Đồ án Tìm hiểu máy điện không đồng bộ rô to dây quấn, thiết kế mạch khởi động cho động cơ không đồng bộ rô to dây quấn dùng PLC S7 200
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
ISO 9001:2015
TÌM HIỂU MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔ TO
DÂY QUẤN, THIẾT KẾ MẠCH KHỞI ĐỘNG CHO
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔ TO DÂY QUẤN
DÙNG PLC S7 200
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
HẢI PHÒNG - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
ISO 9001:2015
TÌM HIỂU MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔ TO
DÂY QUẤN, THIẾT KẾ MẠCH KHỞI ĐỘNG CHO
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔ TO DÂY QUẤN
DÙNG PLC S7 200
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinhviên
: Lê Văn Thái
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Đinh Thế Nam
HẢI PHÒNG - 2019
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
----------------o0o-----------------
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Mã sinh viên: 1412102022
Sinh viên: Lê Văn Thái
Ngành: Điện tự động công nghiệp
Lớp: DC1802
Tên đề tài: Tìm hiểu máy điện không đồng bộ rô to dây quấn, thiết kế mạch
khởi động cho động cơ không đồng bộ rô to dây quấn dùng PLC S7 200
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................. 6
CHƯƠNG 1. ................................................................................................... 7
logic khả trình).......................................................................................... 7
1.1.2. Phân loại. ...................................................................................... 10
1.3. TẬP LỆNH. ........................................................................................ 13
1.3.1. Các lệnh vào/ra.............................................................................. 13
1.3.7. Lệnh xử lý dữ liệu. ........................................................................ 17
CHƯƠNG 2. ................................................................................................. 20
4
2.2.1.Mở máy trực tiếp............................................................................ 31
CHƯƠNG 3 : ................................................................................................ 40
BẰNG PLC S7 200....................................................................................... 40
KẾT LUẬN................................................................................................... 44
5
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật sự đa dạng của các
linh kiện điện tử số, các thiết bị điều khiển tự động. Các công nghệ cũ đang
dần dần được thay thế bằng các công nghệ hiện đại. Các thiết bị công nghệ
tiên tiến với hệ thống điều khiển lập trình vi điều khiển, hệ thống tự động điều
khiển, vi xử lý, PLC,… các thiết bị điều khiển từ xa đang được ứng dụng rộng
rãi trong công nghiệp, các dây truyền sản xuất.
Để nắm bắt được khoa học tiên tiến hiện nay các trường đại học,Cao
Đẳng,…đã và đang đưa các kiến thức khoa học và các thiết bị mới vào nghiên
cứu và giảng dạy. Hệ thống điều khiển tự động PLC, Điều khiển số, ứng dụng
điều khiển, vi xử lý đem lại hiệu quả và độ tin cậy cao. Việc thực hiện đề tài:
“Tìm hiểu máy điện không đồng bộ ro to dây quấn, thiết kế mạch khởi động
động cơ rô to dây quấn bằng bằng PLC.” Giúp cho sinh viên có thêm được
nhiều hiểu biết về vấn đề này.
6
CHƯƠNG 1.
GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 200
1.1. TỔNG QUAN VỀ PLC
1.1.1. Giới thiệu về PLC (Programmable Logic Control) (Bộ điều
khiểnlogic khả trình)
Hình thành từ nhóm các kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng
ban đầu là thiết kế một bộ điều khiển thoả mãn các yêu cầu sau:
- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Dễ dàng sửa chữa thay thế.
- Ổn định trong môi trường công nghiệp.
- Giá cả cạnh tranh.
Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC: Programmable Logic Control)
(hình 1.1) là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều
khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc thể hiện thuật toán
đó bằng mạch số.
Tương đương một mạch số.
Như vậy, với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều
khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với
môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ
chương trình điều khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ PLC dưới dạng các khối
7
chương trình (khối OB, FC hoặc FB) và thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng
quét.
Hình 1.1: Cấu trúc cơ bản của một bộ PLC.
Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC
phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU),
một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng
vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều khiển và trao đổi thông tin với môi
trường xung quanh. Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số PLC
còn cần phải có thêm các khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter),
bộ định thì (Timer)... và những khối hàm chuyên dụng.
8
Hình 1.2: Cơ chế tác động của PLC.
Hệ thống điều khiển sử dụng PLC.
Hình 1.3: Hệ thống điều khiển dùng PLC.
9
1.1.2. Phân loại.
PLC được phân loại theo 2 cách:
-
Hãng sản xuất: Gồm các nhãn hiệu như Siemen, Omron, Misubishi,
Alenbrratly...
Version:
-
Ví dụ: PLC Siemen có các họ: S7-200, S7-300, S7-400, Logo.
PLC Misubishi có các họ: Fx, Fxo, Fxon
1.1.3. Các bộ điều khiển và phạm vi ứng dụng.
1. Các bộ điều khiển.
Ta có các bộ điều khiển: Vi xử lý, PLC và máy tính.
2. Phạm vi ứng dụng.
a. Máy tính.
-
-
-
-
Dùng trong những chương trình phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao.
Có giao diện thân thiện.
Tốc độ xử lý cao.
Có thể lưu trữ với dung lượng lớn.
b. Vi xử lý.
-
Dùng trong những chương trình có độ phức tạp không cao (vì chỉ xửlý 8
bit).
-
-
-
Giao diện không thân thiện với người sử dụng.
Tốc độ tính toán không cao.
Không lưu trữ hoặc lưu trữ với dung lượng rất ít.
c. PLC.
-
-
-
Độ phức tạp và tốc độ xử lý không cao.
Giao diện không thân thiện với người sử dụng.
Không lưu trữ hoặc lưu trữ với dung lượng rất ít.
10
1.1.4. Các lĩnh vực ứng dụng PLC.
PLC được sử dụng khá rộng rãi trong các ngành: Công nghiệp,
máycông nghiệp, thiết bị y tế, ôtô (xe hơi, cần cẩu).
1.1.5. Các ưu điểm khi sử dụng hệ thống điều khiển với PLC.
-
-
Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic như kiểu dùng rơ le.
Có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, khi chỉ cần thay đổi chương trình (phần
mềm) điều khiển.
-
-
-
-
-
Chiếm vị trí không gian nhỏ trong hệ thống.
Nhiều chức năng điều khiển.
Tốc độ cao.
Công suất tiêu thụ nhỏ.
Không cần quan tâm nhiều về vấn đề lắp đặt.
- Có khả năng mở rộng số lượng đầu vào/ra khi nối thêm các khốivào/ra chức
năng.
-
-
Tạo khả năng mở ra các lĩnh vực áp dụng mới.
Giá thành không cao.
Chính nhờ những ưu thế đó, PLC hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các
hệ thống điều khiển tự động, cho phép nâng cao năng suất sản xuất, chất
lượng và sự đồng nhất sản phẩm, tăng hiệu suất, giảm năng lượng tiêu tốn,
tăng mức an toàn, tiện nghi và thoải mái trong lao động. Đồng thời cho phép
nâng cao tính thị trường của sản phẩm.
1.1.6. Giới thiệu các ngôn ngữ lập trình.
Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ
các đối tượng sử dụng khác nhau. PLC S7-200 có 3 ngôn ngữ lập trình cơ
bản. Đó là:
-
Ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder logic).
Đây là ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch logic.
-
Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement list).
11
Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình
được ghép gởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm
một hàng và đều có cấu trúc chung là “tên lệnh” + “toán hạng”.
-
Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram). Đây
cũng là ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều
khiển số.
1.2. CẤU TRÚC PHẦN CỨNG PLC HỌ S7.
1.2.1. Các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật họ S7-200.
Xem phụ lục 1
1.2.2. Các tính năng của PLC S7-200.
-
Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm
vi hẹp.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Có nhiều loại CPU.
Có nhiều Module mở rộng.
Có thể mở rộng đến 7 Module.
Bus nối tích hợp trong Module ở mặt sau.
Có thể nối mạng với cổng giao tiếp RS 485 hay Profibus.
Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các Module.
Không quy định rãnh cắm.
Phần mềm điều khiển riêng.
Tích hợp CPU, I/O nguồn cung cấp vào một Module.
“Micro PLC với nhiều chức năng tích hợp.
12
Giản đồ tín hiệu thu được ở các lối ra của chương trình trên như sau:
1.3.3. Các lệnh logic đại số boolena.
Các lệnh làm việc với tiếp điểm theo đại số Boolean cho phép tạo sơ đồ
điều
khiển logic không có nhớ.
Trong LAD lệnh này được biểu diễn thông qua cấu trúc mạch mặc nối tiếp
hoặc song song các tiếp điểm thường đóng hay thường mở.
Trong STL có thể sử dụng các lệnh A (And) và O (Or) cho các hàm hở hoặc
các lệnh AN (And Not) và ON (Or Not) cho các hàm kín. Giá trị của ngăn xép
thay đổi phụ thuộc vào từng lệnh.
Các hàm logic boolena làm việc trực tiếp với tiếp điểm bao gồm:
O (Or), A (And), AN (And Not), ON (Or Not)
1.3.4. Timer: TON, TOF, TONR
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều
khiển thường được gọ là khâu trễ. Các công việc điều khiển cần nhiều chức
năng Timer khác nhau. Một Word (16bit) trong vùng dữ liệu được gán cho
một trong các Timer.
1.3.5. COUNTER.
Trong công nghiệp, bộ đếm rất cần cho các quá trình đếm khác nhau
như: đếm số chai, đếm xe hơi, đếm số chi tiết,...
14
Một word 16 bit (counter word) được lữu trữ trong vùng bộ nhớ dữ liệu hệ
thống của PLC dùng cho mỗi counter. Số đếm được chứa trong vùng nhớ dữ
liệu hệ thống dưới dạng nhị phân và có giá trị trong khoảng 0 đến 999.
Các phát biểu dùng để lập trình cho bộ đếm có các chức năng sau:
- Đếm lên (CU = Counting Up): tăng counter lên 1. Chức năng này chỉ
được thực hiện nếu có một tín hiệu dương (từ “0” chuyển sang “1”) xảy ra ở
ngõ vào CU. Một khi số đếm đạt đến giới hạn trên là 999 thì nó không được
tăng nữa.
- Đếm xuống (CD = Counting Down): giảm counter đi 1. Chức năng này chỉ
được thực hiện nếu có sự thay đổi tín hiệu dương (từ “0” sang “1”) ở ngõ vài
CD. Một khi số đếm đạt đến giới hạn dưới 0 thì nó khôg còn giảm được nữa.
Đặt counter (S = Setting the counter): counter được đặt với giá trị được lập
trình ở ngõ vào PV khi có cạnh lên (có sự thay đổi từ mức “0” lên mức “1”) ở
ngõ vào S này. Chỉ có sự thay đổi mới từ “0” xang “1” ở ngõ vào S này mới
đặt giá trị cho counter một lần nữa.
Đặt số đếm cho Counter (PV = Presetting Value): số đếm PV là một word 16
bit ở dạng BCD. Các toán hạng sau có thể được sử dụng ở PV là:
Word IW, QW, MW,...
Hằng số: C 0,...,999
Xoá Counter (R = Resetting the counter): counter được đặt về 0 (bị reset) nếu
ở ngõ vào R có sự thay đổi tín hiệu từ mức “0” lên mức “1”. Nếu tín hiệu ở
ngõ vào R là “0” thì không có gì ảnh hưởng đến bộ đếm.
Quét số của số đếm: (CV, CV-BCD): số đếm hiện hành có thể được nạp vào
thanh ghi tích luỹ ACCU như một số nhị phân (CV = Counter Value) hay số
thập phân (CV-BCD). Từ đó có thể chuyển các số đếm đến các vùng toán
hạng khác.
15
CộngADD_ICộng số nguyên
ADD_DI Cộng số nguyên kép
ADD_R
Cộng số nguyên thực
Trừ số nguyên
Trừ SUB_I
SUB_DI
SUB_R
Trừ số nguyên kép
Trừ số thực
Nhân MUL_I
Nhân số nguyên
MUL_DI Nhân số nguyên kép
MUL_R
Chia DIV_I
DIV_DI
Nhân số thực
Chia số nguyên
Chia số nguyên kép
Chia số thực
DIV_R
1.3.7. Lệnh xử lý dữ liệu.
1.3.7.1. Lệnh so sánh.
Có thể dùng lệnh so sánh để so sánh các cặp giá trị số sau:
I: So sánh những số nguyên (dựa trên cơ sở số
16 bit)
D: So sánh những số nguyên (dựa trên cơ sở số
32 bit)
R:So sánh những số thực (dựa trên cơ sở số thực
32 bit).
Nếu kết quả so sánh là TRUE thì ngõ ra của phép toán là “1” ngược lạingõ ra
của phép toán là “0”.
Sự so sánh ở ngõ ra và ngõ vào tương ứng với các loại sau:
= = (I, D, R) IN1 bằng IN2
<> (I, D, R)IN1 không bằng IN2
>(I, D, R)IN1 lớn hơn IN2
17
< (I, D, R)IN1 nhở hơn IN2
>= (I, D, R)IN1 lớn hơn hoặc bằng IN2
<= (I, D, R)IN1 nhỏ hơn hoặc bằng IN2.
1.3.7.2. Lệnh nhận và truyền dữ liệu.
1.3.8. Một số lệnh mở rộng.
1.3.8.1. Lệnh đọc thời gian thực: Read_RTC.
1.3.8.2. Lệnh set thời gian: Set_RTC.
Khi có tín hiệu EN thì thời gian thực sẽ được set lại thông qua T. Các
định dạng Byte T hoàn toàn giống ở trên.
18
PHỤ LỤC
PLC Simentic S7-200 có các thông số kỹ thuật sau:
Đặc trưng cơ bản của các khối vi xử lý CPU212 và CPU214 được giới thiệu
trong bảng:
Bảng 1.3: Đặc trưng cơ bản của các khối vi xử lý CPU212 và CPU214
19
CHƯƠNG 2.
TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
RÔ TO DÂY QUẤN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG
2.1. KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
2.1.1. Khái niệm chung về động cơ không đồng bộ
2.1.1.1. Mục đích và phạm vi sử dụng
Động cơ điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều hai dây quấn và chỉ
có cuộn dây phía sơ cấp nhận điện từ lưới điện với tần số không đổi (w1) còn
cuộn dây thứ hai (thứ cấp) được nối tắt lại hay được khép kín trên điện trở.
Dòng điện trong dây quấn thứ cấp được sinh ra nhờ cảm ứng điện từ. Tần số
w2 là một hàm của tốc độ góc của rôto mà tốc độ này phụ thuộc vào mômen
quay ở trên trục.
Hình 2.1: Động cơ không đồng bộ 3 pha
Người ta thường dùng loại dây cơ phổ biến nhất là động cơ không đồng
bộ có dây quấn Stator là dây quấn 3 pha đối xứng có cực tính xen kẽ, lấy điện
từ lưới điện xoay chiều và dây quấn rôto 3 pha hoặc nhiều pha đối xứng có
cực tính xen kẽ. Động cơ điện không đồng bộ là động cơ điện xoay chiều
thông dụng nhất.
20
Tải về để xem bản đầy đủ
45 trang
30/03/2022
8300
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tìm hiểu máy điện không đồng bộ rô to dây quấn, thiết kế mạch khởi động cho động cơ không đồng bộ rô to dây quấn dùng PLC S7 200", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_tim_hieu_may_dien_khong_dong_bo_ro_to_day_quan_thiet_k.pdf
