zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Nghiên cứu điều khiển cửa van thủy lợi theo cảm biến vị trí với bộ điều khiển PLC

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

10
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong phạm vi đề tài này, tác giả tập trung nghiên cứu giải pháp điều khiển cửa van theo vị trí cảm biến hành trình sử dụng bộ điều khiển PLC Mitsubishi FX3U. Xây dựng mô hình điều khiển của van thực tế kiểm nghiệm đạt hiệu quả tốt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu điều khiển cửa van thủy lợi theo cảm biến vị trí với bộ điều khiển PLC

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN CỬA VAN THỦY LỢI THEO CẢM BIẾN VỊ TRÍ VỚI BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC Vũ Minh Quang Trường Đại học Thủy lợi, email: quang_vm@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Bảng 1. Phân loại cửa van theo cấu trúc Cửa van là một bộ phận quan trọng trên các Cửa STT Mô tả Đặc điểm công trình thuỷ lợi dùng để điều tiết dòng van chảy, điều chỉnh mực nước và lưu lượng qua công trình thủy lợi. Đặc biệt trong thời điểm Chữ - Kết cấu đơn giản hiện nay trước tình hình biến đổi khí hậu đang 1 nhân mở đóng nhanh. diễn biến phức tạp thì việc thiết kế và lắp đặt vận hành tối ưu cửa van lấy nước phục vụ cho sản xuất cho nông nghiệp, công nghiệp và - Mô men cản áp lực Van 2 nước bé, lực cản sinh hoạt đang rất cần thiết. Việc điều khiển cung nâng giảm nhỏ. cửa van thủy lợi đảm bảo đảo chiều quay, khống chế tốc độ, hãm dừng chính xác vị trí - Lực đóng mở nhỏ mở đang là yêu cầu cơ bản quan trọng để làm Cửa phai do cửa van được chia cơ sở phát triển tích hợp các giải pháp tự động 3 làm nhiều phai, khối hóa thông minh hiện đại. lượng cửa nhỏ. Trong phạm vi đề tài này, tác giả tập trung nghiên cứu giải pháp điều khiển cửa van theo - Có thể kích thước vị trí cảm biến hành trình sử dụng bộ điều Van lớn. 4 khiển PLC Mitsubishi FX3U. Xây dựng mô phẳng - Dễ đóng mở kiểu di hình điều khiển của van thực tế kiểm nghiệm động. đạt hiệu quả tốt. - Phù hợp với cống ở Viên vùng triều cường. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5 phân - Đóng mở đơn giản, Từ yêu cầu điều khiển cửa van thực tế tiến nhanh. hành xây dựng thuật toán điều khiển theo vị trí mở của van. Qua đó lập trình theo ngôn ngữ LADDER điều khiển PLC cho hệ thống. Lắp đặt mô hình và chạy thực nghiệm chương trình để kiểm chứng hiệu quả. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Cấu trúc cửa van điển hình[3] Cửa van theo cấu trúc phân loại theo bảng 1. Các thành phần chính mô tả hình 1 bao gồm: Động cơ dẫn động, cảm biến vị trí, vít me nâng hạ cửa van, cánh van, thành van. Hình 1. Cấu trúc cửa van thủy lợi điển hình 259
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 3.2. Hệ thống truyền động điện của van[1] Quá trình điều khiển của van khi khởi động và dừng theo vị trí thường đảm bảo yêu Hệ thống truyền động cho cửa van có thể cầu tốc độ ổn định và không quá giới hạn lớn dùng dạng thủy lực khí nén hoặc động cơ hộp nhất khi thiết kế đặt ra. Biểu đồ tốc độ điều giảm tốc có chức năng diểu khiển đảo chiều khiển của van mô tả trên hình 3: quay và chỉnh tốc độ linh hoạt. Hệ thống thủy lực thường cồng kềnh và tốn kém trong vận hành bảo dưỡng. Hệ thống truyền động điện dùng động cơ điện - hộp giảm tốc dễ vận hành chi phí bảo dưỡng thấp đang là phương án được ưa dùng. Các giải pháp điều khiển theo vị trí trong công nghiệp hiện nay thường dùng là động cơ servo điều khiển rất chính xác vị trí và tiện lợi, tuy nhiên đối với đối tượng đặc thù cửa van thủy lợi khối lượng lớn, mô men cản cao thì phương án này không phù hợp. Động cơ công suất lớn hàng chục, trăm kW thích hợp Hình 3. Biểu đồ tốc độ điều khiển của van với cửa van thường là động cơ không đồng bộ Thời gian khởi động nâng hạ van theo 1 pha, 3 pha, động cơ DC.. Với động cơ không công thức (3.1). Thời gian giảm tốc hãm đồng bộ do mô men mở máy tự nhiên rất nhỏ dừng tính theo (3.2): mà yêu cầu mô men mở máy cửa van lớn do Tkd  T p  Tk (3.1) đó rất khó thực hiện. Giải pháp dùng động cơ Thd  Th  Td (3.2) điện 1 chiều có đảo chiều quay, hoặc động cơ không đồng bộ rotor dây quấn khởi động dùng trong đó: Tkd: thời gian tăng tốc; Thd: Thời gian điện trở phụ là tương đối phù hợp cho của van giảm tốc; Tp: Thời gian ngắt điện trở phụ; Th : công suất lớn. Trong phạm vi đề tài này đề cập Thời gian dùng điện trở hãm; Tk: Thời gian phương án sử dụng hệ thống truyền động điện tăng tốc tự nhiên; Td: Thời gian dừng tự nhiên. 1 chiều khởi động và hãm dừng theo điện trở Các khoảng thời gian này được tính toán và cài đặt lập trình trong các chương trình phụ cho cửa van thủy lợi. Hệ thống truyền điều khiển tự động. động điện cửa van mô tả trên hình 2. 3.3. Chương trình điều khiển cho cửa van Hiện nay các mức độ diều khiển cửa van được ứng dụng khác nhau theo các địa phương. Nhiều nước tiên tiến đã đưa vào điều khiển tự động cửa van theo mức nước với các thuật toán điều khiển PID mới đảm bảo yêu cầu lưu lượng nước hay mực nước tối ưu[4]. Liên kết điều khiển theo công nghệ 4.0 điều khiển từ xa qua Internet, qua sóng vệ tinh. Ở Việt Nam nhiều công trình thủy lợi cũng Hình 2. Hệ thống truyền động điện cửa van từng bước đưa các hệ thống điều khiển tự động vào thay thế đa số các cửa van còn đang Trong đó gồm các thiết bị: vận hành điều khiển dùng sức người bằng 1: Máy tính PC dùng để soạn chương trình tay. Trong đề tài này chỉ trình bày mức độ điều khiển đổ xuống PLC; 2: Bộ điều khiển điều khiển cơ bản cửa van theo vị trí đặt cảm PLC; 3: Mạch điện hỗ trợ cho động cơ dẫn biến hành trình. Đây có thể xem là nền tảng động (đảo chiều quay, khởi động, hãm…); cơ sở cho các hệ thống điều khiển thông 4: Động cơ dẫn động; 5: Cửa van; 6: Các cảm minh hiện đại phát triển tiếp theo. Bộ PLC biến vị trí. lựa chọn dòng Mitsubishi FX3U. Các chức 260
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 năng điều khiển lựa chọn các vị trí mở van Tiến hành chạy thử kiểm nghiệm mô hình tín (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) chính quá khởi hiệu điều khiển đảm bảo khởi động và dừng động ngắt điện trở phụ theo thời gian; quá cửa van chính xác theo vị trí đặt trước: trình hãm dừng dùng điện trở hãm. Lưu đồ thuật toán điều khiển như hình 4: a) Mở 50% b) Ngắt Rp c) Đóng van Hình 6. Chạy mô hình thực tế Bảng 2. Các thông số của mô hình quá trình mở từ 0% lên 100% [5] Thời 0 0.76 1.2 3 3.5 3.8 4.6 gian (s) Tốc độ 0 0.06 0.129 0.129 0.129 0.06 0 (m/s) Hình 4. Lưu đồ thuật toán Thuật toán xác định van lên hay xuống căn cứ vào vị trí hiện tại và lệnh mở van: khi lệnh mở van xếp trên vị trí hiện tại thì van đi lên, khi lệnh mở van xếp dưới vị trí hiện tại thì van đi xuống. Hình 7. Tốc độ của mô hình 3.4. Mô hình cửa van 4. KẾT LUẬN Tủ điều khiển được xây dựng trung tâm là Bài báo tập trung nghiên cứu xây dựng hệ PLC, các nút chọn chế độ đầu vào, các đèn thống điều khiển của van thủy lợi theo vị trí tín hiệu hiển thị các tín hiệu điều khiển mô tả cảm biến hành trình. Xây dựng mô hình thực trên hình 5. Mô hình thiết kế với vận tốc lớn tế. Lập trình điều khiển PLC chạy cho mô nhất 0.13(m/s): hình thử nghiệm các tín hiệu đèn báo điều khiển nâng hạ, ngắt điện trở phụ, khảo sát tốc độ thực tế đạt kết quả tốt. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trương Đình Dụ. Sổ tay kĩ thuật thủy lợi, tập 4, NXB Nông nghiệp, 2020. Hình 5. Tủ điều khiển [2] Water Gate, QUICKDAMS.COM, 2023. [3] https://vi.wikipedia.org/wiki/. 3.5. Kết quả chạy mô hình [4] https://www.fresnovalves.com/gates/. [5] https://tailieumoi.vn/cau-hoi/duoi-day-la-cac- Chương trình điều khiển được viết theo buoc-de-do-toc-do-cua-vat-trong-phong-thuc- ngôn ngữ Ladder hoàn thiện và đổ vào PLC. hanh-su-dun-107393.html. 261

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.