Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Tải bản đầy đủ - 0trang

- Nam châm tạo từ trường hay Stator (Field magnet).

-Cổ góp (commutat).

- Chổi than (Brushes).

-Trục motor (Axle).

- Bộ phận cung cấp dòng điện DC.



Hình 2.7 Cấu tạo động cơ DC[3]

Stator bao gồm vỏ máy, cực từ chính, cực từ phụ,dây quấn phần cảm (dây

quấn kích thích). Số lượng cực từ chính ảnh hưởng tới tấc độ quay . Đối với động

cơ cơng suất nhỏ, người ta có thể kích từ bằng nam châm vĩnh cửu .

Rotor (còn gọi là phần ứng ) gồm các lá thép kỹ thuật ghép lại có rãnh để đặt

các phần tử của dây quấn phần ứng .Điện áp một chiều được đưa vào phần ứng qua

hệ thơng chổi than – vành góp .

Chức năng của chổi than –vành góp là để đưa điện áp một chiều và đổi chiều

dòng điện trong cuộn dây phần ứng . Số lượng chổi than bằng số lượng cực từ ( một

nửa cho cực từ âm, một nửa là cực từ dương),

Phương trình cơ bản của động cơ một chiều:

(1)

(2)

(3)

Trong đó:

- E: sức điện động cảm ứng (V).

- : từ thơng trên mỗi cực (Wb).

- : Dòng điện phần ứng (A).

- V: Điện trở phần ứng (V).

- Điện trở phần ứng (Ohm).

- W: Tấc độ động cơ (rad/s)

13



- M: Moment động cơ (Nm)

- K: Hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ.

Ngun lý hoạt động







Khi có một dòng điện chảy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt, cạnh

phía trên cực dương sẽ tự tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối diện

phía trên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối diện

lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming .

Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây và làm cho rotor quay. Để làm cho

rotor quay liên tục và đúng chiều , một bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển động dòng

điện sau mỗi vị trí ứng với ½ chu kỳ . Chỉ có vấn đề là khi mặt của cuộn dây song

song với các đường sức điện từ trường .Nghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi

cuộn dây lệch 90 so với phương ban đầu của nó , khi đó rotor sẽ quay theo qn

tính . Tương tác giữa dòng điện phần ứng và từ thơng kích thích tạo thành moment

điện từ .Do đó phần ứng sẽ được quay quanh trục .



2.2.2 Cảm biến





Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4



Mơ hình sử dụng cảm biến khoảng cách là một loại của cảm biến hồng ngoại



Hình 2.8 Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4[4]

Các thông số kỹ thuật:

- Điện áp: 6 – 36V

- Dòng điện tối đa: 0.3A

- Khoảng cách phát hiện vật: 3 – 30cm

14



- Đầu ra NPN

- Nhiệt độ: -40 oC – 70oC

- Chiều dài dây: 1m

Sơ đồ đấu đây:



Hình 2.9 Sơ đồ đấu dây cảm biến[4]

Cảm biến khoảng cách E3F-DS30C4 sử dụng để phát hiện xe.





Công tắc hành trình



Cơng tắc hành trình là thiết bị chuyển đổi chuyển động cơ thành tín hiệu điện.

Tín hiệu của cơng tắc hành trình phục vụ cho q trình điều khiển và giám sát. Có

nhiều chủng loại cơng tắc hành trình tùy theo ứng dụng riêng biệt có thể phù hợp

với từng ứng dụng về kích thước, chức năng, và môi trường hoạt động. Việt Nam

phổ biến 2 hãng công tắc hành trình là: Omron, Hanyoung[6].

Cơng tắc hành trình Omron:

Ưu điểm:

- Có mặt trên thị trường sớm, phổ biến trong cơng nghiệp

15



- Có nhiều loại cơng tắc hành trình với kích thước khác nhau

- Độ an tồn cao, tuổi thọ cao, xuất xứ Nhật

Cơng tắc hành trình hãng Hanyoung:

Ưu điểm:

- Giá thành rẻ

- Dòng sản phẩm này mới thâm nhập vào thị trường Việt Nam

- Độ bền tương đối tốt, xuất xứ Hàn Quốc

Nhược điểm:

- Ít mẫu mã

- Thị trường nhỏ

Cách đấu dây và sơ đồ cơng tắc hành trình



Hình 2.10 Sơ đồ đấu dây công tắc Omron[6]

Nguyên lý hoạt động của cơng tắc hành trình:

Dùng để đóng cắt mạch dùng ở lưới điện hạ áp. Nó có tác dụng giống như nút ấn

động tác ấn bằng tay được thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí,

làm cho q trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện.

