1
tù ®éng ho¸ vµ ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ ®iÖn
Më ®Çu:(1 tiÕt)
Vai trß cña thiÕt bÞ ®iÖn trong c«ng nghiÖp.
Xu h- íng cña viÖc tù ®éng ho¸ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn vµ c¸c d©y chuyÒn
c«ng nghÖ.
Ch- ¬ng 1: C¸c nguyªn t¾c x©y dùng hÖ thèng tù ®éng
®iÒu khiÓn.(10 tiÕt)
1.1 Chøc n¨ng, yªu cÇu cña tù ®éng ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ ®iÖn.
1.1.1. Chøc n¨ng cña c¸c m¹ch tù ®«ng ®iÒu khiÓn.
1. Th«ng tin - giao tiÕp: Giao tiÕp gi÷a ng- êi vµ m¸y bao gåm mét
mÆt cung cÊp cho ng- êi vËn hµnh toµn bé th«ng tin theo dâi vµ ho¹t ®éng
cña m¸y, mÆt kh¸c nhËn c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn cña ng- êi vËn hµnh.
Tïy theo thiÕt bÞ giao tiÕp ®- îc sö dông mµ phÇn giao tiÕp cã thÓ:
Vµo ch- ¬ng tr×nh nhê c¸c bé giao tiÕp gi÷a ng- êi vµ m¸y cña c¸c thiÕt
bÞ lËp tr×nh.
Giao tiÕp b»ng c¸c bé chuyÓn m¹ch.
HiÓn thÞ tr¹ng th¸i lµm viÖc cña m¸y b»ng ¸nh s¸ng vµ ©m thanh.
2. Xö lÝ tÝn hiÖu:
Bé xö lÝ lµ bé n·o cña phÇn ®iÒu khiÓn. Bé xö lÝ mét mÆt ph¸t c¸c
th«ng tin vÒ tr¹ng th¸i cña m¸y, mÆt kh¸c ph¸t lÖnh cña ng- êi vËn hµnh
m¸y.
3. §iÒu khiÓn n¨ng l- îng
C¸c bé biÕn ®æi tÜnh (chØnh l- u, b¨m ¸p mét chiÒu, ®iÒu ¸p xoay chiÒu,
biÕn tÇn) ®iÒu khiÓn nguån n¨ng l- îng tõ l- íi cÊp cho t¶i.
§iÒu khiÓn c¸c ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu lµ ®iÒu khiÓn bé biÕn ®æi ®iÖn
c¬.
4. §iÒu khiÓn c¸c th«ng sè cña thiÕt bÞ ®iÖn theo yªu cÇu c«ng
nghÖ nh÷ng chøc n¨ng c¬ b¶n lµ:
Tù ®éng khëi ®éng, h·m, ®¶o chiÒu còng nh- æn ®Þnh tèc ®é cña c¸c
®éng c¬ ®iÖn khi thay ®æi t¶i. Trong tr- êng hîp nµy th- êng dïng khëi
®éng, h·m nhiÒu cÊp tèc ®é, khëi ®éng, h·m mÒm nh»m h¹n chÕ dßng ®iÖn
vµ m«men qu¸ ®é. NhiÒu hÖ thèng th- êng gÆp lµ hÖ thèng m¹ch hë. nh÷ng
hÖ thèng nµy cã - u ®iÕm lµ m¹ch ®¬n gi¶n, tin cËy.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
2
Tù ®éng ®Æt vµ gi÷ tèc ®é cho tr-íc cña ®éng c¬. HÖ thèng lo¹i nµy
th- êng dïng c¸c hÖ thèng kÝn cã ph¶n håi , nã cho phÐp gi÷ æn ®Þnh tèc ®é
víi ®é chÝnh x¸c cao. Trong hÖ thèng m¹ch kÝn gåm cã c¸c thiÕt bÞ nh-
r¬le, c«ng t¾c t¬, c¸c bé biÕn ®æi, c¸c c¶m biÕn, ®éng c¬ ®iÖn...
KiÓm so¸t c¸c tÝn hiÖu ®-a vµo hÖ thèng (hÖ tïy ®éng). Nh÷ng tÝn hiÖu
®- a vµo hÖ thèng cã thÓ thay ®æi theo mét quy luËt ®Þnh tr- íc, nh÷ng sai sè
trong tr- êng hîp nµy kh«ng ®- îc v- ît qu¸ ph¹m vi cho phÐp. Chøc n¨g nµy
®- îc thùc hiÖn b»ng nh÷ng hÖ thèng tïy ®éng trong m¹ch vßng kÝn t¸c
®éng liªn tôc hay gi¸n ®o¹n.
Tù ®éng ®iÒu khiÓn theo ch-¬ng tr×nh ®· ®Æt tr-íc. Chøc n¨ng nµy
®- îc thùc hiÖn b»ng m¹ch hë hay m¹ch kÝn t¸c ®éng liªn tôc hay gi¸n
®o¹n, trong phÇn m¹ch cña m×nh ngoµi nh÷ng thiÕt bÞ nh- c¸c chøc n¨ng
trªn nã cßn cã thªm c¸c bé nhí, tÝnh to¸n, biÕn ®æi tÝn hiÖu ®- a vµo ®iÒu
khiÓn khèi chÊp hµnh
Tù ®éng ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn c«ng nghÖ. §Ó thùc ®iÖn chøc n¨ng
phøc t¹p nµy hÖ thèng tù ®éng cÇn bao gåm thiÕt bÞ ®iÖn thùc hiÖn tÊt c¶
c¸c chøc n¨ng trªn.
5. æn ®Þnh th«ng sè - C¸c m¹ch ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ ®iÖn cÇn æn ®Þnh
c¸c th«ng sè lµm viÖc cña thiÕt bÞ.
1.1.2. Yªu cÇu ®èi víi c¸c m¹ch tù ®éng ®iÒu khiÓn.
Mét sè yªu cÇu c¬ b¶n cña viÖc tî ®éng hãa vµ ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ ®iÖn
cã thÓ lµ:
1. Yªu cÇu vÒ kÜ thuËt:
- §¸p øng c¸c chÕ ®é lµm viÖc cña thiÕt bÞ ®iÖn
- Phï hîp vÒ d¹ng dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p.
- §¶m b¶o ®é t¸c ®éng nhanh vµ chÝnh x¸c.
- §¶m b¶o c¸c sai sè tÜnh vµ ®éng trong ph¹m vi cho phÐp.
- Cã chØ tiªu chÊt l- îng (hiÖu suÊt vµ cos ) cao.
- Phï hîp víi ®iÒu kiÖn m«i tr- êng
2. §iÒu khiÓn ®¬n gi¸n vµ tin cËy.
3. Linh ho¹t vµ thuËn tiÖn khi ®iÒu khiÓn.
4. DÔ dµng kiÓm tra vµ söa ch÷a nh÷ng h- háng.
5. T¸c ®éng chÝnh x¸c khi lµm viÖc ë chÕ ®é b×nh th- êng còng nh- khi
gÆp sù cè.
6. ThuËn tiÖn khi l¾p ®Æt, vËn hµnh vµ söa ch÷a.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
3
7. KÝch th- íc vµ gi¸ thµnh thÊp thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn thÊp.
8. An toµn lao ®éng vµ kh«ng bÞ c¸c sù cè nh- ch¸y, næ... kh¸c.
1.1.3. Môc tiªu cña hÖ thèng tù ®éng hãa:
1. Tù ®éng hãa nh»m môc ®Ých:
Gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm:
N©ng cao chÊt l- îng s¶n phÈm
Kh¶ n¨ng s½n sµng ®¸p øng cña s¶n phÈm.
§æi míi s¶n phÈm
2. Tù ®éng hãa linh ho¹t:
T¸c ®énh lªn nhiÒu kh©u cña d©y chuyÒn.
T¸c ®éng lªn nhiÒu ph- ¬ng ¸n s¶n xuÊt.
3. Tù ®éng hãa ph¸t triÓn:
DÔ thay ®æi theo sù tiÕn bé cña KHKT vÒ sè l- îng, c¸c ®Æc tÝnh
cña s¶n phÈm...
1.2. CÊu tróc cña hÖ thèng tù ®éng ho¸
1.2.1 CÊu tróc c¬ b¶n cña hÖ thèng
Trong mét hÖ thèng tù ®éng ho¸ cã hai phÇn
TruyÒn th«ng tin thùc hiÖn theo s¬ ®å
PhÇn ®iÒu khiÓn (PC)
TËp hîp c¸c bé phËn xö lÝ
th«ng tin, ra lÖnh ®iÒu
khiÓn
PhÇn t¸c ®éng (PO)
TËp hîp c¸c ph- ¬ng tiÖn,
t¸c ®éng lªn vËt t- thiÕt bÞ
nh»m ®¶m b¶o s¶n xuÊt,
nh- ®éng c¬, c¸c m¸y s¶n
xuÊt...
PHÇn §K
¤t«m¸t lËp
tr×nh
ThiÕt bÞ ®iÖn
Th«ng tin vµo
C¬ cÊu ®iÒu khiÓn
PHÇn t®
M¸y s¶n xuÊt
C¶m biÕn
LÖnh
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
4
Chi tiÕt mét hÖ thèng tù ®éng hãa cã s¬ ®å cÊu tróc nh- h×nh vÏ
1.2.2 C¸c phÇn tö c¬ b¶n cña hÖ thèng T§ §KTB§
Nh÷ng phÇn tö c¬ b¶n cña hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ ®iÖn rÊt
®a d¹ng. Nh÷ng phÇn tö ®ã th- êng lµ nh÷ng thiÕt bÞ sau: m¸y ®iÖn quay,
biÕn ¸p, khÝ cô ®iÖn, c¸c bé biÕn ®æi tÜnh, c¸c c¶m biÕn, m¸y ph¸t tèc, c¸c
m¹ch ®iÒu khiÓn ®iÖn tö kh¸c. Lùa chän c¸c lo¹i thiÕt bÞ nµy c¨n cø vµo
nh÷ng tµi liÖu chuyªn ngµnh.
Khi ph©n tÝch vµ tæng hîp tù ®éng ®iÒu khiÓn ë chÕ ®é lµm viÖc tÜnh vµ
®éng nhiÒu thiÕt bÞ trong ®ã c¸c ®Æc tÝnh cÇn ®- îc tuyÕn tÝnh ho¸. hµm
truyÒn cña mét sè kh©u th- êng gÆp cña hÖ thèng vµ th«ng sè cña c¸c ®¹i
l- îng giíi thiÖu trªn b¶ng 1.1
Héi tho¹i
Bé giao tݪp
Bé xö lÝ
C¶m biÕn
PhÇn ®iÒu khiÓn
PhÇn thao t¸c
§K c«ng
suÊt
C¬ cÊu t¸c ®éng
Xö lÝ d÷
liÖu
Bé liªn l¹c
Th«ng b¸o
T¸c ®éng
lªn vËt t-
TruyÒn ®éng
Gia c«ng
s¶n phÈm
PhÇn c¬
T¸c ®éng
lªn HT
VËt t-
vµo
S¶n phÈm ra
C¸c bé c¶m biÕn ®iÒu khiÓn kh¸c
H×nh 12.1 S¬ ®å cÊu tróc hÖ thèng tù ®éng ho¸
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
5
Tªn gäi phÇn tö
Hµm truyÒn
KÖ sè khuÕch ®¹i vµ c¸c h»ng sè thêi gian
§éng c¬ kh«ng
®ång bé cã ®iÒu
khiÓn
a) b»ng thay ®æi
®iÑn ¸p stator
1p)U(T
)U(K
)p(U
)p(
)p(W
f1
f1
f
)xrr(
5,1
K;
xr
r
s
s;
UK2
Js
)U(T
V.s
rad
;
UK2
Ms
U
)U(K
2
nm11c
1M
2
nm1
!
2
nm
2
f1M
cnm
f1
3
f1M
ccnm
f
c
f1
b) b»ng thay ®æi
®iÖn trë roto
1p)r(T
)r(K
)p(r
)p(
)p(W
*22
*22
*2
roto
2
*2
rotoc
2
K1
2
f1M
2M
2M
*2
*22
2M
c
*2
c
*22
r
r
r;
r
xrUK2
K
s;
K
Jr
)r(T
s
rad
;
K
M
r
)r(K
c) thay ®æi tÇn sè
vµ ®iÖn ¸p nguån
cÊp
1p)f(T
)f(K
)p(f
)p(
)p(W
13
13
1
s;1
fx10.4r
r
3
Jr
)f(T
rad;
p
2
)f(K
2
1
2
nm
42
1
1
!
2
13
13
§éng c¬ mét pha
cã ®iÒu khiÓn
1pT
K
)p(U
)p(
)p(W
dc
dc
1dk
rad
s.m.N
;
M
b,
V
m.N
;
U
M
c
,s;
b
J
T,
V.s
rad
;
b
c
K
dk
kd
dcdc
§éng c¬ ®iÖn mét
chiÒu kÝch tõ ®éc
lËp ®iÒu khiÓn
b»ng
a) thay ®æi ®iÖn
¸p phÇn øng
)TT4khi(
1pT.1pT
K
)p(U
)p(
)p(W
1pTpTT
K
)p(U
)p(
)p(W
cu
21
dc
u
c
2
cu
dc
u
s;
T
T4
11
2
T
T
s;
c.c
jr
T,s;
r
L
T
V.s
rad
;
C
1
E
K
c
uc
2,1
Me
u
c
u
u
u
edc
dc
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com