Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 1
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH

ĐỀ TÀI



" Tổng quan truyền động điện thiết bị làm hàng
tàu thuỷ trên thực tế. Đi sâu nghiên cứu hệ thống
làm hàng với động cơ điện dị bộ rôto lồng sóc 3
cấp tốc độ ứng dụng PLC "



Giáo viên hướng dẫn :
Sinh viên thực hiện :



Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 2
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH

MỤC LỤC Trang
LỜI MỞ ĐẦU
03
PHẦN I:TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG TĐĐ THIẾT
BỊ LÀM HÀNG TÀU THUỶ TRÊN THỰC TẾ

04
CHƯƠNG 1:CHỨC NĂNG,PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA
HỆ THỐNG LÀM HÀNG TÀU THUỶ
04
1.1:Chức năng của hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ
04
1.2:Phân loại hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ
04
1.2.1.Phân loại theo mục đích sử dụng
04
1.2.2.Phân loại theo chức năng của truyền động điện
04
1.2.3.Phân loại theo hệ thống truyền động của truyền động
điện
04
1.2.4.Phân loại theo chế độ công tác
04
1.2.5.Phân loại theo hệ thống nguồn cấp
05
1.2.6.Phân loại theo hệ thống điều khiển
05
1.3:Yêu cầu của Đăng kiểm đối với TĐĐ thiết bị làm hàng
05
1.3.1.Năng suất làm hàng cao
05
1.3.2.An toàn cho hàng hoá,thiết bị
07
CHƯƠNG 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ LÀM HÀNG
SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN
08

2.1:Hệ thống truyền động điện làm hàng với động cơ điện
xoay chiều nhiều cấp tốc độ
08
2.1.1:Hệ thống làm hàng với động cơ điện xoay chiều 3 cấp tốc
độ của hãng SIEMEN
09
1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử
09
2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống
10
2.1.2:Hệ thống truyền động điện làm hàng Van-Động cơ xoay
chiều hãng ASEA
16
1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử
16
2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống
18
2.2: Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống làm hàng sử
dụng động cơ xoay chiều nhiều cấp tốc độ
21
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM
HÀNG SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ THUỶ LỰC
23
3.1: Giới thiệu chung về hệ thống làm hàng sử dụng động cơ
thuỷ lực
23
3.2: Hệ thống truyền động điện làm hàng thuỷ lực tàu
GOLDENSTART
24
1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử

24
2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống
25
3.3. Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống làm hàng thuỷ
27


Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 3
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
lực
CHƯƠNG 4:HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM
HÀNG ĐIỆN-THUỶ LỰC
29
4.1: Giới thiệu chung về hệ thống làm hàng điện- thuỷ lực.
29
4.2: Hệ thống truyền động điện làm hàng điện-thuỷ lực
hãng NMF(tàu Phú Mỹ)
29
1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử
29
2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống
32
4.3: Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống
38
PHẦN II:ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ LÀM HÀNG
VỚI ĐỘNG CƠ DỊ BỘ ROTO LỒNG SÓC 3 CẤP TỐC
ĐỘ ỨNG DỤNG PLC
40

CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU VỀ S7-300 VÀ NGÔN NGŨ LẬP
TRÌNH PLC
40
1.1:Giới thiệu về S7-300
40
1.2:Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình PLC
44
1.3: Trình tự chung của việc viết chương trình điều khiển
45
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG
SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.
48
2.1: Thuyết minh nguyên lý hoạt động của hệ thống điều
khiển
48
2.2: Xây dựng sơ đồ thuật toán cho hệ thống
50
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
CHO S7-300
73
3.1: Bảng các tín hiệu vào ra
73
3.2: Chương trình điều khiển cho S7-300
75
CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CHUNG VÀ KẾT LUẬN
104
KẾT LUẬN CHUNG
105
TÀI LIỆU THAM KHẢO
106













Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 4
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây và nhiều năm tới, ngành kinh tế Hàng hải
đóng vai trò là ngành kinh tế mũi nhọn trong quá trình tiến lên CNXH của
đất nước. Cụ thể là ngành vận tải bằng đường biển với các đội tàu trọng tải
lớn, vận tải trên nhiều tuyến, cả nội địa lẫn quốc tế. Song song với nó là
việc đóng mới các con tàu với trọng tải ngày càng lớn, ngày càng hiện đại ở
các Nhà máy đóng tàu. Cùng với việc xuất hiện các cảng nước sâu ở Việt
Nam.
Do vậy, việc học tập về những ngành kinh tế có liên quan đến Hàng
hải là một hướng đi đúng đắn.
Sau 4,5 năm học tập tại Khoa Điện- ĐTTB, Trường ĐHHH Việt Nam.
Em đã được các thầy cô giáo trong khoa trang bị cho những kiến thức quan
trọng, để chuẩn bị làm việc trên các con tàu hiện đại. Để chứng thực cho

kiến thức của mình, em đã được Ban chủ nhiệm Khoa giao cho đề tài tốt
nghiệp:
" Tổng quan truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ trên thực tế.
Đi sâu nghiên cứu hệ thống làm hàng với động cơ điện dị bộ rôto lồng sóc
3 cấp tốc độ ứng dụng PLC ".
Mặc dù bản thân em đã cố gắng nhiều, đã đi sâu và tìm hiểu trong
thực tế, với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất.
Song do hạn chế về kiến thức cũng như về tầm nhìn thực tế, nên trong quá
trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những khiếm khuyết. Em mong
nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy giáo trong khoa.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới toàn thể các thầy cô giáo
trong khoa Điện- ĐTTB và Thầy giáo hướng dẫn: Thạc sĩ Hứa Xuân Long,
Thầy giáo Vương Đức Phúc đã giúp em hoàn thành bản luận văn của mình.
















Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ

Sinh viên: Đồng Huy Hoài 5
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
PHẦN I:
TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG TĐĐ THIẾT BỊ LÀM HÀNG
TÀU THUỶ TRÊN THỰC TẾ

CHƯƠNG 1:CHỨC NĂNG,PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ
THỐNG LÀM HÀNG TÀU THUỶ:

1.1:Chức năng của hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ:
Hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ có chức năng bốc xếp hàng hoá từ tàu
lên bờ, từ bờ lên tàu, vận chuyển các trang thiết bị trên tàu, thu thả dây cáp,
đóng mở nắp hầm hàng, cẩu thực phẩm từ bờ lên tàu để cung cấp cho
thuyền viên
1.2:Phân loại hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ:
1.2.1.Phân loại theo mục đích sử dụng:
- Tời hàng và cần trục: đây là các thiết bị được sử dụng rộng rãi trên
các tàu vận tải. Chúng thực hiện chức năng bốc xếp hàng hoá từ tàu
lên bờ hoặc ngược lại hay bốc xếp hàng hoá giữa hai tàu với nhau
khi đanh neo đậu trên vịnh, trên biển.
- Máy nâng: dùng để nâng hạ và di chuyển hàng hoá ở các kho bãi
hoặc di chuyển, bốc xếp các thiết bị, chi tiết máy trong buồng máy
tàu thuỷ.
- Nhóm tời thông dụng: tời nâng hạ cầu thang, tời nâng hạ xuồng cứu
sinh, tời sau lái
- Nhóm tời đặc biệt: là các loại tời được trang bị trên các tàu cứu hộ,
tàu đánh cá, tàu nghiên cứu biển
1.2.2.Phân loại theo chức năng của truyền động điện:
- Cơ cấu nâng hạ: Cơ cấu này để nâng hàng (hoặc cần) lên hay hạ
hàng (hoặc hạ cần) xuống một độ cao h nhất định.