Trên đế cách điện 1 được lắp các cặp tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động. Vỏ và đầu

hành trình đều được làm bằng kim loại nên chịu lực va đập cao. Hành trình của

cơng tắc này đạt 10mm. Khi tác động lên đầu hành trình 6 , trục 3 sẽ bị đẩy xuống

dưới làm mở cặp tiếp điểm thường đóng phía trên và cặp tiếp điểm thường mở phía

dưới . Khi hết tín hiệu hành trình (khơng còn lực ấn lên đầu hành trình) lò xo nhả sẽ

đưa phần động về vị trí ban đầu. Tiếp điểm động có lò xo tiếp điểm, đảm bảo tiếp

xúc điện tốt.

16



Cơng tắc hành trình sử dụng trong mơ hình thuộc hãng Omron.



Hình 2.11 Cơng tắc hành trình OMRON có bánh xe V 156 1C25[6]



2.2.3 Nguồn điện và mạch công suất

 Nguồn điện

Hệ thống được thiết kế gồm 2 động cơ điện 24VDC.

Để cung cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống, hệ thống sẽ được trang bị một bộ

nguồn chuyển đổi điện từ 220VAC thành 24VDC với dòng là 5A.



Hình 2.12 Bộ nguồn[14]

Để đóng ngắt và đổi chiều quay của 2 động cơ điện 24V này ta dùng relay đóng

ngắt 24 để điều khiển 2 động cơ, tín hiệu điều khiển được gửi đến relay, và cuộn hút

của relay sẽ sinh ra lực để hoạt động relay.

Đầu vào của hệ thống điều khiển là nút nhấn, cảm biến và công tắc hành trình.

Nút nhấn gồm 18 nút nhấn, được nối trực tiếp vào các đầu vào của bộ điều khiển

PLC, bao gồm: nút nhấn tầng, nút nhấn khoang, nút nhấn gửi xe, nút nhấn lấy xe.

Hệ thống bao gồm 4 tầng, tại vị trí mỗi tầng, đều có các cảm biến cảm nhận vị trí

tầng chứa xe.

17



Đèn báo tín hiệu gồm có đèn xanh và đèn đỏ. Đèn xanh báo hiệu rằng hệ thống

vẫn còn chỗ chứa xe, đèn đỏ báo hiệu hệ thống đã hết chỗ chứa xe.

 Mạch công suất

Theo nghĩa rộng, nhiệm vụ của điện tử công suất là xử lý và điều khiển dòng

năng lượng điện bằng cách cung cấp điện áp và dòng điện ở dạng thích hợp cho các

tải. Tải sẽ quyết định các thơng số về điện áp, dòng điện, tần số, và số pha tại ngõ ra

của bộ biến đổi. Thông thường, một bộ điều khiển có hồi tiếp sẽ theo dõi ngõ ra của

bộ biến đổi và cực tiểu hóa sai lệch giữa giá trị thực của ngõ ra và giá trị mong

muốn (hay giá trị đặt).



Hình 2.17

Hình 2.13 Mạch cơng suất[14]



2.2.4 Các thiết bị điện





Rơ le



Khái niệm

Rơ le trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp

điểm. Rơ le trung gian còn gọi là rơ le kiếng là một công tắc chuyển đổi hoạt động

bằng điện. Gọi là một cơng tắc vì rơ le có hai trạng thái ON và OFF. Rơ le ở trạng

thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua rơ le hay khơng.



18



Hình 2.14 Rơle trung gian[7]

Các loại rơ le trung gian

- Rơ le trung gian 12v

- Rơ le trung gian 8 chân

- Rơ le trung gian 14 chân- Rơ le trung gian 220v

Cấu tạo của rơ le trung gian

Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn

dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc cả cuộn điện

áp và cuộn cường độ. Lõi thép động được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít

điều chỉnh. Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm nghịch và tiếp điểm nghịch.

Nguyên lí hoạt động

Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong

và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong

làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơ

le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.

Rơ le có 2 mạch độc lập nhau họạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn dây

của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay khơng, hay có nghĩa là điều khiển rơ le

ở trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm sốt có qua

được rơ le hay khơng dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le.

Công dụng của rơ le trung gian

Công dụng của Rơ le trung gian là làm nhiệm vụ "trung gian" chuyển tiếp mạch

điện cho một thiết bị khác, ví như bộ bảo vệ tủ lạnh chẳng hạn khi điện yếu thì rơ le

sẽ ngắt điện ko cho tủ làm việc còn khi điện hoẻ thì nóp lại cấp điện bình thường.



19



Trong bộ nạp ắc quy xe máy, ơ tơ thì khi máy phát điện đủ khoẻ thì rơ le trung gian

sẽ đóng mạch nạp cho ác quy...

 Nút ấn

Nút ấn là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác

nhau. Là một phần quan trọng trong hệ thống điều khiển hay cũng như là nhập

thông tin, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch diện điều khiển, tín

hiệu kiên động bảo vệ…

Nút ấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường mở - thường đóng và

vỏ bảo vệ. Khi tác động vào nút ấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi khơng còn

tác động, các tiếp điểm trở về vị trí ban đầu.



Hình 2.15 Nút ấn[7]

Một số loại nút ấn thường đóng dùng trong mạch bảo vệ hoặc mạch dừng còn có

chốt khóa.

Phân loại:

Nút ấn được phân loại theo các yếu tố sau:

Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt động của nút ấn, có các loại sau:

o



Nút ấn đơn: mỗi nút ấn chỉ có một trạng thái ( ON hoặc OFF).



o



Nút ấn kép: dễ dàng sử dụng và tháo lắp trong q trình sửa chữa, ta có thể



dùng nó như là dạng nút ấn ON hay OFF.



2.3 BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC

PLC (Programmable Logic Controller hay Programmable Controller) thực chất là

một máy tính điện tử được sử dụng trong các q trình tự động hóa trong cơng

nghiệp; là thiết bị điều khiển có thể "lập trình mềm", làm việc theo chương trình lưu

trong bộ nhớ (như một máy tính điều khiển chuyên dụng). PLC thích hợp nhất cho

điều khiển logic (thay thế các rơle), song cũng có chức năng điều chỉnh (như PID,

20



mờ,...) và các chức năng tính tốn khác. Lúc đầu, PLC chủ yếu được ứng dụng

trong các ngành cơng nghiệp chế tạo, điều khiển các q trình rời rạc. Trong các hệ

SCADA, PLC phát huy được nhiều ưu điểm và thế mạnh.

Nhờ họat động theo chương trình nên PLC có thể được ứng dụng để điều khiển

nhiều thiết bị máy móc khác nhau. Chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển và cách

kết nối thì chính PLC đó để điều khiển thiết bị, hay máy móc khác. Cũng như vậy,

nếu muốn thay đổi quy luật hoạt động của máy móc, thiết bị hay hệ thống sản xuất

tự động, rất đơn giản, chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển. Các đối tượng mà

PLC có thể điều khiển được rất đa dạng, từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt

… đến các hệ thống phức tạp như: băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động (ATS),

thang máy, dây chuyền sản xuất…

PLC có những ưu điểm mà các bộ điều khiển cổ điển dùng dây nối và Rơle

không thể nào sánh được:

- Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học.

- Gọn nhẹ nên thuận lợi khi di chuyển, lắp đặt.

- Dễ bảo quản, sửa chữa.

- Bộ nhớ có dung lượng lớn, nạp xóa dễ dàng, chứa được những chương trình

phức tạp.

- Độ chính xác cao.

- Khả năng xử lý nhanh.

- Hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp.

- Giao tiếp được với nhiều thiết bị, máy tính, mạng và các thiết bị điều khiển

khác. Tự động hóa là một thế mạnh của hạng Siemens trên thế giới, ở Việt Nam, các

thiết bị điều khiển của Siemens đã trở nên rất thông dụng trong lĩnh vực tự động

hóa. Thích hợp cho các ứng dụng đơn giản. S7-200 thích hợp cho những ứng dụng

vừa và nhỏ.

- Cấu trúc của S7-200 gồm 1 CPU và các module mở rộng cho nhiểu ứng dụng

khác nhau. S7-200 gồm nhiều loại: CPU 221, 222.224.226,… có nhiều nhất 7

module mở rộng khi có nhu cầu: tổng số ngõ vào/ra, ngõ vào ra analog, kết nối

mạng (AS-I, Profibus).

21



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×