Bài giảng hệ thống tự động tàu thủy

Khi máy chính đã có nhiệt lượng khí xả thì đưa nồi hơi kinh tế đi vào hoạt động cũng thực hiện mục đích trên - Đối với các máy phụ: Cung cấp hơi nóng để chạy máy phụ như tua bin hơi đối

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BỘ MÔN: ĐIỆN TÀU THỦY

BÀI GIẢNG

HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÀU THUỶ II

YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG CHI TIẾT

Tên học phần : HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÀU THUỶ II

Bộ môn phụ trách giảng dạy: Điện tàu thủy Khoa phụ trách: Khoa Điện - ĐTVT

Cung cấp cho sinh viên các kiến thức về hệ thống tự động điện trong điều khiển các đối

tượng khác nhau trên tàu thuỷ Nắm được các thuật toán điều khiển từ đó phân tích nguyên lý cũng

như khai thác các hệ thống tự động hiện đang được trang bị phổ biến trên tàu thuỷ

Nội dung chủ yếu:

HTTĐ II Nghiên cứu các hệ thống

Chương 6 Hệ thống điều khiển chân vịt biến bước

Chương 7 Hệ thống tự động điều khiển nồi hơi tàu thủy

Chương 8 Hệ thống điều khiển tự động máy lạnh và điều hòa không khí tàu thủy

Chương 9 Hệ thống tự động kiểm tra giám sát và bảo vệ trên tàu thủy

Chương 10: CÁc hệ thống thông tin liên lạc tàu thủy

Nội dung chi tiết:

Tên chương mục

Phân phối số tiết

TS LT BT TH KT

6.4 Sơ đồ điều khiển CPP chính hãng ULSTEIN (tàu Vũng

tàu 01, An Bang, An Phong): Giới thiệu phần tử, các chức

năng, hoạt động hệ thống

6.5 Sơ đồ điều khiển CPP mạn, mũi hãng ULSTEIN (

MAR-EL- tàu Hải Sơn, Vũng tàu 01): Giới thiệu phần tử,

các chức năng, hoạt động hệ thống

1

6.6 Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng

2

7.2 Các thuật toán điều khiển cơ bản và phương pháp thực

- Thuật toán tự động duy trì mức nước trong nồi hơi

- Thuật toán điều khiển quá trình đốt tự động

7.3 Giới thiệu sơ đồ điều khiển nồi hơi hãng Muira, Z-Boiler

7.4 Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng

Chương 8: Hệ thống điều khiển tự động máy lạnh và

8.2 Thuật toán các quá trình tự động hóa trong hệ thống

8.3 Hệ thống điều hoà không khí toàn tàu: Khái niệm, các sơ

8.4 Giới thiệu sơ đồ hệ thống lạnh và điều hoà không khí

8.5 Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng

Chương 9 Hệ thống tự động kiểm tra giám sát và bảo vệ

9.4 Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng

10.5 Hệ thống đèn hành trình và tín hiệu hàng hải trên tàu

10.6 Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng

Giáo trình và tài liệu tham khảo

1 Nguyên lý tự động điều chỉnh – Phạm Hồng Sơn - ĐHHH 1989

2 Hệ thống tự động tàu thủy – Ts Đồng Văn Hướng – NXB GTVT 2013

3 Điện tàu thủy – Ts Nguyễn Hữu Khương – ĐH GTVT TPHCM

4 Kỹ thuật điện tàu thủy – Ts Trần Hoài An – NXB ĐHQG TPHCM

- Thi vấn đáp chuẩn bị bài 45 phút

- Thang điểm: 10

- Điểm đánh giá học phần: 30% (QT) + 70% (KT)

Ngày phê duyệt: T12/2013

Trưởng bộ môn: Th.S Đào Học Hải

Ký duyệt:

4

CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÂN VỊT BIẾN BƯỚC

6.1 Khái niệm - vai trò, chức năng nhiệm vụ cơ bản

Chân vịt biến bước là hệ thống chân vịt mà độ nghiêng (góc nghiêng) của cánh chân vịt so với trục có thể thay đổi được, hay còn gọi là bước chân vịt có thể thay đổi được ( Changeable Pitch Propeller- CPP)

