PORO ČILO PRAKTI ČNEGA IZOBRAŽEVANJA vpraksa.uni-mb.si/porocila/E1016468.pdf · Slika 5.3: Obdelava signala ..... 38 Slika 5.4: Vezava tokovnika in napetostnika ... Slika 5.14:

VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ

Elektrotehnika

POROČILO

Čas opravljanja

Mentor v GD

Študent

Vpisna številka

E-pošta

Telefon

VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ

Elektrotehnika – Avtomatika in Robotika

ILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJAv

Podjetju ETRA, Celje

od 7.5.2012 do 6.7.2012

Iztok Konrad

Aleš Razboršek

E1016468

[email protected]

051-243-215

NEGA IZOBRAŽEVANJA

ii

PREDSTAVITEV PODJETJA

iii


iv

KAZALO 1 UVOD ............................................................................................................................ 1

2 PREDSTAVITEV PODJETJA ETRA d.o.o. ................................................................. 2

2.1 Dejavnosti podjetja ................................................................................................. 3

2.1.1 Avtomatizacija in pogonski sistemi ................................................................. 3

3 OPIS PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA ................................................................ 5

3.1 Pomoč pri delu transportne linije 1 v Leku - Ljubljana .......................................... 7

3.2 Opis dezinfekcijske linije 1 ..................................................................................... 7

3.3 Princip delovanja induktivnega senzorja ............................................................... 9

3.4 Elementi električnih inštalacij .............................................................................. 10

3.4.1 Tripolni inštalacijski odklopnik ..................................................................... 11

3.4.2 Enopolni inštalacijski odklopnik ................................................................... 11

3.4.3 Kontaktor ....................................................................................................... 11

3.4.4 Vtičnica .......................................................................................................... 12

3.4.5 Zaščitni rele ................................................................................................... 13

3.4.6 Rele ................................................................................................................ 15

3.4.7 Vrstne sponke ................................................................................................ 15

3.4.8 Napajalnik iz 220/24 V DC ........................................................................... 16

3.4.9 Krmilnik Simens in razširitveni modul ......................................................... 17

3.4.10 Kanali ............................................................................................................ 18

3.4.11 Letev .............................................................................................................. 19

3.4.12 Priklop žic v kablu ......................................................................................... 19

4 ZAGON ZVEZDA TRIKOT ASINHRONSKEGA MOTORJA S POMOČJO MIKROKRMILNIKA PIC18F4520 IN OSTALO PERIFERIJIO ..................................... 20

4.1 Zagon zvezda - trikot ............................................................................................ 20

4.2 Vezava zvezda ...................................................................................................... 21

4.2.1 Fazni tok v vezavi zvezda (If,Y) ..................................................................... 21

4.2.2 Dovodni tok v vezavi zvezda (IY) .................................................................. 21

4.3 Vezava trikot ......................................................................................................... 22

4.3.1 Fazni tok v vezavi trikot (If,D) ........................................................................ 22

4.3.2 Dovodni tok v vezavi trikot (ID) .................................................................... 22

4.4 Priklop asinhronskega motorja ............................................................................. 24


v

4.5 Časovni potek delovanja ....................................................................................... 25

4.6 Mikrokrmilnik ....................................................................................................... 26

4.7 Razvojna plošča .................................................................................................... 28

4.8 Napajalnik ............................................................................................................. 30

4.8.1 Toroidni transformator: ................................................................................. 30

4.8.2 Elektrolitski kondenzator: ............................................................................. 31

4.8.3 Stabilizator: .................................................................................................... 31

4.9 Programiranje mikrokrmilnika PIC18F4520 ........................................................ 32

5 ANALIZATOR ............................................................................................................ 37

6 IZRAČUNI ZA 3 FAZNI ASINHRONSKI MOTOR ................................................. 46

7 SKLEP IN ZAKLJUČEK ............................................................................................ 49

8 PRILOGE ..................................................................................................................... 50

8.1 8.1 Programska koda ............................................................................................. 50


vi

KAZALO SLIK Slika 2.1: Logotip podjetja Etra d.o.o. ................................................................................... 2

Slika 3.1: Nalepka TN-S sistema ........................................................................................... 5

Slika 3.2: TN-S sistem ........................................................................................................... 5

Slika 3.3: Nalepka TN-C (ničenje) ........................................................................................ 6

Slika 3.4: TN-C sistem prikaz vtičnice in 3 faznega porabnika ............................................ 6

Slika 3.5: Dezinfekcijska linija 1 ........................................................................................... 7

Slika 3.6: Paleta, ki se nahaja na valjčnem transportu 4 v prezračevalni komori ................. 8

Slika 3.7: Valjčni transport 1 ................................................................................................. 8

Slika 3.8: Valjčni transport 2 ................................................................................................. 8

Slika 3.9: Elektro motor in reduktor skupaj poganjata valjčni transport ............................... 9

Slika 3.10: Optični senzor, ki zazna prisotnost palete ........................................................... 9

Slika 3.11: Induktivni senzor ............................................................................................... 10

Slika 3.12: Izgradnja električne omare za transportno linijo za Lek Ljubljana ................... 10

Slika 3.13: Tripolni inštalacijski odklopnik ........................................................................ 11

Slika 3.14: Enopolni inštalacijski odklopnik ....................................................................... 11

Slika 3.15: Kontaktor ........................................................................................................... 11

Slika 3.16: Priklopni kontakti kontaktorja ........................................................................... 12

Slika 3.17: Vtičnica ............................................................................................................. 12

Slika 3.18: Vtičnica v sistemu ničenje, vtičnica v sistemu z FID - stikalom ..................... 12

Slika 3.19: Tipka za izklop v sili ......................................................................................... 13

Slika 3.20: Načrt zasilni izklop tipkala ................................................................................ 13

Slika 3.21: Zaščitni rele ....................................................................................................... 14

Slika 3.22: Načrt zasilnega izklopa modula ........................................................................ 14

Slika 3.23: Simbol releja ..................................................................................................... 15

Slika 3.24: Rele ................................................................................................................... 15

Slika 3.25: Vrstne sponke .................................................................................................... 16

