CHUYÊN ĐỀ 2: GHÉP NỐI BỘ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN

Bài toán:Ghép nối PLC S7-200 với biến tầnSIEMENS, tự động ổn định áp suất trên đườngống của hệ thống cấp nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHUYÊN ĐỀ 2: GHÉP NỐI BỘ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN CHUYÊN ĐỀ 2: CHUYÊN GHÉP NỐI BỘ ĐIỀUKHIỂN BIẾN TẦNNhóm SV: Phùng Quang Tuyến1. Nguyễn Văn Quỳnh2. Phạm Ngọc Thành3. Đỗ Thị Thủy4. Lại Thế Sơn5.6. Hoàng Anh Tú •Bài toán: Ghép nối PLC S7-200 với biến tầnSIEMENS, tự động ổn định áp suất trên đườngống của hệ thống cấp nước.Khái Quát Hệ Thống Bơm NướcKháiHệ thống trang bị cho nhà máy nước có 2 bơm cấp nước sinhhoạt, với công suất thiết kế nhất định.Để tránh thất thoát và tiết kiệm điện năng, ta sử dụng hệthống điều khiển tự động giữ áp suất cố định trên đườngống bằng cảm biến áp suất và biến tần điều khiển công suấtđộng cơ nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng. Biến tần MicroMaster Eco (SIEMENS) được sử dụng cho1. động cơ, công suất tiêu thụ của động cơ sẽ được biến tần điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu phụ tải. Động cơ thứ 2 sẽ sử dụng chạy nền nếu sau này phụ tải phát triển lớn hơn. Một sensor áp suất được đưa vào đầu ra nước cấp của Nhà2. máy để đo áp lực nước đưa về hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển là 1 PLC S7-200 (SIEMENS) đảm bảo3. cho việc tự động hóa hoàn toàn quá trình bơm cấp nước của Nhà máy. Vận hành hệ thống thông qua màn hình vận hành TD2004. Các mạch động lực cũng như mạch tín hiệu của hệ thống5. mới sẽ được đấu nối với hệ thống cũ mà không làm thay đổi chức năng cũng như hoạt động hệ thống điều khiển đã được lắp đặt ban đầu. Hoạt động của hai hệ thống như sau:6. Hệ thống cũ được sử dụng như hệ thống điều khiển bằng tay, là hệ thống điều khiển dự phòng khi hệ thống mới lắp biến tần có sự cố. Việc chuyển đổi giữa hai chế độ tự động và bằng tay được thực hiện bằng các công tắc chuyển đổi vị trí, và bằng cách cài đặt trên màn hình vận hành TD200. Hệ thống mới và cũ sẽ được đấu nối đảm bảo chính xác, và vận hành an toàn trong mọi tình huống. Đảm bảo tính an toàn cao nhất của cả hệ thống. Biểu đồ sau minh họa hoạt động của hệ Bi thống mới: Như vậy với việcđưa biến tần vào hệthống sẽ hoạt độngbám sát theo đúng thựctế lưu lượng phụ tải,do vậy sẽ giảm đángkể năng lượng tiêu haokhông cần thiết vào cácgiờ phụ tải thấp điểm.SƠ ĐỒ KHỐI GHÉP NỐI KH• PLC S7-200: bộ điều khiển trung tâm, nó xử lý các tín hiệu thu thập về từ hệ thống để điều khiển các động cơ. Các động cơ được điều khiển chạy thông qua biến tần và các contactor.• Converter (biến tần): điều khiển trơn tốc độ động cơ. Với biến tần thì động cơ chạy với hiệu suất rất cao ngay cả khi hoạt động ở tốc độ thấp. Biến tần sẽ làm cho hệ thống hoạt động tiết kiệm năng lượng điện so với cách hoạt động cũ của trạm.