Trường Đại Học Công Nghiệp AB Đồ án tốt nghiệp
Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605
1
MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ..................................................... 7
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ........................................................ 8
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 9
CHƯƠNG 1 – CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CẦU TRỤC GIÀN RTG ........ 10
1.1. Tổng quan về cổng trục giàn RTG ............................................................... 10
1.1.1. Cấu trúc giàn và vị trí lắp đặt thiết bị của cầu trục RTG ....................... 11
1.1.2. Các thông số kĩ thuật của cầu trục giàn RTG ........................................ 11
1.2. Các phương pháp thiết kế của Nhật Bản ..................................................... 13
1.2.1. Cấu tạo chính cầu trục ............................................................................. 13
1.2.2. Ký hiệu thiết bị trong bản vẽ .................................................................... 14
1.2.3. Một số đánh giá về công tác thiết kế ....................................................... 15
1.3. Đặc điểm cơ bản của hệ truyền động và trang bị điện cho cầu trục ......... 16
1.3.1. Đặc điểm chung ........................................................................................ 16
1.3.2. Khái quát các yêu cầu cho hệ thống điều khiển truyền động cầu trục . 16
1.4. Thông số kĩ thuật và yêu cầu thiết kế ........................................................... 19
1.4.1. Lựa chọn thông số cấu trục ..................................................................... 19
1.4.2. Nguyên lý hoạt động của cầu trục ........................................................... 19
CHƯƠNG 2 – LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN DỘNG ĐIỆN CHO
CÁC CƠ CẤU .............................................................................................................. 21
2.1. Đặc điểm và yêu cầu về truyền động điện và trang bị điện ....................... 21
2.2. Tính toán lựa chọn công suất động cơ ......................................................... 21
2.2.1. Phụ tải tĩnh khi nâng tải .......................................................................... 22
2.2.2. Phụ tải tĩnh khi hạ tải. ............................................................................. 22
2.3. Chọn sơ bộ công suất động cơ. ...................................................................... 24
2.3.1. Xây dựng biểu đồ phụ tải tĩnh. ................................................................ 24
2.3.2. Kiểm nghiệm động cơ............................................................................... 26
2.4. Lựa chọn các phương án truyền động, điều khiển cho các quá trình ....... 27
2.4.1. Mở máy ..................................................................................................... 27
Trường Đại Học Công Nghiệp AB Đồ án tốt nghiệp
Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605
2
2.4.2. Các phương pháp mở máy gián tiếp ........................................................ 27
2.4.3. Đảo chiều quay của động cơ không đồng bộ 3 pha ................................ 31
2.4.4. Các phương pháp hãm ............................................................................. 32
2.4.5. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ: ...................................................... 36
2.4.6. Tính toán lựa chọn phương án bảo vệ .................................................... 38
2.4.7. Sơ đồ mạch lực hệ thống ......................................................................... 40
CHƯƠNG 3 – THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ...................................... 42
3.1. Khái quát chung ............................................................................................. 42
3.2. Sơ đồ khối hoạt động ..................................................................................... 42
3.3. Lựa chọn loại PLC ......................................................................................... 44
3.4. Lựa chọn các thiết bị mạch điều khiển ........................................................ 45
3.4.1. Tính chọn contactor ................................................................................. 45
3.4.2. Chọn Rơle nhiệt........................................................................................ 48
3.4.3. Chọn loại công tắc hành trình ................................................................. 50
3.4.4. Lựa chọn nút nhấn .................................................................................. 51
CHƯƠNG 4 – GIỚI THIỆU VỀ PLC – S7 1200 VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH
PLC TIA – PORTAL .................................................................................................. 53
4.1. Khái quát chung về PLC ............................................................................... 53
4.1.1. Lịch sử hình thành ................................................................................... 53
4.1.2. Các loại PLC thông dụng......................................................................... 53
4.1.3. Ngôn ngữ lập trình ................................................................................... 54
4.1.4. Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC. ....................... 54
4.1.5. Ứng dụng PLC ......................................................................................... 56
4.2. PLC – S7 1200 ................................................................................................ 56
4.2.1. Cấu trúc .................................................................................................... 56
4.2.2. Phân vùng bộ nhớ .................................................................................... 58
4.2.3. Tập lệnh S7 – 1200 ................................................................................... 59
4.2.4. Sơ đồ đấu dây ........................................................................................... 61
4.3. Phần mềm Tia – Portal .................................................................................. 63
4.3.1. Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic. ....................................................... 63
Trường Đại Học Công Nghiệp AB Đồ án tốt nghiệp
Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605
3
4.3.2. Các bước tạo một project. ........................................................................ 63
CHƯƠNG 5 – THIẾT KẾ XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN GIÁM
SÁT SCADA ................................................................................................................. 67
5.1. Xây dựng thuật toán điều khiển ................................................................... 67
5.1.1. Lưu đồ thuật toán ..................................................................................... 67
5.2. Mạch lực điều khiển thiết bị ......................................................................... 70
5.3. Mạch điều khiển hệ thống ............................................................................. 72
5.3.1. Sơ đồ đấu nối PLC ................................................................................... 72
5.4. Lập trình điều khiển PLC S71200 ................................................................ 73