Slika 3.26: Simbol napajalnika ............................................................................................ 16

Slika 3.27: Napajalnik - G1 ................................................................................................. 16

Slika 3.28: Krmilnik Simens Simatic S7-1200 .................................................................... 17

Slika 3.29: Postavitev krmilnika in razširitvenega modula ................................................. 18

Slika 3.30: Krmilnik Simens Simatic S7-1200 in razširitveni modul ................................. 18

Slika 3.31: Kanal za kable ................................................................................................... 18

Slika 3.32: Letev .................................................................................................................. 19

Slika 3.33: Tri-fazni kabel ................................................................................................... 19

Slika 3.34:Analogni signalni kabel ...................................................................................... 19


vii

Slika 4.1: Tri fazni AS. motor, sklopka, zavora .................................................................. 20

Slika 4.2: Trifazni sistem vezan v zvezdo ........................................................................... 21

Slika 4.3: Navitje vezano v zvezdo ..................................................................................... 21

Slika 4.4: Trifazni sistem vezan v trikot .............................................................................. 22

Slika 4.5: Navitje vezano v trikot ........................................................................................ 22

Slika 4.6: Menjava smeri motorja........................................................................................ 23

Slika 4.7: Priključne sponke AS. motorja............................................................................ 24

Slika 4.8: Priklop v vezavo zvezda ...................................................................................... 24

Slika 4.9: Priklop v vezavo trikot ........................................................................................ 25

Slika 4.10: Časovni potek delovanja ................................................................................... 25

Slika 4.11: PIC18F4520 ...................................................................................................... 26

Slika 4.12: PIC18F4520 na podnožju .................................................................................. 27

Slika 4.13: Shema K-CPU verzija 3 .................................................................................... 28

Slika 4.14: Tiskano vezje K-CPU verzija 3 ......................................................................... 28

Slika 4.15: Spajkanje 1 ........................................................................................................ 29

Slika 4.16: Spajkanje 2 ........................................................................................................ 29

Slika 4.17: Vstavljanje diod ................................................................................................ 29

Slika 4.18: Napajalnik v fazi sestave ................................................................................... 30

Slika 4.19: Stabilizator ........................................................................................................ 31

Slika 4.20: Končan napajalnik 24V ..................................................................................... 31

Slika 4.21: PIC C Compiler na namizju .............................................................................. 32

Slika 4.22: Pisanje programa v CCS C compilerju ............................................................. 32

Slika 4.23: Programator US-Burn, USB_1.11_a2 ............................................................... 33

Slika 4.24: Razvojna ploščo K-CPU verzija 3 .................................................................... 34

Slika 4.25: Relejski izhodi ................................................................................................... 34

Slika 4.26: Tranzistorski izhodi, relejski izhodi, kontaktorski izhodi ................................. 35

Slika 4.27: Kontaktorja zvezda, trikot ................................................................................. 35

Slika 4.28: Vodenje zagona 3 faz. as. motorja preko PC-ja ................................................ 36

Slika 5.1: Notranjost analizatorja ........................................................................................ 37

Slika 5.2: Analizator ............................................................................................................ 37

Slika 5.3: Obdelava signala ................................................................................................. 38

Slika 5.4: Vezava tokovnika in napetostnika....................................................................... 38

Slika 5.5: Tok ...................................................................................................................... 39

Slika 5.6: Fazna napetost ..................................................................................................... 39

Slika 5.7: Medfazna napetost............................................................................................... 40

Slika 5.8: Delovna moč ....................................................................................................... 40

Slika 5.9: Jalova moč ........................................................................................................... 41


viii

Slika 5.10: Navidezna moč .................................................................................................. 41

Slika 5.11: Moči skupaj (P,Q,S) .......................................................................................... 42

Slika 5.12: Frekvenca .......................................................................................................... 42

Slika 5.13: Fazni diagram .................................................................................................... 43

Slika 5.14: Graf toka ............................................................................................................ 43

Slika 5.15: Graf napetosti .................................................................................................... 44

Slika 5.16: Graf moči .......................................................................................................... 44

Slika 5.17: Graf cos(fi) ........................................................................................................ 45

Slika 5.18: Analizator v dejanskem procesu ....................................................................... 45

Slika 6.1: Ploščica s podatki ................................................................................................ 46

Slika 8.1:Nastavitve parametrov 1....................................................................................... 53

Slika 8.2:Nastavitev parametrov 2....................................................................................... 53

KAZALO TABEL Tabela 1:zvezda, trikot ........................................................................................................ 20

1

1 UVOD

Ko so minila predavanja na Fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko v

Mariboru sem začel opravljati obvezno prakso. Prakso sem opravljal v podjetju Etra d.o.o.

V okviru dvomesečnega obveznega praktičnega izobraževanja sem, se trudil pridobiti

čim več praktičnih izkušen in znanj. V poročilu praktičnega izobraževanja sem najprej

predstavil podjetje, njegov nastanek, razvoj in s čim se ukvarja.

Delo, ki sem ga opravljal:

Na začetku sem se seznanil z vezavo električnih omar in branjem načrta. Ta sklop je

zajemal krmilni in močnostni del. Sledila so dela v Leku v Ljubljani. Prisoten sem bil pri

transportni liniji,ki je namenjena avtomatskemu transportu palet skozi vzorčevalni komoro

1. Delo sem nadaljeval v servisni delavnici. Tam sem izdelal manjšo omarico za preizkus

naprav, katera je postala pomoč serviserjem na terenu. Matjaž je videl, da sem vztrajen

človek in mi je podaril svojo nedokončano K-CPU razvojno ploščo, ki jo je razvila Etra

d.o.o.Spoznal sem programski paket PIC C Compiler, v kateremu sem programiral v C

jeziku. V nadaljevanju sem naredil svoj prvi industrijski projekt zagon zvezda, trikot

asinhronskega motorja s pomočjo mikrokrmilnika (PIC 18F4520- čip).

