Triển khai hệ thống motor biến tần như thế nào để đảm bảo an toàn?

Hỗ trợ kỹ thuật
18/03/2023 10:00
Bàn về cách triển khai các hệ thống biến tần và cách kết hợp nó với hệ thống điều khiển công nghiệp.
aa

Hôm nay tôi muốn bàn về cách triển khai các hệ thống biến tần và cách kết hợp nó với hệ thống điều khiển công nghiệp.

• Giảm thiểu sóng hài dòng điện khi sử dụng biến tần

Tôi còn nhớ, hồi mới học PLC buổi đầu tiên, được giới thiệu về biến tần và cách đấu như sau:
– đấu 3 pha vào CB
– đấu 3 pha vào đầu vào biến tần
– đấu 3 pha đầu ra biến tần vào motor
– bật lên và chạy phà phà
trien khai he thong motor bien tan nhu the nao de dam bao an toan

Cách đấu này không sai và rất nhiều người trong thực tế vẫn đấu như vậy. Điều khiển tốc độ trực tiếp trên màn hình nho nhỏ của biến tần. Các biến tần này thường có nút vặn luôn và tiện cho chỉnh tốc độ. Biến tần rẻ nên cũng không có gì phải nhiều, cũng chả có bảo vệ trên dưới gì hết. Kể cũng đơn giản và dễ chạy.

Đến lúc ra ngoài thực tế, một trong những vấn đề hệ thống chạy biến tần gặp nhiều nhất và hay gặp rủi ro nhất lại là quá dòng quá tải. Nếu biến tần không có chức năng bảo vệ quá dòng, và CB cũng không có giới hạn dòng phù hợp thì hệ thống sẽ rất dễ hỏng. Nhưng nếu nâng cấp lên một chút, biến tần có bảo vệ quá dòng và CB motor chỉnh được sẽ an toàn cho hệ thống hơn.

trien khai he thong motor bien tan nhu the nao de dam bao an toanTuy nhiên, hiếm ai lắp biến tần chỉ chạy một tốc độ? Chí ít thì cũng phải điều khiển bật tắt được, còn không thì phải đảo chiều, báo lỗi, phản hồi được là có đang chạy hay không. Vậy là phải lôi một mớ IO đủ kiểu ra đấu vào với PLC để có thể thực hiện được các chức năng cơ bản trên.

trien khai he thong motor bien tan nhu the nao de dam bao an toan

Hệ thống như vậy về cơ bản là đáp ứng được 90% các nhu cầu thông dụng của khách hàng Việt Nam, và thực tế tôi thấy các nhà tích hợp ở Việt Nam sẽ chỉ kiến nghị cho khách hàng tới đây là ngưng rồi. Hệ thống thực tế cũng khá đảm bảo cho các hoạt động vận hành thông thường. Tuy nhiên, đây chỉ là dành cho thị trường Việt Nam, nơi mà vấn đề an toàn thường được bỏ qua.

Đối với các thiết bị motor, để vận hành, bảo trì bảo dưỡng được thì thường cần có thể đóng cắt và khóa được ngoài hiện trường mà không cần mở tủ điện (mở tủ điện cần chứng chỉ về an toàn điện và kiến thức về điện). Để thực hiện được việc này, ngoài hiện trường (field) cần có thêm 1 thiết bị đóng cắt (Isolator/handswitch) để có thể có điểm để LOTO và ngắt điện tới thiết bị.

trien khai he thong motor bien tan nhu the nao de dam bao an toanCó Isolator thì lại nghĩ, trong trường hợp đóng cắt thực tế nếu Isolator bị dính tiếp điểm, hoặc cần mở thiết bị ra sửa thì đầu trên của thiết bị đóng cắt sẽ vẫn còn điện, làm việc sửa chữa gặp khó khăn. Thế nên, thiết bị đóng cắt sẽ được gắn với tiếp điểm phụ, đấu về coil của 1 khởi động từ (contactor) để đảm bảo cắt điện tới thiết bị. Trên contactor sẽ có tiếp điểm phụ đấu về DI của PLC để xác định trạng thái đóng mở của isolator, làm điều kiện khóa liên động an toàn (interlock) cho VFD. Một số trường hợp, mình có thấy các công ty thiết kế motor CB đấu chung cụm với contactor ở đầu trên biến tần. Cách làm này sẽ rất an toàn, tuy nhiên nếu isolator đóng mở nhiều lần, sẽ tạo thành rủi ro hư hỏng cho phần điều khiển của biến tần, nhất là nếu phần điều khiển được cấp nguồn từ 3P của biến tần. Nếu nguồn 24V cho phần điều khiển của biến tần được cấp riêng thì nên lắp đặt contactor ở trước VFD

trien khai he thong motor bien tan nhu the nao de dam bao an toanLo cho nhân viên về an toàn thì các tủ điều khiển không thể thiếu hệ thống cảnh báo khẩn cấp (emergency). Khi emergency nhấn, sẽ phải qua rơ le an toàn (safety relay), và rơ le này sẽ chuyển tín hiệu về cho VFD (nếu có chức năng khởi động an toàn – Torque Off), về DI để PLC biết là đang có khẩn cấp, và có thể về Safety Contactor (đấu nối tiếp cùng với thiết bị chuyển mạch bằng tay – handswitch ). Các nhà tích hợp Việt Nam cũng rất hay ăn gian điểm này trong hệ thống an toàn, khi không sử dụng rơ le an toàn, khởi động từ an toàn hay biến tần an toàn để tiết kiệm chi phí.

trien khai he thong motor bien tan nhu the nao de dam bao an toan

Thường với mình, hệ thống đến đây là khá hoàn chỉnh. Tuy nhiên, ở thời đại 4.0 thì biến tần có thể cung cấp được rất nhiều thông tin: thời gian chạy, nhiệt độ, trạng thái abc xyz, set up thông số từ xa,… tất cả thông qua các chuẩn truyền thông hiện đại nền ethernet như EthernetIP. Profinet, EtherCAT,… Khi đã thiết lập xong xuôi rồi thì thực ra lượng IO phải sử dụng sẽ ít đi rất nhiều, và hầu như không cần sử dụng IO truyền thống nữa.
trien khai he thong motor bien tan nhu the nao de dam bao an toan

Các biến tần đời mới còn có thể cấu hình được IO để thay thế PLC và nhận trực tiếp các tín hiệu về handswitch và lỗi nhiệt từ motor để báo cáo về PLC thông qua truyền thông. Đây là cách làm ưa thích nhất của mình.

trien khai he thong motor bien tan nhu the nao de dam bao an toan

Cuối cùng, đối với các hệ thống an toàn cao là khi mà không còn phải sử dụng rơ le an toàn, PLC, biến tần, contactor đều có tỷ lệ an toàn cao để có thể chạy Safety Over Ethernet đảm bảo an toàn với chuẩn an toàn cao nhất. Thiết kế này sẽ rất tiết kiệm nếu hệ thống có rất nhiều motor và an toàn phức tạp mà rơ le an toàn rất khó để thực hiện. Tuy nhiên, thiết kế này cũng sẽ rất đắt nếu lượng thiết bị trong mạng lưới của bạn nhỏ.

trien khai he thong motor bien tan nhu the nao de dam bao an toanCâu hỏi đặt ra:
– Bạn cần bảo vệ người dùng cuối tới đâu, nếu như ở Việt Nam không có tiêu chuẩn?
– Bạn có sẵn sàng đặt ra tiêu chuẩn an toàn, nếu biết rằng chi phí sẽ tăng lên?
– Bạn là nhà tích hợp, và bạn có sẵn sàng giải thích cho chủ đầu tư về các lớp công nghệ cần có cho 1 hệ thống an toàn?
– Bạn là nhà tích hợp, và liệu bạn và công ty có sẵn sàng các tài nguyên (AOI, FB/ DB, HMI-OOP code) để triển khai một hệ thống an toàn cao?

Hoàng Kim Hùng

Tin bài khác
PGS.TS. Phạm Xuân Anh giữ chức Chủ tịch Hội đồng Trường ĐH Xây dựng Hà Nội

PGS.TS. Phạm Xuân Anh giữ chức Chủ tịch Hội đồng Trường ĐH Xây dựng Hà Nội

Bộ trưởng Bộ GD&ĐT ký quyết định công nhận PGS.TS Phạm Xuân Anh giữ chức vụ Chủ tịch Hội đồng Trường ĐH Xây dựng Hà Nội nhiệm kỳ 2024-2029.
Thế giới cảm biến và ứng dụng đa dạng trong công nghiệp