5.4.1. Xác định đầu vào ra ................................................................................. 73
5.4.2. Cấu hình phần cứng ................................................................................ 75
5.4.3. Lập trình PLC S71200 ............................................................................. 75
5.5. Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Scada ............................................. 84
5.5.1. Cấu hình thiết bị ....................................................................................... 84
5.5.2. Thiết kế giao diện Scada .......................................................................... 85
5.6. Kết quả mô phỏng .......................................................................................... 85
5.6.1. Tải chương trình xuống PLC .................................................................. 85
5.6.2. Chạy runtime Scada ................................................................................. 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 90
Trường Đại Học Công Nghiệp AB Đồ án tốt nghiệp
Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605
4
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 – Cổng trục giàn RTG .................................................................................. 10
Hình 2 – Cấu trúc giàn giàn RTG ............................................................................. 11
Hình 3 – Bàn điều khiển cổng trục giàn giàn RTG .................................................. 13
Hình 4 – Bàn điều khiển cổng trục giàn giàn RTG .................................................. 24
Hình 5 – Phương pháp mở máy trực tiếp ................................................................. 27
Hình 6 - Sơ đồ mở máy dùng R và X ở mạch stator và đặc tính cơ khi mở máy .... 28
Hình 7 – Sơ đồ mở máy động cơ KĐB dùng máy biến áp tự ngẫu ......................... 29
Hình 8 – Sơ đồ mở máy động cơ sao tam giác ......................................................... 30
Hình 9 – Mở máy bằng cách thêm điện trở phụ vào rôto ......................................... 31
Hình 10 – Đảo chiều quay của động cơ không đồng bộ 3 pha................................. 32
Hình 11 – Sơ đồ mạch điện và Đặc tính cơ khi hãm động năng kích từ độc lập của
ĐC KĐB 3 pha. ............................................................................................................. 33
Hình 12 – Sơ đồ mạch điện và đặc tính cơ khi hãm động năng tự kích từ của ĐC
KĐB. .............................................................................................................................. 33
Hình 13 – Đặc tính cơ hãm tái sinh của ĐC KĐB với tải thế năng. ........................ 34
Hình 14 – Đặc tính cơ hãm TS của ĐC KĐB khi giảm tốc độ bằng thay đổi tần số.
....................................................................................................................................... 35
Hình 15 – Đặc tính cơ khi hãm ngược ĐC KĐB 3 pha bằng đưa thêm điện trở vào
mạch rôto. ...................................................................................................................... 35
Hình 16 – Đặc tính hãm ngược ĐC KĐB 3 pha bằng đảo thứ tự của 2 trong 3pha và
đưa thêm điện trở vào mạch rôto. .................................................................................. 36
Hình 17 –Điều chỉnh bằng cách thay đổi số đôi cực ................................................ 36
Hình 18 –Điều chỉnh tốc độ bằng điện áp ................................................................ 37
Hình 19 – Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở ở rôto...................................... 38
Hình 20 –Mạch động cơ xe lớn và xe con cổng trục ................................................ 40
Hình 21 –Mạch động cơ tời lên xuống ..................................................................... 41
Hình 22 –Sơ đồ hoạt động hệ thống tự động ............................................................ 42
Hình 23 –Trạng thái cuộn dây Contactor ................................................................. 46
Hình 24 –Trạng thái Contactor xoay chiều .............................................................. 47
Trường Đại Học Công Nghiệp AB Đồ án tốt nghiệp
Khoa ĐIỆN Zalo 0904701605
5
Hình 25 – Một loại rơ le nhiệt .................................................................................. 48
Hình 26 – Cấu tạo rơ le nhiệt ................................................................................... 49
Hình 27 – Công tắc hành trình ................................................................................. 51
Hình 28 – Các loại nút ấn thông dụng ...................................................................... 52
Hình 29 - Sơ đồ khối PLC ........................................................................................ 54
Hình 30 - Sơ đồ đấu dây CPU 1214C AC/DC/Relay. .............................................. 61
Hình 31 - Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/Relay. .............................................. 62
Hình 32 - Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC. ................................................. 62
Hình 33 - Biểu tượng phần mềm TIA - Portal V15.1 .............................................. 63
Hình 34 - Creat new project. .................................................................................... 63
Hình 35 - Đặt tên cho dự án. .................................................................................... 64
Hình 36 - Configure a device. .................................................................................. 64
Hình 37 - Add new device. ....................................................................................... 65
Hình 38 - Chọn loại CPU ......................................................................................... 65
Hình 39 - Một project mới được tạo ra. ................................................................... 66
Hình 40 – Thuật toán điều khiển xe lớn ................................................................... 67
Hình 41 – Lưu đồ thuật toán điều khiển xe nhỏ ....................................................... 68
Hình 42 – Lưu đồ thuật toán cơ cấu nâng hạ hàng ................................................... 69
Hình 43 – Mạch lực của hệ thống ............................................................................ 71
Hình 44 - Sơ đồ đấu nối PLC S71200 ...................................................................... 72
Hình 45 - Sơ đồ đấu nối module 8DI của PLC S71200 ........................................... 72
Hình 46 – Mạch điều khiển rơ le .............................................................................. 73
Hình 47 – Bảng tag đầu vào Input trong phần mềm tia portal ................................. 74
Hình 48 – Bảng tag đầu ra Output trong phần mềm tia portal ................................. 74
Hình 49 - Cấu hình phần cứng PLC ......................................................................... 75
Hình 50 - Phần cứng Scada ....................................................................................... 85
Hình 51 - Kết nối PLC với Scada ............................................................................. 85
MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 - Một số loại PLC thông dụng. ..................................................................... 53