Naučil sem se izvajanje A/D pretvorbe in naredil mini projekt krmiljenje izhodnih enot

(LCD - display, ventilator) mikrokrmilnika s pomočjo temperaturnega senzorja LM35

Skozi vso obvezno praktično izobraževanje sem pokazal zanimanje.

2

2 PREDSTAVITEV PODJETJA ETRA d.o.o.

Začetki segajo v leto 1994 z dvema zaposlenima. Danes ima podjetje Etra d.o.o. več

kot 50 zaposlenih z obsežnimi in odločno podkovanimi specializiranimi znanji ter

praktičnimi izkušnjami somed vodilnimi v Sloveniji na področju industrijske

avtomatizacije,procesnega krmiljenja in elektromotornih pogonov. S stalnim

izobraževanjem in izpopolnjevanjem, analiziranjem zaključenih izvedenihprojektov, tesno

sodelovanje z dobavitelji strojne in programske opreme, s podrobnim sledenjem,

analiziranjem in nadgrajevanjem vzdrževanih sistemov ter na koncu tudi s pridobivanjem

novih izobraženih kadrov tako podjetje ostaja stalno v stiku z najnovejšimi znanji in

tehnologijami na našem področju. Tako pod eno streho združuje praktična in specializirana

znanja s filozofijo visoke kvalitete storitev ter zanesljive strojne in programske opreme. V

letih uspešnega delovanja je podjetje pridobili ekskluzivno zastopništvo za R&M(pasivna

oprema za računalniška, informacijska in telekomunikacijska omrežja), TEDOM

kogeneracijske sisteme, Ideal Industries (Merilne naprave za elektrotehniko) in ostala

zastopništva za prodajo in integracijo: ELCA, Cisco, Microsoft, Siemens in ostali.

Slika 2.1: Logotip podjetja Etra d.o.o.


3

2.1 Dejavnosti podjetja

2.1.1 Avtomatizacija in pogonski sistemi

S pomočjo sodobnih znanj, izkušenj in sodobnih tehnologij projektirajo in izvajamo

celovite rešitve za učinkovitejše industrijske procese, ki zraven mnogih ostalih prednosti

poskrbijo za optimizacijo, pohitritev, povečanje zanesljivosti in zmanjšanje nenapovedanih

prekinitev ter s tem zmanjšanje posrednih in neposrednih stroškov obratovanja.

Pri izvajanju projektov avtomatizacije industrijskih procesov nudijo storitve celotnega

življenjskega obratovanja sistema, kar poleg izvedbe in postavitve zajema tudi

vzdrževanje, nadgradnje in kasnejše prilagajanje sistemov.

Pri projektiranju in postavitvi sistemov za avtomatizacijo uporabljajo profesionalne

rešitve Siemens, ki zagotavljajo brezhibno delovanje in dolgo življenjsko dobo: SIMATIC,

SIMOTION, SICOMP... ter računalniško in strežniško opremo Fujitsu Siemens. Za

medsebojne povezave oziroma pasivno telekomunikacijsko opremo uporabljamo

visokokvalitetne produkte R&M.

2.1.1.1 Avtomatizacija

• industrijski sistemi za avtomatizacijo,

• procesno vodenje in krmiljenje,

• industrijska omrežja Ethernet,

• pozicionirni sistemi,

• industrijski računalniški in mikroračunalniški sistemi,

• senzorski, merilni in procesni sistemi.

2.1.1.2 Pogonska tehnika

• izmenični in enosmerni elektromotorni pogoni,

• koračni elektromotorni pogoni,

• krmilni sistemi pogonske tehnike,

• frekvenčni in enosmerni regulatorji,

• inženiring.

2.1.1.3 Nizkonapetostna stikalna tehnika in elektroinstalacije

• stikalne in zaščitne naprave,

• ločilniki, odklopniki in glavna stikala,


4

• elektroinštalacijske razdelilne in zbirne omare,

• varnostni brezprekinitveni sistemi (UPS).

2.1.1.4 Industrijska elektronika

• prigradnje in nadgradnje daljinskih komand (dvigala, transportni sistemi, tekoči

trakovi),

• projektiranje in izvedba industrijske elektronike pri pogonskih, varilnih, montažnih,

obdelovalnih in ostalih strojnih sistemih,

• vzdrževanje sistemov industrijske elektronike,

• krmilja in varovalni sistemi proizvodnih in pogonskih sklopov.

5

3 OPIS PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA

Na začetku sem se seznanil z vezavo električnih omar. Pri vezavi električnih omar je

pomembno, da poznamo funkcijo elementa in da pravilno po načrtu povežemo žice na

določene kontakte. Kadar imamo malo omarico in veliko elementov je bolje, da uporabimo

večjo, če je le to mogoče, zaradi lažje vezave. Za priklop napajanja lahko uporabimo

(TN-S , TN-C-S, TT, IT). Pri teh sistemih se uporablja FID oz. RCD stikalo, ki varuje

človeško življenje v primeru direktnega dotika na ohišje, ki je pod napetostjo.

V sistemu TN-C sistem (ničenje) ne uporabljamo FID oz. RCD stikala. Takrat moramo

vse PE vodnike (ozemljitveni vodnik) povezati na zbiralko PE, vse N -vodnike pa na

N-zbiralko. V elektro omari galvansko povežemo PE in N zbiralki na isti potencial.

Električna omara vsebuje krmilni del in močnostni del. Krmilni del služi krmiljenju naprav

z manjšim tokom. Močnostni del pa da preko naprave spustimo večji tok s katerim lahko

vklopimo večje porabnike npr. motor.

TN - S sistem

Obvezno napis oz. nalepka na omari za kateri sistem gre !!!

Slika 3.1: Nalepka TN-S sistema

Slika 3.2: TN-S sistem

OPIS PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA

6

TN - C sistem (ničenje)

Slika 3.3: Nalepka TN-C (ničenje)

Slika 3.4: TN-C sistem prikaz vtičnice in 3 faznega porabnika

5 ZLATIH PRAVIL KADAR DELAMO Z NAPRAVAMI POD NAPETOSTJO!!!

Izklopi in vidno loči naprave z vseh strani

Prepreči ponovni vklop

Ugotovi brez napetostno stanje

Ozemlji in kratko skleni

Ogradi mesto dela od delov, ki so pod napetostjo


7

3.1 Pomoč pri delu transportne linije 1 v Leku- Ljubljana

Transportna linija je sestavljena iz posameznih transporterjev.