Ngày nay chân vịt biến bước được sử dụng rộng rãi trên tàu thuỷ, vì thay đổi bước chân vịt ta

có thể tận dụng hết công suất của động cơ diesel ở mọi chế độ, từ chế độ điều động đến chế độ hành trình hết tốc độ Mặt khác sử dụng chân vịt biến bước cho phép sử dụng động cơ diesel không đảo chiều quay, nên hệ thống ít phức tạp hơn, đồng thời cho phép sử dụng máy phát đồng trục khi sử dụng chế độ tốc độ quay máy = const Để khai thác hiệu quả, tiết kiệm nhiên liệu máy thì còn dùng chế độ Var RPM, khi bước chân vịt mở càng rộng thì tốc độ máy càng cao, kết hợp điều khiển bước và tốc độ máy trên cùng một tay điều khiển

Trên các tàu dịch vụ, công trình đòi hỏi khả năng quay trở lớn thì hệ thống được dùng rất phổ biến

6.2 Phân loại, ưu nhược điểm

a Dựa theo nguyên tắc truyền động tạo lực đẩy quay cánh chân vịt người ta chia hệ thống thành các loại sau:

+ Loại truyền động điện thuỷ lực: Năng lượng sử dụng là dầu thủy lực có áp suất cao, quay nhờ trục chân vịt hoặc động cơ độc lập Truyền động thay đổi bước thường dùng piston và xilanh Nếu dùng truyền động thủy lực bằng cách tự lai thì khi trục chân vịt không quay thì ta không thể thay đổi bước chân vịt được, do vậy mà hệ thống thường có bơm điện thủy lực dự phòng Loại truyền động này có thể chia ra 3 loại:

Động cơ servo trong moayơ trục

Động cơ servo ở trục chân vịt

Động cơ servo ngoài trục chân vịt

Cơ cấu thay đổi bước chân vịt có thể được bố trí ở trong mayơ chân vịt, ở trong trục chân vịt, hoặc ở ngoài trục chân vịt

+ Loại truyền động điện cơ: Cơ cấu truyền động này có thể lắp ở bên trong trục chân vịt

+ Loại truyền động cơ khí từ trục chân vịt: Truyền động thuỷ lực sử dụng năng lượng chất lỏng

có áp lực lớn nhờ bơm do trục chân vịt hay động cơ diesel lai Truyền động thuỷ lực thay đổi bước chân vịt chủ yếu dùng xi lanh và piston Nếu truyền động thuỷ lực bằng cách chiết công suất từ trục chân vịt thì khi chân vịt không quay ta không thể quay cánh chân vịt được Vậy ta cần có bơm điện thuỷ lực dự phòng

Truyền động điện cơ gồm có động cơ điện và hộp số Động cơ điện có thể lắp ở bên trong hay

ở ngoài trục chân vịt Hệ thống này phức tạp khi chế tạo,chỉnh định, độ tin cậy khai thác kém Bởi

6

vậy chủ yếu dùng truyền động điện thuỷ lực Truyền động thuỷ lực có cấu tạo đơn giản, có tính mềm trong điều khiển Nhưng có những nhược điểm sau: hầu hết truyền động thuỷ lực không tự hãm, luôn luôn phải có thường trực một lượng dầu với áp lực lớn Như vậy trong cấu tạo đòi hỏi phải có chốt giữ bước chân vịt khi áp lực dầu giảm Tốc độ quay cánh chân vịt giảm khi dòng dầu

rò lớn

Truyền động cơ khí quay cánh chân vịt bằng chiết công suất từ trục chân vịt gồm có hộp số quay cùng trục chân vịt vàđược khớp với bánh răng có cơ cấu điều chỉnh bước nhờ khớp nối Tuyền động này phức tạp, kích thước cồng kềnh và không thể quay cánh chân vịt khi trục chân vịt không quay

b Dựa theo chức năng chân vịt

- Chân vịt chính: Lai bằng động cơ chính, làm việc dài hạn khi tàu hành trình

- Chân vịt điều động: “Tunel Thruster” Chân vịt mạn (Stern Thruster), chân vịt mũi (Bow Thruster) thường được lai bởi các động cơ điện, hoặc diesel riêng Các chân vịt này chỉ dùng trong các chế độ điều động, làm việc ngắn hạn

c Dựa theo nguyên tắc làm việc của bánh lái

- Chân vịt đạo lưu: Đạo lưu tạo hướng đẩy của chân vịt quay được 360o (Azimuth Thruster)

- Chân vịt không đạo lưu: hướng vành đạo lưu cố định, điều khiển hướng đẩy dùng bánh lái

6.3 Các thuật toán điều khiển cơ bản

a/ Cấu tạo

Hệ thống gồm các thiết bị sau:

- Chân vịt: Là loại bước có thể thay đổi được (CPP)

- Trục chân vịt và hệ thống truyền động, thường là dùng hệ piston và xilanh

- Hộp số và ly hợp: Dùng để đóng ngắt ly hợp, giảm tốc độ cho trục chân vịt Đồng thời lai máy phát đồng trục, hoặc bơm cứu hỏa

- Động cơ truyền động

- Hệ thống điều khiển, có ba dạng:

i Điều khiển cơ khí:

Cơ cấu điều khiển khá đơn giản, khoảng cách điều khiển ngắn thường nhỏ hơn 15m Độ chính xác không cao, tin cậy thấp, ngày nay ít sử dụng

ii Điều khiển khí:

Hệ thống điều khiển dùng các phần tử khí như xi lanh, piston, tay điều khiển là các van gió, gió điều khiển được trích từ hệ thống khí toàn tàu Hệ thống có ưu điểm đơn giản, hoạt động tin cậy, tuy nhiên các chức năng bảo vệ quá tải, giảm bước và tự động không cao

iii Điện – thủy lực:

Thực hiện bởi các phần tử thuỷ lực, điều khiển dùng hệ thống điện- điện tử do vậy có ưu điểm tin cậy, chức năng và thuật toán điều khiển phức tạp hơn Thuận tiện trên các tàu hiện đại, dễ dàng thực hiện tự động hóa toàn tàu

b/ Các chức năng điều khiển cơ bản

1 Đóng mở ly hợp:

Điều khiển đóng mở ly hợp, thực hiện qua mạch thủy lực hoặc khí, thực hiện đóng mở qua các van điện từ, phải chú ý đến tốc độ quay của máy khi vào ra ly hợp

2 Điều khiển bước:

Hệ thống điều khiển thay đổi bước chân vịt được xây dựng theo nguyên lý hệ thống lặp Tín hiệu vào của hệ thống là góc của tay điều khiển bước chân vịt so với vị trí 0 Tín hiệu này được so sánh với tín hiệu tỷ lệ với bước chân vịt thực do phần tử phản hồi đo được Kết quả nhận được, tạo tín hiệu đưa tới bộ khuếch đại,biến đổi trung gian, phần tử thực hiện để thay đổi bước chân vịt Khi bước chân vịt đạt đúng bằng giá trị cho trước thì hệ thống ngừng hoạt động

3 Điều chỉnh tốc độ động cơ:

i.Tốc độ không đổi n=const Chế độ này làm việc khi sử dụng các máy phát đồng trục, nhằm

đảm bảo tần số và điện áp phát ra của máy phát cung cấp cho các phụ tải như các chân vịt điều động (mạn, mũi) hoặc các tải lớn như bơm bùn, ximăng,…

ii Tốc độ thay đổi theo bước chân vịt

Hệ thống Diesel lai chân vịt biến bước có tính chất đặc thù, ứng với mỗi tốc độ con tàu [trừ tốc độ cực đại] sẽ có những sự phối hợp khác nhau giữa tốc độ quay và bước chân vịt Có những trường hợp gây quá tải diesel quá tải về mômen hay là tăng tiêu hao nhiên liệu Trong quá trình khai thác hệ thống chân vịt biến bước chỉ số hết sức quan trọng là lượng tiêu hao nhiên liệu ít nhất với tốc độ cho trước của con tàu và điều kiện bảo vệ diesel không bị quá tải Nếu ta biết được sự phụ thuộc giữa mômen cản với tốc độ quay của trục động cơ ta sẽ sử dụng hệ thống điều khiển kết hợp diesel và chân vịt biến bước Hệ thống đó cho phép diesel vận hành ở chế độ gần tối ưu, và bảo vệ khỏi quá tải Đo trực tiếp mômen xoắn trên trục động cơ rất khó, nên ta có thể xác định nó

8

thông qua công suất và tốc độ quay của động cơ, gía trị công suất tỷ lệ với vị trí thanh răng nhiên liệu có tính đến hiệu suất của động cơ

4 Báo động và bảo vệ:

- Báo động khi có các thông số vượt quá giới hạn cho phép như áp lực, nhiệt độ dầu bôi trơn, làm mát,….cho diesel máy chính

- Tự động giảm bước khi bị quá tải

6.4 Hệ thống điều khiển chân vịt biến bước chính của hãng ULSTEIN

- Servo motor và các van điện từ

- E82: Van điện từ điều khiển đóng mở ly hợp

- L: cụm van điều khiển L8: Điều khiển ở chế độ lặp (bình thường) là loại van tuyến tính (động cơ moment), L5; Điều khiển ở chế độ sự cố L16: Các van tay