• Đầu đo áp suất: mục đích để đo áp suất mạng. Với tín hiệu đo được từ đầu đo áp suất đưa về PLC xử lý điều khiển tốc độ bơm. Với đầu đo này PLC sẽ giám sát được áp suất nước trên mạng.• Màn hình hiển thị TD-200: dùng để cài đặt các chế độ hoạt động của trạm, cài áp suất mạng... Ngoài ra, trên màn hình còn hiển thị áp suất đo được trên đường ống mạng. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG NGUYÊN• Với thiết kế này, hệ thống sẽ tự động giám sát áp suất nước trên đường ống mạng và điều khiển ngược lại để đảm bảo giữ đúng áp suất theo yêu cầu. PLC sẽ điều khiển áp suất nước trên đường ống mạng theo đồ thị phụ tải ngày, tức là hệ thống sẽ điều khiển áp suất theo thời gian thực. Hệ thống điều khiển tự động này một số chức năng chính sau:• Đo lường: do đầu đo áp suất đo lường và chuyển đổi để đưa về CPU của S7-200.• Xử lý thông tin: bộ điều khiển trung tâm sẽ đảm nhiệm vấn đề này.• Điều khiển: S7-200 sẽ phối hợp với biến tần làm việc này theo yêu cầu.• Giám sát: S7-200 sẽ kết đầu đo áp suất để giám sát hệ thống hoạt động.• Giao tiếp giữa người vận hành và thiết bị: do màn hình hiển thị TD-200 thực hiện. GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ GII.BIẾN TẦN MICROMASTER440 (SIEMENS)Micromaster 440 chính là một họbiếntầnmạnhmẽnhấttrongdòngcác biến tần tiêu chuẩn. Khả năngđiều khiển vector cho tốc độMoment hay khả năng điều khiểnvòng kín bằng bộ PID có sẵn đemlại độ chính xác tuyệt vời cho cáchệ thống truyền động quan trọngnhư các hệ nâng chuyển, các hệthống định vị. Không chỉ có vậy,một loạt khối Logic có sẵn lậptrình tự do cung cấp cho ngườidùng sự linh hoạt tối đa trong việcđiều khiển hàng loạt thao tác mộtcáchtựđộngNétnổibậtcủaMICROMASTER440Nétn-Thiếtkếnhỏgọnvàdễgdànglắpđặt.-ĐiềukhiểnVectorvòngkín(Tốcđộ/Moment).-Cónhiềucáclựachọntruyềnthông:PROFIBUS,DeviceNet,CANopen.-3bộthamsốtrong1nhằmthíchứngbiếntầnvớicácchếđộhoạtđộngkhácnhau.-ĐịnhmứctheotảiMomentkhôngđổihoặcBơm,Quạt.-Dựtrữđộngnăngđểchốngsụtáp.-Tíchhợpsẵnbộhãmdùngđiệntrởchocácbiếntầnđến75kW.-4tầnsốngắtquãngtránhcộnghưởnglênđộngcơhoặclênmáy.-Khởiđộngbámkhibiếntầnnốivớiđộngcơquay.-TíchhợpchứcnăngbảovệnhiệtchođộngcơdùngPTC/KTY.-KhốichứcnăngLogictựdo:AND,OR,địnhthời,đếm.-Momentkhôngđổikhiquatốcđộ0.-KiểmsoátMomenttải. II. Thiết bị lập trình biến tần MM440. BOP-2 II.• Thiết bị lập trình biến tần Siemens Micromaster BOP- 2(Basic Operator Panel) cho bộ biến tần MM440 có giao diện với bàn phím và 5 chữ số hiển thị cho phép nhập cácthôngsốđiềukhiển.• BOP-2 có thể gắn trực tiếp trên bộ biến tần hay trong cánh cửa tủ phân phối sử dụngmộtbộnối.III. THIẾT BỊ LẬP TRÌNH PLC S7-200III. CHỨCNĂNGHỆPLC CH Thiếtbịđiềukhiểnlậptrìnhđược(PLC-ProgramableLogicControler)làthiếtbịđượcđiềukhiểnđặcbiệtdự ...