Quy Trình Sản Xuất Tủ Điện Công Nghiệp
- Quy trình để sản xuất 1 tủ điện công nghiệp dành cho các bạn mới bước chân vào lĩnh vực tự động hóa, các bạn sinh viên, để có cái nhìn khái quát về 1 dự án tủ điện công nghiệp.
Quy ước ban đầu:
- Bài viết dựa trên góc nhìn của một người kĩ sư thiết kế tủ điện công nghiệp tại Nhật.
- “Khách” ở trong bài viết chỉ về người đặt hàng, người sử dụng tủ điện.
- Vì các vấn đề về bảo mật, các hình ảnh ở trong bài được sử dụng là hình ảnh minh họa, không phải hình ảnh sản phẩm, hay chỗ làm việc của người viết bài.
- Trong thực tế sẽ có nhiều công đoạn khác nhau được thêm/bớt do cách làm việc của từng công ty cũng như yêu cầu khách hàng khác nhau.
Ở bài viết này mình sẽ cố gắng nói một cách tổng quan nhất về một dự án có đầy đủ phần cứng và phần mềm để bạn đọc nắm được đại khái quy trình của 1 dự án tủ điện công nghiệp.
Với trình độ kĩ thuật cao của người Nhật, họ cũng thường nhận được các đơn đặt hàng lớn bởi các quốc gia khác.
Có những tủ dành cho thị trường Châu Âu thì cần phải theo các tiêu chuẩn của bên đó như là mạ kẽm bảng lắp linh kiện, dây nối đất phải dùng loại có bọc nhôm, màu dây khác với màu của Nhật, PNP thay vì NPN…..
Hay là các tủ chống cháy nổ, phải lựa chọn các linh kiện, vật liệu theo tiêu chuẩn chống cháy nổ, dây nối từ ngoài máy vào tủ phải có đường đi riêng vào tủ, không được đi chung máng dẫn với dây trong tủ, phải dùng các terminal chuyên dụng cho các tín hiệu analog, được cách ly với các “barrier”…
Hay các tủ ở điều kiện khắc nhiệt, phải tính toán nhiệt độ để chọn quạt, lắp điều hòa, máy sưởi, hoặc các tủ dành cho các mục đích quân sự với tần số cao thì càng nhiều quy định rắc rối, khó nhằn hơn tủ thường nhiều nữa.
Do các yếu tố công nghệ lẫn phạm vi của cộng đồng, trong bài viết này mình chỉ nói về tủ điện của Nhật dựa theo tiêu chuẩn JIS C của người Nhật.
1. Bản vẽ sơ đồ tủ điện
Bắt đầu từ yêu cầu của khách gửi cho công ty thiết kế trước, bên công ty thiết kế sẽ đưa cho đội thiết kế cùng với sale kĩ thuật lên ý tưởng thiết kế, tính toán sơ thời gian thực hiện, chọn sơ linh kiện để gửi dự toán cho khách xem giá cả.
Thường bên công ty thiết kế sẽ ăn tiền ở việc chọn linh kiện và thời gian thiết kế là chính, tiền gia công lắp tủ điện thì chỉ gần như đủ trả cho nhân viên lắp tủ thôi.
Khách duyệt rồi thì kí hợp đồng trúng thầu. Khi giấy trắng mực đen dấu đỏ đầy đủ thì bắt đầu thiết kế chi tiết.
Dựa vào yêu cầu của khách thì tính chọn cụ thể các linh kiện, sơ đồ đi dây, sơ đồ lắp ráp tủ.
Sau khi vẽ, qua các cấp duyệt rồi mới gửi bản vẽ PDF cho khách duyệt.
Khách xem có đúng yêu cầu của họ không, có chỗ nào cần thêm bớt không rồi gửi trả bản vẽ sửa cho công ty thiết kế.
Nếu cần sửa đổi nhiều chỗ quan trọng thì cần sửa đi sửa lại đến khi khách hài lòng, sau đó sẽ đóng dấu xác nhận, chấp nhận cho đặt hàng linh kiện trước để kịp dự án.
2. Đặt hàng
Sau khi nhận được phê duyệt từ khách, bên công ty sẽ bắt đầu phân ra:
Đội mua hàng: đặt hàng linh kiện.
Đội thiết kế: vẽ bản vẽ gia công cơ khí có tủ điện.
Đội lắp tủ: phân tích bản vẽ để tính toán dây điện, bấm cos, tag dây điện…
Mỗi đội sẽ tự quản lý việc của mình sao cho đảm bảo tiến độ và chất lượng, cần có sự thống nhất trong thời hạn, mức độ ưu tiên nên thường sẽ có 1 cuộc họp để lập bảng tiến độ toàn dự án.
3. Bản vẽ gia công
Lúc này bên thiết kế vẽ bản vẽ phần cơ khí này đa số sẽ không cần gửi cho khách vì đó là bí kíp công nghệ của công ty rồi, trừ khi được yêu cầu gửi thì bên công ty thiết kế sẽ tùy điều khoản hợp động mà yêu cầu thêm phí.
Trong bản vẽ cơ khí, cần thể hiện cấu trúc của cái tủ, khoan lỗ cửa tủ, tính chọn các thanh trụ, độ dày của vỏ tủ, ước lượng lực đỡ, kiểm tra lắp linh kiện có bị đụng nhau không lắp được không, rồi vẽ các giá đỡ, phụ kiện, dùng ốc vít, bulông như nào...
Ở Nhật còn có 1 điều mà chắc ở Việt Nam hay các nước khác không có, đó chính là động đất. Ở các dự án của chính phủ thì bắt buộc phải đảm bảo tính chống động đất của tủ, tức là khi động đất xảy ra ở mức độ cao nhất (độ 7) thì tủ vẫn không bị đổ ngã. Do đó phải tính toán lỗ vít lắp tủ xuống nền, kích thước, độ sâu của vít, lực kéo giới hạn có thể chịu được... Tính toán xong nộp cho họ duyệt ^^.
Cái tủ mình từng mất nhiều thời gian nhất là làm tủ có dạng giống như container thu nhỏ vậy, mặt trước là cửa tủ bình thường, nhưng 2 bên hông sẽ có lối đi vào trong tủ để thao tác. Và phần khó nhất chính là phần hông có cửa kéo ra 2 bên như cửa tàu điện. Việc thiết kế cơ khí cho phần cửa đòi hỏi rất nhiều sự đầu tư tính toán trong 1 diện tích cực hẹp của nơi lắp tủ. Phải làm sao để vừa nhẹ, vừa không chiếm diện tích để chỉ cần 2 người là có thể tự lắp ráp tại hiện trường. Ngoài ra còn phải cắt tủ ra làm đôi do ở nơi lắp đặt không đưa nguyên cái tủ vào qua cửa được.
Thế là vừa phải tính toán lực, độ dày mấy thanh trục sao cho nhẹ để khiêng vào, vừa phải thiết kế sao cho cái cửa kéo dễ lắp ráp ở đó.
Kéo cửa ra đi được 2 người vào trong không bị cong vẹo do sức nặng….
Có thể vấn đề trên chỉ là chuyện nhỏ với các bạn cơ khí, nhưng do mình khá yếu phần này nên có chút bối rối nhận làm tủ này, đến khi hoàn thành xong dự án, mình cũng đã học được thêm khá nhiều kiến thức về cơ khí.
Sau khi vẽ xong bản vẽ gia công thì đem gửi cho công ty gia công, thường quá trình gia công tầm 1-2 tuần.
Khi họ gia công xong sẽ liên lạc bên công ty thiết kế để đến nghiệm thu.
Tùy độ phức tạp của tủ mà có thể không cần đi kiểm tra mà xuất thẳng sang công ty sơn.
Đa số là vậy nhưng có những tủ khó như tủ ở trên thì mình phải kéo theo 3 người đi lắp thử mới dám cho đi sơn tủ ^^.
4. Sơn tủ
Tủ điện sau khi gia công xong sẽ được đem đi sơn.
Phương pháp sơn thường được sử dụng cho tủ điện là phun sơn tĩnh điện melamin (nhựa amin) trước, rồi đem vào lò sấy nhiệt độ cao.
Cách sơn này được sử dụng nhiều do giá thành rẻ nhưng chống chịu được nước và ăn mòn tốt, màu sơn cũng được giữ được lâu hơn các phương pháp khác.
Các tủ đặt gần biển, để ngoài trời thì cần thêm các biện pháp chống chịu rỉ sét tùy theo yêu cầu của khách.
Màu sơn thường được thấy nhiều nhất là màu kem (mã kí hiệu 5Y7/1), ngoài ra còn có các màu xanh lơ nước biển đậm, màu trắng, màu đỏ…
Điều cần chú ý khi đi sơn tủ ngoài màu sơn là độ dày của lớp sơn.
Tiêu chuẩn thông thường mình thấy nhiều nhất là dày trên 40mμ cho bề mặt trong tủ và trên 60mμ cho ngoài mặt tủ.
Sẽ có 1 máy chuyên để kiểm tra độ dày đó nên không phải nhìn bằng mắt để đoán độ dày đâu nhé ^^.
Ngoài ra còn có độ bóng (độ phản xạ ánh sáng) của vỏ tủ cũng phải chú ý, thường là độ phản xạ 50%.
5. Đi dây
Với tình hình Corona kéo dài như hiện tại thì hầu như linh kiện nào cũng đang bị thiếu hàng trầm trọng, dẫn đến kế hoạch lắp tủ thay đổi khá nhiều.
Có những dự án chưa cần hỏi ý kiến khách đã đặt hàng trước, hoặc đặt 1 lần gấp đôi số lượng cần như relay, breaker…
Trong quá trình chờ tủ gia công và linh kiện về, thì bên lắp tủ sẽ tính toán dây điện, xác nhận yêu cầu màu, kích thước dây, rồi chuẩn bị cos, tag dây, nhãn tên.
Tham khảo thêm về các loại dây điện được sử dụng nhiều trong tủ điện công nghiệp của Nhật của chúng mình nhé
Có những lúc chờ tủ lâu quá thì yêu cầu bên đó gửi trước bản tấm bảng lắp linh kiện trước để khoan lỗ, sắp xếp linh kiện, máng cáp nhựa chứa dây điện.
Rồi khi đã tập hợp được đủ linh kiện, đội lắp tủ sẽ vào việc theo phân công.
Nhưng theo quan sát thì mình thấy thường sẽ lắp dây phần động lực trước, lý do là dây động lực thường to, khó thay đổi và cũng hạn chế sai sót tránh tổn thất.
Sau khi xong công đoạn lắp các linh kiện vào tủ, và nối dây phần động lực, thì sẽ tới phần đi dây điều khiển.
Ở công đoạn này thì các bạn trẻ, chưa nhiều kinh nghiệm sẽ được đảm nhiệm, còn các anh lớn sẽ đi lo tạo hình các dự án khác.
6. Lập trình PLC
Trong thời gian đội lắp tủ làm việc thì đội thiết kế sẽ làm phần mềm.
Nếu có phần mềm từ dự án cũ chỉnh sửa thì nhanh cỡ 1 tuần, làm lại từ đầu thì cỡ 1 đến 1,5 tháng.
Ít thì 1,2k step, nhiều thì 20-30k steps, nhiều hơn nữa thì không đếm được :D.
Ở phần lập trình PLC thì cũng như được học ở trường thôi.
Đầu tiên là xác nhận yêu cầu, rồi phân ra các task, làm bản đồ địa chỉ, rồi viết theo phong cách của bản thân.
Theo quan điểm cá nhân của mình thì nghề lập trình cho máy móc tự động này cũng nhàn, dán mặt vô màn hình gõ gõ, đi công trường máy chạy thì ngủ ngon, mà máy không chạy thì thức cùng với máy, cuối năm đi khám sức khỏe thì tóc bớt xanh đi, mắt thêm chút độ, thỉnh thoảng kèm theo triệu chứng đau lưng mỏi cổ, xui xui thì dính tr* do ngồi lâu chứ không có gì to tát ^^~.
Mình đùa đấy, chứ nghề này thú vị lắm, cái cảm giác mà máy nó chạy được theo ý mình nó sung sướng cứ như trúng số vậy, quên hết cả mệt mỏi thức đêm thức hôm trước đó luôn ^^.
Ở các bài viết sau mình sẽ đăng các bài về lập trình PLC, các bạn chờ đón đọc nhé.
7. Kiểm tra tủ
Rồi thì cái tủ lắp xong thì chuyển sang đội kiểm tra tủ, có công ty thì có đội kiểm tra riêng, gọi là đội QC (Quality Control: Quản lý chất lượng) ấy.
Không có thì đội thiết kế sẽ cầm bản vẽ tự đi kiểm tra luôn.
Đầu tiên sẽ kiểm tra phần cứng trước cho cái tủ, xem có lắp đúng như bản vẽ không, rồi cắm điện vô.
Sau đó bật từng con breaker, kiểm tra xem có điện ở đầu ra không. Bật PLC, xem IN/OUT, xem mạch điện có đúng theo bản vẽ không, nếu có biến tần thì cài đặt, có mấy con hiển thị, alarm thì cài nốt.
Mục tiêu là đảm bảo phần cứng không có lỗi gì, đúng như thiết kế thì lúc kiểm tra phần mềm mới trơn tru được.
Trong quá trình kiểm tra có sai thì ghi chú lại, cuối giờ tổng hợp rồi giao cho họ sửa lại, mình lại về làm phần mềm chờ họ sửa xong lại đi kiểm tra lại cho đến khi xong.
Vậy là xong phần cứng, đến lượt phần mềm. Sau khi làm phần mềm xong phần thô rồi thì mình xuống debug sơ bộ phần mềm, vì tủ còn ở công ty, chưa đem tới công trường lắp nên phải làm giả tín hiệu cảm biến, đèn,… để chạy thử.
8. Khách nghiệm thu
Xong phần cứng rồi đến ngày khách tới nghiệm thu phần cứng, trình diễn chọ họ thấy để bàn giao cái tủ. Nếu không có vấn đề gì thì đem xuất hàng, chờ ngày đi công trường kiểm tra nối dây ở đó (I/O check).
Các bạn xem hình ở dưới thì cũng đoán được không khí của buổi nghiệm thu nghiêm túc thế nào rồi đấy ^^.
9. Đi công trường
Lúc tủ đến công trường thì sẽ có một đội đi dây từ máy móc vào tủ điện, việc tiếp theo là kiểm tra xem họ nối có đúng dây chưa.
Ví dụ để kiểm tra có con cảm biến tiệm cận của cái thang máy có nối vào đúng chân số X0 của PLC không?
- Sẽ cần 2 người, 1 người ở máy, 1 người ở tủ, nếu ở gần thì hét lên, còn ở xa thì dùng điện thoại, bộ đàm để liên lạc.
- Bên phía máy tác động vào cảm biển, hô ON, bên tủ kiểm tra xem có ON không, có thì hô ON luôn cho bên phía máy xác nhận.
- Xong 1 cái cảm biến thì cầm bảng vẽ đánh dấu vào đã kiểm tra. Cứ như vậy cho đến khi hết các cảm biến, motor.
Sau khi xác nhận các cảm biến, chiều quay motor … đúng hết rồi thì nạp chương trình mới nhất của mình vào, bật Run, bắt kiểm tra từng công đoạn của hệ thống.
Nếu dự án đơn giản thì có thể tự kiểm tra hết, nhưng nếu dự án lớn, làm ẩu hỏng hết cả hệ thống thì lúc này phải có ông khách đứng bên xác nhận với mình mới được chạy thử.
Vừa làm vừa kiểm tra xem có an toàn không, có đội cơ khí đứng bên để đối ứng nếu có lỗi bên phần cơ khí.
Lúc này người lập trình thường đóng vai trò trung tâm cho cả công trường nên nếu có sự cố gì phải tìm được nguyên nhân và giải thích cho ông khách biết vì sao lại có sự cố như vậy, có những lúc rất hồi hộp khi bấm từng nút, cứ lo chương trình mà sai chỗ nào là đền không nổi ^^.
Nhưng đi nhiều, làm nhiều thì tinh thần cũng cứng lên, ít mắc lỗi cơ bản hơn, máy chạy sai thì cũng đoán sơ được bệnh, trăm hay không bằng tay quen mà.
10. Bàn giao
Chạy thử xong xuôi, cho ra sản phẩm, đạt yêu cầu rồi thì bắt đầu bàn giao. Hướng dẫn cho mấy ông ở nhà máy cách vận hành, cách kiểm tra lỗi, cách bảo trì....
Xong hết ở trên thì về công ty làm 1 quyển sách hướng dẫn sử dụng. Nút này có ý nghĩa gì, màn hình theo dõi nó đang hiển thị cái gì, coi sự cố ở đâu, xong đem nộp cho khách toàn bộ từ bản vẽ, phần mềm hoàn thiện, bản hướng dẫn,..... rồi bước cuối cùng là nhận tiền công thôi.
PHÂN LOẠI DÂY ĐIỆN TRONG TỦ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
- 2022-01-12
- TỰ ĐỘNG HÓA
Bài viết sẽ cho bạn một cái nhìn tóm tắt về các loại dây điện thường được sử dụng trong tủ điện công nghiệp của Nhật.
Ở bài trước mình đã giới thiệu về Quy trình 1 dự án tủ điện của Nhật, hôm nay mình sẽ nói về các loại dây thường được sử dụng trong tủ điện công nghiệp. Có rất nhiều loại dây điện khác nhau, tùy thuộc vào ứng dụng mà chọn dây cho phù hợp. Ở bài viết này, mình xin được phân chia làm 2 loại lớn,
- Dây điện Non-Eco
- Dây điện Eco-M
Loại không có tiêu chuẩn thân thiện với môi trường Non-Eco Material
1. IV 600V Vinil (Polyvinyl Chloride Insulated Wire) Dây cách điện Vinyl
- Tính chất khá cứng, có thể bị gãy khi bị uốn cong nhiều lần.
- Nhiệt độ giới hạn cao nhất theo tiêu chuẩn: 60 độ C.
- Màu: Đỏ, xanh lơ, trắng, đen, vàng , lục…tùy vào mục đích sử dụng.
Hiện nay mình thấy nó thường được dùng cho các dây động lực, dẫn dòng lớn cho tính cứng của nó để cố định tránh bị rời rạc lỏng gây ra các hiện tượng phóng điện ngoài ý muốn.
2. KIV 600V (Kiki Indoor Vinyl) Dây cách điện dùng cho máy móc trong nhà.
- Có tính mềm dẻo, và khó bị gãy khi bị uốn cong nhiều lần.
- Nhiệt độ giới hạn: 60 độ C
- Màu: Đỏ, xanh lơ, trắng, đen, vàng , lục…tùy vào mục đích sử dụng.
Đây là loại dây được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong tủ điện công nghiệp. Thường được dùng cho các mạch điều khiển, PLC do tính mềm dẻo của dây dẫn, dễ đưa vào máng điện, giảm bớt thời gian gia công cho người lắp tủ. Trước kia dây IV được sử dụng nhiều cho đến khi loại dây KIV này được ra đời do tính chất mềm dẻo, dễ bẻ hướng dây của nó.
3. MLFC 600V Polyflex chống cháy
Một loại dây của hãng dây điện Hitachi. Còn được biết đến với tên gọi khác là WL1.
- Lõi gồm rất nhiều sợi dây nhỏ quấn lại.
- Nhiệt độ giới hạn cao nhất theo tiêu chuẩn là 90 độ C
- Vỏ dây có màu đen.
(Mình không có dụng cụ cắt dây lớn như này nên xử lý vỏ dây hơi cồng kềnh +_+)
Thường được dùng trong tàu điện, shinkansen do tính chất chống cháy, chịu nhiệt, chịu đông cứng, tính dẫn điện tốt và tính mềm dẻo của nó. Nhờ mức độ chịu nhiệt cao hơn, nên mức chịu tải dòng điện cũng cao hơn nếu cùng một kích thước so với dây IV và KIV. Do tính chất ưu việt của nó nên giá thành cũng khá cao, thường chỉ dùng cho các mạch động lực lớn, khó uốn dây theo ý muốn hoặc nếu có yêu cầu của khách hàng.
4. MVVS 60V Microphone Code Dây cáp Micro
Tên gọi khác: dây shield
Thường được dùng cho các dây tín hiệu analog dòng nhỏ như DC0-10V, DC1-5V, DC4-20mA do tính chống nhiễu tốt của nó.
Cấu tạo gồm 3 phần: Lõi dây điện, vỏ cách điện ngoài và lớp lưới bạc shield chống nhiễu.
Ngoài ra còn có dây KNPEV-SB, loại dây có lõi gồm các cặp dây dẫn, được quấn xoắn với nhau (Twistpair) giúp cho việc loại trừ nhiễu tốt hơn. Đặc biệt thường được sử dụng cho các tín hiệu dòng có điện áp thấp, các tín hiệu trong môi trường nhiễu lớn.
Loại dây thân thiện với môi trường Eco Material
Nhắc đến sản phẩm Eco thì chắc hẳn ai cũng đều biết là sản phẩm thân thiện với môi trường rồi nhỉ? Ở phần này mình sẽ giới thiệu một vài loại dây được gọi là Eco Wire. Trước khi đi vào từng loại cụ thể, mình xin phép nói qua về lý do vì sao nó được gọi là Eco. Dây điện Eco là loại dây được sản xuất bởi các nguyên liệu không gây độc hại cho môi trường, và là nguyên liệu tái chế từ các sản phẩm khác. Ngoài ra dây điện Eco còn có đặc tính khó cháy, và ít phát sinh ra khói CO2 khi bị đốt. Tiêu chuẩn về đặc tính khó cháy, ít phát sinh khói được quy định nhiều trong các tiêu chuẩn ISO, tiêu chuẩn Châu Âu CE, tiêu chuẩn Mỹ UL…Dưới đây là ví dụ về 1 trong các bài test để xét tiêu chuẩn chống cháy HB hay còn gọi là tiêu chuẩn UL94 HB của Mỹ.
Bài TEST ĐỐT NGANG
ĐIỀU KIỆN ĐẠT:
Nếu đáp ứng được 1 trong các điều kiện trên thì dây dẫn sẽ qua được bài test đốt nằm ngang. Ngoài bài test trên, còn có thêm các bài test đốt treo thẳng đứng, đốt nghiêng nữa thì mới được công nhận đủ tiêu chuẩn chống cháy HB. Các bạn có thể tìm hiểu thêm ở các bài viết tiếng Anh, hoặc tiếng Nhật nhé.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Quay trở lại bài viết về dây Eco. Với những yêu cầu khắt khe về tiêu chuẩn như ví dụ trên, thì đi kèm theo nó tất nhiên là giá cả cũng rất cao, và chỉ khi có yêu cầu của khách hàng thì mới dùng những loại dây này. (Cá nhân mình từng làm dự các dự án công cộng của nhà nước, tổ chức chính phủ thì mới thấy được dùng, còn các công ty thì chưa thấy bao giờ.)
Tên gọi chung: EM-EEF (EM – Eco Material)
Phân ra cụ thể thì có các loại dây với tính chất tương đương như ở trên
- EM-IE/F ⇔ IV
- EM-KE/F ⇔ KIV
- EM-MLFC ⇔ MLFV
- EM-MEES ⇔ MVVS
- EM-KNPEE/F-SB ⇔ KNPEV-SB
Dây cáp robot
Là loại dây được dùng để nối dây cho các cánh tay Robot công nghiệp.
Đặc tính của Robot công nghiệp là liên tục thực hiện các chuyển động phức tạp như nắm một vật thể bằng cánh tay và di chuyển nó đến một nơi khác. Do đó, dây cáp cấp nguồn và điều khiển cho nó cũng bắt buộc phải mềm dẻo, có các khả năng chống uốn, xoắn. Ngoài ra, môi trường sử dụng cánh tay robot thường là ở điều kiện khắc nhiệt, cho nên dây cáp cũng phải có thêm các khả năng chống dầu, chịu hóa chất, chịu nhiệt, chống cháy và hơn hết là chống nhiễu cực kì tốt do cần đảm bảo tính chính xác đến cấp độ nanomét của cánh tay robot. Chính vì thế mà những sợi cáp này gần như là loại dây đắt nhất bởi những yêu cầu cao như thế.
Các dây khác thường thấy:
- CC Link cable
- Dây dẫn bù nhiệt
Là dây dẫn đặc biệt để nối từ cặp nhiệt điện vào tủ điện. Tùy loại cặp nhiệt điện mà có nhiều loại dây khác nhau.
Ví dụ tiêu chuẩn JIS C1610-2012
| Cặp nhiệt điện | Kí hiệu Cặp nhiệt điện | Chất liệu | Màu vỏ | Dải nhiệt độ （℃） | Dung sai （μV） | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cực dương + | Cực âm - | |||||
| K | KX-1 | Chủ yếu từ hợp kim Niken + Crom | Chủ yếu hợp kim của Niken | Xanh lục | -25～200 | ±60 |
| KX-2 | ±100 | |||||
| KCA-2 | Sắt | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | 0～150 | ±100 | ||
| KCB-2 | Đồng | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | 0～100 | ±100 | ||
| E | EX-1 | Chủ yếu từ hợp kim Niken + Crom | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | Tím xanh thẩm | -25～200 | ±120 |
| EX-2 | ±200 | |||||
| J | JX-1 | Sắt | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | Đen | -25～200 | ±85 |
| JX-2 | ±140 | |||||
| T | TX-1 | Đồng | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | Nâu | -25～100 | ±30 |
| TX-2 | ±60 | |||||
| N | NX-1 | Chủ yếu từ hợp kim Niken + Crom | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | Hồng | -25～200 | ±60 |
| NX-2 | ±100 | |||||
| NC-2 | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | 0～150 | ±100 | ||
| R | RCA-2 | Đồng | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | Cam | 0～100 | ±30 |
| RCB-2 | Đồng | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | 0～200 | ±60 | ||
| B | BC | Đồng | Đồng | Xám | 0～100 | － ※2 |
| S | SCA-2 | Đồng | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | Cam | 0～100 | ±30 |
| SCB-2 | Đồng | Chủ yếu từ hợp kim Đồng + Niken | 0～200 | ±60 | ||
Dây bù loại K
+ Glass cable
- Dây nối đất (Dây này cũng thuộc dây KIV)
Tổng kết
Ở trên là các loại dây được sử dụng nhiều trong tủ mà mình thường thấy. Tùy mục đích sử dụng mà chọn dây như thế nào cho phù hợp, đi kèm theo đó là kích thước dây, đường đi dây (router) để tối ưu hóa lợi nhuận. Bài viết sau mình sẽ giới thiệu về cách chọn dây, tính toán cỡ dây cho phù hợp. Mọi ý kiến đóng góp xin để lại ở phần comment bên dưới. Cảm ơn các bạn đã ghé thăm Blog.
Tính chọn dây dẫn trong tủ điện công nghiệp
- 2022-03-06
- TỰ ĐỘNG HÓA
Qua bài viết, người đọc sẽ biết cách chọn dây dẫn như thế nào để vừa đảm bảo an toàn, tính kinh tế của tủ điện công nghiệp
Như ta biết, dòng điện cho phép dẫn trong dây dẫn sẽ thay đổi theo tiết diện dây và theo nhiệt độ. Khi dòng điện lớn chạy qua dây dẫn có tiết diện quá nhỏ sẽ làm nóng dây dẫn, có thể gây nên hiện tượng cháy dây dẫn, nguyên nhân chính của những vụ tai nạn cháy nổ về điện. Ngược lại, nếu chọn dây dẫn quá lớn sẽ tăng chi phí sản xuất, tăng khối lượng, kích thước của máy móc. Do đó việc chọn dây dẫn phù hợp với tải là điều cần thiết mà bất cứ một kĩ sư nào cũng cần biết và thành thạo.
Việc tính chọn tiết diện được tính dựa trên dòng điện chạy qua dây dẫn. Tuy nhiên, với cùng một tiết diện nhưng với loại dây khác nhau thì dòng điện cho phép chạy qua cũng khác nhau.
Do đó việc tính chọn dây thường bắt đầu từ việc chọn loại dây trước, rồi mới chọn tiết diện phù hợp.
Vậy với trường hợp nào thì dùng loại dây nào, ở bài viết trước mình đã đề cập nên giờ mình tóm gọn lại như dưới:
Các bạn có thể tham khảo bài viết ”PHÂN LOẠI DÂY ĐIỆN TRONG TỦ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP” để có cái nhìn tổng quan về các loại dây nhé.
1. Khi không có yêu cầu về dùng dây Eco:
+ Mạch động lực:
Dây KIV trong trường hợp tiết diện không vượt quá 22mm2.
Dây MLFC trong trường hợp lớn hơn 22mm2.
Dây IV cũng có thể được dùng, tuy nhiên vì tính cứng, tốn nhiều thời gian sản xuất nên hiện nay khá ít được sử dụng.
+ Mạch điều khiển
Dây KIV thường được dùng nhất.
+ Mạch Analog
Dây KNPEV-SB (dây cặp xoắn có bọc shield nhôm) thường được sử dụng do tính chống nhiễu của nó. Lúc trước thì thường dùng loại MVVS (khác với loại trên là không có cặp xoắn) cho những nơi ít nhiễu vì rẻ hơn loại KNPEV-SB. Nhưng hiện nay thì giá thành sản xuất dây đã giảm, đồng thời vấn đề độ tin cậy của tín hiệu được ưu tiên nên đa số dây KNPEV sẽ được lựa chọn trong mạch Analog.
2. Khi có yêu cầu về dùng dây Eco:
Dây Eco có các tính chất thân thiện với môi trường như khó cháy, không tạo ra chất độc hại khi cháy, và được sản xuất bằng các nguyên liệu có thể tái chế, do đó giá cả của loại dây này sẽ luôn cao hơn loại Non-Eco.
Chính vì lí do đó, mặc dù chúng ta luôn muốn sử dụng những sản phẩm Eco, nhưng nếu không có yêu cầu sử dụng, thì chắc chắn trong bản dự toán cho khách hàng sẽ không sử dụng loại dây Eco này. Thường để tránh các vấn đề có thể phát sinh sau này, trong bản dự toán sẽ ghi thêm 1 ghi chú không sử dụng loại dây này và nhắc nhở khách hàng xác nhận. Ngược lại, phía nhà sản xuất cần xác nhận kĩ mục này, nếu để sai sót xảy ra, tủ điện lắp đặt hoàn thành mà không đáp ứng tiêu chuẩn Eco thì….xong phim ^^.
Quay lại ở bài trước mình đã đề cập đề các loại dây tương ứng với các loại dây Non-Econ như trên, do đó có thể dễ dàng chọn được loại dây phù hợp như trên.
Vậy là chúng ta đã xác định được loại dây cần sử dụng như trên, tiếp theo chúng ta sẽ đi vào tính chọn kích thước cho dây dẫn.
Tùy vào dòng điện chạy qua dây dẫn để chọn kích thước phù hợp theo bảng dưới
Kích thước dây dẫn | Dòng cho phép（A） | ||
IV/KIV | IE/KIE | MLFC | |
0.75 | 7 | 16 | 19 |
1.25 | 19 | 23 | 24 |
2 | 27 | 33 | 34 |
3.5 | 37 | 45 | 47 |
5.5 | 49 | 60 | 63 |
8 | 61 | 74 | 78 |
14 | 88 | 107 | 113 |
22 | 115 | 140 | 148 |
38 | 162 | 197 | 208 |
60 | 217 | 264 | 279 |
100 | 298 | 363 | 384 |
150 | 395 | 482 | 509 |
200 | 469 | 572 | 605 |
Bảng trên được tính trong trường điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn 30℃ cho dây 1 sợi 2 lõi . Nếu nhiệt độ môi trường cao thấp khác nhau thì có các hệ số bù khác nhau như bảng dưới:
Nhiệt độ môi trường ℃ | 20 | 25 | 35 | 40 | 45 | 50 |
Hệ số bù nhiệt | 1.15 | 1.08 | 0.91 | 0.82 | 0.71 | 0.58 |
Ngoài ra, sẽ luôn có một hệ số an toàn khi tính toán, thường là 70% hoặc có nơi còn sử dụng 50% trong tính chọn dây dẫn. Để dễ hiểu, mình xin đưa ra ví dụ như dưới.
Có một mạch điện đơn giản gồm 1 breaker nối đến biến tần như hình, tổng dòng điện đi qua dây dẫn tính được cho điện áp 200V là 15A (Giá trị định mức của tải).
Trong trường hợp dùng dây KIV, tra ở bảng trên, ta thấy với dây dẫn 1.25mm2 có dòng điện cho phép chạy qua là 19A, lớn hơn dòng 15A của bài toán. Do đó việc chọn 1.25mm2 cho ví dụ này cũng không vấn đề gì.
Tuy nhiên, như mình đã đề cập ở trên, người thiết kế luôn chọn sao cho có phần dư ra, tính theo hệ số. Với bản thân mình, cũng như công ty mà mình đang làm, thì hệ số đó là 70%.
Tức là, với dây 1.25mm2 có dòng cho phép là 19A khi nhân với hệ số 70% sẽ còn 13.3A, không đáp ứng đủ 15A của bài toán. Do đó nâng lên 1 mức 2mm2 sẽ có dòng 18.9A (27A x 70%) lớn hơn 15A, do đó mình sẽ chọn dây 2mm2 cho ví dụ này.
Trong trường hợp tủ dùng trong các điều kiện nhiệt độ cao, như tủ đi Thái Lan chẳng hạn, thì nhân thêm hệ số bù nhiệt cho dòng điện chạy qua như bảng trên nữa để đảm bảo tính an toàn của thiết kế.
Ngoài ra, các yếu tố độ dài dây dẫn, số lượng dây dẫn đặt cùng máng dẫn, nhiễu trong tủ…mà người thiết kế có thể hạ hệ số an toàn xuống 50% hay thậm chí 40%. Tuy nhiên, sẽ gây lãng phí cũng như làm tăng trọng lượng của tủ đáng kể, do đó cần xem xét kĩ môi trường đặt tủ để có lựa chọn chính xác.
Có lần mình làm 1 dự án tủ điện phân phối cho các động cơ trên tàu thủy, có những động cơ cỡ lớn ~250kW. Do tủ đặt trên tàu thủy nên yêu cầu đầu tiên là giới hạn trọng lượng tủ còn dưới 1000kg. Vậy là ngoài việc thiết kế phần cơ khí sao cho ít trọng lượng, thì còn tính toán dây dẫn của các động cơ một cách cẩn thận, bởi chỉ cần lên 1 cỡ dây thôi là đã tăng lên cả 100kg rồi. Do đó phải xem xét rất nhiều ngoài những yếu tố trên, còn phải xem tải của nó chạy là gì, đến thời gian hoạt động như nào, có chạy cùng 1 lúc tất cả các động cơ không hay chạy luân phiên,…. rồi tính tổng trọng lượng của tủ theo lý thuyết mà điều chỉnh cho phù hợp với yêu cầu của khách hàng.
Hình dưới là ví dụ thật tế mà mình dùng cho tủ ở Thái Lan
Tóm lại, khi chọn dây dẫn, ta cần chú ý các vấn đề sau:
- Điều kiện sử dụng, nhiệt độ, độ ẩm môi trường xung quanh
- Điện áp chạy qua
- Dòng điện chạy qua
- Trong trường hợp analog thì cần chú ý đến việc chống nhiễu
- Có yêu cầu sử dụng các dây điện Eco, dây đặc biệt giá thành cao không?
Với dòng và áp thì dựa trên bảng tra ở trên thì có thể chọn được dây phù hợp, tuy nhiên các điều kiện nhiệt độ, môi trường sử dụng thì có thể không đạt, do đó cần kiểm tra kĩ để tránh sai sót trong thiết kế.
3. Kết bài
Vậy là mình đã giới thiệu cách tính chọn dây điện trong tủ điện công nghiệp. Bài viết chỉ giới thiệu các điều kiện cơ bản nhất của việc tính chọn, ngoài ra việc lựa chọn sẽ thay đổi tùy thuộc vào các điều kiện đặc điểm kỹ thuật khác nhau nữa, do đó thông tin được trình bày ở đây chỉ là một phần nhỏ, và còn rất nhiều thông số kỹ thuật và điều kiện khác. Nhất là các dự án sử dụng cho các dây chuyền sản xuất có sử dụng hóa chất, liên quan đến thực phẩm, cleaning room, y tế thì thường yêu cầu khắc khe hơn bình thường và đa số là được chỉ định từ người dùng cuối. Trong trường hợp đó, chúng ta hãy tiến hành thiết kế theo yêu cầu của khách hàng là được ^^.
No comments:
Post a Comment