Slika 3.5: Dezinfekcijska linija 1

3.2 Opis dezinfekcijske linije 1

Viličar naloži paleto na KF 101, ki je vstopno mesto na linijo 1. Senzor zazna

prisotnost palete in jo pod pogojem, da je le to mesto prosto odpelje na transporter KF 102

in KF103. Paleta prispe do prezračevalne komore 1. Odprejo se vrata 1 in paleta se nahaja

v prezračevalni komori. Vrata 1 in varata 2 se zaprejo, sledi prezračevanje. V nadaljevanju

se vrata 2 odpro in paleta potuje v vzorčno komoro.

V vzorčni komori se nahaja človek, ki jemlje vzorce. Po končanju pritisne na tipko, da

javi sistemu da je končano vzorčenje. Paleta prispe do prezračevalne komore 2, kjer se

odpro vrata 3.

V prezračevalni komori 2 se nahaja paleta, vrata 3 se zaprejo in aktivira se

prezračevanje. Vrata 4 se odprejo,zaprejo in paleta potuje po valjčnem transportu 6 do

dvižnega transporta. Tam se paleta dvigne na malo višji nivo in nadaljuje preko verižnega

transporta na izstopno mesto, kjer viličar naloži paleto na kateri se nahaja zaboji.


8

Slika 3.6: Paleta, ki se nahaja na valjčnem transportu 4 v prezračevalni komori

Slika 3.7: Valjčni transport 1

Slika 3.8: Valjčni transport 2


9

Slika 3.9: Elektro motor in reduktor skupaj poganjata valjčni transport

Slika 3.10: Optični senzor, ki zazna prisotnost palete

3.3 Princip delovanja induktivnega senzorja

Največja zaznava induktivnega senzorja od predmeta je 60 mm. Induktivni senzor

ustvari v svoji bližini oscilirajoče magnetno polje. V primeru da se pred senzorjem pojavi

kovinski predmet, se oblika in velikost polja spremenita. Senzor zazna spremembo in

preklopi polprevodniško stikalo ali ustvari tokovni impulz. Velikost impulza je odvisna od

razdalje med predmetom in senzorjem. Induktivni senzorji obstajajo v različnih

dimenzijah, v plastičnem ali kovinskem ohišju, priklop med AC oz. DC napajalno

napetostjo. Induktivni senzorji so zaliti z umetno smolo. Na ta način dosežemo zaščito pred

motnjami v industriji.


10

Slika 3.11: Induktivni senzor

3.4 Elementi električnih inštalacij

Slika 3.12: Izgradnja električne omare za transportno linijo za Lek Ljubljana


11

3.4.1 Tripolni inštalacijski odklopnik

Slika 3.13: Tripolni inštalacijski odklopnik

3.4.2 Enopolni inštalacijski odklopnik

Slika 3.14: Enopolni inštalacijski odklopnik

3.4.3 Kontaktor

Slika 3.15: Kontaktor


12

Slika 3.16: Priklopni kontakti kontaktorja

(1-2, 3-4,5-6) močnostni kontakti

13-14 krmilni kontakt (delovni kontakt)

3.4.4 Vtičnica

Slika 3.17: Vtičnica

Slika 3.18: Vtičnica v sistemu ničenje, vtičnica v sistemu z FID - stikalom

3.4.5 Zaščitni rele

Slika


Slika 3.19: Tipka za izklop v sili

Slika 3.20: Načrt zasilni izklop tipkala

NEGA IZOBRAŽEVANJA

13

Slika


Slika 3.21: Zaščitni rele

Slika 3.22: Načrt zasilnega izklopa modula

NEGA IZOBRAŽEVANJA

14


15

3.4.6 Rele

Slika 3.23: Simbol releja

Slika 3.24: Rele

3.4.7 Vrstne sponke

Vrstne sponke se uporabljajo v električnih povezavah med dvema fleksibilnima ali

negibljivima vodnikoma. Na voljo sta dve vrsti priklopa: vijačni ali brezvijačni priklop

vrstnih sponk. Dodatna oprema je za oba tipa enaka. Povezovalni mostički za povezavo

več sponk do širine 8 mm. Sponke so na voljo v različnih izvedbah: za mostično

povezavo, za zaščitne vodnike, L, N, PE (faza, ničla, zemlja), prekinitvena funkcija, za

senzorje ali aktuatorje, merilne sponke.

3.4.8 Napajalnik iz 220/24 V DC


Slika 3.25: Vrstne sponke

Napajalnik iz 220/24 V DC

Slika 3.26: Simbol napajalnika

Slika 3.27: Napajalnik-G1

NEGA IZOBRAŽEVANJA

16


17

Na vhod napajalnika pripeljemo izmenično napetost AC. S pomočjo transformatorja to

napetost zmanjšamo na 24V AC. Sledi usmerjanje 24 AC napetosti v 24 DC napetost s

pomočjo usmernika. Zaradi boljše konstantne napetosti dodamo kondenzatorje in

stabilizator.

3.4.9 Krmilnik Simens in razširitveni modul

Slika 3.28: Krmilnik Simens Simatic S7-1200

Na krmilnik priklopimo vhodne enote to so (tipkala,stikala….) in izhodne enote sem

spadajo (aktuatorji, električni motorji manjših moči, večje vklapljamo preko kontaktorja,

luči, razni porabniki in podobno).

V krmilniku se nahaja

• napajalna napetost,

• spomin (pomnilnik),

• CPU, ki služi za obdelavo podatkov.

Razširitveni modul ima funkcijo, da razširi razpon vhodov in izhodov krmilnika.

Slika 3.29

Slika 3.30: Krmilnik Simens Simatic S7

3.4.10 Kanali


29: Postavitev krmilnika in razširitvenega modula

: Krmilnik Simens Simatic S7-1200 in razširitveni

Slika 3.31: Kanal za kable

NEGA IZOBRAŽEVANJA

18

razširitvenega modula

i modul

S pomočjo kanalov zakrijemo kable. Služijo boljši estetiki elektro omare.

3.4.11 Letev

Letev montiramo s pomočjo samoreznih vijakov in nanjo pritrdimo elemente. Nekateri

elementi imajo to lastnost, da se samodejno pritrdijo. Pri nekaterih elementih pa si

pomagamo s pomočjo izvija

letev.

3.4.12 Priklop žic v kablu

Signalni kabel


kanalov zakrijemo kable. Služijo boljši estetiki elektro omare.

Slika 3.32: Letev

Letev montiramo s pomočjo samoreznih vijakov in nanjo pritrdimo elemente. Nekateri

lastnost, da se samodejno pritrdijo. Pri nekaterih elementih pa si

jo izvijača tako da vzmet na elementu stisnemo in lepo pritrdimo na

Priklop žic v kablu

Slika 3.33: Tri-fazni kabel

Slika 3.34:Analogni signalni kabel

NEGA IZOBRAŽEVANJA

19

kanalov zakrijemo kable. Služijo boljši estetiki elektro omare.

jo samoreznih vijakov in nanjo pritrdimo elemente. Nekateri

lastnost, da se samodejno pritrdijo. Pri nekaterih elementih pa si

a tako da vzmet na elementu stisnemo in lepo pritrdimo na

20

4 ZAGON ZVEZDA TRIKOT ASINHRONSKEGA MOTORJA S POMOČJO MIKROKRMILNIKA PIC18F4520 IN OSTALO PERIFERIJIO

4.1 Zagon zvezda-trikot

Problem zagona 3 faznega AS.motorja rešujemo z zagonom zvezda, trikot. Zvezda

trikot zagon se uporablja za omejevanje zagonskega toka. Paziti moramo da preklopimo v

pravem trenutku in da je motor v zvezdi zmožen zaganjati naše breme.

Moment je v zvezdi trikrat manjši kot v trikotu.

Linijski tok v dovodu je v trikotu trikrat večji.

Fazni tok v vezavi zvezda je ravno za kvadratni koren iz tri manjši kot v vezavi trikot

Slika 4.1: Tri fazni AS. motor, sklopka, zavora

Tabela 1:zvezda, trikot

VEZAVA I IN U FAZNEGA NAVITJA

LINIJSKI TOK NAPETOST NA FAZNEM NAVITJU

ZVEZDA f f, U I l,Y fI I= 230 V – fazna napetost

TRIKOT f f, U I

l,D f3I I= ⋅ 400 V- medfazna napetost

ZAGON ZVEZDA TRIKOT ASINHRONSKEGA MOTORJA

21

4.2 Vezava zvezda

Slika 4.2: Trifazni sistem vezan v zvezdo

Slika 4.3: Navitje vezano v zvezdo

4.2.1 Fazni tok v vezavi zvezda (If,Y)

Tok v vezavi zvezda teče skozi dve navitji, kateri sta priključeni na medfazno napetost

(U = 400V). Padec napetosti na posameznem navitju je f / 3 230 VU U= = . Ker imata

dve navitji večjo upornost kot eno samo je fazni tok v vezavi zvezda manjši, kot v vezavi

trikot.

4.2.2 Dovodni tok v vezavi zvezda (IY)

Dovodni tok v vezavi zvezda pa je enak faznemu toku v vezavi zvezda (kar je razvidno

iz slike-lista).


22

4.3 Vezava trikot

Slika 4.4: Trifazni sistem vezan v trikot

Slika 4.5: Navitje vezano v trikot

4.3.1 Fazni tok v vezavi trikot (If,D)

Če pogledamo zgornjo sliko vidimo, da je eno navitje AM (faza) priključeno na

medfazno napetost (fazna napetost v vezavi trikot je f 400 VU U= = ). Tok skozi to

navitje, imenujmo ga If (fazni tok v vezavi trikot), pa je odvisen od priključene napetosti

(Uf) in pa upornosti navitja

4.3.2 Dovodni tok v vezavi trikot (ID)

Tudi tukaj opazimo da je dovodni tok v vezavi trikot večji kot pa fazni tok v vezavi

trikot, saj se dovodni tok razdeli na dva dela - teče v dve navitji.

Dovodni tok v vezavi trikot pa je ravno za kvadratni koren iz 3 večji, kot pa fazni tok v

vezavi trikot f3I I= ⋅ .

Idz=Ifz dovodni tok v vezavi zvezda je enak faznemu toku v vezavi zvezda


23

, f,D3l D

I I= ⋅ dovodni tok v vezavi trikot je za kvadratni koren iz 3 večji kot fazni tok v

vezavi trikot , f,Y3

f DI I= ⋅ fazni tok v vezavi trikot je za kvadratni koren večji kot v vezavi zvezda

Ko enačbe malo premečemo dobimo rezultat : Idt=3*Idz Linijski tok v dovodu je v trikotu 3 - krat večji.

Smer vrtenja motorja lahko spremenimo, tako da med samo zamenjamo dava poljubna

dovodna vodnika.

Slika 4.6: Menjava smeri motorja

Pri priključevanju AS motorja moramo paziti na nazivno napetost motorja oziroma

navitij. Pri motorjih manjših moči (do 3 kW) je navitje motorja dimenzionirano za

napetosti 230 V, zato ga lahko priklopimo na 400 V omrežje le v vezavi zvezda. Zagon

zvezda - trikot ni možen. Fazna navitja motorjev večjih moči so dimenzionirana na

napetost 400 V zagon zvezda - trikot je možen.

4.4 Priklop asinhronskega motorja

Slika


Priklop asinhronskega motorja

Slika 4.7: Priključne sponke AS. motorja

Slika 4.8:Priklop v vezavo zvezda


24

4.5 Časovni potek delovanja

t 1 - nastavljiv čas delovanja

t 2 - pavza med preklopom ~ 0,4 s

Najprej se vklopi mrežni in zvezda kontaktor. Motor deluje v zvezda režimu.

V nadaljevanju se izklopi zvezdni kontaktor in po dolo

kontaktor je ves čas vklopljen saj predstavlja napajanje.

Nastavljiv čas delovanja v zvezda vezavi lahko spreminjamo. Odvisno je od mo

Pri motorjih večjih moči je ta

Edina pomanjkljivost zagona zvezda, trikot na

moramo izvesti v dveh stopnjah.


Slika 4.9:Priklop v vezavo trikot

asovni potek delovanja

Slika 4.10: Časovni potek delovanja

as delovanja

pavza med preklopom ~ 0,4 s


V nadaljevanju se izklopi zvezdni kontaktor in po določeni pavzi 0,3 vklopi trikot. Mrežni

as vklopljen saj predstavlja napajanje.

as delovanja v zvezda vezavi lahko spreminjamo. Odvisno je od mo

či je ta čas daljši pri manjših pa krajši okrog 5 s.

Edina pomanjkljivost zagona zvezda, trikot načina je, da ni zvezdni zagon ampak ga

moramo izvesti v dveh stopnjah.


25


i pavzi 0,3 vklopi trikot. Mrežni

as delovanja v zvezda vezavi lahko spreminjamo. Odvisno je od moči motorja.

da ni zvezdni zagon ampak ga


26

4.6 Mikrokrmilnik

Mikrokrmilnik ali mikrokontroler je čip, ki vsebuje vse dele mikroračunnalnika (procesor,

notranji pomnilnik, vmesnk, napajanje…)

razen vhodno, izhodnih enot. Vhodno izhodne enote niso primerne za vgradnjo v čip.

Vhodne enote:

• tipka

• stikalo

• senzorji

Izhodne enote:

• elektromotorji

• žarnice

• razni porabniki

40- PIN PDIP

Slika 4.11: PIC18F4520


27

Slika 4.12: PIC18F4520 na podnožju

Mikrokrmilnike srečamo v modernih napravah. Na primer v mobilnem telefonu,

mikrovalovni pečici, televiziji, v DVD-predvajalniku, pralnem in pomivalnem stroju,

sodobni avtomobili, osebni računalniki.

Razlog za to je univerzalna uporaba in cena.


28

4.7 Razvojna plošča

Slika 4.13: Shema K-CPU verzija 3

Slika 4.14: Tiskano vezje K-CPU verzija 3


29

Dodajanje elementov v nedokončano razvojno ploščo

Slika 4.15: Spajkanje 1

Slika 4.16: Spajkanje 2

Slika 4.17: Vstavljanje diod


30

4.8 Napajalnik

V nadaljevanju sem izdelal napajalnik s pomočjo katerega sem lahko napajal razvojno

ploščo.

Napajalnik sestavlja:

• toroidni transformator

• grezov mostič

• elektrolitski kondenzator

• taliva varovalka

• stabilizator

Slika 4.18: Napajalnik v fazi sestave

4.8.1 Toroidni transformator:

Na primarno strani priklopimo napetost 230 V. Sistem za toroidno napajanje tvori močnostni transformator z jedrom obročaste oblike. Uporaba ločenega toroidnega transformatorja zagotavlja stabilen in brezšumen vir napajanj, manjše izgube.Transformator transformira napetost na 24 V AC - izmenična napetost.

4.8.2 Gretzov mostič:

Sestavljajo ga 4 diode s pomočjo katerih dosežemo polnovalno usmerjanje. Tu se napetost

spremeni iz AC v DC (izmenične v enosmerno) 24 V.


31

4.8.2 Elektrolitski kondenzator:

Kapaciteta je znašala 470 uF. Pazljiv sem moral biti glede polaritete kondenzatorja.

Funkcija kondenzatorja je da nam DC - napetost zgladi.

4.8.3 Stabilizator:

Vsebuje tri priključke:

• vhod

• masa (-)

• izhod

Slika 4.19: Stabilizator

LM78XX - pozitivna napetost

LM79XX - negativna napetost

Oznaka: Če želimo stabilizirati napetost 5V, moram uporabiti stabilizator LM7805

V našem primeru imamo 24 V, zato se bo stabilizator imenoval LM7824.

Sedaj je napetost dovolj konstantna 24 V DC in naš napajalnik lahko zajema svojo

funkcijo.

Slika 4.20: Končan napajalnik 24V

4.9 Programiranje mikrokrmilnika PIC18F4520

Slika

Po sestavitvi in testiranju vezja sem se lotil pisanja programa v programskem jeziku C. Programsko kodo sem pisal v programskem orodju CCS C compiler za zvezda, trikot zagon 3 faznega AS.motorja.

Slika 4

Program sem napisal v programskem jeziku C, ki je uporabniku bolj prijazen kot strojni

jezik. Naloga prevajalnika je, da program,ki je napisan v

prevede v program, ki ga bo razumel mikrokrmilnik. Prevajalnik spremeni *.C datoteko v

*.HEX datoteko

Program sem na mikrokrmilnik PIC18F4520 naložil s programatorjem US

USB_1.11a2.


Programiranje mikrokrmilnika PIC18F4520

Slika 4.21: PIC C Compiler na namizju

Po sestavitvi in testiranju vezja sem se lotil pisanja programa v programskem jeziku C. Programsko kodo sem pisal v programskem orodju CCS C compiler za zvezda, trikot zagon 3 faznega AS.motorja.

4.22: Pisanje programa v CCS C compilerju


jezik. Naloga prevajalnika je, da program,ki je napisan v človeško razumljivem jez


Program sem na mikrokrmilnik PIC18F4520 naložil s programatorjem US


32

Po sestavitvi in testiranju vezja sem se lotil pisanja programa v programskem jeziku C. Programsko kodo sem pisal v programskem orodju CCS C compiler za zvezda, trikot


loveško razumljivem jeziku


Program sem na mikrokrmilnik PIC18F4520 naložil s programatorjem US- Burn,


33

Slika 4.23: Programator US-Burn, USB_1.11_a2

Naloga programatorja je, da prevedeno *.HEX datoteko, ki vsebuje ukaze za delo

mikrokrmilnika prenese v FLASH pomnilnik mikrokrmilnika.

1. Identify Pic in Programer - vzpostavim povezavo

2. select HEX-File as source - označim katero datoteko želimo

3. write HEX-File into PIC – zapišemo HEX datoteko v PIC

4. Target:Run - zaženemo

Slika


Slika 4.24: Razvojna ploščo K-CPU verzija 3

Slika 4.25: Relejski izhodi


34


35

Slika 4.26: Tranzistorski izhodi, relejski izhodi, kontaktorski izhodi

Mikrokrmilnik krmili tranzistor. Tranzistor pošlje signal na tuljavo releja. Rele pa preko

močnostnih kontaktov krmili krmilni del kontaktorja.

Krmilni del:

Slika 4.27: Kontaktorja zvezda, trikot

Delovni kontakt (obkroženo z črno) predstavlja močnostni del releja.

Mirovni kontakt (obkrožena z rdečo) predstavlja električno blokado.


36

Slika 4.28: Vodenje zagona 3 faz. as. motorja preko PC-ja

37

5 ANALIZATOR

Slika 5.1: Notranjost analizatorja

Elipsa na sliki predstavlja priključke na katere priključimo (dovod) 3 fazne vodnike

(L1, L2, L3).

S pomočjo merilnih transformatorjev razširimo merilno območje, ampermetra, voltmetra…

Slika 5.2: Analizator

Prikaz obdelave signala:

Merilni transformatorji

Sestavljen je iz:

• feromagnetnega jedra

• primarnega navitja

• galvansko ločenega sekundarnega navitja

Poznamo:

• tokovni merilni transformator (tokovnik)

• napetostni merilni transformator

Poznati moramo prestavo transformatorja

Tok primarnega navitja dobimo tako, da tok sekundarnega navitja, ki ga merimo z

ampermetrom pomnožimo s prestavo.

Slika 5.3: Obdelava signala

Slika 5.4: Vezava tokovnika in napetostnika

feromagnetnega jedra

enega sekundarnega navitja

tokovni merilni transformator (tokovnik)

napetostni merilni transformator (napetostnik)

Poznati moramo prestavo transformatorja


ampermetrom pomnožimo s prestavo.

I (AC)

I (DC) D

ANALIZATOR

38


uR

•

Merjenje toka:

Merjenje fazne napetosti:

Slika 5.5: Tok

Slika 5.6: Fazna napetost

ANALIZATOR

39

ANALIZATOR

40

Merjenje medfazne napetosti:

Slika 5.7: Medfazna napetost

Merjenje delovne moči:

Slika 5.8: Delovna moč

ANALIZATOR

41

Merjenje jalove moči:

Slika 5.9: Jalova moč

Merjenje navidezne moči:

Slika 5.10: Navidezna moč

ANALIZATOR

42

Merjenje delovne, jalove, navidezne moči (P,Q,S):

Slika 5.11: Moči skupaj (P,Q,S)

Merjenje frekvence:

Slika 5.12: Frekvenca

ANALIZATOR

43

Fazni diagram:

Slika 5.13: Fazni diagram

Prikaz poteka toka:

Slika 5.14: Graf toka

ANALIZATOR

44

Prikaz poteka napetosti:

Slika 5.15: Graf napetosti

Prikaz poteka moči:

Slika 5.16: Graf moči

Prikaz poteka cos(fi)

Slika

Slika 5.17: Graf cos(fi)

Slika 5.18: Analizator v dejanskem procesu

ANALIZATOR

45

46

6 IZRAČUNI ZA 3 FAZNI ASINHRONSKI MOTOR

Slika 6.1: Ploščica s podatki

Trifazni asinhronski motor s

podatki:

meh 2,2 kWP =

50 Hzf = D Y400 V/ 690 VU U= =

5,6 AI = 1925 minn

−= cos 0,75ϕ = 2 6p = šest polni

t, 75 WP ν =

Pri preizkusu praznega teka izmerimo 380 VU = ; 0 2,1 AI = ; 0 0,2 kWP = .

Fazna upornost statorskega navitja, merjena pri 20°C znaša f, 20 C 8,2 Z ° = Ω .

1601000 mins

fn

p

−⋅= = število sinhronskih vrtljajev

60 60 50

31000

s

fp

n

⋅ ⋅= = = število polovnih parov

1000 925

1000s

s

n ns

n

− −= = =

Slip - koliko rotor zaostaja za vrtilnim magnetnim poljem .Zaostajanje števila vrtljajev rotorja za sinhronskimi vrtljaji. Sprejeta moč določimo s pomo

1 3 cos 3 380 5,6 0,75 2,76 kWn nP U I= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ =

V praznem teku se celotna dotekajostatorskem jedru in izgub trenja,

0 10 ,CU fe t vP P P P= + +

210 13 3 8,2 36 W

Cu of fP I R= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =

izgube v navitju statorja S pomočjo znanih podatkov lahko dolo

0 10 ,fe Cu t vP P P P= − − = − − =

= moč, ki se z magnetnim vrtilnim poljem prenaša iz statorja v rotor.

1 1vp Cu feP P P P= − −

Izgube v navitju statorja moramo prera

1 75 1 (1 ) 8, 2 1 0,0039 55 9,95 f hladnoR R Tα= ⋅ + ⋅ ∆ = ⋅ + ⋅ = Ω

21 1 753 3 9,95 312 W

Cu of fP I R= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =

1 1vp cu feP P P P= − − = − − =

Izgube v kratkostični kletki:0,075 2359 180 W

el vpP s P= ⋅ = ⋅ =

je mehanska moč motorja

2359 180 2,179 kWmeh vp el

P P P= − = − =

Oddano moč motorja pa dobimo,

2 1 1 ,Cu fe el t vP P P P P P= − − − − = − − − − =

1000 9250,075

1000

−= = = slip

koliko rotor zaostaja za vrtilnim magnetnim poljem . vrtljajev rotorja za sinhronskimi vrtljaji.

imo s pomočjo enačbe:

3 cos 3 380 5,6 0,75 2,76 kWϕ= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ =

V praznem teku se celotna dotekajoča moč porabi za pokrivanje izgub v navitju statorja, statorskem jedru in izgub trenja, ventilacije:

0 10 ,CU fe t vP P P P

22,1

3 3 8, 2 36 W3

= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =

jo znanih podatkov lahko določimo izgube v statorskem jedru.

0 10 , 200 36 75 89 Wfe Cu t v

P P P P= − − = − − =

, ki se z magnetnim vrtilnim poljem prenaša iz statorja v rotor.

Izgube v navitju statorja moramo preračunati na delovno temperaturo 75°C

( )(1 ) 8, 2 1 0,0039 55 9,95 R R Tα= ⋅ + ⋅ ∆ = ⋅ + ⋅ = Ω

25,6

3 3 9,95 312 W3

= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =

2760 312 89 2,359 kW= − − = − − =

čni kletki: 0,075 2359 180 W= ⋅ = ⋅ =

č motorja 2359 180 2,179 kW= − = − =

pa dobimo, če od sprejete moči odštejemo vse izgube.

2 1 1 , 2760 312 89 180 75 2,1 kWCu fe el t v

P P P P P P= − − − − = − − − − =

IZRAČUNI

47

porabi za pokrivanje izgub v navitju statorja,

, ki se z magnetnim vrtilnim poljem prenaša iz statorja v rotor.

unati na delovno temperaturo 75°C

i odštejemo vse izgube.

2760 312 89 180 75 2,1 kW

IZRAČUNI

48

Nazivni navor:

1000 9550 9550 2,121,7 Nm

925260

n

P P PM

n nω π

⋅ ⋅ ⋅= = = = =

⋅ ⋅

Izkoristek motorja znaša:

2

1

2,10,76

2,76

P

Pη = = =

49

7 SKLEP IN ZAKLJUČEK

Opravljanje praktičnega izobraževanja je bila zame odlična izkušnja s katero sem dobil

ogromno novih izkušen, ki jih bom lahko v prihodnosti koristil. Pri vsakodnevnem delu

sem vsak dan spoznal nove zanimive stvari. Zelo sem užival, ko sem naredil svoj prvi

industrijski projekt zagon zvezda, trikot asinhronskega motorja s pomočjo mikrokrmilnika

PIC18F4520 in ostalo periferijo. Nadgradil sem svoje teoretično znanje saj sem moral

dobro razumeti princip delovanja določene naprave. Skozi vso praktično izobraževanje

sem imel željo da bi še povečal obseg znanja in mislim da mi je uspelo. Osebno mislim, da

bi bilo dobro da bi praktično izobraževanja trajalo dlje časa.

Zahvaljujem se podjetju Etra.d.o.o da so mi omogočili izvedbo praktičnega izobraževanja.

50

8 PRILOGE

8.1 8.1 Programska koda

#include <main.h>

//varibilne spremenljivke

int1 trenutno_stanje=0, staro_stanje=0, poz_fl=0, neg_fl=0;

int16 tmr_zvezda=0, tmr_trikot=0;

int1 vpis_timerjev=0;

int16 tmr_inputs=0;

#int_TIMER2 //prekinitev vsake 1ms

void TIMER2_isr(void)

if(tmr_inputs>0)tmr_inputs--;//začetek prekinitve 50ms

if(tmr_inputs==0)

trenutno_stanje=input(VKLOP);

if (trenutno_stanje==1 && staro_stanje==0 && poz_fl==0)

poz_fl=1;

vpis_timerjev=1;

staro_stanje=trenutno_stanje;

//pozitivni pulz

tmr_inputs=50;

staro_stanje=trenutno_stanje;

if (tmr_zvezda>0)tmr_zvezda--;

if (tmr_trikot>0)tmr_trikot--;

if (tmr_zvezda==1)output_LOW(ZVEZDA);printf("\r Zvezda == OFF");

if (tmr_trikot==1)output_high(TRIKOT);printf("\r trikot");

PRILOGE

51

#int_RDA //komunikacija, sprejemas byte preko rs232

void RDA_isr(void)

void main()

setup_adc_ports(AN0_TO_AN2|VSS_VDD);

setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL|ADC_TAD_MUL_20);

setup_psp(PSP_DISABLED);

setup_spi(SPI_SS_DISABLED);

setup_wdt(WDT_OFF);

setup_timer_0(RTCC_INTERNAL);

setup_timer_1(T1_DISABLED);

setup_timer_2(T2_DIV_BY_16,9,16);

setup_timer_3(T3_DISABLED|T3_DIV_BY_1);

setup_comparator(NC_NC_NC_NC);

setup_vref(FALSE);

enable_interrupts(INT_TIMER2);

enable_interrupts(INT_RDA);

enable_interrupts(GLOBAL);

//inicializacija začetna verdnost

output_low(MREZA);

output_low(ZVEZDA);

output_low(TRIKOT);

while(1)

if (tmr_zvezda>0)printf("\r tmr_zvezda:%lu",tmr_zvezda);

if (tmr_trikot>0)printf("\r tmr_trikot:%lu",tmr_trikot);

if (vpis_timerjev==1)

PRILOGE

52

tmr_zvezda=ZVEZDA_VKLOPLJENA;

tmr_trikot=TRIKOT_VKLOP;

vpis_timerjev=0;

printf("vpis_timerjev");

if (poz_fl==1 && tmr_zvezda>1)

output_high(MREZA);

output_high(ZVEZDA);

printf("\r zvedza");

if (input(IZKLOP)==1)

output_LOW(MREZA);

output_LOW(ZVEZDA);

output_LOW(TRIKOT);

tmr_zvezda=0;

tmr_trikot=0;

poz_fl=0;

8.2 Hardwerske nastavitve:

nastavitve:

Slika 8.1:Nastavitve parametrov 1

Slika 8.2:Nastavitev parametrov 2

PRILOGE

53

Documents

PORO ČILO PRAKTI ČNEGA IZOBRAŽEVANJA vpraksa.uni-mb.si/porocila/E1016468.pdf · Slika 5.3: Obdelava signala ..... 38 Slika 5.4: Vezava tokovnika in napetostnika ... Slika 5.14: