Thiết kế điều khiển cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở dùng động cơ không đồng bộ khởi động sao tam giác. 20222023( KÈM BẢN VẼ AUTOCAD TRONG FILE)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP ==========o0o========== ĐỒ ÁN HỌC PHẦN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP Mã 13318 Học kỳ 1 – Năm học 2022 – 2.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

==========o0o==========

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP

Mã: 13318 Học kỳ: 1 – Năm học: 2022 – 2023

Đề tài: Thiết kế điều khiển cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở dùng động cơ không đồng bộ khởi động sao - tam giácSINH VIÊN :

Lời cảm ơn

Em xin cảm ơn thầy PGS.TS Hoàng Xuân Bình đã giúp em hoàn thành đồ

án học phần Trang bị điện - điện tử máy công nghiệp Do kiến thức chưa sâurộng nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong thầy nhận xét vàđưa ra những góp ý để bài làm có thể hoàn thiện

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện(Ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU viii

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ DỰ ÁN THIẾT KẾ TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 1

1.1 Giới thiệu chung về trạm bơm cấp lỏng 1

1.1.1 Khái niệm chung 1

1.1.2 Phân loại bơm 1

1.1.3 Sơ đồ các phẩn tử của một hệ thống bơm 2

1.1.4 Các thông số cơ bản của bơm 3

1.2 Các yêu cầu về lựa chọn hệ thống bơm 5

1.3 Thiết lập lưu đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở 6

1.3.1 Giải thích về sơ đồ P&ID 6

1.3.2 Sơ đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở 7

1.4 Đề xuất phương án thiết kế cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở 9

CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC THIẾT KẾ CỦA TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 10

2.1 Lựa chọn thiết bị cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở 10

2.1.1 Lựa chọn các loại van và cảm biến 10

2.1.2 Lựa chọn các loại bơm, thiết bị đóng cắt và bảo vệ 15

2.2 Thiết kế tủ điện 19

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 22

3.1 Thiết kế mạch động lực và điều khiển cho toàn bộ hệ thống 22

3.1.1 Giới thiệu các phần tử và chức năng các phần tử của mạch động lực hệ thống 22 3.1.2 Sơ đồ mạch động lực cấp điện cho trạm bơm 23

3.2 Thiết kế mạch điều khiển cho toàn bộ hệ thống trên PLC 44

3.2.1 Liệt kế các tín hiệu I/O trên PLC 44

3.2.2 Chọn cấu hình trạm cho PLC 50

3.2.3 Chương trình điều khiển trên PLC 53

KẾT LUẬN 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Trạm bơm với nhiều máy bơm hoạt động 1

Hình 1.2: Sơ đồ chung về một hệ thống bơm 2

Hình 1.3:Sơ đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở 8

Hình 2.1: Van 1 chiều Arita DI-SC-PN16 10

Hình 2.2: Van cầu hơi thép VYC 11

Hình 2.3: Cảm biến mức nước ES-PR-03 12

Hình 2.4: Sơ đồ đấu nối cảm biến mực nước ES-PR-03 12

Hình 2.5: Cảm biến chân không SMC ZSE1 13

Hình 2.6: Các chân của cảm biến chân không 13

Hình 2.7: Cảm biến áp suất TITEC DT1-U/04 14

Hình 2.8: Sơ đồ đấu nối cảm biến áp suất TITEC DT1-U/04 15

Hình 2.9: Bơm ly tâm SLW150 - 160B 16

Hình 2.10: Aptomat Schneider A9F84350 16

Hình 2.11: MCCB Schneider EZC400N3320 17

Hình 2.12: Role bảo vệ mất pha PMR-440N7 18

Hình 2.13: Contactor Schneider LC1D32M7 32A 18

Hình 2.14: Rơle nhiệt LS MT-32 (22-32A) 19

Hình 2.15: Tủ điện tổng 19

Hình 2.16: Tủ điều khiển 5 động cơ 20

Hình 2.17: Tủ điện giám sát áp suất 20

Hình 2.18: Tủ giám sát mức nước 21

Hình 3.1: Bản vẽ 01 - Mạch cấp nguồn chính 23

Hình 3.2: Bản vẽ 02 - Mạch chuyển nguồn 25

Hình 3.3: Bản vẽ 3 - Mạch động lực điều khiển động cơ M1, M2, M3 26

Hình 3.4: Bản vẽ 4 - Mạch động lực điều khiển động cơ M4, M5 27

Hình 3.5: Bản vẽ 5 - Mạch điều khiển động cơ M1, M2, M3 29

Hình 3.6: Bản vẽ 6 - Mạch điều khiển động cơ M4, M5 30

Hình 3.7: Bản vẽ 7 - Mạch điều khiển cuộn hút contactor 32

Hình 3.8: Bản vẽ 8 - Mạch rơle trung gian 33

Hình 3.9: Bản vẽ 9 - Mạch rơle trung gian 34

Hình 3.10: Bản vẽ 10 - Mạch rơle trung gian 35

Hình 3.11: Bản vẽ 11 - INPUT PLC 36

Hình 3.12: Bản vẽ 12 - INPUT PLC 37

Hình 3.13: Bản vẽ 13 - INPUT PLC 38

Hình 3.14: Bản vẽ 14 - INPUT PLC 39

Hình 3.15: Bản vẽ 15 - OUTPUT PLC 40

Hình 3.16: Bản vẽ 16 - OUTPUT PLC 41

Hình 3.17: Bản vẽ 17 - OUTPUT PLC 42

Hình 3.18: Bản vẽ 18 - OUTPUT PLC 43

Hình 3.19: Cấu hình trạm PLC S7-300 50

Hình 3.20: Khai bao biến đầu vào PLC trên phần mềm STEP7 51

Hình 3.21: Khai bao biến đầu ra PLC trên phần mềm STEP7 52

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Ý nghĩa và nhiệm vụ của cảm biến tại bể sơ cấp 6

Bảng 1.2: Ý nghĩa và nhiệm vụ của cảm biến tại bể thứ cấp 6

Bảng 1.3: Ý nghĩa và nhiệm vụ của cảm biến chân không trước bơm 7

Bảng 1.4:Ý nghĩa và nhiệm vụ của cảm biến áp suất sau bơm 7

Bảng 1.5:Bảng ký hiệu các phần tử trong hệ thống bơm chất lỏng cho bồn hở 8

Bảng 2.1:Thông số kĩ thuật van 1 chiều Arita DI-SC-PN16 10

Bảng 2.2: Thông số kĩ thuật van cầu hơi thép VYC 11

Bảng 2.3: Thông số kĩ thuật của cảm biến mức nước ES-PR-03 12

Bảng 2.4: Thông số kĩ thuật của cảm biến chân không SMC ZSE1 13

Bảng 2.5: Thông số kĩ thuật của cảm biến áp suất 14

Bảng 2.6: Thông số kĩ thuật bơm SLW150 - 160B 15

Bảng 2.7: Thông số kĩ thuật Aptomat Schneider A9F84350 16

Bảng 2.8: Thông số kĩ thuật MCCB Schneider EZC400N3320 17

Bảng 2.9: Thông số kĩ thuật rơle PMR-440N7 17

Bảng 2.10: Thông số kĩ thuật Contactor Schneider LC1D32M7 32A 18

Bảng 2.11: Thông số kĩ thuật Rơle nhiệt LS MT-32 (22-32A) 19

Bảng 2.12: Thông số kĩ thuật của tủ điện 21

Bảng 3.1: Các tín hiệu I/O trong hệ thống 44

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong thời kì ngày càng phát triển hiện nay, nhu cầu sử dụng nước là rấtlớn, từ đó hệ thống bơm nước là một trong những hệ thống cơ sở hạ tầng quantrọng Nó còn phục vụ nhu cầu rất lớn của các ngành công nghiệp và nôngnghiệp Chính vì vậy, em thực hiện đề tài “Thiết kế điều khiển cho trạm có nhiềubơm cấp lỏng cho bồn hở dùng động cơ không đồng bộ khởi động sao - tamgiác” để hiểu rõ quá trình thiết kế từ đó nâng cao hiểu biết trong tương lai khithiết kế những dự án tương tự

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Để thiết kế và thực hiện điều khiển bơm trên lý thuyết nhằm nâng cao độchính xác từ đó thiết kế trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở thực tế được chínhxác và hiệu quả hơn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a) Đối tượng

Hệ thống điều khiển tự động cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hởb) Phạm vi nghiên cứu

Đồ án nghiên cứu để cấp nước cho bồn nhỏ của thành phố Hải Phòng

4 Phương án nghiên cứu

 Tìm hiểu toàn bộ hệ thống

 Thiết lập sơ đồ P&ID

 Tính toán thông số, tìm hiểu những yêu cầu của dự án để đưa ra những

ý tưởng và triển khai cho phù hợp

 Lựa chọn các thiết bị phù hợp cho dự án

 Thiết lập sơ đồ mạch động lực, điều khiển,

 Lập trình và điều khiển hệ thống trên PLC

5 Ý nghĩa khoa học và thực hiện

Giúp sinh viên hiểu hơn vè cách thiết kế một dự án lớn, từ đó nâng caotrình độ, tích lũy nhiều kinh nghiêm hơn sau khi ra tường

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ DỰ ÁN THIẾT KẾ TRẠM NHIỀU BƠM CẤP

LỎNG CHO BỒN HỞ 1.1 Giới thiệu chung về trạm bơm cấp lỏng

Khái niệm chung

Trạm bơm định nghĩa một cách dễ hiểu đó là các công trình thủy công Trong

đó trang bị đầy đủ các loại máy bơm nhằm đảm bảo lấy nước từ nguồn vận chuyển

và bơm nước đến nơi cần Đối với một nước nông nghiệp như Việt Nam thì trạmbơm là công trình rất quan trọng được quan tâm đầu tư hàng đầu Trong quá trìnhhút, bơm phải tạo được áp suất thấp tại cửa hút sao cho chênh lệch áp suất giữa đầu

và cuối ống hút tạo ra đủ để thắng trở lực của đường ống Ngược lại, trong quá trìnhđẩy, bơm phải tăng áp suất chất lỏng ở đầu ống đẩy để thắng trở lực trong đường ống

và hiệu áp suất giữa hai đầu đường ống Nguồn năng lượng mà bơm cấp cho chấtlỏng được lấy từ động cơ điện hoặc các nguồn động lực khác (máy nổ, máy hơinước, )

Hình 1.1: Trạm bơm với nhiều máy bơm hoạt độngTrạm bơm được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau Trong đó, nếu dựatheo chức năng, vị trí thì sẽ có trạm bơm cấp 1, cấp 2, tuần hoàn, tăng áp Phân loạitheo mục đích sử dụng sẽ có trạm bơm bùn, trạm bơm nước mưa, trạm bơm nước thảisinh hoạt…

Phân loại bơm

Bơm được phân loại theo nhiều cách:

Theo nguyên lí làm việc hay cách cấp năng lượng

- Bơm thể tích: Trong quá trình làm việc, thể tích không gian làm việc thayđổi nhờ chuyển động tịnh tiến của piston (bơm piston) hay nhờ chuyển động quaycủa roto (bơm rotor) Kết quả, thế năng và áp suất chất lỏng tăng lên nghĩa là bơmcung cấp áp năng cho chất lỏng.

- Bơm động học: Chất lỏng được cung cấp động năng từ bơm và áp suất tănglên Chất lỏng qua bơm, thu được động lượng nhờ va đập cúa các cánh quạt (bơm lytâm, bơm hướng trục) hoặc nhờ ma sát của tác nhân làm việc (bơm xoáy lốc, bơm tia,bơm chấn động, bơm sục khi), hoặc nhờ tác dụng của trường điện từ (bơm điện từ)hay các trường lực khác

Theo cấu tạo

- Bơm cánh quạt: Trong loại này, bơm ly tâm chiếm đa số và thường gặp nhất(bơm nước)

- Bơm piston(bơm nước, bơm dầu)

- Bơm rotor(bơm dầu, hóa chất, bùn, )

Ngoài ra, còn có các loại đặc biệt như bơm màng cánh, bơm phun tia,

Sơ đồ các phẩn tử của một hệ thống bơm

Hình 1.2 dưới đây là sơ đồ chung về một hệ thống bơm:

Hình 1.2: Sơ đồ chung về một hệ thống bơmHình 1.2 minh họa cấu trúc cơ bản của một hệ thống bơm, bao gồm: A - bể hút;

1 - đầu hút; 2 - Van ống hút; 3 - Van; 4 - Đồng hồ đo chân không trước bơm; 5

- Khớp nối mềm; 6 - Động cơ lai bơm; 7 - Bơm; 8 - Van; 9 - Đồng hồ đo áp suất; 10

- Van ống đẩy; 11 - Đường ống đẩy; 12 - Van phân phối

Nguyên lý: Chất lỏng từ bể A qua đầu hút 1 được bơm thông qua ống hút, quavan 2, qua van 10 vào đến bể chứa B Trước và sau bơm đều được đặt cảm biến để đochân không 4 và áp suất 9 Động cơ lai bơm 6 dùng để quay bơm 7

Các thông số cơ bản của bơm

Lưu lượng (năng suất) bơm: là thể tích chất lỏng do bơm cung cấp vào ốngđẩy trong một đơn vị thời gian

Công suất bơm (P hay N):

Trong một tổ máy bơm cần phân biệt 3 loại công suất:

Công suất làm việc Ni (công suất hữu ích) là công để đưa một lượng Q chấtlỏng lên độ cao H trong một đơn vị thời gian (s)

Cũng có thể lấy hệ số dự phòng khi:

Q < 100 m3/h thì k = 1,2 ÷ 1,3

Q > 100 m3/h thì k = 1,1 ÷ 1,15

ƞtd – hiệu suất bộ truyền Với bộ truyền đai (cu-roa) thì ƞtd < 1 Còn khi động

cơ nối trực tiếp với bơm thì ƞtd ≈ 1

Chú ý: nếu ở công thức (1-5), nếu γ tính bằng kG/m3 thì:

N N

 

Hiệu suất gồm 3 thành phần

b Q H m

   Trong đó: Q - hiệu suất lưu lượng ( hay hiệu suất thể tích) do tổn thấtlưu lượng rò rỉ

H

 - hiệu suất thủy lực (hay hiệu suất cột áp) do tổn thất cột áp vì masát trong nội bộ bơm

m

 - hiệu suất cơ khí do tổn thất vì ma sát giữa các bộ phận cơ khí (ổ

bị, gối trục ) và bề mặt ngoài của guồng động (bánh xe công tác) với chất lỏng (bơm

 : trọng lượng riêng của chất lỏng được bơm (N/m3)

: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/ m3)

g : gia tốc trọng trường

Cột áp H của bơm dùng để khắc phục:

Độ chênh lệch chất lỏng giữa bể hút và bể chứa Hb + Hd [m]

Độ chênh áp suất tại hai mặt thoáng ở bể hút (p1) và bể chứa (p2)

Độ chênh lệch áp suất động học (động năng) giữa hai mặt thoáng

1.2 Các yêu cầu về lựa chọn hệ thống bơm

Mỗi loại bơm thích ứng với một số đặc điểm địa hình và có những ưu điểmphù hợp với những điều kiện tự nhiên, nếu chọn nhầm sẽ gây tốn kém và không pháthuy được hiệu quả Việc lựa chọn, tính toàn về máy bơm nước sẽ giúp cho người tiêudùng tránh được tình trạng mua không đúng loại cần dùng hoặc lắp đặt không đúng

kỹ thuật gây tổn thất:

+ Chọn bơm phải xét đến ưu nhược điểm của từng loại bơm một cách đầy đủ

để lựa chọn bơm hợp lý Tính toán công suất, lưu lượng để phù hợp với nhu cầu

+ Bơm dùng cho nước cấp thường dùng là bơm cánh quạt với các loại bơm lytâm trục đứng và trục ngang

Khi bắt đầu chọn lựa máy bơm nước cấp, chúng ta cần tham khảo các thông số

kỹ thuật của dòng bơm nước muốn mua Sau đó, tính toán xem máy bơm có phù hợpvới hệ thống hay không Một vài thông số kỹ thuật cần chú ý như:

+ Lưu lượng bơm: Trong máy thường ghi là Qmax

+ Độ cao: Độ cao của mực nước thường ghi là H, có máy ghi là Hmax hoặcTotal H

+ Độ sâu hút nước: Được ghi là r.m.p

+ Công suất bơm: Được ghi bằng W (Watt) hoặc bằng H.P ( Horse Power)

(1 HP = 0,736kW,1 kW = 1,36 HP)

+ Điện áp sử dụng: Chọn loại một pha 220V/ 50Hz với nhu cầu gia đình, hoặcmáy bơm 3 pha 380V/50Hz cho các hệ thống xử lý nước công nghiệp

1.3 Thiết lập lưu đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở

Giải thích về sơ đồ P&ID

- Hệ thống sử dụng van cửa tại hai đầu của bơm cho phép cách ly hoàntoàn bơm ra khỏi hệ thống khi cần thiết

- Tại mỗi đầu đẩy của bơm lắp đặt một van một chiều có tác dụng giảmtải khởi động cho bơm đồng thời ngăn chất lỏng chảy ngược về đầu đẩy của bơmgây tổn thất trong hệ thống

- Hệ thống cấp nước cho bồn hở bao gồm 5 bơm hoạt động riêng biệt đó làB1, B2, B3, B4 và B5, được điều khiển bởi 5 động cơ điện M1, M2, M3, M4 và M5.Trong đó các bơm hoạt động có cùng công suất như nhau

- Tại bể nước sơ cấp ta đặt cảm biến mức nước đó là Đ1 để theo dõi lượngnước cũng như đưa ra cảnh báo, chúng bao gồm 3 mức như sau:

Bảng 1.1: Ý nghĩa và nhiệm vụ của cảm biến tại bể sơ cấp

NLV Mức nước bình thường Điều khiển và giám sátL1LV Mức nước thấp Giám sát

L2LV Mức nước rất thấp Điều khiển và giám sát

- Tại bể nước thứ cấp ta đặt cảm biến mức nước đó là Đ2 để theo dõi lượngnước cũng như đưa ra cảnh báo, chúng bao gồm 4 mức như sau:

Bảng 1.2: Ý nghĩa và nhiệm vụ của cảm biến tại bể thứ cấp

H2LV Mức nước rất cao Điều khiển và giám sátH1LV Mức nước cao Giám sát

L1LV Mức nước thấp Giám sát

L2LV Mức nước rất thấp Điều khiển và giám sát

- Trước bơm ta đặt cảm biến để đo áp suất âm trước bơm, tín hiệu đưa vềtrung tâm điều khiển nếu quá thời gian cài đặt thì dừng bơm hoặc sử dụng bơm mồi

Bảng 1.3: Ý nghĩa và nhiệm vụ của cảm biến chân không trước bơm

To running Điều khiển và giám sátCần phải sử dụng bơm

mồi hoặc dừng bơm Điều khiển và giám sát

- Sau bơm ta đặt các cảm biến áp suất dùng để đo áp suất sau bơm nhằm xácđịnh các bơm có hoạt động hay không

Bảng 1.4:Ý nghĩa và nhiệm vụ của cảm biến áp suất sau bơm

Ý nghĩa Nhiệm vụH2P Áp suất rất cao

(dừng bơm)

Điều khiển và giám sát

L1P Áp suất thấp Giám sát

L2P Áp suất rất thấp

(dừng bơm)

Điều khiển và giám sát

Sơ đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở

Hình 1.3 dưới đây là sơ đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở

Hình 1.3:Sơ đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở

Các ký hiệu trong sơ đồ P&ID được trình bày trong bảng 1.1:

Bảng 1.5:Bảng ký hiệu các phần tử trong hệ thống bơm chất lỏng cho bồn hở

Ký hiệu Ý nghĩa

Van cửaĐấu hút của bơmVan một chiều

Động cơ truyền động

BơmChức năng thiết bị và số thứ tựTrong đó:

LT: Thiết bị đo mức

LI: Thiết bị chỉ thị mức

PG: Đồng hồ áp suất

PT: Thiết bị đo áp suất

VG: Đồng hồ đo áp suất chân không

1.4 Đề xuất phương án thiết kế cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở

- Thiết kế trạm bơm cấp lỏng cho bồn hở cho thành phố Hải Phòng: bao gồm

có 5 bơm (có công suất 18,5kW) trong đó có 3 bơm chính và 2 bơm dự phòng cócùng công suất như nhau (khoảng 6500 m3/ngày) Nó gồm 5 bơm ly tâm được lai bởi

5 động cơ không đồng bộ roto lồng sóc khởi động sao - tam giác

- Hệ thống được điều khiển qua PLC S7 - 300, có hai chế độ điều khiển bằngtay và tự động

CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC THIẾT KẾ CỦA TRẠM NHIỀU BƠM CẤP

LỎNG CHO BỒN HỞ

ĐÂY CHỈ LÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO, VUI LÒNG KHÔNG COPY

MÌNH CÓ BÁN ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP TBĐ TRÊN 123DOC LUÔN TÌM SẼ RA NHÉ !!!!

21.12.2022

2.1 Lựa chọn thiết bị cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở

Lựa chọn các loại van và cảm biến

a, Lựa chọn các loại van

 Van một chiều

Van một chiều là thiết bị cho phép lưu chất đi qua vị trí tại cửa van theomột hướng nhất định và không cho hoặc ngăn chặn lưu chất đi ngược lại Đây là thiết

bị khá thông minh khi tự động vận hành theo lực tác động của dòng chảy, với vai trò

là bảo vệ các hệ thống đường ống, thiết bị bơm, các hệ thống bình chứa Ngoài ra,van 1 chiều còn giảm thiểu sự cố liên quan đến đường ống như rò rỉ giúp điều hướng

và kiểm soát lưu chất khi có sự cố xảy ra Từ đó ta lựa chọn van 1 chiều Arita PN16 Thông số kĩ thuật của van được thể hiện ở bảng 2.1 sau đây:

DI-SC-Bảng 2.6:Thông số kĩ thuật van 1 chiều Arita DI-SC-PN16Tên van Arita DI-SC-PN16

Nhiệt độ làm việc Max 80 độ C

Áp lực làm việc PN16

Hình 2.4: Van 1 chiều Arita DI-SC-PN16

Van cầu

Van cầu là loại van được sử dụng để điều tiết lưu lượng dòng chảy trong hệthống đường ống Vì có dạng là hình cầu với hai nửa của thân van nên nó được têntheo hình hạng và được ngăn bởi một bộ phận kiểm soát dòng chảy bên trong thânvan Van cầu là một trong những loại van công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong

hệ thống đường ống Ta lựa chọn van cầu hơi thép VYC Thông số kĩ thuật được thểhiện trong bảng 2.xx dưới đây:

Bảng 2.7: Thông số kĩ thuật van cầu hơi thép VYCTên van Van cầu hơi thép VYC

Vật liệu Thép không gỉ

Nhiệt độ hoạt động -40 ~ 400ºC

Áp suất tối đa PN40

Hình 2.5: Van cầu hơi thép VYC

b, Lựa chọn các loại cảm biến mức nước

Bộ cảm biến mức nước, có tên tiếng anh là Level Sensor, là một thiết bị đọcđược các tín hiệu truyền về từ cảm biến đo mức nước trong bồn chứa, silo (có thể làcảm biến đo mức radar, cảm biến đo mức siêu âm, cảm biến đo mức điện dung, cảmbiến đo mức từ tính, ) Từ đó, thông qua bộ điều khiển mức nước chúng ta có thể càiđặt các yêu cầu như: mở bơm, tắt bơm, cảnh báo nước cạn, cảnh báo nước đầy,truyền tín hiệu về trung tâm điều khiển,…

- Lựa chọn cảm biến bể sơ cấp

Do bể thứ cấp cần 3 cấp độ đo nên ta lựa chọn cảm biến mực nước ES-PR-03

có thông số kĩ thuật ở bảng 2.3 dưới đây

Bảng 2.8: Thông số kĩ thuật của cảm biến mức nước ES-PR-03 Tên cảm biến ES-PR-03

Hình 2.6: Cảm biến mức nước ES-PR-03

Sơ đồ đấu nối cảm biến được thể hiện tại hình 2.4 dưới đây:

Hình 2.7: Sơ đồ đấu nối cảm biến mực nước ES-PR-03

c, Lựa chọn cảm biến áp suất chân không

Ta lựa chọn cảm biến biến chân không SMC ZSE1 có thông số ở bảng 2.5dưới đây:

Bảng 2.9: Thông số kĩ thuật của cảm biến chân không SMC ZSE1

Tên cảm biến SMC ZSE1

Dải đo -1.01 Bar - 0 Bar

Điện áp hoạt động 12 - 24V

Đầu ra Analog 1 - 5V

Đầu ra Digital NPN

Lưu chất Khí, chất lỏng không cháy

Hình 2.8: Cảm biến chân không SMC ZSE1

- Cảm biến gồm 5 dây bao gồm:

Hình 2.9: Các chân của cảm biến chân không

Trong đó:

DC(+) : cấp nguồn cho cảm biến ( 12-24VDC)

OUT1: Đầu ra số (NPN)

OUT2: Đầu ra analog từ 1-5V

FUNC: Dây dữ liệu, thường để kết nối các cảm biến với nhau

DC(-): nối với 0VDC

d, Lựa chọn cảm biến áp suất sau bơm

Ta lựa chọn cảm biến áp suất TITEC DT1-U/04 có thông số kĩ thuật ở bảng 2 dưới đây:

Bảng 2.10: Thông số kĩ thuật của cảm biến áp suất

Tên cảm biến TITEC DT1-U/04

- Sơ đồ đấu nối được thể hiện ở hình 2.9 dưới đây:

Hình 2.11: Sơ đồ đấu nối cảm biến áp suất TITEC DT1-U/04

Lựa chọn các loại bơm, thiết bị đóng cắt và bảo vệ

a, Lựa chọn bơm

- Trong hệ thống trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở thì việc lựa chọn bơmhoạt động ổn định và hiệu quả là một việc rất quan trọng Việc lựa chọn bơm phụthuộc vào nhiều yếu tố như công suất bơm, dòng điện, điện áp, nên ta cần tính toán

và chọn lựa chính xác đáp ứng được yêu cầu của hệ thống

- Từ đó ta lựa chọn bơm ly tâm SLW150 - 160B có thông số trong bảng 2.6

Bảng 2.11: Thông số kĩ thuật bơm SLW150 - 160B

Tên Bơm li tâm SLW150 - 160B

Công suất Công suất: 18,5kW

- Lựa chọn Aptomat cho mỗi động cơ

Vì dòng điện mỗi động cơ là I = 43.92 (A) nên ta sẽ lựa chọn MCB 50A củahãng Schneider mã A9F84350 Thông số kĩ thuật được thể hiện ở bảng 2.7 dưới đây:

Bảng 2.12: Thông số kĩ thuật Aptomat Schneider A9F84350

Ta có mỗi động cơ có dòng điện I = 43.92 (A), hệ thống gồm 5 động cơ

=> I tổng = 43.92*5*1,2 = 263,52 (A) ( Trong đó 1.2 là hệ số an toàn)

Vậy ta chọn MCCB 320A của Schneider mã EZC400N3320, thông số kĩ thuậtcủa nó được thể hiện ở bảng 2.8 dưới đây:

Bảng 2.13: Thông số kĩ thuật MCCB Schneider EZC400N3320

Tên MCCB Schneider EZC400N3320

 Lựa chọn Rơle thứ tự pha

Ta chọn rơle thứ tự pha PMR-440N7 có thông só ở bảng 2.9:

Bảng 2.14: Thông số kĩ thuật rơle PMR-440N7

Ngưỡng bảo vệ 340-480VAC

Thời gian tác động: - Mất pha: 1s

- Ngược pha: 0.5s

- Mất cân bằng pha: 5s

Hình 2.15: Role bảo vệ mất pha PMR-440N7

Bảng 2.15: Thông số kĩ thuật Contactor Schneider LC1D32M7 32A

Tên Contactor Schneider LC1D32M7 32A

Điện áp điều khiển 220VAC

Hình 2.16: Contactor Schneider LC1D32M7 32A

 Lựa chọn Rơle nhiệt

Ta lựa chọn Rơle nhiệt LS MT-32 (22-32A) có thông số kĩ thuật ở bảng 2.11dưới đây:

Bảng 2.16: Thông số kĩ thuật Rơle nhiệt LS MT-32 (22-32A)

Tên Rơle nhiệt LS MT-32 (22-32A)

Dòng điện định mức 32A

Dải điều chính 22-32A

Hình 2.17: Rơle nhiệt LS MT-32 (22-32A)

2.2 Thiết kế tủ điện

Hình 2.18: Tủ điện tổng

Hình 2.19: Tủ điều khiển 5 động cơ

Hình 2.20: Tủ điện giám sát áp suất

Hình 2.21: Tủ giám sát mức nướcThông số kĩ thuật của tủ điện được thể hiện ở bảng 2.13 dưới đây:

Bảng 2.17: Thông số kĩ thuật của tủ điệnTHÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA TỦ ĐIỆNVật liệu Sơn tĩnh điệnCấp bảo vệ IP54

Số lớp cửa RAL 7035Kích thước 90x30x150 (cm)Kiểu tủ Tủ đứngNhiệt độ tối đa 50 độ C

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM

NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 3.1 Thiết kế mạch động lực và điều khiển cho toàn bộ hệ thống

Giới thiệu các phần tử và chức năng các phần tử của mạch động lực hệ thốnga) Cầu dao tự động (MCB)

- Hệ thống sử dụng 10 MCB bao gồm: MCCB, 1MCB, 2MCB, 3MCB,4MCB, 5MCB, 6MCB, 7MCB, 8MCB và 9MCB

- Chức năng:

+ MCCB: Đóng/cắt nguồn điện cho toàn bộ hệ thông

+1MCB: Đóng/cắt nguồn 380V xuống máy biến áp 380/220V

+ 2MCB: Đóng/cắt nguồn 220V xoay chiều

+ 3MCB: Đóng/cắt nguồn 24VDC điều khiển cho các role trung gian, cảm biến + 4MCB: Đóng/cắt nguồn 24VDC điều khiển cho PLC

- Trong hệ thống sử dụng 2 máy biến áp là 1TR và 2TR

+ 1TR: Có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều 380V xuống 110V để đo giátrị điện áp nguồn hiển thị trên vôn kế V0

+ 2TR: Có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều 380V xuống 220V để tạo ranguồn điều khiển 220V

d) Mạch chỉnh lưu

- Trong hệ thống sử dụng 2 mạch chỉnh lưu để biến đổi điện áp xoay chiều220VAC thành điện áp một chiều 24VDC, cấp nguồn cho các cảm biến, rơle trunggian và PLC

e) Cầu chì

- Trong bản vẽ cầu chì được lắp nối tiếp phía trước các pha của máy biến áp,máy biến dòng và đèn báo, nó có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống.

f) Động cơ lai bơm

- Trong hệ thống sử dụng 5 động cơ không đồng bộ roto lồng sóc M1, M2,M3, M4, M5 Chúng có cùng công suất là 18,5kW và được cấp điện áp 3 pha 380V

g) Biến dòng

- Hệ thống sử dung để biến đổi dòng điện sơ cấp 100A về dòng thứ cấp 5Ahiển thị trên giá trị ampe kế A0

Sơ đồ mạch động lực cấp điện cho trạm bơm

3.1.1 Mạch cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống

Bản vẽ 01: Mạch cấp nguồn chính

Hình 3.22: Bản vẽ 01 - Mạch cấp nguồn chính

Nguồn điện 3 pha 380V 50Hz được lấy từ phía hạ áp của máy biến áp sẽ đượcđưa tới trụ đấu dây JB1 Aptomat tổng MCCB có chức năng đóng/cắt nguồn điện chotoàn bộ hệ thống Điện áp 3 pha sau khi qua trụ đấu dây sẽ đi qua rơ le bảo vệ mấtpha, sau khi có đủ điện 3 pha, rơ le pha sẽ đóng các tiếp điểm, cấp điện cho cuộn hútcontactor MC, đóng tiếp điểm chính của các thiết bị phía sau lại để cấp nguồn chocác thiết bị của mạch động lực và điều khiển Máy biến áp 1TR có chức năng biếnđổi điện áp xoay chiều 380V xuống 110V để đo giá trị điện áp nguồn hiển thị trênvôn kế V0 Dòng điện trong mạch cấp nguồn chính được đo thông qua biến dòngICT2x2 và được kiểm tra từng dây bằng Ampe kế

Bản vẽ 02: Mạch chuyển nguồn

Hình 3.23: Bản vẽ 02 - Mạch chuyển nguồn

Nguồn điện 3 pha 380V từ bản vẽ 01-6A, ta lấy 2 pha R, T được đóng cắt bởi1MCB đi qua máy biến áp 2TR có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều 380Vxuống 220V Dòng điện sau máy biến áp 220V được đóng/cắt bởi 2MCB và đượcchia làm 3 nhánh, nhánh thứ nhất dùng để làm nguồn điều khiển xoay chiều 220V.Nhánh thứ hai và ba sẽ đi qua mạch chỉnh lưu biến áp 220VAC thành 24VDC đượcđóng cắt lần lượt bởi 3MCB, 4MCB dùng để cấp nguồn cho các mạch điều khiển,cảm biến, rơle trung gian và PLC

3.1.2 Mạch động lực

Bản vẽ 03,04: Mạch động lực cấp nguồn cho động cơ M1, M2, M3, M4, M5

Hình 3.24: Bản vẽ 3 - Mạch động lực điều khiển động cơ M1, M2, M3