Giải pháp mạng truyền thông cho hệ thống truyền động điện nhiều biến tần - Động cơ không đồng bộ

Bài báo giới thiệu các giải pháp thiết kế mạng truyền thông công nghiệp và Card mạng trung tâm dùng vi xử lý ATMEGA64 cho hệ thống điều khiển truyền động điện nhiều biến tần - Động cơ không đồng bộ. Bài viết trình bày kết quả điều khiển vị trí tàu thủy bằng hệ thống tời công nghệ ghép nối mạng biến tần - động cơ trên mô hình chế tạo thử nghiệm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải pháp mạng truyền thông cho hệ thống truyền động điện nhiều biến tần - Động cơ không đồng bộ THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Giải pháp mạng truyền thông cho hệ thống truyền động điện nhiều biến tần - Động cơ không đồng bộ Communication network solutions for electric drive system with multi-inverters - Induction motor Hoàng Xuân Bình, Nguyễn Khắc Khiêm, Vũ Ngọc Minh Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, dr.hoangxuanbinh@gmail.comTóm tắt Bài báo giới thiệu các giải pháp thiết kế mạng truyền thông công nghiệp và Card mạngtrung tâm dùng vi xử lý ATMEGA64 cho hệ thống điều khiển truyền động điện nhiều biến tần -Động cơ không đồng bộ. Bài viết trình bày kết quả điều khiển vị trí tàu thủy bằng hệ thống tờicông nghệ ghép nối mạng biến tần - động cơ trên mô hình chế tạo thử nghiệm. Từ khóa: Inverter, can, modBus, profibus.Abstract The paper presents the solutions in which micro-processor ATMEGA64 is used to designindustrial communication network and central network card for electric drive systems with multi-inverters - Induction motor. The paper introduces certain results in studying position control formarine vessels in which mooring systems with multi-inverter-motor are used and controlled bycommunication networks under trial model. Keywords: Inverter, can, modbus, profibus.1. Đặt vấn đề Trong lĩnh vực điều khiển và tự động hoá các thiết bị, dây chuyền công nghiệp đã sử dụngcác dạng mạng truyền thông như CTNET, PROFIBUS, ETHERNET,… để liên kết các thiết bị điềukhiển thực hiện công nghệ. Các hãng sản xuất và cung cấp thiết bị điện tử công suất như Siemenscủa Cộng hoà Liên bang Đức, LS ELECTRONIC Hàn Quốc, SIEI của ITALIA, MITSUBISHI củaNhật Bản, EUROTHERM, CONTROL TECHNIQUES của Anh,... lần lượt cho ra đời hàng loạt bộbiến đổi điện tử công suất ứng dụng vi xử lý kèm theo các phần mềm lập trình chuyên dụng tạo ramột sự thay đổi lớn trong kỹ thuật điều khiển truyền động nhiều động cơ [2, 5, 6]. Đối với truyềnđộng điện xoay chiều sử dụng các bộ biến tần gián tiếp, ta thường gặp các loại biến tần công suất từ0,5 KW đến hàng ngàn kW Siemens MM420; MM430; MM440, Schneider Atival 3.1,EUROTHERM SSD890CS và 890DC,... Đối với truyền động điện một chiều các bộ biến đổi điệntử công suất AC-DC ta thường gặp SSD590C và SSD 590P của EUROTHERM, Mentor II củaControltechniques, TPD-32 của SIEI,… [5, 6]. Khi sử dụng các thiết bị này để thiết kế điều khiểncác hệ thống thực hiện công nghệ thì vấn đề nghiên cứu chế tạo Card mạng trung tâm để liên kếtcác hệ truyền động điện nhiều động cơ nhằm giải quyết các vấn đề: lựa chọn giải pháp mạng truyềnthông; lựa chọn vi điều khiển; thiết kế phần cứng và phần mềm.2. Thiết kế mạng truyền thông2.1. Lựa chọn giải pháp mạng Trên hình 1, trình bày mô hình phân cấp của một mạng công nghiệp tổng quát [2]. Mô hìnhphân cấp chức năng cho ta dễ dàng thiết kế lựa chọn thiết bị. Với yêu cầu điều khiển trong một nhàmáy hiện đại, quy mô lớn như nhà máy lọc dầu, điện, hoá chất,... có thể chia nhỏ hơn nữa các cấpchức năng để tiện điều khiển, giám sát. Đối với những nhà máy nhỏ, nhà cao tầng hay trên tàu biểnsố cấp chức năng sẽ giảm xuống để giảm giá thành và chi phí vận hành. Hầu hết nhà máy, xí nghiệp ở nước ta hiện nay có quy mô nhỏ, đối tượng sử dụng cơ bản làđộng cơ điện xoay chiều ba pha rotor lồng sóc được điều khiển bằng biến tần. Một dây chuyền sảnHỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 357 THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016xuất chỉ hạn chế ở mức vài chục động cơ, vì vậy yêu cầu đặt ra là xây dựng cấu trúc mạng điềukhiển quy mô nhỏ, cấu trúc gọn nhẹ linh hoạt và chi phí thấp. Hình 1. Mô hình phân cấp hệ thống Hình 2. Cấu trúc mạng một cấp điều khiển Biến tần trên thị trường hiện nay rất đa dạng về chủng loại, đa phần được tích hợp khả nănggiao tiếp, ghép nối với mạng truyền thông công nghiệp. Mỗi hãng sản xuất biến tần thường lựachọn cho thiết bị của mình một hoặc một vài giao thức và cấu trúc mạng. Các giao thức mạng ápdụng cho biến tần có cấu trúc đơn giản, phù hợp với cấu trúc mạng cấp thấp. Ví dụ Siemen chọngiao thức Profibus, Can, Uss; Toshiba, Delta chọn Modbus,… vì vậy muốn ghép nối mạng truyềnthông cần tuân theo giao thức của các loại biến tần này. Từ những phân tích trên, phương án thiết kế mạng truyền thông điều khiển biến tần - độngcơ không đồng bộ với một cấp mạng có tính khả thi cao. Có thể chọn một trong hai mô hình ở hình2. ...