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
Phát triển công nghiệp sinh học trong lĩnh vực bảo vệ môi trường theo hướng bền vững, thân thiện

Phát triển công nghiệp sinh học trong lĩnh vực bảo vệ môi trường theo hướng bền vững, thân thiện

Phó Thủ tướng Trần Hồng Hà ký Quyết định số 1639/QĐ-TTg ngày 24/12/2024 về việc phê duyệt Đề án phát triển công nghiệp sinh học trong lĩnh vực bảo vệ môi trường đến năm 2030.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 27/12/2024: Tuổi Thân túi tiền rủng rỉnh, tuổi Mão thái độ tiêu cực

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 27/12/2024: Tuổi Thân túi tiền rủng rỉnh, tuổi Mão thái độ tiêu cực

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 27/12/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 26/12: Khối ngoại quay đầu bán ròng mạnh

Thị trường chứng khoán ngày 26/12: Khối ngoại quay đầu bán ròng mạnh

Phiên giao dịch rơi vào trạng thái lình xình khi dòng tiền tham gia chậm, khiến VN Index giảm nhẹ 1,17 điểm về mức 1.272,87 điểm. Sự chú ý tập trung vào các cổ phiếu vừa và nhỏ, trong khi khối ngoại quay đầu bán ròng mạnh, góp phần khiến thị trường thiếu động lực bứt phá.
Liên doanh Anh-Ấn Độ dự kiến sản xuất 100.000 động cơ điện trong thời gian tới

Liên doanh Anh-Ấn Độ dự kiến sản xuất 100.000 động cơ điện trong thời gian tới

DG Innovate (DGI), một công ty nghiên cứu và phát triển chuyên phát triển công nghệ vận hành và lưu trữ năng lượng tại Anh, đã liên doanh với nhà sản xuất xe điện Ấn Độ và công ty công nghệ ô tô EVage Automotive để sản xuất và cung cấp hệ thống truyền động dựa trên công nghệ động cơ của mình.
"Từ trái tim đến trái tim" để lan tỏa năng lượng tích cực trong cộng đồng

"Từ trái tim đến trái tim" để lan tỏa năng lượng tích cực trong cộng đồng

Cuộc thi Lan tỏa năng lượng tích cực với chủ đề “Từ trái tim đến trái tim” đã thu hút hơn 1.500 video dự thi của độc giả trên toàn quốc.
Mỹ sẽ chuyển đổi nhà máy nhiệt điện than gây ô nhiễm thành cơ sở năng lượng mặt trời và pin lưu trữ

Mỹ sẽ chuyển đổi nhà máy nhiệt điện than gây ô nhiễm thành cơ sở năng lượng mặt trời và pin lưu trữ

Hệ thống lưu trữ pin giúp nhà máy điện sẵn sàng kết nối với lưới điện và có thể tận dụng năng lượng lưu trữ trong các giai đoạn nhu cầu tăng cao.
Nhận định phiên giao dịch ngày 26/12: Tiếp tục duy trì đà tăng

Nhận định phiên giao dịch ngày 26/12: Tiếp tục duy trì đà tăng

VN Index bật tăng mạnh trong phiên giao dịch ngày 25/12 sau phiên rút chân phát tín hiệu tích cực trước đó. Thị trường được nhận định khá tích cực về mặt điểm số, độ rộng với giá trị giao dịch được cải thiện. Chúng tôi nhận định, VN Index sẽ tiếp tục duy trì đà tăng trong phiên giao dịch ngày 26/12 hướng về mốc 1.280 điểm.
Mạo danh trường học, nhà xe – nhiều chiêu trò lừa đảo trực tuyến dịp cuối năm

Mạo danh trường học, nhà xe – nhiều chiêu trò lừa đảo trực tuyến dịp cuối năm

Lừa đảo trực tuyến ngày càng trở nên tinh vi với hàng loạt chiêu trò mạo danh, từ thông báo trúng thưởng, tuyển cộng tác viên, đến giả danh trường học, nhà xe hay phần mềm diệt virus. Cục An toàn thông tin (Bộ TT&TT) khuyến cáo người dân cần kiểm tra kỹ thông tin, chỉ sử dụng các kênh chính thống và báo cáo kịp thời cho cơ quan chức năng khi phát hiện dấu hiệu đáng ngờ nhằm ngăn chặn rủi ro và bảo vệ an toàn cho cộng đồng.
Triển khai thành công Dự án Phát triển báo chí Việt Nam giai đoạn 2020-2024

Triển khai thành công Dự án Phát triển báo chí Việt Nam giai đoạn 2020-2024

Đây là chương trình mang tính chiến lược, hỗ trợ sự phát triển bền vững của báo chí cách mạng Việt Nam, tạo điều kiện để báo chí nước nhà hòa nhập với xu thế phát triển chung của thế giới.
Thị trường chứng khoán ngày 25/12: YEG có phiên tăng trần thứ 7 liên tiếp

Thị trường chứng khoán ngày 25/12: YEG có phiên tăng trần thứ 7 liên tiếp

Chỉ số VN-Index chốt phiên giao dịch ngày 25/12/2024 tăng hơn 14 điểm, khi dòng tiền hướng vào nhóm cổ phiếu đầu tư công và ngân hàng.