- Cơ cấu quay mâm: Cơ cấu này để đưa hàng hay cần quay sang
phải hay trái một góc nhất định.
- Cơ cấu thay đổi tầm với: Cơ cấu này để thay đổi phạm vi làm
việc cho cần
1.2.3.Phân loại theo hệ thống truyền động của truyền động điện:
- Truyền động điện cơ: đơn giản trong chế tạo, có hiệu suất sử dụng
chung của toàn hệ thống cao (khoảng 0,79  0,9)
- Truyền động điện thuỷ lực: dạng truyền động này đang được sử dụng
ngày càng rông rãi cho nhóm máy phụ trên boong. Chúng có các ưu
điểm nổi bật sau: cho phép sử dụng động cơ dị bộ rôto lồng sóc một
tốc độ làm động cơ thực hiện, có thể điều khiển ở phần thuỷ lực
1.2.4.Phân loại theo chế độ công tác:
- Công tác ở chế độ ngắn hạn lặp lại: tời hàng, cần trục, tời lai tự
động,


Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 6
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
- Công tác ở chế độ ngắn hạn: tời nâng hạ xuồng, tời nâng hạ cầu
thang.
1.2.5.Phân loại theo hệ thống nguồn cấp: lấy nguồn trực tiếp từ lưới điện
hay từ máy phát riêng.
- Hệ thống được lấy nguồn trực tiếp từ lưới điện: loại này phổ biến
trên các tàu hàng. Nguồn được lấy từ máy phát chung cho toàn tàu,
đặt dưới buồng máy.
- Hệ thống được lấy nguồn từ máy phát riêng: loại này ít phổ biến hơn,
để phục vụ việc cấp điện cho hệ thống làm việc, có một máy phát
riêng.
1.2.6.Phân loại theo hệ thống điều khiển: điều khiển bằng tay khống chế

hoặc tay điều khiển kết hợp với trạm từ.
- Điều khiển bằng tay khống chế: việc đóng mở các công tắc tơ trực
tiếp bằng tay điều khiển. Hệ thống này chỉ áp dụng cho các cần cẩu
có công suất làm hàng thấp, trọng lượng hàng nhỏ ( ≤ 500 tấn)
- Điều khiển kết hợp với trạm từ: việc điều khiển được thực hiện qua
trung gian: công tắc tơ trung gian, rơle trung gian để điều khiển
đóng mở các công tắc tơ, hay van khống chế hoạt động của hệ thống.
Hệ thống này áp dụng cho các cần cẩu có công suất làm hàng cao,
trọng lượng hàng cao.
1.3:Yêu cầu của hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ:
Yêu cầu cao nhất đối với thiết bị làm hàng tàu thuỷ là rút ngắn được
thời gian bốc xếp hàng hoá tại bến cảng. Như chúng ta đã biết, ngày nay
các nhà máy đóng tàu đã cho ra đời những con tàu có tốc độ khá cao (có
thể đạt tới 25-30 hải lý/1 giờ). Với tốc độ hành trình lớn như vậy thời gian
quay vòng của con tàu phụ thuộc chủ yếu vào thời gian bốc xếp hàng hoá ở
các đầu bến.
Rõ ràng muốn nâng cao tính kinh tế của vận tải đường biển ta phải tìm
cách rút ngắn thời gian bốc xếp hàng hoá. Muốn thế, ngoài những yêu cầu
kỹ thuật chung cho các hệ thống truyền động điện như ta đã biết, thiết bị
làm hàng tàu thuỷ phải đáp ứng được hai yêu cầu rất quan trọng sau:
1.3.1.Năng suất làm hàng cao:
Để thoả mãn yêu cầu năng suất làm hàng cao, thiết bị làm hàng phải
được tính toán lựa chọn theo các yếu tố sau:
*Đảm bảo đủ tốc độ nâng hạ hàng khi tải là tải định mức: Truyền
động điện thiết bị làm hàng có chế độ công tác là chế độ ngắn hạn lặp lại
(tuỳ theo từng cơ cấu mà hệ số ngắn hạn lặp lại có thể là 25% hoặc 40%).
Như vậy,trong 1 chu kỳ công tác, thường xuyên xảy ra tình trạng đóng mở
máy. Mặt khác, quãng đường mà hàng hoá di chuyển ở từng giai đoạn của
chu kỳ làm hàng thường không lớn. Vì vậy, khi tải của hệ thống là tải định
mức ta cần lựa chọn được một tốc độ nâng hạ hàng hợp lý nhất. Vì quãng

đường di chuyển ngắn lại thường xuyên xảy ra các quá trình hãm, gia tốc,
khởi động, Việc lựa chọn tốc độ lớn sẽ không phát huy được tác dụng.


Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 7
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Mặt khác, khi chọn tốc độ lớn sẽ làm tăng trọng lượng và kích thước của hệ
thống . Ngược lại, nếu chọn tốc độ quá thấp thì thời gian của một chu kỳ
bốc xếp sẽ tăng làm giảm năng xuất bốc xếp hàng.
Mặt khác, khi lựa chọn tốc độ nâng hạ hàng với tải định mức ta còn
cần phải chú ý đến yếu tố an toàn của hàng hoá. Việc lựa chọn tốc độ phải
tính tới sự gia tốc bình thường để không gây xung lực lớn, đột ngột ở dây
cáp và các bộ cơ khí của cơ cấu truyền động.
*Hệ thống phải có khả năng thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng, tạo
được tốc độ cao khi không tải hoặc khi tải nhẹ.
Khi nghiên cứu 1 chu kỳ làm hàng của tời hàng hoặc cần trục ta thấy
tải của hệ thống không phải là một giá trị cố định. Vì vậy, nếu ta gọi tốc độ
nâng hạ hàng với tải định mức là V
đm
thì hệ thống cần phải có những cấp
tốc độ trung gian khác phù hợp với từng trạng thái của tải. Sau đây là một
ví dụ:
Tốc độ nâng hạ hàng toàn tải: V
đm

Tốc độ nâng hạ hàng bằng 1/2 tải định mức: (1,5 1,7)V
đm

Tốc độ nâng hạ móc không: (3 3,5)V

đm
.
Tuỳ theo cấp tàu và khả năng tải của hệ thống, người thiết kế cần lựa
chọn tốc độ cho phù hợp.
Mặt khác, để nhấc thử hàng, đặt hàng chạm đất và đưa hàng vào hầm
tàu một cách chính xác, an toàn, hệ thống cần thiết phải có một tốc độ thật
thấp. Tốc độ này phụ thuộc vào độ cao đặt hàng chạm đất. Chúng ta có thể
tham khảo tốc độ này theo bảng sau:

Tốc độ đặt hàng
chạm đất (m/p)
3 6 9 15 24 36 40
Độ cao đặt hàng (m) 0,13

0,5 1,1 3,2 8,2 18 25

Khi lựa chọn tốc độ này ta còn cần phải chú ý loại hàng hoá cần bốc
xếp. Nếu hàng hoá là loại không dễ hỏng, không dễ vỡ (gỗ, bông, sắt
thép, ) thì có thể chọn tốc độ đặt hàng chạm đất lớn. Ngược lại, với loại
hàng hoá dễ vỡ, dễ hư hỏng thì ta cần chọn độ cao hạ hàng và tốc độ chạm
đất thấp.
*Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ: ta đã biết, tời hàng và cần
trục làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường xuyên xảy ra các quá trình
khởi động, hãm đối với động cơ điện (theo thống kê, số lần khởi động, hãm
có thể lên tới 500 l/h). Vì vậy, việc rút ngắn thời gian quá độ có ý nghĩa to
lớn trong việc nâng cao năng suất làm hàng. Để rút ngắn thời gian quá độ
người ta có thể thực hiện các biện pháp sau:
Chọn những động cơ điện có mômen khởi động lớn: chế tạo những
động cơ chuyên dùng có mômen quán tính nhỏ bằng cách giảm đường kính
của rôto đồng thời tăng chiều dài của rôto để giữ cho công suất của động cơ

không đổi.
-->