Thế giới cảm biến và ứng dụng đa dạng trong công nghiệp

Ngày nay, xung quanh môi trường sống của chúng ta, đâu đâu cũng xuất hiện một loại thiết bị, công cụ được gọi tên là "Cảm biến" (tiếng Anh là sensor). Đây là một thiết bị hoặc phần tử dùng để phát hiện và đo các thay đổi vật lý hoặc hóa học trong môi trường và chuyển đổi chúng thành tín hiệu để xử lý. Các tín hiệu này thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động, thiết bị điện tử, y tế, giao thông và nhiều ứng dụng công nghiệp khác.
Đẩy mạnh công tác quản lý nhà nước về thương mại điện tử

Đẩy mạnh công tác quản lý nhà nước về thương mại điện tử

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính ký Công điện số 119/CĐ-TTg ngày 25/11/2024 yêu cầu một số Bộ liên quan và các địa phương tiếp tục đẩy mạnh công tác quản lý nhà nước về thương mại điện tử.
Đặt hàng, xác định các nhiệm vụ khoa học & công nghệ là khâu đầu tiên và rất quan trọng

Đặt hàng, xác định các nhiệm vụ khoa học & công nghệ là khâu đầu tiên và rất quan trọng

Việc nghiên cứu, đề xuất các giải pháp nằm nâng cao hiệu quả công tác xác định nhiệm vụ khoa học & công nghệ, tuyển chọn các tổ chức chủ trì thực hiện và công tác quản lý các nhiệm vụ khoa học & công nghệ cấp quốc gia đáp ứng yêu cầu và sát với thực tiễn với phát triển kinh tế - xã hội là trách nhiệm của nghành khoa học & công nghệ trong cả nước cũng như ở mỗi địa phương.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/12/2024: Tuổi Tuất một ngày gian nan, tuổi Dần tăng tiến không ngừng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/12/2024: Tuổi Tuất một ngày gian nan, tuổi Dần tăng tiến không ngừng

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 8/12/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
GS.TS. Lê Hùng Lân giữ chức Phó Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam

GS.TS. Lê Hùng Lân giữ chức Phó Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam

Ngày 6/12, tại Hà Nội, TS. Nguyễn Quân - Chủ tịch Hội Tự động hoá Việt Nam (VAA) đã trao Quyết định bổ nhiệm GS.TS. Lê Hùng Lân giữ chức vụ Phó Chủ tịch Hội.
Đề xuất việt hoá các tiêu chuẩn quốc tế trong việc khai thác sử dụng sản phẩm cơ khí

Đề xuất việt hoá các tiêu chuẩn quốc tế trong việc khai thác sử dụng sản phẩm cơ khí

Ngày 6/12, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) phối hợp với Tổng Hội Cơ khí Việt Nam tổ chức hội thảo “Phương pháp khai thác sử dụng sản phẩm cơ khí theo tiêu chuẩn quốc tế”.
Thủ tướng: Việt Nam coi khoa học công nghệ là quốc sách

Thủ tướng: Việt Nam coi khoa học công nghệ là quốc sách

Thủ tướng khẳng định, Việt Nam luôn đặc biệt quan tâm đến khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo, coi đây là yêu cầu khách quan, lựa chọn chiến lược, là ưu tiên hàng đầu và là quốc sách để thúc đẩy phát triển nhanh và bền vững trong kỷ nguyên mới - kỷ nguyên vươn mình giàu mạnh, thịnh vượng của dân tộc.
Nhà máy đạm Phú Mỹ không ngừng đổi mới sáng tạo trên hành trình hiện đại hóa

Nhà máy đạm Phú Mỹ không ngừng đổi mới sáng tạo trên hành trình hiện đại hóa

Nhà máy Đạm Phú Mỹ là tổ hợp sản xuất các sản phẩm phân bón và hóa chất của Tổng công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí (PVFCCo), đơn vị thành viên của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam, hơn 20 năm qua luôn giữ vững vị thế dẫn đầu trong ngành phân bón Việt Nam.
Mercedes-Benz cải tiến hệ thống đỗ xe tự động

Mercedes-Benz cải tiến hệ thống đỗ xe tự động

Mercedes-Benz đã nâng cấp tính năng Hỗ trợ đỗ xe chủ động với Parktronic, một trong những công nghệ hỗ trợ lái xe của hãng, giúp việc đỗ xe trở nên nhanh chóng và tiện lợi hơn bao giờ hết.