Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản rất đầy đủ của tài liệu tại đây ( 1 MB, 37 trang )
Bạn đang đọc : Thiết kế thệ thống điều khiển và tinh chỉnh băng tải theo hướng – Tài liệu text
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN ….. 1
1.1 Các yêu cầu đối với băng tải vận chuyển ……………………………………………….1
1.2 Đề xuất phương án thiết kế …………………………………………………………………..1
1.3 Thiết kế giải pháp đo mức cho thiết bị …………………………………………………..3
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ XÂY DỰNG MẠCH
ĐIỀU KHIỂN ……………………………………………………………………………………………………. 5
2.1 Lựa chọn thiết bị phục vụ điều khiển …………………………………………………….5
2.2 Xây dựng mạch động lực ………………………………………………………………………5
2.2.1 Thiết kế tủ động lực ………………………………………………………………………5
2.2.2 Thiết kế sơ đồ cấp nguồn cho hệ vận tải liên tục ……………………………..8
2.3 Xây dựng mạch điều khiển ………………………………………………………………….14
2.3.1 Thiết kế mạch role trung gian ………………………………………………………14
2.3.2 Thiết kế mạch đầu vào PLC …………………………………………………………17
2.3.3 Thiết kế mạch đầu ra PLC …………………………………………………………..20
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC …………… 21
3.1 Xây dựng thuật toán điều khiển …………………………………………………………..21
3.2 Các tín hiệu vào ra của PLC………………………………………………………………..21
3.3 Thiết kế chương trình PLC bằng phần mềm SIMATIC STEP7-300 ……..24
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.3.4
Cấu hình trạm PLC: ……………………………………………………………………24
Viết chương trình ……………………………………………………………………….25
Thuyết minh chương trình ……………………………………………………………29
Mô phỏng …………………………………………………………………………………..30
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước,nhiều ngành công
nghiệp phục vụ quá trình công nghiệp phát triển của đất nước. Như khai thác khoáng sản
vận chuyển vật liệu trong các bến cảng trong các nhà máy. Băng tải dùng để vận chuyển các
vật liệu rời,nhờ những ưu điểm là có khả năng vận chuyển hàng hóa đi xa,làm việc êm,
năng suất cao và tiêu hao năng lượng không lớn lắm. Chính nhờ những ưu điểm đó mà
băng tải được ứng dụng rộng rãi trong nhiều các lĩnh vực sản xuất như khai thác hầm
mỏ,chế biến thực phẩm,vận chuyển hàng hóa,ứng dụng trong các bến cảng…
Nhận thấy tầm quan trọng của băng tải trong các ngành công nghiệp và đây là một hệ
thống cần có sự cải tiến và thiết kế mới,nhất là trong lĩnh vực trang bị điện và truyền động
điện đóng góp vai trò nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.Vì vậy các hệ thống
truyền động điện luôn luôn được quan tâm nghiên cứu để nâng cao nâng cao năng suất chất
lượng để đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa cao.
Đề tài của của em “thiết kế hệ thống điều khiển băng tải vận chuyển theo hướng”.
Trong quá trình nhận đề tài với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của PGS.TS
Hoàng Xuân Bình, em đã hoàn tất xong cuốn đồ án này.Tuy nhiên do thời gian có hạn và
kinh nghiệm bản thân nên bản đồ án này không tránh được những sai sót, em rất mong
được sự đóng góp ý kiến chỉ bảo của các thầy cô và các bạn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện của trường
Đại Học Hàng Hải Việt Nam đã tạo điều kiện và giúp đỡ tận tình để em hoàn thành cuốn đồ
án này.
CHƯƠNG 1. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN
1.1 Các yêu cầu đối với băng tải vận chuyển
Chế độ làm việc của các thiết bị vận tải liên tục là chế độ dài hạn với phụ tải hầu như
không đổi. Theo yêu cầu công nghệ hầu hết các thiết bị vận tải liên tục không yêu cầu điều
chỉnh tốc độ. Trong các phân xưởng sản xuất theo dây chuyền có nơi yêu cầu dải điều chỉnh
tốc độ D = 2 : 1 để tăng nhịp độ làm việc của toàn bộ dây chuyền khi cần thiết.
Hệ truyền động các thiết bị vận tải liên tục cần đảm bảo khởi động đầy tải. Mô men
khởi động của động cơ Mkd = (1.6 ~ 1.8) Mdm. Bởi vậy nên chon động cơ truyền động
thiết bị vận tải liên tục là loại động cơ có hệ số trượt lớn, rãnh stato sâu để có hệ số mở máy
lớn.
Nguồn cung cấp cho động cơ truyền động các thiết bị vận tải liên tục cần có dung
lượng đủ lớn, đặc biệt là đối với công suất động cơ ≥ 30kw, để khi mở máy không ảnh
hưởng đến lưới điện và quá trình khởi động được thực hiện nhẹ nhàng và dễ dàng hơn.
Để điều khiển cũng như vận hành băng tải trước hết phải kiểm tra các thiết bị trên
băng tải, kiểm tra sự sẵn sàng làm nhiệm vụ của băng tải. Theo quy định việc khởi động các
băng tải được thực hiện từ phũng điều khiển trung tâm (khởi động từ xa). Sơ đồ điều khiển
các động cơ điện của băng tải đƣợc bố trí thích hợp, để tiến hành khởi động các băng từ
bảng điều khiển trung tâm. Để điều khiển tự động từ bảng điều khiển bằng các khóa điều
khiển, phải chọn sơ đồ cấp liệu. Sau khi đặt khóa điều khiển vào vị trí tự động các đèn vị trí
của thiết bị này sẽ nhấp nháy. Sau đó tín hiệu từ sơ đồ khởi động trung tâm sẽ chạy băng
cuối cùng theo tuần tự của tuyến băng tải.
Trang bị điện cho các thiết bị vận tải liên tục phải đảm bảo các bảo vệ thông thường
như :bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ không, bảo vệ quá tải và một số dạng bảo vệ khác nhau như
bảo vệ thứ tự pha, bảo vệ liên động. Thiết bị sử dụng cho hệ thống trang bị điện cho băng
chuyền, băng tải trong các nhà máy hiện nay thường sử dụng các thiết bị lập trình được như
PLC,…
Các nguyên tắc cơ bản về thiết kế điều khiển thiết bị vận tải liên tục:
− Thứ tự khởi động các băng tải ngược chiều với hướng vận chuyển dòng vật
liệu.
− Dừng băng tải bất kì nào đó chỉ được phép khi băng tải trước nó đã dừng.
− Các băng tải, băng chuyền khi thiết kế nhất thiết phải có các cảm biến đo sức
căng, trọng tải, đo mức chứa của các thùng chứa,silo.
1.2 Đề xuất phương án thiết kế
1
Hình 1.2 Phương pháp thiết kế hệ thống băng tải
Thiết kế hệ thống như Hình 1.2, Băng tải có 3 hướng vận chuyển vật liệu .Vật liệu
được vận chuyển từ băng tải BT1 vào thùng chứa TP1 sau đó vật liệu được phân phối theo
2 đường chính: đường thứ nhất theo băng tải BT2 đổ vào silo S1,đường thứ 2 đi theo băng
tải BT3 vào thùng chứ TP2. Từ thùng chứa TP2 sẽ phân phối ra 2 hướng khác.Một hướng
theo BT4 đổ vào silo S2 và hướng còn lại theo băng tải BT5 vào silo S3.
Các yêu cầu thiết kế hệ thống:
− Thứ tự khởi động các băng tải ngược chiều với dòng khởi động của vật liệu.
− Khi dừng băng tải nào đó chỉ được phép khi băng tải trước đó đã được dừng.
− Phải có cảm biến lưu lượng băng tải và cảm biến báo mức các thùng chứa.
+ Thùng phân phối TP1 quyết định cho băng tải BT1 hoạt động hay không
hoạt động.
+ Silo1 quyết định cho băng tải BT2 hoạt động hay không
+ Thùng phân phối TP2 quyết định cho băng tải BT3 hoạt động hay không
hoạt động.
+ Silo 2 quyết định cho băng tải BT4 có hoạt động hay không hoạt động.
+ Silo 3 quyết định cho băng tải BT5 hoạt động hay không hoạt động .
− Van 1 đóng khi silo 1 báo đầy vật liệu và mở khi báo vật liệu ở mức thấp .
2
− Van 2 đóng khi thùng chứa 2 đầy và mở khi báo mức vật liệu ở thùng chứa 2 ở
mức thấp.
− Van 3 đóng khi silo 2 báo đầy và được mở ra khi báo mức vật liệu ở silo 2 ở
mức thấp.
− Van 4 đóng khi silo 3 báo đầy và được mở ra khi báo mức vật liệu ở silo 3 ở
mức thấp.
1.3 Thiết kế giải pháp đo mức cho thiết bị
− Giải pháp sử dụng cân băng tải BELT SCALE của SIEMENS
Một hệ thống cân băng tải cơ bản có các thành phần: Một cầu cân gắn các loadcell,
một bộ tích hợp và một sensor tốc độ. Các loadcell (Cảm biến lực) sẽ đo trọng lượng của
vật liệu trên cân và gửi tín hiệu về bộ tích hợp. Bộ này cũng nhận tín hiệu xung điện từ
sensor tốc độ (được gắn ở đuôi hoặc đáy băng), bộ tích hợp sẽ sử dụng các tín hiệu này để
tính toán năng suất vật liệu qua băng, bằng công thức: khối lượng x tốc độ = năng suất.
Công suất 3-5 KW
Hình 1.3.1 Thiết bị cân bằng tải Siemens Milltronics MLC
Sử dụng với dải công suất thấp, phù hợp với việc theo dõi các sản phẩm như thức ăn
chăn nuôi, thuốc lá, phân bón hoặc đường. thiết kế nhỏ gọn bằng thép không gỉ, lắp đặt dễ
dàng, giá thành thấp.
+ sử dụng cảm biến đo mức dạng xoay DF21 của MOLLET cho thùng chứa
và silo
3
Hình 1.3.2 Cảm biến dạng xoay DF21
− Nhiệt độ làm việc: -25…+80 độ C (max là 1000 độ C)
− Áp suất làm việc tối đa: 10 bar
− Vật liệu housing: nhôm hoặc inox 304
− Độ dài cánh xoay: 100mm (có thể kéo dài lên đến 1m)
− Kết nối ren hoặc mặt bích
− Output: Relay NO/NC
− Chống bám bụi và chống cháy nổ
− Ứng dụng: báo đầy báo cạn xi măng, cát, đá, bột, thức ăn gia súc…
Trong quá trình lắp đặt, cần chú ý lắp cánh xoay phải nằm hoàn toàn trong tank, silo
như hình trên. Ngoài ra, cần tránh lắp cảm biến tại những nơi là đường đổ liệu vào. Vì như
vậy sẽ làm cho cảm biến báo sai và không hiệu quả.
4
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ XÂY DỰNG MẠCH
ĐIỀU KHIỂN
2.1 Lựa chọn thiết bị phục vụ điều khiển
Để điều khiển hệ thống băng tải trước hết phải có một phòng điều khiển trung tâm bao
gồm:
Trạm vận hành (IOS – Operator station) là giao diện giữa người và máy, ngƣời vận
hành điều khiển các thiết bị và theo dõi quá trình hoạt động thông qua bàn phím và màn
hình hiển thị (Màn hình hiển thị kiểu touch screen).
Nó được sử dụng cho việc lưu trữ dữ liệu của DCS.
Phòng kỹ thuật (IES – Engineering work Station), được sử dụng làm nơi tạo ra các
phần mềm cho DCS.
Thiết bị được đặt trong phòng kĩ thuật là một máy tính cá nhân và phần mềm chạy
trên hệ điều hành Windows.
Ba thiết bị trên được đặt tại phòng điều khiển trung tâm (CCR).
Ngoài ra các thiết bị phụ trợ khác như máy in đen trắng, máy in màu… cũng được đặt
tại CCR.
Trạm điều khiển (ICS – Control Station), là tủ chứa bộ vi xử lý đa mạch vòng cơ bản
và điều khiển chung.
Đường truyền dữ liệu (DPCS – F), truyền tải dữ liệu với tốc độ đường truyền dữ liệu
cao giữa trạm vận hành (IOS), trạm dữ liệu (IDS) và phòng kỹ thuật (IES).
Bộ điều khiển logic khả trình PLC của SEMEN dùng để điều khiển các động cơ.
Hệ thống băng tải làm việc cũng là lúc các tín hiệu được báo về phòng điều khiển
trung tâm thông qua màn hình máy vi tính, ngoài ra hệ thống camera được đặt tại dây
chuyền băng tải cho phép ngƣời vận hành biết được quá trình hoạt động cũng như các lỗi
trong khâu sản xuất
2.2 Xây dựng mạch động lực
2.2.1 Thiết kế tủ động lực
5
Hình 2.2.1.1 Sơ đồ tủ điều khiển tập trung
Trên sơ đồ Hình 2.2.1.1, thể hiện sơ đồ tủ điều khiển tập trung. Sử dụng sơ đồ tủ điều
khiển tập trung này có ưu điểm là đỡ tốn dây dẫn và giảm số lượng nguồn cấp nên tiết kiệm
được chi phí. Sơ đồ này gồm 1 tủ điện nguồn phân phối chính, 1 tủ PLC, 5 tủ động cơ băng
tải M-1, M-2, M-3, M-4, M-5, 4 tủ điều khiển động cơ van V1, V2, V3 và V4.
6
Hình 2.2.1. 2 Kích thước của tủ điện
7
2.2.2 Thiết kế sơ đồ cấp nguồn cho hệ vận tải đường bộ liên tục
Hình 2.2.2.1 Sơ đồ cấp nguồn chính
Trên sơ đồ Hình 2.2.2.1 biểu diễn sơ đồ mạch cấp nguồn chính cho hệ thống băng tải.
Điện được lấy từ lưới, cấp nguồn cho động cơ băng tải, động cơ van và mạch điều khiển.
Đóng 1MCB nguồn điện đi tới rơle thứ tự pha. Rơle thứ tự pha có nhiệm vụ kiểm tra thứ tự
pha. Máy biến áp 1Tr, 2Tr, có nhiệm vụ biến đổi hạ áp nguồn đến giá trị thích hợp đề đo
vôn kế V.Biến dòng có nhiệm vụ biến đổi giảm dòng điện đến giá trị 5A phục vụ cho Ampe
kế đo điện áp. Máy biến áp Tr4 có nhiệm vụ hạ áp, cấp nguồn 220V. Bộ nguồn 24VDC có
nhiệm vụ cấp nguồn cho mạch điều khiển.
8
Hình 2.2.2.2 Sơ đồ mạch động lực cho động cơ băng tải BT1 và BT2
Trên Hình 2.2.2.2, thể hiện sơ đồ mạch động lực cho các động cơ băng tải BT1, BT2.
Động cơ được khởi động trực tiếp.Trên mỗi động cơ đều có các Vôn kế và Ampe kế để đo
điện áp và dòng điện.Bên cạnh đó còn có các rơle nhiệt RT1 và RT2 để bảo vệ quá tải.
9
Hình 2.2.2.3 Sơ đồ mạch động lực cho động cơ băng tải BT3 và BT4
Trên Hình 2.2.2.3, thể hiện sơ đồ mạch động lực cho các động cơ băng tải BT3, BT4.
Mỗi động cơ đều có Vôn kế và Ampe kế để đo điện áp và dòng điện khi làm việc. Ngoài ra
còn có bảo vệ quá tải động cơ bằng các rơle nhiệt Rt3 và RT4. Động cơ được khởi động
bằng phương pháp trực tiếp.
10
Hình 2.2.2.4 Sơ đồ mạch động lực cho động cơ băng tải BT5
Trên Hình 2.2.2.4, thể hiện sơ đồ mạch động lực cho động cơ băng tải BT5. Cũng như
các hình 2.4 và 2.5 thì động cơ được khởi động trực tiếp.Trên mỗi động cơ đều có các Vôn
kế và Ampe kế để đo điện áp và dòng điện.Bên cạnh đó còn có các rơle nhiệt RT5 để bảo
vệ quá tải.
11
Hình 2.2.2. 5 Sơ đồ mạch động lực động cơ van V1 vàV2
12
Hình 2.2.2.6 Sơ đồ mạch động lực động cơ van V3 vàV4
Trên hình 2.2.2.5 và hình 2.2.2.6 thể hiện sơ đồ mạch động lực cho các động cơ van
V1, V2, V3 và V4. Động cơ được khởi động trực tiếp.Trên mỗi động cơ đều có các Vôn kế
và Ampe kế để đo điện áp và dòng điện.Bên cạnh đó còn có các rơle nhiệt RT6, RT7, RT8,
RT9 để bảo vệ quá tải.
13
2.3 Xây dựng mạch điều khiển
2.3.1 Thiết kế mạch role trung gian
Hình 2.3.1.1 Mạch rơ le trung gian cho các nút ấn
Trên Hình 2.3.1.1 gồm có các tiếp điểm phụ của của 6 nút start và 6 nút stop có thể
cấp nguồn cho hệ thống ở nhiều vị trí khác nhau.
14
Hình 2.3.1.2 Mạch role trung gian cho động cơ băng tải và van
Trên hình 2.3.1.2 gồm các tiếp điểm phụ của các role MC, MC1……13MC1 và các
cuộn hút của công tắc MC, MC1, ….13MC1. Nếu đầu ra của PLC cấp tín hiệu điều khiển
thì các tiếp điểm của các role đóng MC, MC1, …. 13MC1 đóng lại cấp nguồn cho các công
tắc tơ MC, MC1, …13MC1.
15
Hình 2.3.1. 3 Mạch role trung gian cho những cảm ứng của TP và Silo
16
2.3.2 Thiết kế mạch nguồn vào PLC
Hình 2.3.2. 1 Mạch nguồn vào PLC thứ nhất
17
Hình 2.3.2. 2 Mạch nguồn vào PLC thứ hai
18
Hình 2.3.2.3 Mạch đầu vào PLC thứ ba
Trên hình 2.3.2.1, 2.3.2.2, 2.3.2.3 gồm có các tiếp điểm phụ 1MCB, 2MCB,
3MCB, 4MCB, …,13MCB để điều khiển cấp nguồn. Tiếp đến là các nút khởi động
bằng nút ấn start và tín hiệu dừng bằng nút stop. Bên cạnh đó là các tín hiệu báo mức
HLTP1, LLTP1, HLTP2, LLTP2, HLS1, LLS1, HLS2, LLS2, HLS3, LLS3 và các tín
hiệu chống quá tải cho động cơ RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, RT8, RT9.
19
2.3.3 Thiết kế mạch đầu ra PLC
Hình 2.3.3 Mạch đầu ra PLC
Trên hình 2.3.3 thể hiện sơ đồ mạch đầu ra PLC. Đầu ra PLC gồm các tín hiệu rơle
trung gian 1MC1, 2MC1, 3MC1, …13MC1. Các rơle trung gian này thực hiện nhiệm
vụ cấp nguồn cho các công tắc tơ mạch động lực tương ứng cùng tên.
20
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC
3.1 Xây dựng thuật toán điều khiển
Hình 3. 1 Lưu đồ thuật toán
3.2 Các tín hiệu vào ra của PLC
21
STT
Tín hiệu vào mạng lưới hệ thống
Địa chỉ
Ý nghĩa
đầu vào
PLC
1
Nút khởi động ( Start → I0. 0
Tín hiệu khởi động
start 5)
2
Nút dừng ( Stop → Stop5 )
I0. 1
Tín hiệu dừng
3
Rơle nhiệt RT1
I0. 2
Dừng động cơ BT1
4
Rơle nhiệt RT2
I0. 3
Dừng động cơ BT2
5
Rơle nhiệt RT3
I0. 4
Dừng động cơ BT3
6
Rơle nhiệt RT4
I0. 5
Dừng động cơ BT4
7
Rơle nhiệt RT5
I0. 6
Dừng động cơ BT5
8
Rơle nhiệt RT6
I0. 7
Dừng động cơ Van1
9
Rơle nhiệt RT7
I1. 0
Dừng động cơ Van2
10
Rơle nhiệt RT8
I1. 1 .
Dừng động cơ Van3
11
Rơle nhiệt RT9
I1. 2
Dừng động cơ Van4
12
Cảm biến mức S1HL
I1. 3
Khóa V1 VÀ Dừng BT2
13
Cảm biến mức S1LL
I1. 4
Mở V1 và chạy BT2
14
Cảm biến mức S2HL
I1. 5
Dừng BT4 và khóa V3
15
Cảm biến mức S2LL
I1. 6
Chạy BT4 và mở V3
16
Cảm biến mức S3HL
I1. 7
Dừng BT5 và khóa V4
17
Cảm biến mức S3LL
I2. 0
Chạy BT5 và mở V4
18
Cảm biến mức TP1HL
I2. 1
Dừng BT1
19
Cảm biến mức TP1LL
I2. 2
Chạy BT1
20
Cảm biến mức TP2HL
I2. 3
Dừng BT3 và khóa V2
21
Cảm biến mức TP2LL
I2. 4
Chạy BT3 và mở V2
22
Tiếp điểm phụ 1MCB
I2. 5
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
23
Tiếp điểm phụ 2MCB
I2. 6
Điều kiện khởi động của hệ thống
22
24
Tiếp điểm phụ 3MCB
I2. 7
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
25
Tiếp điểm phụ 4MCB
I3. 0
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
26
Tiếp điểm phụ 5MCB
I3. 1
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
27
Tiếp điểm phụ 6MCB
I3. 2
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
28
Tiếp điểm phụ 7MCB
I3. 3
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
29
Tiếp điểm phụ 8MCB
I3. 4
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
30
Tiếp điểm phụ 8MCB
I3. 5
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
31
Tiếp điểm phụ 8MCB
I3. 6
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
32
Tiếp điểm phụ 8MCB
I3. 7
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
33
Tiếp điểm phụ 8MCB
I4. 0
Điều kiện khởi động của mạng lưới hệ thống
Bảng 3.2.1 Tín hiệu nguồn vào PLC
STT
Tín hiệu ra mạng lưới hệ thống
Địa chỉ đầu
Ý nghĩa
ra PLC
1
Rơle MC1 cấp nguồn điều khiển và tinh chỉnh Q0. 0
Khởi động BT1
cho BT1
2
Rơle 2MC1 cấp nguồn điều khiển và tinh chỉnh Q0. 1
Khởi động BT2
cho BT2
3
Rơle 3MC1 cấp nguồn tinh chỉnh và điều khiển Q0. 2
Khởi động BT3
cho BT3
4
Rơle 4MC1 cấp nguồn tinh chỉnh và điều khiển Q0. 3
Khởi động BT4
cho BT4
5
Rơle 5MC1 cấp nguồn điều khiển và tinh chỉnh Q0. 4
Khởi động BT5
cho BT5
6
Rơle 6MC1 cấp nguồn điều khiển Q0.5
cho van 1
23
Khởi động thuận V1
LỜI MỞ ĐẦUNgày nay cùng với sự công nghiệp hóa tân tiến hóa vương quốc, nhiều ngành côngnghiệp ship hàng quy trình tiến độ công nghiệp tăng trưởng của vương quốc. Như khai thác khoáng sảnvận chuyển vật tư trong những bến cảng trong những nhà máy sản xuất sản xuất. Băng tải dùng để luân chuyển cácvật liệu rời, nhờ những ưu điểm là có năng lượng luân chuyển mẫu sản phẩm và sản phẩm & hàng hóa đi xa, thao tác êm, hiệu suất cao và tiêu tốn nguồn nguồn năng lượng không lớn lắm. Chính nhờ những ưu điểm đó màbăng tải được ứng dụng thoáng rộng trong nhiều những ngành nghề dịch vụ sản xuất như khai thác hầmmỏ, chế biến thực phẩm, luân chuyển loại sản phẩm và sản phẩm & hàng hóa, ứng dụng trong những bến cảng … Nhận thấy tầm quan trọng của băng tải trong những ngành công nghiệp và đây là một hệthống cần có sự tăng cấp nâng cấp cải tiến và phong thái phong cách thiết kế mới, nhất là trong ngành nghề dịch vụ trang bị điện và truyền độngđiện góp thêm phần vai trò nâng cao hiệu suất và chất lượng mẫu loại sản phẩm. Vì vậy những hệ thốngtruyền động điện luôn luôn được chăm nom tìm hiểu và điều tra và nghiên cứu để nâng cao nâng cao hiệu suất chấtlượng để phân phối nhu yếu hiện đại hóa cao. Đề tài của của em “ phong thái phong cách thiết kế mạng lưới mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển băng tải luân chuyển theo hướng ”. Trong tiến trình nhận đề tài với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp sức tận tình của PGS.TSHoàng Xuân Bình, em đã hoàn tất xong cuốn đồ án này. Tuy nhiên do thời hạn có hạn vàkinh nghiệm bản thân nên bản đồ án này không tránh được những sai sót, em rất mongđược sự góp thêm phần quan điểm chỉ bảo của những thầy cô và những bạn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn những thầy cô giáo trong khoa Điện của trườngĐại Học Hàng Hải Nước Ta đã tạo điều kiện kèm theo kèm theo và trợ giúp tận tình để em tiến hành xong cuốn đồán này. CHƯƠNG 1. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN1. 1 Các nhu yếu so với băng tải vận chuyểnChế độ thao tác của những thiết bị vận tải đường bộ đường đi bộ liên tục là chủ trương dài hạn với phụ tải hầu nhưkhông đổi. Theo nhu yếu công nghệ tiên tiến tiên tiến và phát triển hầu hết những thiết bị vận tải đường bộ đường đi bộ liên tục không nhu yếu điềuchỉnh tốc độ. Trong những phân xưởng sản xuất theo dây chuyền sản xuất sản xuất có nơi nhu yếu dải điều chỉnhtốc độ D = 2 : 1 để tăng nhịp độ thao tác của hàng loạt dây chuyền sản xuất sản xuất khi thiết yếu. Hệ truyền động những thiết bị vận tải đường bộ đường đi bộ liên tục cần bảo vệ khởi động đầy tải. Mô menkhởi động của động cơ Mkd = ( 1.6 ~ 1.8 ) Mdm. Bởi vậy nên chon động cơ truyền độngthiết bị vận tải đường bộ đường đi bộ liên tục là loại động cơ có thông số kỹ thuật trượt lớn, rãnh stato sâu để có thông số kỹ thuật mở máylớn. Nguồn phân phối cho động cơ truyền động những thiết bị vận tải đường bộ đường đi bộ liên tục cần có dunglượng đủ lớn, đặc biệt quan trọng quan trọng là so với hiệu suất động cơ ≥ 30 kw, để khi mở máy không ảnhhưởng đến lưới điện và quá trình khởi động được tiến hành nhẹ nhàng và thuận tiện hơn. Để điều khiển và tinh chỉnh cũng như quản trị và quản lý và vận hành băng tải trước hết phải kiểm tra những thiết bị trênbăng tải, kiểm tra sự sẵn sàng chuẩn bị sẵn sàng chuẩn bị làm nghĩa vụ và trách nhiệm của băng tải. Theo pháp lý việc khởi động cácbăng tải được thực thi từ phũng tinh chỉnh và điều khiển TT ( khởi động từ xa ). Sơ đồ điều khiểncác động cơ điện của băng tải đƣợc sắp xếp thích hợp, để tiến hành khởi động những băng từbảng tinh chỉnh và điều khiển TT. Để điều khiển và tinh chỉnh tự động từ bảng điều khiển và tinh chỉnh bằng những khóa điềukhiển, phải chọn sơ đồ cấp liệu. Sau khi đặt khóa điều khiển và tinh chỉnh vào vị trí tự động hóa những đèn vị trícủa thiết bị này sẽ nhấp nháy. Sau đó tín hiệu từ sơ đồ khởi động TT sẽ chạy băngcuối cùng theo tuần tự của tuyến băng tải. Trang bị điện cho những thiết bị vận tải đường bộ đường đi bộ liên tục phải bảo vệ những bảo vệ thông thườngnhư : bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ không, bảo vệ quá tải và một số ít ít dạng bảo vệ khác nhau nhưbảo vệ thứ tự pha, bảo vệ liên động. Thiết bị sử dụng cho mạng lưới mạng lưới hệ thống trang bị điện cho băngchuyền, băng tải trong những xí nghiệp sản xuất sản xuất lúc bấy giờ thường sử dụng những thiết bị lập trình được nhưPLC, … Các nguyên tắc cơ bản về phong thái phong cách thiết kế tinh chỉnh và điều khiển thiết bị vận tải đường bộ đường đi bộ liên tục : − Thứ tự khởi động những băng tải ngược chiều với hướng luân chuyển dòng vậtliệu. − Dừng băng tải bất kể nào đó chỉ được phép khi băng tải trước nó đã dừng. − Các băng tải, băng chuyền khi phong thái phong cách thiết kế nhất thiết phải có những cảm ứng đo sứccăng, trọng tải, đo mức chứa của những thùng chứa, silo. 1.2 Đề xuất giải pháp thiết kếHình 1.2 Phương pháp phong thái phong cách thiết kế mạng lưới mạng lưới hệ thống băng tảiThiết kế mạng lưới mạng lưới hệ thống như Hình 1.2, Băng tải có 3 hướng luân chuyển vật tư. Vật liệuđược luân chuyển từ băng tải BT1 vào thùng chứa TP1 sau đó vật tư được phân phối theo2 đường chính : đường thứ nhất theo băng tải BT2 đổ vào silo S1, đường thứ 2 đi theo băngtải BT3 vào thùng chứ TP2. Từ thùng chứa TP2 sẽ phân phối ra 2 hướng khác. Một hướngtheo BT4 đổ vào silo S2 và hướng còn lại theo băng tải BT5 vào silo S3. Các nhu yếu phong thái phong cách thiết kế mạng lưới mạng lưới hệ thống : − Thứ tự khởi động những băng tải ngược chiều với dòng khởi động của vật tư. − Khi dừng băng tải nào đó chỉ được phép khi băng tải trước đó đã được dừng. − Phải có cảm ứng lưu lượng băng tải và cảm biến báo mức những thùng chứa. + Thùng phân phối TP1 quyết định hành động hành vi cho băng tải BT1 hoạt động giải trí vui chơi hay khônghoạt động. + Silo1 quyết định hành động hành vi cho băng tải BT2 hoạt động giải trí vui chơi hay không + Thùng phân phối TP2 quyết định hành động hành vi cho băng tải BT3 hoạt động giải trí vui chơi hay khônghoạt động. + Silo 2 quyết định hành động hành vi cho băng tải BT4 có hoạt động giải trí vui chơi hay không hoạt động giải trí vui chơi. + Silo 3 quyết định hành động hành vi cho băng tải BT5 hoạt động giải trí vui chơi hay không hoạt động giải trí vui chơi. − Van 1 đóng khi silo 1 báo đầy vật tư và mở khi báo vật tư ở mức thấp. − Van 2 đóng khi thùng chứa 2 đầy và mở khi báo mức vật tư ở thùng chứa 2 ởmức thấp. − Van 3 đóng khi silo 2 báo đầy và được mở ra khi báo mức vật tư ở silo 2 ởmức thấp. − Van 4 đóng khi silo 3 báo đầy và được mở ra khi báo mức vật tư ở silo 3 ởmức thấp. 1.3 Thiết kế giải pháp đo mức cho thiết bị − Giải pháp sử dụng cân băng tải BELT SCALE của SIEMENSMột mạng lưới mạng lưới hệ thống cân băng tải cơ bản có những thành phần : Một cầu cân gắn những loadcell, một bộ tích hợp và một sensor tốc độ. Các loadcell ( Cảm biến lực ) sẽ đo khối lượng củavật liệu trên cân và gửi tín hiệu về bộ tích hợp. Bộ này cũng nhận tín hiệu xung điện từsensor tốc độ ( được gắn ở đuôi hoặc đáy băng ), bộ tích hợp sẽ sử dụng những tín hiệu này đểtính toán hiệu suất vật tư qua băng, bằng công thức : khối lượng x tốc độ = hiệu suất. Công suất 3-5 KWHình 1.3.1 Thiết bị cân đối tải Siemens Milltronics MLCSử dụng với dải hiệu suất thấp, thích hợp với việc theo dõi những mẫu loại sản phẩm như thức ănchăn nuôi, thuốc lá, phân bón hoặc đường. phong thái phong cách thiết kế nhỏ gọn bằng thép không gỉ, lắp ráp dễdàng, giá tiền thấp. + sử dụng cảm ứng đo mức dạng xoay DF21 của MOLLET cho thùng chứavà siloHình 1.3.2 Cảm biến dạng xoay DF21 − Nhiệt độ thao tác : – 25 … + 80 độ C ( max là 1000 độ C ) − Áp suất thao tác tối đa : 10 bar − Vật liệu housing : nhôm hoặc inox 304 − Độ dài cánh xoay : 100 mm ( trọn vẹn hoàn toàn có thể lê dài lên đến 1 m ) − Kết nối ren hoặc mặt bích − Output : Relay NO / NC − Chống bám bụi và chống cháy nổ − Ứng dụng : báo đầy báo cạn xi-măng, cát, đá, bột, thức ăn gia súc … Trong quy trình tiến độ lắp ráp, cần chú ý quan tâm chăm sóc lắp cánh xoay phải nằm toàn vẹn trong tank, silonhư hình trên. Ngoài ra, cần tránh lắp cảm ứng tại những nơi là đường đổ liệu vào. Vì nhưvậy sẽ làm cho cảm biến báo sai và không hiệu suất cao. CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ XÂY DỰNG MẠCHĐIỀU KHIỂN2. 1 Lựa chọn thiết bị ship hàng điều khiểnĐể tinh chỉnh và điều khiển mạng lưới mạng lưới hệ thống băng tải trước hết phải có một phòng điều khiển và tinh chỉnh TT baogồm : Trạm quản trị và quản lý và vận hành ( IOS – Operator station ) là giao diện giữa người và máy, ngƣời vậnhành điều khiển và tinh chỉnh những thiết bị và theo dõi quá trình hoạt động giải trí vui chơi trải qua bàn phím và mànhình hiển thị ( Màn hình hiển thị kiểu touch màn hình hiển thị hiển thị ). Nó được sử dụng cho việc tàng trữ tài liệu của DCS.Phòng kỹ thuật ( IES – Engineering work Station ), được sử dụng làm nơi tạo ra cácphần mềm cho DCS.Thiết bị được đặt trong phòng kĩ thuật là một máy tính thành viên và ứng dụng chạytrên hệ quản trị Windows. Ba thiết bị trên được đặt tại phòng điều khiển và tinh chỉnh TT ( CCR ). Ngoài ra những thiết bị phụ trợ khác như máy in đen trắng, máy in màu … cũng được đặttại CCR.Trạm điều khiển và tinh chỉnh ( ICS – Control Station ), là tủ chứa bộ vi xử lý và giải quyết và xử lý đa mạch vòng cơ bảnvà điều khiển và tinh chỉnh chung. Đường truyền tài liệu ( DPCS – F ), truyền tải tài liệu với tốc độ đường truyền dữ liệucao giữa trạm quản trị và quản lý và vận hành ( IOS ), trạm tài liệu ( IDS ) và phòng kỹ thuật ( IES ). Bộ điều khiển và tinh chỉnh logic khả trình PLC của SEMEN dùng để điều khiển và tinh chỉnh những động cơ. Hệ thống băng tải thao tác cũng là lúc những tín hiệu được báo về phòng điều khiểntrung tâm trải qua màn hình hiển thị hiển thị máy vi tính, ngoài những mạng lưới mạng lưới hệ thống camera được đặt tại dâychuyền băng tải được được cho phép ngƣời quản trị và quản lý và vận hành biết được tiến trình hoạt động giải trí vui chơi cũng như những lỗitrong khâu sản xuất2. 2 Xây dựng mạch động lực2. 2.1 Thiết kế tủ động lựcHình 2.2.1. 1 Sơ đồ tủ tinh chỉnh và điều khiển tập trungTrên sơ đồ Hình 2.2.1. 1, thể hiện sơ đồ tủ điều khiển và tinh chỉnh tập trung chuyên sâu sâu xa. Sử dụng sơ đồ tủ điềukhiển tập trung chuyên sâu nâng cao này có ưu điểm là đỡ tốn dây dẫn và giảm số lượng nguồn cấp nên tiết kiệmđược ngân sách. Sơ đồ này gồm 1 tủ điện nguồn phân phối chính, 1 tủ PLC, 5 tủ động cơ băngtải M-1, M-2, M-3, M-4, M-5, 4 tủ điều khiển và tinh chỉnh động cơ van V1, V2, V3 và V4. Hình 2.2.1. 2 Kích thước của tủ điện2. 2.2 Thiết kế sơ đồ cấp nguồn cho hệ vận tải đường bộ đường đi bộ liên tụcHình 2.2.2. 1 Sơ đồ cấp nguồn chínhTrên sơ đồ Hình 2.2.2. 1 trình diễn sơ đồ mạch cấp nguồn chính cho mạng lưới mạng lưới hệ thống băng tải. Điện được lấy từ lưới, cấp nguồn cho động cơ băng tải, động cơ van và mạch điều khiển và tinh chỉnh. Đóng 1MCB nguồn điện đi tới rơle thứ tự pha. Rơle thứ tự pha có nghĩa vụ và trách nhiệm kiểm tra thứ tựpha. Máy biến áp 1T r, 2T r, có nghĩa vụ và trách nhiệm đổi khác hạ áp nguồn đến giá trị thích hợp đề đovôn kế V.Biến dòng có nghĩa vụ và trách nhiệm biến hóa giảm dòng điện đến giá trị 5A ship hàng cho Ampekế đo điện áp. Máy biến áp Tr4 có nghĩa vụ và trách nhiệm hạ áp, cấp nguồn 220V. Bộ nguồn 24VDC cónhiệm vụ cấp nguồn cho mạch tinh chỉnh và điều khiển. Hình 2.2.2. 2 Sơ đồ mạch động lực cho động cơ băng tải BT1 và BT2Trên Hình 2.2.2. 2, biểu lộ sơ đồ mạch động lực cho những động cơ băng tải BT1, BT2. Động cơ được khởi động trực tiếp. Trên mỗi động cơ đều có những Vôn kế và Ampe kế để đođiện áp và dòng điện. Bên cạnh đó còn có những rơle nhiệt RT1 và RT2 để bảo vệ quá tải. Hình 2.2.2. 3 Sơ đồ mạch động lực cho động cơ băng tải BT3 và BT4Trên Hình 2.2.2. 3, thể hiện sơ đồ mạch động lực cho những động cơ băng tải BT3, BT4. Mỗi động cơ đều có Vôn kế và Ampe kế để đo điện áp và dòng điện khi thao tác. Ngoài racòn có bảo vệ quá tải động cơ bằng những rơle nhiệt Rt3 và RT4. Động cơ được khởi độngbằng chiêu thức trực tiếp. 10H ình 2.2.2. 4 Sơ đồ mạch động lực cho động cơ băng tải BT5Trên Hình 2.2.2. 4, thể hiện sơ đồ mạch động lực cho động cơ băng tải BT5. Cũng nhưcác hình 2.4 và 2.5 thì động cơ được khởi động trực tiếp. Trên mỗi động cơ đều có những Vônkế và Ampe kế để đo điện áp và dòng điện. Bên cạnh đó còn có những rơle nhiệt RT5 để bảovệ quá tải. 11H ình 2.2.2. 5 Sơ đồ mạch động lực động cơ van V1 vàV212Hình 2.2.2. 6 Sơ đồ mạch động lực động cơ van V3 vàV4Trên hình 2.2.2. 5 và hình 2.2.2. 