- L14: Cụm phin lọc, cảm biến báo phin lọc tắc ( chênh lệch áp lực) và van một chiều

- D44: Van trượt phân phối – điều chỉnh bước

2 Thuyết minh nguyên lý hoạt động

Hệ thống thủy lực có hai mạch:

Áp lực dầu bôi trơn ly hợp và hộp số: Được tạo ra bời bơm thủy lực do động cơ chính quay, khi động cơ hoạt động thì thì có áp lực ngay Khi áp lực dầu giảm thấp, PC1 đóng, làm động cơ lai bơm dự phòng hoạt động, cấp dầu áp lực cho mạch thủy lực chính

a Sơ đồ mạch điều khiển thủy lực Bản vẽ P51163 – ULSTEIN PROPELLER NORWAY

1 Đóng mở ly hợp:

- Đóng ly hợp: Dầu có áp lực cao qua van ba ngả, phin lọc H14, qua van giảm áp H3, đến cử a

P của van E82 Cửa T van E82 được nối với két dầu hồi

Khi cuộn dây của van A có điện, P thông A, B thông với T, dầu vào buồng ép ly hợp E63, E18 đẩy ly hợp vào trạng thái đóng, dầu hồi qua cửa B, T về két

- Mở ly hợp: Van B có điện, dầu thông từ P qua B, A thông với T, dầu thủy lực từ buồng ép ly hợp E18, E63 hồi về két, ly hợp mở

2 Mạch điều khiển bước:

Dầu thủy lực có áp lực cao đi qua van giảm áp H3, qua cụm phin lọc và van một chiều L14, đưa đến đợi sẵn tại cửa P của van điều khiển lặp L8 và van L5-điều khiển sự cố Đường dầu hồi T được nối về két dầu hồi

a Làm việc bình thường:

- Hệ thống thường dùng mạch lặp dùng chiết áp: Tay điều khiển thường được gắn với một chiết áp, trục của xilanh thủy lực tác động đến động cơ servo lai chiết áp phản hồi

Khi tay điều khiển tại vị trí xác lập, bước trùng với vị trí tay điều khiển thì tín hiệu độ lệch tạo

ra bởi cặp chiết áp bằng 0, qua mạch khuyếch đại làm hai cuộn van L8 có dòng điện bằng nhau chạy qua, dầu đi từ P-T về két, xilanh thủy lực dịch tay điều khiển van 44 đứng yên tại một vị trí, đường dầu áp lực qua van D44 qua đường dầu hồi, qua sinh hàn G27 về két

- Khi đưa tay điều khiển đi sang một vị trí khác, có tín hiệu độ lệch, hai cuộn van L8 có dòng điện khác nhau, dầu áp lực qua cuộn van, đi vào xilanh thủy lực làm piston dịch, đồng thời làm quay chiết áp, khi vị trí hai chiết áp trùng nhau, piston dừng ( Mạch lặp điện) Đồng thời khi piston dịch chuyển, tác động lên cụm van trượt D44, đường dầu thủy lực làm quay động cơ servo, làm bước chân vịt thay đổi Khi bước thay đổi làm cho cần con trượt nối với thanh điều khiển van trượt dịch chuyển, làm cho tâm van trượt dịch chuyển, trở lại vị trí ban đầu, đóng đường dầu vào servo motor, bước chân vịt dừng tại một ví trí mới ( Lặp thủy lực)

10

b Làm việc sự cố: Hệ thống điều khiển thông qua van điện từ L5 Khi ấn nút điều khiển một trong hai cuộn van của L5 có điện, đường dầu tác động đến xilanh thủy lực, làm thanh nối van trượt D44 dịch chuyển, bước chân vịt thay đổi Theo dõi bước chân vịt trên đồng hồ chỉ báo,khi muốn dừng thì ngắt điện không cấp cho cuộn van, bước chân vịt sẽ dừng

b Bộ điều khiển điện – điện tử

- Bản vẽ P51010, P51011: Bản vẽ giới thiệu sơ đồ nối dây của các Card vỉ điện tử cho máy

chính phải và trái, Trong đó:

Card No1, 2,3 : WIMH 2U2, 2A2, 2B2: Card chỉnh định

Card No4: WIMH 1: Card khuếch đại

Card No6: WIMH 4: Card chuyển vị trí điều khiển buồng lái, buồng điều khiển

Card No7: WIMH 51: Card chuyển vị trí điều khiển ở buồng lái giữa bàn trước ( