ thực hiện những chức năng riêng. Do đó cấu trúc hệ thống tƣơng đối phức tạp, đòi hỏi ngƣời khai thác có trình độ chuyên môn cao về điện tử công suất và các tổ hợp điện tử. Các cần trục nhóm này thƣờng sử dụng các bộ khởi động và điều chỉnh tốc độ bằng tiristor. 12
  13. Nhóm 3: Ra đời sau năm 2000. Hầu hết các cần trục nhóm này đều có ứng dụng các thành tựu về cơ điện từ, kỹ thuật tin học và kỹ thuật truyền thông tin. Cấu trúc hệ thống của các cần trục này tƣơng đối đơn giản, tuy nhiên lại đòi hỏi rất cao về trình độ hiểu biết công nghệ. Hệ truyền động điện thƣờng sử dụng trong nhóm này là hệ biến tần – động cơ,biến tần thƣờng là động cơ dị bộ roto dây quấn,lồng sóc hoặc động cơ 1 chiều. Ngoài ra trong thực tế dựa theo cách di chuyển của cần trục ngƣời ta có thể chia thành cần trục chân đế, cần trục bánh lốp, cần trục bánh xích Cấu tạo chung của cần trục: thƣờng là mỗi cần trục đều có 4 cơ cấu chính gồm: - Cơ cấu nâng hạ hàng: thực hiện chức năng nâng hàng hoá theo phƣơng thẳng đứng. - Cơ cấu thay đổi tầm với: thực hiện chức năng thay đổi chiều cao nâng và độ vƣơn tay cần. Đối với cơ cấu này thông số đáng quan tâm nhất là tầm với lớn nhất và tầm với nhỏ nhất cho phép. Nếu vƣợt quá giới hạn này thì cần trục có thể bị lật hoặc hàng hóa sẽ bị va đập vào cần trục. - Cơ cấu quay: Thực hiện chức năng quay tháp cẩu 360 độ quanh trục thẳng đứng. Thƣờng cơ cấu này đƣợc truyền động bởi hai động cơ kết hợp với hai bộ truyền. - Cơ cấu di chuyển chân đế: thực hiện di chuyển toàn bộ cần trục. Tuỳ theo thiết kế số chân đế có thể là 4 hoặc lớn hơn và thƣờng là các bánh sắt di chuyển trên ray. Ngoài ra cần trục còn có các loại cơ cấu phụ nhƣ: Truyền động thu thả cáp cấp nguồn, hệ thống quạt gió và điều hoà nhiệt độ, hệ thống bơm dầu bôi trơn, hệ thống sấy Mỗi cơ cấu đều có đặc điểm riêng và chế độ hoạt động và phụ tải vì thế ta cần nghiên cứu về công nghệ và phân loại phụ tải của từng cơ cấu trƣớc khi đi vào thiết kế hệ thống. 13
  14. CHƢƠNG 2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.1. CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG PLC OMRON. 2.1.1. Cấu trúc PLC OMRON. Về cơ bản, PLC có thể đƣợc chia làm 5 phần chính nhƣ sau : - Phần giao diện đầu vào (Input) - Phần giao diện đầu ra (Output) - Bộ xử lý trung tâm (CPU) - Bộ nhớ dữ liệu và chƣơng trình (Memory) - Nguồn cung cấp cho hệ thống (Power Supply) Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc cơ bản của một bộ Plc 14
  15. - Nguồn cung cấp (Power supply) biến đổi điện cung cấp từ bên ngoài thành mức thích hợp cho các mạch điện tử bên trong Plc (thông thƣờng 220 VAC > 5 VDC hoặc 12 VDC. - Phần giao diện đầu vào biến đổi các đại lƣợng điện đầu vào thành các mức tín hiệu số (digital) và cấp vào cho CPU xử lý. - Bộ nhớ (Memory) lƣu chƣơng trình điều khiển đƣợc lập bởi ngƣời dùng và các dữ liệu khác nhƣ cờ, thanh ghi tạm, trạng thái đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra, Nội dung của bộ nhớ đƣợc mã hoá dƣới dạng mã nhị phân. - Bộ xử lý trung tâm (CPU) tuần tự thực thi các lệnh trong chƣơng trình lƣu trong bộ nhớ, xử lý các đầu vào và đƣa ra kết quả kết xuất hoặc điều khiển cho phần giao diện đầu ra (output). - Phần giao diện đầu ra thực hiện biến đổi các lệnh điều khiển ở mức tín hiệu số bên trong PLC thành mức tín hiệu vật lý thích hợp bên ngoài nhƣ đóng mở rơle, biến đổi tuyến tính số-tƣơng tự, - Thông thƣờng PLC có kiến trúc kiểu module hoá với các thành phần chính ở trên có thể đƣợc đặt trên một module riêng và có thể ghép với nhau tạo thành một hệ thống PLC hoàn chỉnh. - Riêng loại Micro PLC nhƣ CPM1/2(A) và CP1L/1H là loại tích hợp sẵn toàn bộ các thành phần trong một bộ. 2.1.2. Hoạt động của PLC OMRON. Hình 2.2 dƣới là lƣu đồ thực hiện bên trong PLC, trong đó 3 phần quan trọng nhất là Thực hiện chƣơng trình,Cập nhật đầu vào ra và Phục vụ yêu cầu từ cổng truyền thông. Quá trình này đƣợc thực hiện liên tục không ngừng theo một vòng kín gọi là scan hay cycle hoặc sweep. Phần thực hiện chƣơng trình gọi là program scan chỉ bị bỏ qua khi PLC chuyển sang chế độ PROGRAM. 15
  16. Hình 2.2: Lƣu đồ thực hiện bên trong PLC 16
  17. 2.1.3. Các bit đầu vào trong PLC Omron và các tín hiệu điện bên ngoài. Hình 2.3: Các bit đầu vào plc omron Các bit trong PLC phản ánh trạng thái đóng mở của công tắc điện bên ngoài nhƣ trên hình. Khi trạng thái khoá đầu vào thay đổi (đóng/mở), trạng thái các bit tƣơng ứng cũng thay đổi tƣơng ứng (1/0). Các bit trong PLC đƣợc tổ chức thành từng word; ở ví dụ trên hình, các khoá đầu vào đƣợc nối tƣơng ứng với word 000. 2.1.4. Các bit đầu ra trong PLC Omron và các thiết bị điện bên ngoài. Hình 2.4: Các bit đầu ra và thiết bị điện bên ngoài Trên hình là ví dụ về các bit điều khiển đầu ra của PLC.Các bit của word 100 (từ 100.00 đến 100.15) sẽ điều khiển bật tắt các đèn tƣơng ứng với trạng thái ("1" hoặc "0") của nó. 2.1.5. Các địa chỉ bộ nhớ trong CP1L/1H. Các địa chỉ dạng bit trong trong PLC đƣợc biểu diễn dƣới dạng nhƣ sau : 17
  18. Hình 2.5: Địa chỉ dạng bit trong PLC Hình 2.6 : Các bộ phận của Plc Omron CP1L Tên các bộ phận và chức năng của chúng: 1, Khe cắm card nhớ (memory cassette) -Dùng để gắn card nhớ(15) để lƣu chƣơng trình,các thông số và bộ nhớ dữ liệu CP1L/1H.Nó cũng có thể dùng để copy và nạp chƣơng trình sang các bộ Plc loại Cp1L/1H khác mà không cần dùng máy tính. 18
  19. 2, Peripheral USB port -Dùng để nối với máy tính cho việc lập trình. 3, Núm chỉnh chiết áp(Analog adjuster) -Khi quay chiết áp này,giá trị của bộ nhớ trong Plc ở địa chỉ A642 sẽ thay đổi trong khoảng 0-255. 4,Đầu nối vào chiết áp analog. - Đầu nối này dùng kết nối với tín hiệu đầu vào từ 0-10VDC,để thay đổi giá trị của thanh ghi bộ nhớ A643 trong khoảng 0-255.Đầu vào này không cách ly. 5, DIP switch -Dùng để đặt các thông số hoạt động nhƣ cấm ghi vào vùng nhớ chƣơng trình,tự động nạp dữ liệu từ card nhớ 6, Pin -Lƣu nội dung Ram và đồng hồ khi nguồn tắt. 7, Các đèn báo hoạt động -Xem bảng dƣới. 8,Đầu nối -Dây nguồn điện cung cấp cho Plc(Power Supply Input Terminal) -Đầu nối đất tín hiệu (Functional Earth Terminal) (chỉ đối với loại AC nhắm tăng khả năng chống nhiễu và tránh điện giật. -Đầu nối đất bảo vệ (Protective Earth Terminal) để tránh điện giật.Plc có thể đƣợc cung cấp bằng nguồn điện xuay chiều 100-240 VAC hoặc 24 VDC(tùy loại). -Đầu nối tín hiệu vào (Input Terminal) 9,Các đèn chỉ thị trạng thái đầu vào ( Input Indicator) -Đèn LED trong nhóm này sẽ sáng khi đầu vào tƣơng ứng lên On. 19
  20. 10, Khe cắm các card truyền thống mở rộng tùy chọn. -Dùng để cắm thêm các card RS-232C(16) hay RS-422A/485(17).Model với 14/20 I/O có 1 khe cắm có thể lắp đƣợc 2 card truyền thông mở rộng. 11, Đầu nối với module vào ra mở rộng (Expansion I/o Unit) -Dùng để nối module có CPU (là module chính có bộ xử lý trung tâm – CPU và chứa chƣơng trình ứng dụng –User program) với module vào ra mở rộng (Expansion I/O Unit) để bổ sung đầu vào ra cho module chính. 12, Các đèn chỉ thị trạng thái đầu ra (Output Indicator) -Đèn LED trong nhóm này sẽ sáng khi đầu ra tƣơng ứng lên ON. 13, Đầu nối nguồn cấp Dc ra từ PLC(DC Power Supply Output Terminal và đầu nối cho đầu ra. -Điện áp ra ở đầu nối nguồn cấp DC chuẩn là 24 VDC với dòng định mức là 0,3A có thể đƣợc dùng cấp cho các đầu vào số DC. 14, Chốt gắn trên thanh ray DIN 15, Card nhớ (Memory cassette) (tùy chọn) -Dùng để lƣu trữ dữ liệu từ bộ nhớ flash trong CPU.Cắm vào khe cắm Card nhớ (1). 16, Card truyền thông RS-232C (tùy chọn) -Cắm vào khe cắm truyền thông(10). 17, Card truyền thông RS-422A/485 (tùy chọn) Cắm vào khe cắm truyền thông (10). 20
  21. Các đèn LED chỉ thị trạng thái của PLC (PLC Status Indicators) 21
  22. 2.1.5. Các thành phần bên trong bộ CP1L. Đèn Trạng Chức năng Bthậtái PLC đang đƣợc cấp điện bình thƣờng POWER (màu xanh) Tắt PLC không đƣợc cấp điện bình thƣờng (không có điện, điện yếu, ) Bật PLC đang hoạt động ở chế độ RUN hay RUN MONITOR. (màu xanh) Tắt PLC đang ở chế độ PROGRAM hoặc bị dừng. Sáng PLC gặp lỗi nghiêm trọng (chƣơng trình PLC ngừng chạy), bao gồm cả lỗi FALS hay lỗi phần cứng (WDT). Tất cả các đầu ra sẽ tắt. ERR/ALM (Đỏ) Nhấp PLC gặp một lỗi không nghiêm trọng (PLC tiếp tục nháy chạy ở chế độ RUN). Tắt PLC hoạt động bình thƣờng không có lỗi. PRPHL Sáng Đang truyền thông qua cổng USB. (Vàng) Tắt Hiện không có truyền thông qua cổng USB. Sáng Bit tắt đầu ra (A500.15) bật. Lúc này tất cả các đầu ra trên PLC sẽ tắt, bất kể INH (Vàng) chƣơng trình điều khiển. Tắt Hoạt động nhƣ bình thƣờng. 22
  23. Sáng • Chƣơng trình, thông số hay bộ nhớ dữ liệu đang đƣợc ghi vào bộ nhớ flash hay card nhớ. • Chƣơng trình, thông số hay bộ nhớ dữ liệu đang đƣợc BKUP (Vàng) đọc lại từ bộ nhớ ngòai sau khi bật điện Lƣu ý: không tắt điện trong khi đèn này đang sáng. Tắt Hoạt động nhƣ bình thƣờng. Khi gặp một sự cố trầm trọng,các đèn chỉ thị trạng thái đầu vào sẽ thay đổi nhƣ sau: - Khi có lỗi CPU hay lỗi với Bus vào/ra (CPU Error/ I/O Bus Error): các LED đầu vào sẽ tắt. - Khi có lỗi với bộ nhớ hoặc lỗi hệ thống (Memory Error / System Error): các LED đầu vào vẫn giữ trạng thái của chúng trƣớc khi xảy ra lỗi cho dù trạng thái thực đầu vào đã thay đổi. 2.1.6. Ví dụ về đấu dây PLC Omron (CP1L-20). a) Nối dây đầu vào (24VDC) 23
  24. Trong đó tiền tố là ký hiệu của loại địa chỉ bộ nhớ. Ví dụ : SR cho Special Relay, LR cho Link Relay, IR cho Internal Relay, Riêng vùng nhớ Internal Relay và CIO là các bit vào ra I/O không cần có tiền tố IR hay CIO khi tham chiếu. Special Relay cũng thƣờng đƣợc coi là Internal Relay và không cần có tiền tố. Ví dụ : 000.00 là bit thứ nhất của word 000 000.01 là bit thứ hai của word 000 . . . . . . 000.15 là bit thứ 16 của word 000 Chú ý: Dấu chấm phân cách giữa địa chỉ word và bit đôi khi có thể bỏ qua,nhƣng khi nhập thì dấu chấm vẫn nên phải nhập vào để tránh nhầm lẫn. Sau đây là ví dụ về 2 trong số những bộ nhớ đặc biệt trong PLC của OMRON: Hình 2.7 : Sơ đồ đấu dây đầu vào PLC 24
  25. b) Nối dây đầu ra: Hình 2.8: Sơ đồ đấu dây đầu ra của Plc 2.1.7. Địa chỉ bộ nhớ. 2.1.7.1. Định địa chỉ bộ nhớ các đầu ra. Các đầu vào ra trên PLC đều đƣợc định một địa chỉ bộ nhớ xác định trong vùng nhớ IR để tham chiếu trong chƣơng trình.Các đầu nối vào ra này đƣợc đánh số sẵn và đƣợc định địa chỉ theo bảng dƣới đây. Bảng 2.1: Địa chỉ bộ nhớ vào ra của các loại PLC họ CP1L/1H (14,20,30,40,60 I/O). 25
  26. Số Đầu nối trên module CPU lƣợng đầu vào ra trên module CPu Input Output 14 8 đầu: 6 đầu: 000.00 đến 000.07 100.00 đến 100.05 20 12 đầu: 8 đầu: 000.00 đến 000.11 100.00 đến 100.07 30 18 đầu: 12 đầu: 000.00 đến 000.11 100.00 đến 100.07 001.00 đến 001.05 101.00 đến 101.03 40 24 đầu 16 đầu 000.00 đến 000.11 và 100.00 đến 100.07 001.00 đến 001.11 101.00 đến 101.07 60 36 đầu 24 đầu 000.00 đến 000.11 và 100.00 đến 100.07 và 001.00 đến 001.11 101.00 đến 101.07 002.00 đến 002.11 102.00 đến 102.07 2.1.7.2. Địa chỉ bộ nhớ trên module mở rộng. a. Module mở rộng Word trên module mở rộng sẽ sử dụng word tiếp theo của vùng nhớ input hay output tƣơng ứng chƣa sử dụng bởi module mở rộng trƣớc đó hoặc module CPU. 26
  27. Bảng 2.2: Địa chỉ bộ nhớ trên Module mở rộng CPU unit Số module mở rộng VùngCác word Input dành sẵnVùng Output đƣợc 10-point I/O unit 0 CH 100 CH 0phép nối 14-point I/O unit 0 CH 100 CH 1 20-point I/O unit 0 CH 100 CH 1 30-point I/O unit 0 CH, 1 CH 100 CH, 101 CH 3 40-point I/O unit 0 CH, 1 CH 100 CH, 101 CH 3 60-point I/O unit 0 CH, 1 CH, 2CH 100 CH, 101 CH, 102 CH 3 ¬ Bảng 2.3: Các loại module mở rộng loại CPM1A của họ CP1L/1H Loại Số đầu vào Số đầu ra Loại đầu vào Mã 20 đầu vào ra Rraơ le CPM1A- I/O 20EDR Transistor CPM1A- NPN 20EDT 12 8 Transistor CPM1A- PNP 20EDT1 8 đầu vào 8 0 CPM1A- 8 đầu ra Rơle CPM1A8ED - 8ER 0 8 Transistor CPM1A- NPN 8ET Transistor CPM1A- PNP 8ET1 27
  28. Đầu vào ra analog Analog CPM1A- 2 1 MAD01 Module vào ra Slave CPM1A- Compobus/S 8 8 SRT2l Module đầu vào nhiệt Cặp nhiệt CPM1A- độ TS001/TS0 2 hoặc 4 0 02 Nhiệt điện trở CPM1A- TS101/TS1 02 b. Các module mở rộng đặc biệt: Bảng 2.4: Các module mở rộng đặc biệt Module Model Thông số Khối lƣợng Analog I/O CPM1A- 2 analog 0 đến 10 V,1 đến Độ phân 150 g Units MAD01 inputs 5V,4 đến 20 mA giải: 256 max. 1 analog 0 đến 10 V,−10 output đến +10 V,4 đến 20 mA CP1W-MAD11 2 analog 0 đến 5 V,1 đến5 Độ phân CPM1A- inputs V,0 đến 10 V,−10 giải: 6.000 MAD11 đến +10 V,0 đến 20 mA,4 đến 20 mA 28
  29. 1 analog 1 đến 5,0 đến 10 output V,−10 đến +10 V,0 đến 20 mA,4 đến 20 mA Analog Input CP1W-AD041 4 analog 0 đến 5 V,1 đến5 Độ phân 200 g Units CPM1A- inputs V,0 đến 10 V,−10 giải: 6.000 max. AD041 đến +10 V,0 đến 20 mA, 4 đến 20 mA Analog CP1W-DA041 4 analog 1 đến 5 V,0 đến Output CPM1A- outputs 10 V,−10 đến Units DA041 +10 V,0 đến 20 mA,4 đến 20 mA Temperature CP1W-TS001 2 inputs Thermocouple input K, J 250 g Sensor Units CPM1A-TS001 max. CP1W-TS002 4 inputs CPM1A-TS002 CP1W-TS101 2 inputs Platinumresistance CPM1A-TS101 thermometer input CP1W-TS102 4 inputs Pt100, JPt100 CPM1A-TS102 DeviceNet CPM1A- As a DeviceNet Slave, 32 inputs & 32 200g I/O Link Unit DRT21 outputs are allocated. max. CompoBus/S CP1W-SRT21 As a CompoBus/S slave, 8 inputs & 8 200g I/O Link Unit CPM1A- outputs are allocated. max. SRT21 29
  30. c. Các địa chỉ trên module mở rộng loại đầu vào/ra số: Bảng 2.5. Địa chỉ trên module mở rộng loại đầu vào/ra số Module Bit đầu vào Bit đầu ra Số Số Địa chỉ Số Số Địa chỉ lƣợn lƣợng lƣợng lƣợng g bit words bit words Module với 8 CP1W-8ED 8 bit 1 word CIO m (bit 00 Không Không có input CPM1A- đến 07) có 8ED Module Relays CP1W-8ER Không Không có 8 bit 1 word CIO n (bit với 8 CPM1A- có 00 đến 07) output 8ER Sinking CP1W-8ET Không Không có 8 bit 1 word CIO n (bit transistor CPM1A- có 00 đến 07) s 8ET Sourcing CP1W- Không Không có 8 bit 1 word CIO n (bit transistor 8ET1 có 00 đến 07) s CPM1A- 8ET1 Module với 16 CP1W- Không Không có 16 bit 2 words CIO n (bit relay outputs 16ER có 00 đến 07) CPM1A- CIO n+1 16ER (bit 00 đến 07) 30
  31. Module Relay CP1W- 12 bit 1 word CIO m (bit 00 8 bit 1 word CIO n (bit với 20EDR1 đến 11) 00 đến 07) 20 I/O CPM1A- 20EDR1 Sinking CP1W- 12 bit 1 word CIO m (bit 00 8 bit 1 word CIO n (bit transistor 20EDT đến 11) 00 đến 07) s CPM1A- 20EDT Sourcing CP1W- 12 bit 1 word CIO m (bit 00 8 bit 1 word CIO n (bit transistor 20EDT1 đến 11) 00 đến 07) s CPM1A- 20EDT1 Module Relays CP1W- 24 bit 2 words CIO m (bit 00 16 bit 2 words CIO n (bit với 40EDR đến 11) 00 đến 07) 40 I/O CPM1A- CIO m+1 (bit CIO n+1 40EDR 00 đến 11) (bit 00 đến 07) Sinking CP1W- 24 bit 2 words CIO m (bit 00 16 bit 2 words CIO n (bit transistor 40EDT đến 11) 00 đến 07) s CPM1A- CIO m+1 (bit CIO n+1 40EDT 00 đến 11) (bit 00 đến 07) Sourcing CP1W- 24 bit 2 words CIO m (bit 00 16 bit 2 words CIO n (bit transistor 40EDT1 đến 11) 00 đến 07) s CPM1A- CIO m+1 (bit CIO n+1 Trong đó: 40EDT1 00 đến 11) (bit 00 đến - m là ký hiệu của word đầu vào mở rộng. 07) 31
  32. - n là ký hiệu của word đầu ra mở rông. Ví dụ:Với bộ CP1L/1H-30CDR-A với 30 đầu vào/ra thì: Trên CPU Unit: Vùng nhớ (area) Words Bit Ở phần Ở phần mềm mềm CX- CX-P P CIO I/O area 00 đến 199 0 đến 199 00000 đến 0.00đến area 19915 199.15 1:1 link area 3000 đến 3063 3000 đến 300000 đến 3000.00 đến CH 3063 306300 3063.00 Serial PLC link 3100 đến 3189 3100 đến 310000 đến 3100.00 đến area CH 3189 318915 3189.15 Work area 3800 đến 6143 3800 đến 380000 đến 3800.00 đến CH 6143 614300 6143.00 Work area W000 đến W000 đến W00000 đến W0.00 đến W511 CH W511 W51115 W511.15 Holding area H000 đến H000 đến H00000 đến H0.00 đến H511 CH H511 H51115 H511.15 Auxiliary area A000 đến A000 đến A00000 đến A0.00 đến A959 CH A959 A95915 A959.15 DM area D00000 đến D0 đến - - D32767* D32767* Timer T000 đến T0 đến T000 đến T0000 đến T511 T511 T511 T0511 32
  33. Counter C000 đến C000 đến C000 đến C0000 đến C511 C511 C511 C0511 Input chiếm các word 000 và 001. Out chiếm các word 100 và 101. - Nếu nối thêm module mở rộng CP1A-20EDR (12 vào /8 ra) thì: Input chiếm word 002,các bit từ 00-11. Output chiếm word 102 các bit từ 00-07. - Nếu nối thêm tiếp module mở rộng CP1W-20EDT (12 vào/8 ra) thì: Input chiếm word 003,các bit từ 00-11. Output chiếm word 103 các bit từ 00-07. - Nếu nối thêm tiếp module mở rộng CP1W-8ED (8 vào) thì: Input chiếm word 004,các bit từ 00-07. Không có output word cho module này. Các word còn lại nếu chƣa nối thêm module mở rộng nào khác sẽ là tự do cho chƣơng trình sử dụng. 2.1.7.3. Các vùng nhớ trong CP1L/1H. Bộ nhớ trong PLC đƣợc chia thành các vùng khác nhau với các chức năng riêng biệt nhƣ sau: Đối với loại 14/20 I/O: D0-D9999, D32000- D32767. a. Chức năng các vùng nhớ : 33
  34. Bảng 2.6. Chức năng các vùng nhớ Vùng nhớ Chức năng CIO area Input area Output area Các bit này có thể đƣợc gán cho các đầu dây vào ra I/O. 1:1 link area Dùng cho kết nối 1:1 với 1 PLC khác. Serial PLC link area Dùng cho kết nối 1:n với 1 PLC khác. Work area Work bit có thể đƣợc sử dụng tuỳ ý trong chƣơng trình. SR area Các bit này phục vụ cho các chức năng riêng biệt nhƣ cờ báo và các bit điều khiển. TR area Các bit này lƣu dữ liệu và lƣu trạng thái ON/OFF tạm thời tại các nhánh rẽ chƣơng trình. HR area2 Các bit này lƣu dữ liệu và lƣu lại trạng thái ON/OFF của chúng khi ngắt điện. AR area2 Các bit này phục vụ cho các chức năng riêng biệt nhƣ cờ báo và các bit điều khiển. Timer/Counter area Các số này có thể đƣợc dùng cho cả timers và counters. DM area Read/Write2 Dữ liệu lƣu ở vùng bộ nhớ DM chỉ có thể đƣợc truy cập theo word. Giá trị của các word tự lƣu giá trị khi mất điện. 34
  35. Error log4 Dùng để lƣu thời gian xuất hiện và mã của lỗi. Các word này có thể đƣợc dùng nhƣ là các word DM đọc/ghi thông thƣờng khi chức năng lƣu lỗi hiện không đƣợc sử dụng. Read-only4 Chƣơng trình không thể ghi đè lên các word này. PC Setup4 Dùng lƣu các thông số khác nhau điều khiển hoạt động của PLC. Ghi chú: 1) Các bit CIO Area và LR khi không đƣợc dùng cho các chức năng đã định của chúng có thể đƣợc dùng nhƣ bit tƣ do trong chƣơng trình (word bit). 2) Nội dung của các thanh ghi HR,LR,counter và vùng bộ nhớ DM đọc /ghi đƣợc nuôi bằng pin.Ở nhiệt độ 250C pin có thể lƣu nội dung bộ nhớ trong vòng 5 năm. 3) Khi truy cập giá trị hiện hành (PV) của timer và counter các số của timer và counter( ví dụ C001,T005) đƣợc dùng nhƣ là các dữ liệu dạng word; khi truy cập bit cờ báo kết thúc(Completion Flag) của timer và counter chúng đƣợc dùng nhƣ là các bit trạng thái. 4) Dữ liệu ở các thanh ghi từ DM6144 đến DM6655 không thể bị ghi đè bởi chƣơng trình nhƣng chúng có thể đƣợc thay đổi từ thiết bị ngoại vi. b. Các ký hiệu hằng số: 35
  36. Bảng 2.7. Các ký hiệu bằng số Ký hiệu Nội dung/mục địch #0000 đến 9999 (BCD) Các giá trị của Timer/counter, Lệnh số học BCD, #0000 đến FFFF (Hex) Giá trị so sánh cho các lệnh so sánh, copy dữ liệu, Lệnh số học BIN, &0 đến 65535 Ký hiệu số thập phân không dấu Chỉ có 1 số lệnh đặt biệt dùng kiểu dữ liệu này. c. Các cờ báo: Các cờ báo trong PLC đƣợc CPU tự động đặt để phản ánh các trang thái và giá trị của hoạt động bên trong PLC hoặc của chƣơng trình. Bảng 2.8. Các cờ báo Tên Nhãn Ở phần Chức năng (symbol) mềm CX- P Cờ báo lỗi-Error ER P_ER • Bật ON khi lệnh dùng dữ liệu BCD flag muốn sử dụng dữ liêu không phải ở dạng BCD. • Bật ON khi tham số của lệnh không hợp lệ (ví dụ giá trị vƣợt ra ngòai khỏang). 36
  37. Cờ báo lỗi truy AER P_AER Bật ON khi truy cập vào vùng nhớ cập- Access error không đƣợc phép flag Cờ nhớ-Carry CY P_CY • Bật ON khi số lƣợng digit tăng hay flag giảm khi thực hiện lệnh số học. • Các lệnh dịch dự liệu & số học có thể dùng cờ này nhƣ 1 phần của quá trình thực hiện Cờ bằng-Equals = P_EQ • Bật ON khi lệnh so sánh cho kết quả flag “Bằng”. • Bật ON khi kết quả thực hiện bằng 0 với các lệnh tính tóan hay copy dữ liệu Cờ không bằng- P_NE Bật ON khi lệnh so sánh cho kết quả Unequal flag “Không Bằng”. Cờ lớn hơn- > P_GT Bật ON khi lệnh so sánh cho kết quả Greater than flag “Tham số 1 > Tham số 2”. Cờ lớn hơn hay >= P_GE Bật ON khi lệnh so sánh cho kết quả bằng “Tham số 1 >= Tham số 2”. - Greater than or equals flag Cờ nhỏ hơn- Less < P_LT Bật ON khi lệnh so sánh cho kết quả than flag “Tham số 1 <Tham số 2”. 37
  38. Cờ Cờ nhỏ hơn <= P_LE Bật ON khi lệnh so sánh cho kết quả hay bằng-Less “Tham số 1 <=Tham số 2”. than or equals flag Cờ âm- Negative N P_N Bật ON khi lệnh tính tóan cho kết quả flag byte cao =1 Cờ tràn trên- OF P_OF Bật ON khi lệnh tính tóan cho kết quả Overflow flag tràn trên Cờ tràn dƣới- UF P_UF Bật ON khi lệnh tính tóan cho kết quả Underflow flag tràn dƣới Cờ luôn ON- ON P_ON Luôn luôn ON Always ON flag Cờ luôn OFF- OFF P_OFF Luôn luôn OFF Always OFF flag Lƣu ý: - Các cờ báo trên khi nhập vào để sử dụng trong chƣơng trình chỉ sử dụng tên nhãn (symbol) mà không dùng địa chỉ.Trong phần mềm CX- Programmer các tên nhãn này bắt đầu bằng “P_” ,ví dụ P_OFF. - Các cờ báo trên đƣợc dùng chung cho toàn bộ chƣơng trình,kể cả chƣơng trình con,task Vì vậy để phản ánh đúng kết quả của lệnh,cần sử dụng các cờ này ngay sau các lệnh tác động lên các cờ báo. 2.2. BIẾN TẦN YASKAWA G5. 2.2.1. Cài đặt thông số của biến tần. 38
  39. Bảng 2.9. Hƣớng dẫn cài đặt thông số của biến tần Giá Chức Số tt Ý nghĩa chức Môtả Phạm Đơn vị trị năng năng vi cài cài đặt mặc đặt định Phƣơng A1-00 Lựa chọn 0 : English 0->6 1 1 thức thiết ngôn ngữ hiển 1 : Japanese lập ban thị 2 : German đầu 3 : French 4 : Italian 5 : Spainish 6 : Porturguese A1-01 Mức truy cập 0 : chỉ cho phép giám 0->2 1 2 thông số sát 1 : chỉ dung để chọn các hằng số 2 : di chuyển lên phía A1-02 Lựa chọn trên0 : điều khiển đặc tính 0->4 1 2 phƣơng pháp V/f không có PG điều khiển 1 : điều khiển đặc tính V/f có PG 2 : điều khiển vector vòng lập hở 1 3 : điều khiển vector có PG 4 : điều khiển vector vòng lập hở 2 39
  40. A1-03 Thiết lập ban 1110 : sử dụng theo o2- 0->3330 1 0 đầu 03 2220 : 2 dây A1-04 Mật khẩu Khi3330 mật : 3 dâykhẩu đƣợc thiết 0->9999 1 0 A1-05 Thiết lập mật 0->9999 1 0 lập ở A1-05, bất kỳ khẩu thông số nào của A1-01 đến A1-03 và A2-01 đến 32 đều không thể đọc và thay đổi đƣợc trừ khi giá trị thiết lập A1- 04 và A1-05 đƣợc xác nhận. Thiết lập A2-01 Thiết lập các Các thông số này có thể b-01 -> hằng số - > hằng số. để đọc hoặc thiết lập. o3-021 A2-32 Có hiệu lực khi truy nhập A2-01 đƣợc thiết lập để dùng trong chƣơng trình (1). Chọn b1-01 Chọn lựa 0 : Từ bộ giao diện điều 0 - 4 1 1 chế độ tham chiếu khiển (Digital Operator) hoạt động 1 : Từ cực nối điều khiển từ xa (remote) 2 : Từ mạng truyền thông MEMOBUS 3 : Từ card truyền thông (tùy chọn) 4 : Chuỗi xung (Pulse train) 40
  41. b1-02 Chọn lựa 0 : Từ bộ giao diện điều 0 - 3 1 1 phƣơng pháp khiển (Digital Operator) hoạt động 1 : Từ cực nối điều khiển từ xa (remote) 2 : Từ mạng truyền thông MEMOBUS 3 : Từ card truyền thông (tùy chọn) b1-03 Chọn lựa 0 : Dừng theo thời gian 0 - 3 1 1 phƣơng pháp giảm tốc dừng động cơ 1 : Dừng tự do (Coast stop) 2 : Dừng dùng thắng DC 3 : Dừng tự do có thời gian b1-04 Cấm không 0 : Núm chỉnh tần số 0,1 1 0 cho chạy 1 : Tham chiếu tần số 1 nghịch 41
  42. Tìm tốc b3-01 Chọn cách tìm Cho phép/không cho 0-3 1 2 độ tốc độ phép chức năng tìm tốc độ khi có lệnh RUN và thiết lập cách tìm tốc độ. 0 : không cho phép, tính tốc độ 1 : cho phép, tính toán tốc độ 2 : không cho phép, phát hiện dòng 3 : cho phép, phát hiện dòng b3-02 Dựa vào dòng Thiết lập tìm tốc độ theo 0-200 1% 100% tỉ lệ dòng của biến tần. Bình thƣờng không cần thiết lập. b3-03 dựa vào thời Thiết lập thời gian giảm 0-10.0 0.1s 2s gian giảm tốc tốc tần số ngõ ra trong suốt quá trình chạy có đơn vị là 1s . Thiết lập thời gian cho việc giảm tốc là lớn nhất để có tần số là nhỏ nhất. 42
  43. b3-05 Thời gian chờ Tìm tốc độ đƣợc thi 0.0-20.0 0.1s 0.2s tìm hành sau khi đƣợc phục hồi từ việc mất nguồn trong thời gian rất nắng, hiển thị thời gian thiết lập tại thời điểm này. b3-10 Tính toán bù Tăng giá trị thiết lập này 1.0-1.2 0.01 1.10 tốc độ nếu xảy ra quá áp khi thi hành tìm tốc độ sau khi baselock kéo dài. b3-13 Độ lợi P trong Thiết lập điều khiển PI 0.1-2.0 0.1% 1.0% quá trình tìm của việc ƣớc lƣợng tốc độ trong quá trình tìm tốc độ thiết lập N4-08 . Bình thƣờng không cần phải thay đổi, tuy nhiên nếu quá áp hay quán tính tải lớn xảy ra trong quá trình tìm thì giảm giá trị thiết lập xuống. b3-14 Lựa chọn phát 0 : không cho phép 0,1 1 1 hiệnchiều 1 : cho phép quay Chức năng b6-01 tần số lúc Chức năng này dùng tần 0.0- 0.1 0.0 giảm dần khởi động số đầu ra tạm thời 400.0 Hz Gz đều b6-02 thời gian lúc cho động cơ tải nặng. 0.0-10.0 0.1s 0.0s khởi động 43
  44. b6-03 tần số lúc 0.0- 0.1 0.0 dừng 400.0 Hz Gz b6-04 thời gian lúc 0.0-10.0 0.1s 0.0s dừng Tiết kiệm b8-01 Chọn phƣơng 0: không cho phép 0,1 1 0 năng lƣợng pháp tiết kiệm 1: cho phép năng lƣợng b8-02 Độ lợi tiết Với điều khiển vectơ 0.0-10.0 0.1 0.7 kiệm năng vòng hở lƣợng b8-03 Hằng số thời Với điều khiển vectơ 0.00- 0.01s 0.50s gian lọc vòng hở 10.00 44
  45. b8-04 Hệ số tiết Hệ số tiết kiệm năng 0.00- 0.01 kiệmnăng lƣợng đƣợc tính toán 655.00 lƣợng theo điện áp lớn nhất của motor, giá trị này đƣợc thiết lập theo tiêu chuẩn motor của YASKAWA. Khi tăng hệ số tiết kiệm năng lƣợng tức là làm cho điện áp đầu ra tăng lên. Khi dùng motor khác tiêuchuẩncủaYAKAWA , ta phải thay đổi giá trị này chênh lệch 5% từ những thông số tiêu chuẩn của motor YASKAWA vì thế ta có thể tìm ra những giá trị tối ƣu cho việc tiết kiệm năng lƣợng. b8-05 Thời gian phát Thời gian phát hiện 0-2000 1ms 20ms hiện nguồn nguồn ra nhiễu b8-06 Tìm áp giới Giá trị giới hạn của dãy 0-100 1% 0% hạn áp trong quá trình vận hành. Thiết lập về 0 là không cho phép tìm. 45
  46. Thời gian C1-01 Thời gian tăng Thiết lập thời gian từ 0.0- 0.1s 10.0s tăng tốc/ tốc 1 khi motor dừng cho đến 6000.0 giảm tốc C1-02 Thời gian khi motor có tần số đầu giảm tốc 1 ra lớn nhất (E1-04) và C1-03 Thời gian tăng thời gian motor đang tốc 2 chạy với tần số lớn nhất cho đến khi motor dừng. C1-04 Thời gian Thời gian tăng/giảm tốc giảm tốc 2 đƣợc kích hoạt khi đầu C1-05 Thời gian tăng vào đa chức năng đƣợc tốc 3 bật lên „ON‟. C1-06 Thờigian giảm tốc 3 C1-07 Thời gian tăng tốc 4 C1-08 Thời gian giảm tốc 4 Thời C1-09 Thời gian tắt Thời gian giảm tốc khi 0.0- 0.1s 10.0s gian khẩn cấp đầu vào đa chức năng 6000.0 tăng tốc/ „EMERGENCY STOP‟ giảm tốc đƣợc bật lên „ON‟ thì chức năng này sử dụng cho phƣơng pháp dừng khi lỗi đƣợc phát hiện. C1-10 Thiết lập đơn 0 : 0.01s 0, 1 1 1 vị thời gian 1 : 0.1s tăng/giảm tốc 46
  47. C1-11 Thời gian Thiết lập thời gian 0.0 -:- 0.1 0.1 tăng/giảm tần tăng/giảm tốc tự động 400.0 Hz Hz số Thiết lập tần số thấp : thời gian tăng/giảm 4 khi tần số đầu ra >=C1- 11.Thiết lập tần số cao : thời gian tăng/giảm 1 khi tần số đầu ra <C1- 11. Đầu vào đa chức năng thời gian tăng/giảm 4 hoặc 1 đƣợc ƣu tiên. Nếu thiết lập C1- 11=0.0Hz thì chức năng không đƣợc kích hoạt. Đƣờng C2-01 Đặc tính thời Tăng/giảm tốc theo 0.00- 0.01s 0.20s cong chữ S gian lúc bắt đƣờng cong mẫu để 2.50 trong đầu tăng tồc tránh hiện tƣợng (shock) thời gian C2-02 Đặc tính thời „rung động‟ lúc khởi 0.00- 0.01s 0.20s tăng gian lúc kết động hoặc dừng máy. 2.50 tốc/giảm thúc tăng tồc tốc C2-03 Đặc tính thời 0.00- 0.01s 0.20s gian lúc bắt 2.50 đầu giảm tồc C2-04 Đặc tính thời 0.00- 0.01s 0.00s gian lúc kết 2.50 thúc giảm tồc 47
  48. Tần số d1-01 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu 1 0- 0.01 0.00 tham chiếu 400.00 Hz Hz d1-02 Tần số tham 2 Đặt tần số tham chiếu 2 d1-03 Tần số tham 3 Đặt tần số tham chiếu 3 d1-04 Tần số tham 4 Đặt tần số tham chiếu 4 d1-05 Tần số tham 5 Đặt tần số tham chiếu 5 d1-06 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu 6 chiếu 6 d1-07 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu 7 chiếu 7 d1-08 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu 8 chiếu 8 d1-09 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu 9 chiếu 9 d1-10 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu chiếu 10 10 d1-11 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu chiếu 11 11 d1-12 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu chiếu 12 12 d1-13 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu chiếu 13 13 d1-14 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu chiếu 14 14 d1-15 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu chiếu 15 15 d1-16 Tần số tham Đặt tần số tham chiếu chiếu 16 16 48
  49. d1-17 Tần số Jog Đặt tần số Jog 0.0 – 0.01 6.0 400 Hz Hz Cài đặt E2-01 Dòng motor Thiết lập giá trị dòng Hz0.32 -6.4 0.01 1.90 thông số điện cho motor theo A A motor nhãn ghi trên motor. Giá trị này sẽ đƣợc dùng cho việc bảo vệ motor trong quá nhiệt, quá tải, quá mômen motor E2-02 Hệ số trƣợt Đơn vị :Hz 0.00- 0.01 2.90 Giá trị thiết lập trở 20.00 Hz Hz thành giá trị tần số cho việc bù hệ số trƣợt. hệ số này tự động hiệu chỉnh trong quá trình chạy autoturning. E2-03 Dòng không Thiết lập giá trị dòng 0.00- 0.01 1.20 tải không tải của motor. 1.89 A A Giá trị này tự động đƣợc thiết lập trong quá trình chạy Autoturning. E2-04 Số cực motor Thiết lập số cực trên 2-48 2 4 pole motor, giá trị này dùng thiết lập tự động trong quá trình chạy Autoturning. 49
  50. E2-05 Điện trở Đơn vị : Ω 0.000- 0.001 9.842 motor Giá trị này tự động đƣợc 65.000 Ohm Ohm thiết lập trong quá trình chạy Autoturning. E2-06 Điện rò Điện áp giảm theo dòng 0.0-40.0 0.1% 18.2% điện rò nhƣ tỉ lệ % điện áp motor. Giá trị này tự động đƣợc thiết lập trong quá trình chạy Autoturning E2-07 Hệ số bảo hoà 50% 0.00- 0.01 0.5 motor 1 0.50 E2-08 Hệ số bảo hoà 75% 0.5-0.75 0.01 0.75 motor 2 E2-09 Công suất bị Bình thƣờng không 0.0-10.0 0.0 tiêu hao do ma quan tâm. sát Điều chỉnh khi : -Tiêu hao mômen lớn do bạc đạn motor -Tiêu hao mômen trong quạt, bơm là lớn E2-10 Bù mômen do Đơn vị : W 0-65535 1W 14W ma sát làm tiêu hao E2-11 Tỉ lệ ra motor Đơn vị : 0.01kW 0.00- 0.01 0.4 650.00 kW kW 50
  51. E2-12 Hệ số bảo hoà 130% 1.30- 0.01 1.30 motor 3 1.60 Đặc tính E3-01 Lựa chọn 0 : điều chỉnh V/f 0-4 1 2 V/f của phƣơng pháp 1 : điều chỉnh V/f có PG motor 2 điều khiển 2 : điều chỉnh vectơ motor 2 vòng hở 3 : điều chỉnh vectơ thay đổi 4 : điều chỉnh vectơ vòng hở 2 E3-02 Tần số ra Max Thiết lập đƣờng đặc tính 40.0- 0.1 60.0 (FMAX) V/f. 400.0 Hz Hz E3-02>=E3-04>E3- E3-03 Điện áp ra 05>E3-07 0.0- 0.1 200.0 max (VMAX) 255.0 V V E3-04 Điện áp tần số 0.0-400 0.1 400.0 max (FA) Hz Hz E3-05 Tần số ra giữa 0.0- 0.1 3.0 (FB) 400.0 Hz Hz E3-06 Điện áp ra 0.0- 0.1 11.0 giữa (VC) 255.0 V V Chọn cài F1-01 hằng số PG Xung máy hoặc encoder 0-60000 1 600 đặt PG đang đƣợc sử dụng. Số xung/1 vòng 51
  52. F1-02 chọn chế độ 0 : giảm tốc đến khi 0-3 1 1 hoạt động PG dừng theo C1-02 mạch hở 1 : dừng tự do (PGO) 2: dừng nhanh (dừng khẩncấp) 3 : tiếp tục hoạt động F1-03 chọn chế độ thiết lập phƣơng pháp 0-3 1 1 hoạt động vƣợt dừng khi xảy ra lỗi (OS) quá tốc độ quá tốc độ. 0 : giảm tốc đến khi dừng theo C1-02 1 : dừng tự do 2 : dừng nhanh (dừng khẩncấp) 3 : tiếp tục hoạt động F1-04 chọn chế độ Thiết lập phƣơng pháp 0-3 1 3 hoạt động khi dừng khi xảy ra lỗi bị lệch (DEV) lệch. 0 : giảm tốc đến khi dừng theo C1-02 1 : dừng tự do 2 : dừng nhanh (dừng khẩncấp) 3 : tiếp tục hoạt động 52
  53. F1-05 chuyển động 0 : pha A, vị trí ban đầu, 0,1 1 0 quay PG chạy thuận pha A, chạy nghịch pha B 1 : pha B, vị trí ban đầu, chạy thuận pha B, chạy nghịch pha A Chọn cài F1-06 Tì lệ chia nhỏ Division ratio=(1+n)/m 1-132 1 1 đặt PG (tt) PG (n=0 hoặc 1, m=1-32) việc kết nối có hiệu lực khi PG-B2 đƣợc dung. 1/32 =<F1-06 =<1 F1-07 Giá trị I trong Thiết lập điều khiển I. 0,1 1 0 quá trình 0 : không cho phép tăng/giảm tốc 1 : cho phép chophép/khôn g cho phép F1-08 Vƣợt quá tốc Báo lỗi quá tốc độ. 0-120 1% 115% độ theo định mức F1-09 Vƣợt quá tốc 0.0-2.0 0.1s 0.0s độ theo thời gian F1-10 Quá mức độ Độ lệch tốc độ là khác 0-50 1% 10% lệch tốc độ nhau giữa tốc độ theo mức động cơ và tần số tốc độ thiết lập. 53
  54. F1-11 Chia nhỏ theo 0.0-10.0 0.1s 0.5s thời gian F1-12 Số truyền ((Xung vào từ PG x 60) 0-1000 1 0 PG1 x F1-13)/(F1-01 x F1-12) F1-13 Số truyền 1 0 PG2 F1-14 Thời gian phát PGO sẽ đƣợc phát hiện 0.0-10.0 0.1s 2.0s hiện PG mạch nếu thời gian phát hiện hở không nằm trong phạm vi thời gian cài đặt. Theo dõi F4-01 Chọn hiển thị Có hiệu lực khi Analog 0-45, 1 2 tín hiệu kênh 1 Monitor Board đƣợc 1-50 tƣơng tự từ F4-02 Độ lợi kênh 1 dùng chọn Monitor: Card thiết lập số mục hiển thị cho đầu ra Độ lợi: thiết lập chức năng mục giám sát 0.00- 0.01 1.00 đầu ra anlog 10V . 2.50 F4-03 Chọn hiển thị 0-45, 1 3 kênh 2 1-50 F4-04 Độ lợi kênh 2 0.00- 0.01 0.5 2.50 54
  55. F4-05 Độ lệch đầu ra 100%/10V -10.0- 0.1 0.0 kênh 1 Khi Analog Monitor 10.0 Board đƣợc dùng F4-06 Độ lệch đầu ra 100%/10V -10.0- 0.1 0.0 kênh 2 Khi Analog Monitor 10.0 Board đƣợc dùng F4-07 Tín hiệu ra 0 : 0-10V 0,1 1 0 Tƣơngtự kênh 1 : -10V - +10V 1 F4-08 Tín hiệu ra số 0 : 0-10V 0,1 1 0 kênh 2 1 : -10V - +10V `Đầu ra F5-01 Chọn đầu ra Có hiệu lực khi Analog 0-37 1 0 số từ kênh 1 Output Board đƣợc Card dùng (DO-02C hoặc DO-08) F5-02 Chọn đầu ra Có hiệu lực khi Analog 0-37 1 1 kênh 2 Output Board đƣợc dùng (DO-02C hoặc DO-08) F5-03 Chọn đầu ra Có hiệu lực khi Analog 0-37 1 2 kênh 3 Output Board đƣợc dùng (DO-02C hoặc DO-08) F5-04 Chọn đầu ra Có hiệu lực khi Analog 0-37 1 4 kênh 4 Output Boardđƣợc dùng (DO-02C hoặc DO-08). 55
  56. F5-05 Chọn đầu ra Có hiệu lực khi Analog 0-37 1 6 kênh 5 Output Board đƣợc dùng (DO-02C hoặc DO-08) F5-06 Chọn đầu ra Có hiệu lực khi Analog 0-37 1 37 kênh 6 Output Board đƣợc dùng (DO-02C hoặc DO-08) F5-07 Chọn đầu ra Có hiệu lực khi Analog 0-37 1 0F kênh 7 Output Board đƣợc dùng (DO-02C hoặc DO-08) F5-08 Chọn đầu ra Có hiệu lực khi Analog 0-37 1 0F kênh 8 Output Board đƣợc dùng (DO-02C hoặc DO-08) F5-09 DO-08 chọn Có hiệu lực khi Analog 0-2 1 0 phƣơng pháp Output Board đƣợc đầu ra dùng (DO-02C hoặc DO-08) 0 : 8 kênh ngõ ra riêng lẽ 1 : ngõ ra mã nhị phân 2 : ngõ ra theo F5-01 – F5-08 56
  57. Lựa F6-01 Chọn chế độ 0 : dừng theo thời gian chọn Card hoạt động sau giảm tốc C1-02 truyền khi có lỗi 1 : dừng tự do thông truyền thông 2 : dừng khẩn cấp 3 : tiếp tục chạy F6-02 Mức đầu vào 0 : luôn phát hiện lỗi bên ngoài 1 : phát hiện trong qua từiCard truyền trình chạy thông F6-03 Cách dừng 0 : dừng theo thời gian cho các lỗi bên giảm tốc C1-02 ngoài lụa chọn 1 : dừng tự do từ Card truyền 2 : dừng khẩn cấp thông 3 : tiếp tục chạy F6-04 Lấy mẫu từ Card truyền thông F6-05 Chọn mômen 0 : không cho phép Thamchiếu/gi 1 : cho phép ới hạn từ Card truyền thông 57
  58. Các cực H1-01 Chọn chức 0 : Lựa chọn quay 0-79 1 24 đầu vào đa năng cho đầu thuận/nghịch điều khiển chức năng vào đa chức 3 dây năng S3 1 : Lựa chọn điều khiển tại chổ/kéo dây tín hiệu ra xa biến tần 2 : Lựa chọn/đổi chiều 3 : Tham chiếu tốc độ đa cấp 1 4 : Tham chiếu tốc độ đa cấp 2 5 : Tham chiếu tốc độ đa cấp 3 6 : Lệnh chạy tần số Jog 7 : Lựa chọn thời gian tăng/giảm tốc 1 8 : Lệnh ngắt của biến tần (NO) 9: Lệnh ngắt của biến tần (NC) A : Cấm tăng/giảm tốc B : Tín hiệu cảnh báo quá nhiệt C : Lựa chọn đầu vào đa chức năng tín hiệu tƣơng tự D : điều khiển đặc tính V/f có PG E : reset ASR 58
  59. F : không dung 10 : UP 11 : DOWN 12 : Jog phía trƣớc 13 : Jog phía sau 14 : reset lỗi 15 : Dừng khẩn cấp (thƣờng hở NO) 16: Motor 17 : Dừng khẩn cấp (thƣờng hở NC) 18 : Chức năng đầu vào Timer 19 : Vô hiệu lực PID 1A : Chọn thời gian tăng tốc/giảm tốc 2 1B : Chƣơng trình cho phép 1C : + tốc độ tần số 1D : - tốc độ tần số 1E : cho phép/không cho phép dùng tín hiệu tƣơng tự 20~2F : Lỗi từ bên ngoài 30 : reset PID 31 : không dùng điều khiển PID 59
  60. 32 : Tham chiếu tốc độ đa cấp 4 34 : PID SFS ON/OFF 35 : Đặc tính ngõ vào PID 60 : Cho phép thắng DC 61 : Tìm tần số ra lớn nhất 62 : Tìm tần số tham chiếu 65 : mất nguồn (NC) 66 : mất nguồn (NO) 67 : Chọn phƣơng pháp kiểm tra truyền thông 68 : HSB 71 : Điều chỉnh tốc độ/mômen (ON: điều khiển mômen) 72 : ON: zero servo 77 : độ lợi P 78 : phân cực ngƣợc 79 : mất tín hiệu H1-02 Chọn chức Tƣơng tự H1-01 0-79 1 14 năng cho đầu vào đa chức năng 2 (S4) 60
  61. H1-03 Chọn chức Tƣơng tự H1-01 0-79 1 3 năng cho đầu vào đa chức năng 3 (S5) H1-04 Chọn chức Tƣơng tự H1-01 0-79 1 4 năng cho đầu vào đa chức năng 4 (S6) H1-05 Chọn chức Tƣơng tự H1-01 0-79 1 6 năng cho đầu vào đa chức năng 5 (S7) H1-06 Chọn chức Tƣơng tự H1-01 0-79 1 8 năng cho đầu vào đa chức năng 6 (S8) H1-07 Chọn chức Tƣơng tự H1-01 0-79 1 5 năng cho đầu vào đa chức năng 7 (S9) H1-08 Chọn chức Tƣơng tự H1-01 0-79 1 32 năng cho đầu vào đa chức năng 7 (S10) H1-09 Chọn chức Tƣơng tự H1-01 0-79 1 7 năng cho đầu vào đa chức năng 7 (S11) 61
  62. H1-10 Chọn chức Tƣơng tự H1-01 0-79 1 15 năng cho đầu vào đa chức năng 7 (S12) 62
  63. H2-01 Chọn lựa chức 0 : Đang hoạt động 0-37 1 0 Các cực năng cho đầu 1 : Tốc độ zero đầu ra đa ra tiếp điểm 2 : Phát hiện tốc độ chức năng M1-M2 1(ON: Tần số ra trùng với tần số tham chiếu) 3 : Phát hiện tần số 4 : Phát hiện tần số 1 (ON: tần số ra ≥ mức phát hiện tần số) 5 : Phát hiện tần số 2 (ON: tần số ra ≤ mức phát hiện tần số trong) 6 : Biến tần đang sẵn sàn hoạt động 7 : Phát hiện dƣới mức điện áp (UV) 8 : chế baselock (NO) 9 : Chọn trạng thái tham số tần số A : Chọn trạng thái lệnh Run B : Phát hiện cao/thấp mômen 1 (NO) C : Báo mất tần số tham chiếu D : Lỗi điện trở thắng E : Báo lỗi F : Không dùng 10Lỗi không quan trọng 63
  64. (ON: khi hiển thị cảnh báo) 11 : Reset biến tầ2 : Chức năng ngõ ra của H2-02 Chọn chức Timer1D : Trong suốt quá 0-37 1 1 năng cho đầu 13trình : Phát phục hiện hồi tần số 2 ra 141E : :Chọn Cho phát phép hiện khởi tần H2-03 ChọnPhotocoupler: chức sốđộng 2 lại sau khi báo lỗi 0-37 1 2 năngP1 cho đầu 151F : BáoPhát quá hiện tải tần động số cơra raPhotocouple 3OL1 ( bao gồm r: P2 16OH3) : Phát hiện tần số ra 420 : Báo quá nhiệt OH H2-04 Chọn chức 0-37 1 6 1730 : : giới Phát hạn hiện mômen cao/thấp năng cho đầu mômen31 : giới 1 (NC) hạn tốc độ raPhotocouple 18(NO) : Phát hiện cao/thấp r: P3 mômen32 : Mạch 2 (N0) điều khiển H2-05 Chọn chức 0-37 1 10 19tốc :độ Phát cho hiệnmômen cao/thấp năng cho đầu mômen(áp dụng 3 khi(NC) dừng) raPhotocouple 1A33: :Zero Quay-servo nghịch end(ON: r: P4 1Bkhi : chứcChế độ năng baselock zero 2- (NC)servo hoàn thành) 1C37 :: HoạtChọn động motor 2 (thứ 2) 2.3. SƠ ĐỒ TỔNG THỂ ĐIỀU KHIỂN PLC-BIẾN TẦN. 64
  65. Hình 2.9: Sơ đồ tổng thể điều khiển Plc-biến tần trong cần trục 1, Tay điều khiển: Tay điều khiển dùng để phát lệnh điều khiển tốc độ cho hệ thống điều khiển truyền động điện. Lệnh điều khiển gồm có: lệnh dừng, lệnh chọn chiều, lệnh giá trị tốc độ. Tay điều khiển là một tổ hợp các tiếp điểm để điều khiển cấp nguồn các cuộn hút của các rơle trung gian thực hiện lệnh điều khiển phù hợp với vị trí của tay điều khiển. 2, Bộ mã hóa :Mã hóa tín hiệu từ tay trang điều khiển để mở rơle trung gian,đƣa tín hiệu vào Plc. 3, Rơ le trung gian :Làm nhiệm vụ trung gian,đƣa tín hiệu vào Plc và đƣa tín hiệu vào biến tần. 4, Plc : Bao gồm CPU, các modul dầu vào số DO, các modul dầu vào ra DI kết nối với các hệ thống điều khiển. Để đảm bảo tính tác động nhanh cho hệ thống, PLC biến đổi tín hiệu từ tay điều khiển dạng số thành tín hiệu tƣơng tự điều khiển biến tần. Đồng thời thông qua PLC cung cấp thông tin giám sát sự hoạt động của toàn bộ hệ thống. 5, Biến đổi: Bộ biến tần dùng để điều khiển điện áp, tần số cấp cho động cơ theo luật điều khiển đƣợc thiết kế và lƣu giữ trong CPU của biến tần, đồng thời thông qua biến tần có thể quan sát và đặt các thông số bảo vệ động 6, Động cơ: Thông thƣờng là động cơ không đồng bộ 3 pha Roto lồng sóc. 65
  66. 7, PG :Máy phát tốc độ PG,phản hồi tốc độ của động cơ về biến tần. 66
  67. 3.1. MẠCH3.1. CẤP NGUỒN CHO TOÀN BỘ CẦN TRỤC. a. Sơ đồcấp nguồn toàncho bộ cần trục CHƢƠN TRANG BỊĐIỆN TRANG TS JS Q4 10A Q1 20A A Q4 Q1 (B7/P11) (B2/P12) G 3. 3KVA 5KVA (D3/P11) (B6/P12) 380V/ 220V 380V/ 220V VÀ NÂNG HẠ CẦN CỦA CẦN TRỤC 5T TRỤC CẦN CỦA HẠCẦN VÀ NÂNG 125A 10A 380V Kwh Hình Hình 3.1 50HZ PORT POWER - P20K2 HẠHÀNG NÂNG CẤU CƠ CHO TỬ ĐIỆN (D3/P11) 8 : Sơ mạchđồ cấp nguồn cho cần cẩu 125A M- R00M FAN MAIN HOIST LUFFING SLEW PLC TRAVEL LIGHTING SYSTEM V POWER 67 Q1 Q3 Q1A Q4 (E3/P13) 5A Q2 45A (C6/P13) 45A 6A (C2/P13) (C4/P13) (C7/P13) . 100A G20K4 G20K2 S20K2 L12K1 (B4/S10) (B2/G11A) (B2/G11) Q1 (B5/L10) Q3 Q1 TS (B2/L10) (B3/L10) (B2/S10) L1 L2 L3 5A 2A 2A 2A TS L12K2 L12K5 S20K3 H12K1 G20K3 G10M1 ~ G11M2 ~ (D5/L10) ~ (B2/S10) CB (C4/H10) (B3/G10) 4002 CB 4002 CB 4037 M M L10Y1 L10Y2 S10Y1 ~ ~ ~ M TS ~ M M ~ M H12K2 H10Y1 TRALVE BRAKE I > I > 300W*2 (C2/H10) H10M1 L10M1 M S10M1 ~ G11AM1 M M M M M CABLE REEL MOTOR ~ ~ ~ ~ ~ PG PG 15Kw HOIST MOTOR TRAVEL MOTOR LUFFING BRAKE SLEW MOTOR LUFFING MOTOR 30W*2 30KW 11KW * 2 15Kw 15Kw
  68. JS: rulô quấn cáp nguồn dùng để cuốn và thả cáp cấp nguồn cho cấu khi cẩu di chuyển, tránh chùng cáp. TS: Hệ thống tiếp điện vành trƣợt, chổi than dùng để cấp từ phần tĩnh sang phần động và ngƣợc lại (trục giao liên). A: Ampe kế đặt ở ca bin đo cƣờng độ dòng điện khi cẩu làm việc. KWH: Công tơ điện đo công suất tiêu thụ của cần cẩu trong thời gian làm việc. V: Vôn kế đo điện áp pha cấp cho cẩu. Q1-Q4: các áp tô mát dùng để cấp nguồn, bảo vệ ngắn mạch. K1-K5: các công tắc tơ dùng để đóng cấp nguồn. T1: Biến áp 380/220V, 3KVA cấp nguồn cho mạch điều khiển của các cơ cấu: công tắc tơ động lực P20K2, tời, tầm với, quay, di chuyển, hệ thống điều khiển máy tính số PLC, CPU, biến tần. T2: Biến áp 380/200V, 5KVA cấp nguồn cho hệ thống chiếu sáng toàn bộ cần cẩu. P12Q4: Áptômát cấp nguồn cho quạt phòng. L: Cuộn kháng dùng để hạn chế dòng ngắn mạch cho biến tần, động cơ. M: Động cơ không dồng bộ 3 pha roto lồng sóc dùng để truyền động cho các cơ cấu. G5: Biến tần điều chế độ rộng xung PWM dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ thực hiện. JR1,R2: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ thực hiện. PG: Máy phát xung đƣợc gắn trên trục của động cơ dùng đóng vai trò là khâu phản hồi tốc độ. Y1, Y2: Các phanh thuỷ lực dùng để phanh hãm dừng cho các cơ cấu. F1, F2: Bảo vệ dòng điện cực đại cho động cơ của cơ cấu di chuyển. b. Nguyên lý hoạt động của mạch cấp nguồn cần cẩu. Nguồn điện đƣợc lấy từ hệ thống nguồn tĩnh, đƣa lên cẩu qua rulô JS rồi 68
  69. qua hệ thống tiếp xúc vành trƣợt cổ góp TS tới cabin điều khiển. Ngƣời điều khiển kiểm tra điện áp (đo điện áp, cƣờng độ dòng điện và công suất) thấy ổn định, không báo lỗi sự cố thì đóng áp tô mát P11Q4 cầp nguồn cho biến áp T2- 380/220V cấp nguồn cho mạch điều khiển của các cơ cấu chính của cần cẩu nhƣ: tời (hoist), tầm với (luffing), quay (slew), di chuyển (travel), cuộn hút của công tắc tơ cấp nguồn động lực cho cẩu P20K2, hệ thống PLC và một số đèn chỉ thị. Tiếp đó đóng áp tô mát P12Q1 qua biến áp T1 380/220V, 5KVA cấp nguồn cho hệ thống chiếu sáng trên cẩu nhƣ: đèn pha, cầu thang, phòng, đƣờng cho ngƣời đi bộ và chiếu sáng cẩu. Đóng P12Q4 cấp nguồn cho quạt thông gió các buồng máy. Đóng P11Q1cấp nguồn chờ sẵn cho mạch động lực. Ngƣời điều khiển kiểm tra thấy không báo lỗi gì thì ấn nút “start” cấp nguồn cho cuộn hút của công tắc tơ P20K2 =1 cấp nguồn cho mạch động lực của các cơ cấu, lúc đó các áp tô mát P13Q1, P13Q1A, P13Q2, P13Q3, P13Q4 đã đóng sẵn chờ nguồn cấp tới. Khi ngƣời điều khiển đƣa tay trang điều khiển của cơ cấu nào thì hệ thống mã hoá gửi tín hiệu về đầu vào PLC xử lí đóng các công tắc tơ cấp nguồn cho biến tần của cơ cấu ấy điều khiển động cơ thực hiện. 3.2. TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ HÀNG. 3.2.1. Khái quát về cơ cấu nâng hạ hàng trong cần trục. Nguyên lý hoạt động chung của cơ cấu nâng hạ hàng. Động cơ truyền động thông qua hệ thống các bánh răng trong bộ truyền động cơ khí. Truyền chuyển động tới trống tời. Trống tời quay quấn hoặc nhả dây cáp theo chiều của tay trang điều khiển. Tại cabin điều khiển, ngƣời vận hành sẽ thực hiện các thao tác điều khiển cũng nhƣ nhận biết đƣợc các chế độ hoạt động của thiết bị. Tại đây ngƣời điều khiển có thể quan sát đƣợc tất cả không gian xung quanh cần cẩu. 69
  70. Kết hợp với sự chỉ dẫn mặt đất thông qua bộ đàm, điều này làm cho việc vận hành đƣợc an toàn đối với công nhân lao động và thiết bị. Đặc điểm của cơ cấu này là động cơ truyền động cho cơ cấu nâng hạ hàng là động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc điều chỉnh tốc độ bằng bộ biến tần làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. 3.2.2. Giới thiệu phần tử trong sơ đồ mạch điện cơ cấu nâng hạ hàng. Trên hình 3.2 là sơ đồ điện tổng thể của cơ cấu nâng hạ hàng. Các tín hiệu đƣa về đầu vào PLC để điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng từ tay điều khiển, và các áp tô mát, công tắc tơ, tiếp điểm của các hạn vị, các đầu ra của biến tần. Các tín hiệu này đƣợc thể hiện trên hình vẽ 3.3 3.7. Các tín hiệu đầu vào,ra của PLC điều khiển hoạt động của cơ cấu nâng hạ hàng đƣợc trình bày trên hình 3.5,3.6. Hình 3.7 thể hiện tín hiệu vào ra của biến tần Yakawas -G5. 3.2.2.1. Chức năng các phần tử có trong sơ đồ. a. Sơ đồ điện tổng thể của cơ cấu nâng hạ hàng. Hình 3.2: Sơ đồ mạch động lực của cơ cấu nâng hạ hàng P13Q1: áp tô mát tổng cấp nguồn cho toàn bộ cơ cấu nâng hạ hàng. Q1 : áp tô mát cấp nguồn cho phanh Y1. 70
  71. Q2 : áp tô mát cấp nguồn cho quạt làm mát động cơ M1. H12K1: công tắc tơ đóng mạch động lực cấp nguồn cho động cơ M1 truyền động cho cơ cấu nâng hạ hàng. H12K2: công tắc tơ đóng phanh thuỷ lực Y1. M1: động cơ truyền đông chính của cơ cấu nâng hạ hàng. M2: quạt làm mát cho động cơ M1. Y1: phanh thuỷ lực CDBR: Bộ điện trở hãm. G5 : biến tần điều khiển động cơ M1. PG : máy phát xung đếm tốc độ của M1,phản hồi về G5. b. Sơ đồ rơ le,công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ nâng hạ hàng và phanh. Hình 3.3: Rơle, công tắc tơ thực hiện C52K1: rơ le trung gian đóng cấp nguồn cho công tắc tơ động lực của động cơ truyền động chính ( H12K1). C57K1: rơ le trung gian của cơ cấu phanh Y1. c. Tay trang điều khiển. 71
  72. Hình 3.4: Tay trang điều khiển (S1). S1: Tay điều khiển của cơ cấu nâng hạ hàng gồm 11 vị trí: có 1 vị trí “không”, 5 vị trí theo chiều nâng và 5 vị trí theo chiều hạ. ZERO POSITION: tay điều khiển ở vị trí không UP: chọn chiều nâng hàng DOWN: chọn chiều hạ hàng UP/DOWN (1-3): cấp tốc độ 1-3 theo chiều nâng hạ UP/DOWN (2-4): cấp tốc độ 2-4 theo chiều nâng hạ UP/DOWN (3-5): cấp tốc độ 3-5 theo chiều nâng hạ Bảng 3.1: Mã hóa vị trí tay trang VỊ TRÍ TAY STEP STEP STEP TRANG (1-3) (2-4) (3-5) 0 1 X 2 X X 3 X X X 4 X X 5 X 72
  73. d. Tín hiệu đầu vào PLC. Hình 3.5: Sơ đồ tín hiệu đầu vào PLC. I00200:Công tắc giới hạn hành trình lên. I00201: Công tắc giới hạn hành trình xuống I00202:Công tắc giảm tốc độ xuống khi gần đến I00200 I00203:Công tắc giảm tốc độ xuống khi gần đến I00201 I00303: Công tắc tơ đóng mạch động lực cấp nguồn cho động cơ M1 truyền động cho cơ cấu nâng hạ hàng. I00304 : Áp tô mát tổng cấp nguồn cho toàn bộ cơ cấu nâng hạ hàng I00306 Công tắc tơ đóng phanh thuỷ lực Y1. I00308:Biến tần gửi về báo tay trang rời vị trí 0 I00309:Biến tần gửi về báo đã thoát lỗi. I00310: Bộ điện trở hãm I00312:Tín hiệu khóa tời. I00313:Reset biến tần 73
  74. I00608:Biến tần gửi về báo tời chạy Perm(ko đổi). I00609:Biến tần gửi về báo cơ cấu nâng hạ hàng sẵn sàng. e. Sơ đồ tín hiệu đầu ra PLC. Hình 3.6: Sơ đồ tín hiệu đầu ra PLC. Q01000: Bật công tắc tơ K1 cấp nguồn cho động cơ nâng hạ hàng Q01001:Tín hiệu Up vào biến tần Q01002:Tín hiệu Down vào biến tần Q01003:Tín hiệu báo lỗi sự cố,cắt khẩn cấp(tín hiệu vào biến tần) Q01004:Tín hiệu reset biến tần Q01005:Tín hiệu vào CMD1 của biến tần Q01006: Tín hiệu vào CMD2 của biến tần Q01007: Tín hiệu vào CMD3 của biến tần Q00700:Đèn báo giới hạn lên Q00701:Đèn báo giới hạn xuống Q00708:Đèn báo cơ cấu nâng hạ hàng hoạt động bình thƣờng. 74
  75. Q00715:Chuông báo đôn khi có sự cố Q1200:Tín hiệu mở phanh cho cơ cấu nâng hạ hàng. f. Sơ đồ đầu vào ra của biến tần. 1 2 3 4 5 6 7 8 11 9 10 25 26 27 18 20 12 Hình 3.7: Sơ đồ điều khiển PLC – Biến tần. C52K2: rơ le chọn chiều nâng hàng. C52K3: rơ le chọn chiều hạ hàng. C52K4: rơ le báo lỗi sự cố, cắt khẩn cấp. C52K5: rơ le restart đặt lại đầu vào biến tần. C52K6: rơ le chọn cấp tốc độ 1-3. C52K7: rơ le chọn cấp tốc độ 2-4. C52K8: rơ le chọn cấp tốc độ 3-5. C57K5:Tín hiệu lựa chọn Host hay Travel C29B1:Tín hiệu vào Plc báo tay trang rời vị trí 0 C35C1: Tín hiệu vào Plc báo tời chạy Perm C35C2:Tín hiệu vào PLc báo cơ cấu nâng hạ hàng sẵn sàng C29B2:Tín hiệu báo đã thoát lỗi 75
  76. Bảng 3.2: Mã hóa tốc độ vào biến tần CẤP TỐC ĐỘ CMD CMD CMD 1 2 3 0 1 X 2 X 3 X X 4 X 5 X X 3.2.3. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu nâng hạ hàng. Ngƣời điều khiển thực hiện các thao tác cấp nguồn cần thiết rồi ấn nút start để đóng công tắc tơ động lực P20K2 cấp nguồn chờ sẵn cho các cơ cấu của cần cẩu sẵn sàng hoạt động. Khi đƣa tay điều khiển (S1) của cơ cấu lên hoặc xuống tƣơng ứng với việc nâng hoặc hạ hàng thì C0001=1 hoặc C0002=1 xác định chiều nâng hoặc hạ hàng, PLC kiểm tra các tín hiệu điều kiện đầu vào nhƣ: -Cảm biến tốc độ đo tốc độ gió: < 25m/s -Cảm biến trọng lƣợng báo trọng lƣợng hàng nhỏ hơn khối lƣợng cho phép. - Áp tô mát cấp nguồn động lực cho cơ cấu tầm với đã đóng C00304=1 (khi P13Q1=1). - Áp tô mát cấp nguồn cho cơ cấu phanh sẵn sàng hoạt động C0006=1 (khi Q1=1). - Quạt làm mát Motor đã đƣợc khởi động C0007=1 (khi Q2=1). - Công tắc tơ cấp nguồn động lực cho cơ cấu di chuyển đã đƣợc cắt ra C0502=0 (khi G20K3=0 ). - Tín hiệu đóng phanh của cơ cấu nâng hạ hàng C0306=1 (khi công tắc tơ cấp nguồn cho cơ cấu phanh đã đóng H12K2=1). 76
  77. Đồng thời PLC kiểm tra tín hiệu từ biến tần G5 gửi về báo tốc độ động cơ đang là không, kiểm tra lỗi của cơ cấu nâng hạ hàng. Khi đó PLC sẽ đƣa ra tín hiệu điều khiển cấp nguồn cho các rơ le trung gian: - Rơ le K1=1, H12K1=1 đóng nguồn động lực cấp cho động cơ. Tuỳ thuộc vào vị trí tay điều khiển mà PLC quyết định C52K2=1 hay C52K3=1, để điều khiển biến tần cấp cho động cơ M quay theo chiều thuận hay chiều ngƣợc tƣơng ứng với chiều nâng hoặc hạ hàng. Khi đẩy tay điều khiển lên tốc độ cao hơn thì C1003, C1004, C1005 lần lƣợt =1(ở đầu ra PLC các rơ le trung gian C52K6, C52K7, C52K8 lần lƣợt bằng một) điều khiển biến tần G5 cấp điện áp và tần số phù hợp với tốc độ đặt ở tay trang điều khiển. Khi gần tới cuối hành trình C0202=1 hoặc C0203=1 làm giảm tốc độ nâng hoặc hạ hàng, khi tới cuối hành trình nâng hoặc hạ cần thì tiếp điểm của các công tắc hành trình sẽ tác động làm C0200=1, C0201=1. PLC điều khiển đầu ra C1200= 1 làm C57K1=1 cắt nguồn cấp cuộn hút của công tắc tơ H12K1, làm phanh hãm dừng Y1 tác động, hãm dừng cho cơ cấu nâng hạ. Khi phanh hãm đã tác động nó gửi tín hiệu về PLC thông báo các chế độ hiện tại của cẩu C0312=1. Ở hành trình hạ cần xảy ra quá trình hãm tái sinh, năng lƣợng trong quá trình hãm đƣợc tiêu tán trên điện trở R3 nhờ mạch CDBR. Khi hết 1 hành trình nâng hoặc hạ, ngƣời điều khiển đƣa tay điều khiển về vị trí 0, C0000=1 làm cho C1004=1, K5=1 restart lại biến tần. Trong quá trình hoạt động của cơ cấu nâng hạ hàng thì có các đèn báo chỉ thị chế độ làm việc của cẩu: khi đèn C50H1 sáng, báo cho ngƣời điều khiển biết móc hàng đã chạm giới hạn trên(chạm đỉnh), đèn C50H2 sáng khi móc hàng chạm giới hạn dƣới(chạm đất), đèn C51H1 báo cơ cấu nâng hạ hàng đang hoạt động bình thƣờng. Cơ cấu nâng hạ hàng đƣợc bảo vệ hành trình nâng, hạ bằng các hạn vị (công tắc hành trình), khi nâng hàng vƣợt ra giới hạn cho phép thì công tắc 77
  78. hành trình ngắt tín hiệu từ tay điều khiển, đồng thời phanh Y1 tác động cố định vị trí móc hàng, không cho phép tiếp tục chuyển động theo chiều nâng nhƣng vẫn cho phép chuyển động theo chiều hạ. Ở hành trình hạ thì ngƣợc lại. Khi cẩu làm việc bình thƣờng thì đèn C51H1 sáng, khi có sự cố đèn H8 nháy sáng, đồng thời chuông báo động C kêu, khi đó ngƣời điều khiển nhấn nút dừng khẩn cấp dừng toàn bộ hoạt động của cần trục. 3.2.4. Các bảo vệ có trong sơ đồ điều khiển cơ cấu nâng hàng. Hạn chế cƣờng độ dòng ngắn mạch bằng cuộn kháng L1. Bảo vệ quá tải 110% mô men bằng công tắc tơ C56K8. Bảo vệ hành trình Up ,Down với bằng các công tắc hành trình 200,201. Bảo vệ quá tải, ngắn mạch bằng các áp tô mát P13Q1, Q1, Q2 Bảo vệ không bằng rơ le, công tắc tơ C52K1, H12K1. 3.3. TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN. Cơ cấu nâng hạ cần của cần cẩu đƣợc thực hiện bằng cáp nâng panăng đầu cần. Động cơ truyền động là động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc điều khiển tốc độ bằng hệ thống PLC- biến tần, truyền động qua hệ thống bánh răng trống tời, tang cuốn cáp để nâng hạ cần. Hoạt động của cơ cấu đƣợc đƣợc điều khiển bằng tay trang điều, hệ thống tay trang điều khiển là hệ thống tƣơng tự các tiếp điểm đƣa trực tiếp đến đầu vào PLC. Hình 3.8 là sơ đồ mạch động lực của cơ cấu nâng hạ cần. Hình 3.11 là các tín hiệu vào của PLC đƣợc đƣa về từ tay điều khiển và từ các áp tô mát, công tắc tơ và tiếp điểm của các hạn vị hoặc các đầu ra của biến tần. Các tín hiệu đầu ra của PLC đƣợc đƣa tới cuộn hút của các rơ le trung gian, điều khiển các tiếp điểm để điều khiển các công tắc tơ trong mạch động lực hoặc đƣa tới các đầu vào của bộ biến tần điều khiển tốc độ động cơ. Các tín hiệu đầu ra đƣợc trình bày trên hình 3.12. 78
  79. Trên hình 3.9 là sơ đồ điều khiển công tắc tơ (trong mạch động lực của cơ cấu nâng hạ cần) bằng tiếp điểm của các rơle trung gian. Hình 3.13 là các tín hiệu điều khiển biến tần. Tiếp điểm của các rơ le trung gian đóng vai trò cấp tín hiệu đầu vào dạng liên tục điều khiển biến tần. 3.3.1. Giới thiệu phần tử trong sơ đồ mạch điện. a. Sơ đồ mạch động lực của cơ cấu thay đổi tầm với. Hình 3.8: Sơ đồ mạch động lực của cơ cấu tầm với. P13Q2: áp tô mát tổng cấp nguồn cho toàn bộ cơ cấu nâng hạ cần. Q1 : áp tô mát cấp nguồn cho phanh Y1. Q3 : áp tô mát cấp nguồn cho phanh Y2. Q2 : áp tô mát cấp nguồn cho quạt làm mát động cơ M1. L12K1: công tắc tơ đóng mạch động lực cấp nguồn cho động cơ M1 truyền động cho cơ cấu nâng hạ cần. L12K2: công tắc tơ cấp nguồn cho phanh thuỷ lực Y1. L12K5: công tắc tơ cấp nguồn cho phanh thuỷ lực Y2. M1: động cơ truyền đông chính của cơ cấu nâng hạ cần. M2: quạt làm mát cho động cơ M1. 79
  80. Y1,Y2: phanh thuỷ lực CDBR: Bộ điện trở hãm. G5 : biến tần điều khiển động cơ M1. PG : máy phát xung đếm tốc độ của M1,phản hồi về G5. b. Sơ đồ rơ le,công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ nâng hạ cần và phanh. Hình 3.9: Rơle, công tắc tơ thực hiện. C54K1: rơ le trung gian đóng cấp nguồn cho công tắc tơ động lực của động cơ truyền động chính ( L12K1). C57K3: rơ le trung gian của cơ cấu phanh Y1. C57K4: rơ le trung gian của cơ cấu phanh Y2 c. Sơ đồ tay trang điều khiển. 80
  81. Hình 3.10: Tay trang điều khiển(S1). S1: Tay trang điều khiển. ZERO POSITION: tay điều khiển ở vị trí không EXTEND: chọn chiều hạ cần RETRACT: chọn chiều nâng cần EX/RE (1-3): cấp tốc độ 1-3 theo chiều nâng hạ EX/RE (2-4): cấp tốc độ 2-4 theo chiều nâng hạ EX/RE (3-5): cấp tốc độ 3-5 theo chiều nâng hạ L10Q1, L10Q3: áp tô mát cấp nguồn, bảo vệ quá tải ngắn mạch cho 2 động cơ phanh thuỷ lực L10Q2: Áp tô mát cấp nguồn cho quạt Bảng 3.3: Mã hóa vị trí tay trang. VỊ TRÍ TAY STEP STEP STEP TRANG (1-3) (2-4) (3-5) 0 1 X 2 X X 81
  82. 3 X X X 4 X X 5 X d. Sơ đồ tín hiệu đầu vào PLC. Hình 3.11: Sơ đồ đầu vào PLC. I00208:Công tắc giới hạn hành trình nâng cần. I00209: Công tắc giới hạn hành trình hạ cần I00210:Công tắc giảm tốc độ xuống khi gần đến I00208 I00211:Công tắc giảm tốc độ xuống khi gần đến I00209 I00212: Công tắc tơ đóng mạch động lực cấp nguồn cho động cơ M1 truyền động cho cơ cấu nâng hạ cần. I00213 : Áp tô mát tổng cấp nguồn cho toàn bộ cơ cấu nâng hạ hàng I00215 : Công tắc tơ đóng phanh thuỷ lực Y1. I00403 : Công tắc tơ đóng phanh thuỷ lực Y2. I00300:Biến tần gửi về báo tay trang rời vị trí 0 I00301:Biến tần gửi về báo đã thoát lỗi. 82
  83. I00302: Bộ điện trở hãm I00315:Tín hiệu phanh Y1 khóa. I00404:Tín hiệu phanh Y2 khóa. I00612:Biến tần gửi về báo tời chạy Perm(ko đổi). I00613:Biến tần gửi về báo cơ cấu nâng hạ cần sẵn sàng. e. Sơ đồ tín hiệu đầu ra Plc. Hình 3.12: Sơ đồ đầu ra PLC. Q01008: Bật công tắc tơ K1 cấp nguồn cho động cơ nâng hạ cần Q01009:Tín hiệu Extend vào biến tần Q01010:Tín hiệu Retract vào biến tần Q01011:Tín hiệu báo lỗi sự cố,cắt khẩn cấp(tín hiệu vào biến tần) Q01012:Tín hiệu reset biến tần Q01013:Tín hiệu vào CMD1 của biến tần 83
  84. Q01014: Tín hiệu vào CMD2 của biến tần Q01015: Tín hiệu vào CMD3 của biến tần Q00702:Đèn báo giới hạn nâng Q00703:Đèn báo giới hạn hạ Q00710:Đèn báo cơ cấu nâng hạ cần hoạt động bình thƣờng. Q00715:Chuông báo động khi có sự cố Q1203:Tín hiệu mở phanh Y1 cơ cấu nâng hạ cần. Q1203:Tín hiệu mở phanh Y2 cơ cấu nâng hạ cần. f. Sơ đồ tín hiệu vào ra biến tần. 1 2 3 4 5 6 7 8 11 9 10 25 26 27 18 20 12 Hình 3.13: Sơ đồ điều khiển PLC – Biến tần. C54K2: rơ le chọn chiều nâng cần. C54K3: rơ le chọn chiều hạ cần. 84
  85. C54K4: rơ le báo lỗi sự cố, cắt khẩn cấp. C54K5: rơ le restart đặt lại đầu vào biến tần. C54K6: rơ le chọn cấp tốc độ 1-3. C54K7: rơ le chọn cấp tốc độ 2-4. C54K8: rơ le chọn cấp tốc độ 3-5. C28B1:Tín hiệu vào Plc báo tay trang rời vị trí 0 C28B2:Tín hiệu báo đã thoát lỗi C35C5: Tín hiệu vào Plc báo tời chạy Perm C35C6:Tín hiệu vào PLc báo cơ cấu nâng hạ cần sẵn sàng Bảng 3.4: Mã hóa cấp tốc độ vào biến tần CẤP TỐC ĐỘ CMD CMD CMD 1 2 3 0 1 X 2 X 3 X X 4 X 5 X X 3.3.2. Nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch điều khiển. Ngƣời điều khiển thực hiện các thao tác cấp nguồn cần thiết rồi ấn nút start để đóng công tắc tơ động lực P20K2 cấp nguồn chờ sẵn cho các cơ cấu của cần cẩu sẵn sàng hoạt động. Khi đƣa tay điều khiển (S1) của cơ cấu tầm với lên hoặc xuống tƣơng ứng với việc hạ hoặc nâng cần thì C0009=1 hoặc C0010=1 xác định chiều nâng hoặc hạ cần, PLC kiểm tra các tín hiệu điều kiện đầu vào nhƣ: - Áp tô mát cấp nguồn động lực cho cơ cấu tầm với đã đóng C0213=1 (khi P13Q2=1), 85
  86. - Áp tô mát cấp nguồn cho phanh sẵn sàng hoạt động C0014=1 (khi L10Q1=1 và L10Q3=1). - Quạt làm mát động cơ đã đƣợc khởi động C0015=1 (khi L10Q2=1). - Tín hiệu đóng phanh của cơ cấu nâng hạ cần C0215=1,C0403=1 (khi công tắc tơ cấp nguồn cho cơ cấu phanh đã đóng L12K2=1,L12K5=1). Đồng thời PLC kiểm tra tín hiệu từ biến tần G5 gửi về báo tốc độ động cơ đang là không, kiểm tra lỗi của cơ cấu tầm với. Khi đó PLC sẽ đƣa ra tín hiệu điều khiển cấp nguồn cho các rơ le trung gian K1,làm cho L12K1=1 đóng nguồn động lực cấp cho biến tần động cơ. Tuỳ thuộc vào vị trí tay điều khiển mà PLC quyết định C0009,C0010=1 để điều khiển biến tần cấp cho động cơ M quay theo chiều thuận hay chiều ngƣợc tƣơng ứng với chiều nâng hoặc hạ cần. Khi đẩy tay điều khiển lên tốc độ cao hơn thì C0011, C0012, C0013 lần lƣợt bằng 1, ở đầu ra PLC các rơ le trung gian C54K6(SPD CMD1), C54K7(SPD CMD2), C54K8(SPD CMD3) lần lƣợt bằng 1 điều khiển biến tần G5 cấp điện áp và tần số phù hợp với tốc độ đặt ở tay trang điều khiển. Khi gần cuối hành trình C0210=1 hoặc C0211=1 sẽ làm giảm tốc độ nâng hoặc hạ cần, tới cuối hành trình S3, S1 đƣợc ấn làm C0208=1, C0209=1. PLC điều khiển đóng các rơ le trung gian cần thiết làm cho L12K2=0, L12K5=0 cắt nguồn cấp cho phanh hãm dừng Y1, Y2 khiến hai phanh này tác động hãm dừng cho cơ cấu. Hai phanh này đóng mở chậm so với nhau một khoảng thời gian nhất định nhằm hạn chế độ giật cho cơ cấu nâng hạ cần và hãm dừng an toàn, khi phanh hãm đã tác động nó gửi tín hiệu về PLC thông báo chế độ hiện tại của cẩu. Ở hành trình hạ cần xảy ra quá trình hãm tái sinh, năng lƣợng trong quá trình hãm đƣợc tiêu tán trên điện trở R3 nhờ mạch CDBR. Khi hết 1 hành trình nâng hoặc hạ cần ta đƣa tay điều khiển về vị trí 0, C0008=1 làm cho C1012=1, K5=1 restart lại biến tần. Quá trình hoạt động của cơ cấu nâng hạ cần có các đèn báo chỉ thị chế độ 86
  87. làm việc của cẩu. Cơ cấu đƣợc bảo vệ hành trình nâng, hạ bằng các hạn vị, khi nâng cần vƣợt ra giới hạn cho phép thì công tắc hành trình S3=0(C208=0) ngắt tín hiệu từ tay điều khiển, đồng thời khi đó hai phanh Y1, Y2 tác động cố định vị trí của cần, không cho phép cần tiếp tục chuyển động theo chiều nâng nhƣng vẫn cho phép cần chuyển động theo chiều hạ (vì S2=1) và khi đó đèn chỉ thị H4 sáng báo cho ngƣời điều khiển biết cần đã vƣợt ra khỏi hành trình theo chiều nâng. Ở hành trình hạ thì ngƣợc lại S3=1, S2=0 và khi đó đèn H3 sáng, cẩu làm việc bình thƣờng thì đèn H5 sáng, khi có sự cố đèn H8 sẽ nháy sáng đồng thời chuông báo động kêu, khi đó ngƣời điều khiển nhấn nút dừng khẩn cấp (cmergency stop) để dừng toàn bộ hoạt động của cần trục. 3.3.3. Các bảo vệ có trong sơ đồ điều khiển cơ cấu nâng hạ cần. Hạn chế cƣờng độ dòng ngắn mạch bằng cuộn kháng L2. Bảo vệ hành trình tầm với bằng các công tắc hành trình S2, S3. Bảo vệ quá tải ngắn mạch bằng các áp tô mát L12Q1, Q2, Q3. Bảo vệ không bằng rơ le, công tắc tơ L12K1,L12K2, L12K5. 87
  88. CHƢƠNG 4. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC OMRON CHO CẦN TRỤC 5T 4.1. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC OMRON CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ HÀNG CỦA CẦN TRỤC 5T. 4.1.1. Ký kiệu đầu vào ra của PLC OMRON I00000: Tay trang điều khiển ở vị trí 0 I00001: Chiều nâng hàng I00002: Chiều hạ hàng I00003: Cấp tốc độ (1-3) I00004: Cấp tốc độ (2-4) I00005: Cấp tốc độ (3-5) I00006: Tiếp điểm thƣờng mở của Aptomat cấp nguồn cho phanh thủy lực I00007: Tiếp điểm thƣờng mở của Aptomat cấp nguồn cho quạt làm mát động cơ. I00200:Công tắc giới hạn hành trình lên. I00201: Công tắc giới hạn hành trình xuống I00202:Công tắc giảm tốc độ khi gần đến I00200 I00203:Công tắc giảm tốc độ khi gần đến I00201 I00308:Biến tần gửi về báo chạy 0 tốc độ I00309:Biến tần gửi về báo bình thƣờng I00310:Bộ điện trở hãm 88
  89. I00312:Tín hiệu báo phanh Y1 đã mở hoàn toàn I00313:Reset biến tần I00514:Tiếp điểm thƣờng mở của Aptomat tổng P20K2 I00515:Đo tốc độ gió I00600: Cảm biến trọng lƣợng I00608:Biến tần gửi về báo tời chạy Perm(ko đổi) I00609:Biến tần gửi về báo cơ cấu nâng hạ hàng sẵn sàng. Q00700:Đèn báo giới hạn lên Q00701:Đèn báo giới hạn xuống Q00708:Đèn báo tời bình thƣờng Q00715:Chuông báo động khi có sự cố Q01000:Bật bông tắc tơ K1 cấp nguồn cho động cơ nâng hạ hàng Q01001:Tín hiệu Up vào biến tần Q01002:Tín hiệu Down vào biến tần Q01003:Tín hiệu báo lỗi sự cố,cắt khẩn cấp(tín hiệu vào biến tần) Q01004:Tín hiệu reset biến tần Q01005:CMD1 Q01006:CMD2 Q01007:CMD3 Q01200:Tín hiệu cấp nguồn mở phanh Y1. Q01204:Tín hiệu lựa chọn Host hay Travel 89
  90. 4.1.2. Lƣu đồ thuật toán. 90
  91. H×nh 3.14. L•u ®å thuËt to¸n x©y dùng ch•¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PLC cho c¬ cÊu n©ng h¹ hµng 91
  92. 4.1.3. Chƣơng trình điều khiển bằng PLC OMRON. 92
  93. 4.2. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC OMRON CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN CỦA CẦN TRỤC 5T 4.2.1. Ký hiệu đầu vào ra của PLC. I00008: Tay trang điều khiển ở vị trí 0 I00009: Chiều nâng cần I00010: Chiều hạ cần I00011: Cấp tốc độ (1-3) I00012: Cấp tốc độ (2-4) I00013: Cấp tốc độ (3-5) I00014: Tiếp điểm thƣờng mở của Aptomat cấp nguồn cho phanh thủy lực I00014: Tiếp điểm thƣờng mở của Aptomat cấp nguồn cho quạt làm mát động cơ. I00208:Công tắc giới hạn hành trình hạ cần. I00209: Công tắc giới hạn hành trình nâng cần I00210:Công tắc giảm tốc độ khi gần đến I00208 I00211:Công tắc giảm tốc độ khi gần đến I00209 I00213:Tiếp điểm thƣờng mở của aptomat P13Q2 tổng cấp nguồn cho toàn bộ cơ cấu nâng hạ cần I00300: Biến tần báo chạy 0 tốc độ I00301: Biến tần báo bình thƣờng. I00302:Bộ điện trở hãm I00315:Tín hiệu phanh Y1 đã đƣợc mở hoàn toàn I00404:Tín hiệu phanh Y2 đã đƣợc mở hoàn toàn I00313:Reset biến tần I00215,I00403: Tiếp điểm thƣờng đóng của công tắc tơ cấp nguồn mở phanh Y1,Y2 I00513:Quá tải I00514:Tiếp điểm thƣờng mở của Aptomat tổng P20K2 I00515:Đo tốc độ gió 95
  94. I00612:Biến tần gửi về báo tời chạy Perm(ko đổi) I00609:Biến tần gửi về báo cơ cấu nâng hạ hàng sẵn sàng. T004:Timer cắt toàn bộ tín hiệu vào PLC nếu công tắc tơ k2,k5 bị hỏng. T005:Timer trễ 3s để cắt nguồn cung cấp cho phanh. Q00702:Đèn báo giới hạn hạ cần Q00703:Đèn báo giới nâng cần Q00710:Đèn báo tời bình thƣờng Q00715:Chuông báo động khi có sự cố Q01008:Bật Công tắc tơ K1 cấp nguồn cho động cơ nâng hạ cần Q01009:Tín hiệu Extend vào biến tần Q01010:Tín hiệu Retract vào biến tần Q01011:Tín hiệu báo lỗi sự cố,cắt khẩn cấp(tín hiệu vào biến tần) Q01012:Tín hiệu reset biến tần Q01013:CMD1 Q01014:CMD2 Q01015:CMD3 Q01202:Tín hiệu cấp nguồn cho công tắc tơ để mở phanh Y1. Q01203:Tín hiệu cấp nguồn cho công tắc tơ để mở phanh Y2 4.2.2. Lƣu đồ thuật toán. 96
  95. H×nh 3.15. L•u ®å thuËt to¸n x©y dùng ch•¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PLC cho c¬ cÊu n©ng h¹ cÇn 98
  96. 4.2.3. Chƣơng trình điều khiển. 99
  97. KẾT LUẬN Sau một thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp với sự giúp đỡ của thầy giáo Thạc Sĩ Nguyễn Trọng Thắng, đến nay đề tài của em là “Nghiên cứu ,xây dựng hệ thống điều khiển cần trục 5 tấn bằng PLC ở TCT Công nghiệp Tàu Thủy Phà Rừng” đã hoàn thành. Trong đề tài này em đã nghiên cứu,xây dựng đƣợc nhƣ sau: * Nghiên cứu tổng quan về công nghệ cần trục. * Thiết kế phần cứng điều khiển plc- biến tần cho cần trục. * Xây dựng phần mềm điều khiển cần trục bằng Plc Omron. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới Thạc Sĩ Nguyễn Trọng Thắng ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn em thực hiện đề tài này. Tuy nhiên do còn hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm thực tế, tài liệu tham khảo, nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót, các vấn đề nghiên cứu còn chƣa sâu rộng và chƣa gắn đƣợc với thực tế. Rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô và các bạn đồng nghiệp để bản đồ án hoàn thiện hơn. 102
  98. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Bính (2005). Điện tử công suất, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội . 2. Phạm Thƣợng Hàn - Nguyễn Trọng Quế - Nguyễn Văn Hoà - Nguyễn Thị Vấn (1996). Kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý, Nhà xuất bản giáo dục. 3. GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn. Máy điện, Nhà xuất bản xây dựng. 4. Bùi Quốc Khánh, Hoàng Xuân Bình (2006). Trang bị điện - điện tử tự động hoá cầu trục và cần trục. NXB KH&KT, Hà Nội. 5. Bùi Quốc Khánh - Nguyễn Văn Liễu -Nguyễn Thị Hiền ( 1996) Truyền động điện, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội . 6. Tổng CTCN Tàu Thủy Phà Rừng- Hồ sơ kỹ thuật cần trục 103
  99. MôC LôC Trang LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NHÓM CẦN TRỤC Ở TỔNG CÔNG TY CNTT PHÀ RỪNG 3 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TỔNG CÔNG TY CNTT PHÀ RỪNG. 3 1.2. CÁC YÊU CẦU VỀ NÂNG VẬN CHUYỂN CỦA TỔNG CTCN 4 TÀU THỦY PHÀ RỪNG. 4 1.3. XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CẦN TRỤC. 6 1.4. CÁC YÊU CẦU VÀ CẤU TẠO CHUNG CỦA CẦN TRỤC. 8 1.4.1. Các yêu cầu chung của hệ thống cần trục. 9 CHƢƠNG 2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 14 2.1. CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG PLC OMRON. 14 2.1.1. Cấu trúc PLC OMRON. 14 2.1.2. Hoạt động của PLC OMRON. 15 2.1.3. Các bit đầu vào trong PLC Omron và các tín hiệu điện bên ngoài. 17 2.1.4. Các bit đầu ra trong PLC Omron và các thiết bị điện bên ngoài. 17 2.1.5. Các địa chỉ bộ nhớ trong CP1L/1H. 17 2.1.5. Các thành phần bên trong bộ CP1L. 22 2.1.6. Ví dụ về đấu dây PLC Omron (CP1L-20). 23 2.1.7. Địa chỉ bộ nhớ. 25 2.1.7.1. Định địa chỉ bộ nhớ các đầu ra. 25 2.1.7.2. Địa chỉ bộ nhớ trên module mở rộng. 26 2.1.7.3. Các vùng nhớ trong CP1L/1H 33 2.2. BIẾN TẦN YASKAWA G5. 38 2.2.1. Cài đặt thông số của biến tần. 38 2.3. SƠ ĐỒ TỔNG THỂ ĐIỀU KHIỂN PLC-BIẾN TẦN. 64 104
  100. CHƢƠNG 3. TRANG BỊ ĐIỆN-ĐIỆN TỬ CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ HÀNG VÀ NÂNG HẠ CẦN CỦA CẦN TRỤC 5T 67 3.1. MẠCH CẤP NGUỒN CHO TOÀN BỘ CẦN TRỤC. 67 3.2. TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ HÀNG. 69 3.2.1. Khái quát về cơ cấu nâng hạ hàng trong cần trục. 69 3.2.2. Giới thiệu phần tử trong sơ đồ mạch điện cơ cấu nâng hạ hàng. 70 3.2.3. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu nâng hạ hàng 76 3.2.4. Các bảo vệ có trong sơ đồ điều khiển cơ cấu nâng hàng. 78 3.3. TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN. 78 3.3.1. Giới thiệu phần tử trong sơ đồ mạch điện. 79 3.3.2. Nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch điều khiển. 85 3.3.3. Các bảo vệ có trong sơ đồ điều khiển cơ cấu nâng hạ cần. 87 CHƢƠNG 4. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC OMRON CHO CẦN TRỤC 5T 88 4.1. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC OMRON CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ HÀNG CỦA CẦN TRỤC 5T. 88 4.1.1. Ký kiệu đầu vào ra của PLC OMRON 88 4.1.2. Lƣu đồ thuật toán. 90 4.1.3. Chƣơng trình điều khiển bằng PLC OMRON 92 4.2. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC OMRON CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN CỦA CẦN TRỤC 5T 95 4.2.1. Ký hiệu đầu vào ra của PLC. 95 4.2.2. Lƣu đồ thuật toán. 96 4.2.3. Chƣơng trình điều khiển. 99 KẾT LUẬN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 105