6 biểu lộ sơ đồ mạch động lực cho những động cơ vanV1, V2, V3 và V4. Động cơ được khởi động trực tiếp. Trên mỗi động cơ đều có những Vôn kếvà Ampe kế để đo điện áp và dòng điện. Bên cạnh đó còn có những rơle nhiệt RT6, RT7, RT8, RT9 để bảo vệ quá tải. 132.3 Xây dựng mạch điều khiển2. 3.1 Thiết kế mạch role trung gianHình 2.3.1. 1 Mạch rơ le trung gian cho những nút ấnTrên Hình 2.3.1. 1 gồm có những tiếp điểm phụ của của 6 nút start và 6 nút stop có thểcấp nguồn cho mạng lưới mạng lưới hệ thống ở nhiều vị trí khác nhau. 14H ình 2.3.1. 2 Mạch role trung gian cho động cơ băng tải và vanTrên hình 2.3.1. 2 gồm những tiếp điểm phụ của những role MC, MC1 … … 13MC1 và cáccuộn hút của công tắc nguồn nguồn MC, MC1, …. 13MC1. Nếu đầu ra của PLC cấp tín hiệu điều khiểnthì những tiếp điểm của những role đóng MC, MC1, …. 13MC1 đóng lại cấp nguồn cho những côngtắc tơ MC, MC1, … 13MC1. 15H ình 2.3.1. 3 Mạch role trung gian cho những cảm ứng của TP và Silo162. 3.2 Thiết kế mạch nguồn vào PLCHình 2.3.2. 1 Mạch nguồn vào PLC thứ nhất17Hình 2.3.2. 2 Mạch nguồn vào PLC thứ hai18Hình 2.3.2. 3 Mạch nguồn vào PLC thứ baTrên hình 2.3.2. 1, 2.3.2. 2, 2.3.2. 3 gồm có những tiếp điểm phụ 1MCB, 2MCB, 3MCB, 4MCB, …, 13MCB để tinh chỉnh và điều khiển cấp nguồn. Tiếp đến là những nút khởi độngbằng nút ấn start và tín hiệu dừng bằng nút stop. Bên cạnh đó là những tín hiệu báo mứcHLTP1, LLTP1, HLTP2, LLTP2, HLS1, LLS1, HLS2, LLS2, HLS3, LLS3 và những tínhiệu chống quá tải cho động cơ RT1, RT2, RT3, RT4, RT5, RT6, RT7, RT8, RT9. 192.3.3 Thiết kế mạch đầu ra PLCHình 2.3.3 Mạch đầu ra PLCTrên hình 2.3.3 biểu lộ sơ đồ mạch đầu ra PLC. Đầu ra PLC gồm những tín hiệu rơletrung gian 1MC1, 2MC1, 3MC1, … 13MC1. Các rơle trung gian này thực thi nhiệmvụ cấp nguồn cho những công tắc nguồn nguồn tơ mạch động lực tương ứng cùng tên. 20CH ƯƠNG 3. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC3. 1 Xây dựng thuật toán điều khiểnHình 3. 1 Lưu đồ thuật toán3. 2 Các tín hiệu vào ra của PLC21STTTín hiệu vào hệ thốngĐịa chỉÝ nghĩađầu vàoPLCNút khởi động ( Start → I0. 0T ín hiệu khởi độngstart 5 ) Nút dừng ( Stop → Stop5 ) I0. 1T ín hiệu dừngRơle nhiệt RT1I0. 2D ừng động cơ BT1Rơle nhiệt RT2I0. 3D ừng động cơ BT2Rơle nhiệt RT3I0. 4D ừng động cơ BT3Rơle nhiệt RT4I0. 5D ừng động cơ BT4Rơle nhiệt RT5I0. 6D ừng động cơ BT5Rơle nhiệt RT6I0. 7D ừng động cơ Van1Rơle nhiệt RT7I1. 0D ừng động cơ Van210Rơle nhiệt RT8I1. 1. Dừng động cơ Van311Rơle nhiệt RT9I1. 2D ừng động cơ Van412Cảm biến mức S1HLI1. 3K hóa V1 VÀ Dừng BT213Cảm biến mức S1LLI1. 4M ở V1 và chạy BT214Cảm biến mức S2HLI1. 5D ừng BT4 và khóa V315Cảm biến mức S2LLI1. 6C hạy BT4 và mở V316Cảm biến mức S3HLI1. 7D ừng BT5 và khóa V417Cảm biến mức S3LLI2. 0C hạy BT5 và mở V418Cảm biến mức TP1HLI2. 1D ừng BT119Cảm biến mức TP1LLI2. 2C hạy BT120Cảm biến mức TP2HLI2. 3D ừng BT3 và khóa V221Cảm biến mức TP2LLI2. 4C hạy BT3 và mở V222Tiếp điểm phụ 1MCBI2. 5 Điều kiện khởi động của hệ thống23Tiếp điểm phụ 2MCBI2. 6 Điều kiện khởi động của hệ thống2224Tiếp điểm phụ 3MCBI2. 7 Điều kiện khởi động của hệ thống25Tiếp điểm phụ 4MCBI3. 0 Điều kiện khởi động của hệ thống26Tiếp điểm phụ 5MCBI3. 1 Điều kiện khởi động của hệ thống27Tiếp điểm phụ 6MCBI3. 2 Điều kiện khởi động của hệ thống28Tiếp điểm phụ 7MCBI3. 3 Điều kiện khởi động của hệ thống29Tiếp điểm phụ 8MCBI3. 4 Điều kiện khởi động của hệ thống30Tiếp điểm phụ 8MCBI3. 5 Điều kiện khởi động của hệ thống31Tiếp điểm phụ 8MCBI3. 6 Điều kiện khởi động của hệ thống32Tiếp điểm phụ 8MCBI3. 7 Điều kiện khởi động của hệ thống33Tiếp điểm phụ 8MCBI4. 0 Điều kiện khởi động của hệ thốngBảng 3.2.1 Tín hiệu nguồn vào PLCSTTTín hiệu ra hệ thốngĐịa chỉ đầuÝ nghĩara PLCRơle MC1 cấp nguồn tinh chỉnh và điều khiển Q0. 0K hởi động BT1cho BT1Rơle 2MC1 cấp nguồn tinh chỉnh và điều khiển Q0. 1K hởi động BT2cho BT2Rơle 3MC1 cấp nguồn điều khiển và tinh chỉnh Q0. 2K hởi động BT3cho BT3Rơle 4MC1 cấp nguồn tinh chỉnh và điều khiển Q0. 3K hởi động BT4cho BT4Rơle 5MC1 cấp nguồn tinh chỉnh và điều khiển Q0. 4K hởi động BT5cho BT5Rơle 6MC1 cấp nguồn tinh chỉnh và điều khiển Q0. 5 cho van 123K hởi động thuận V1
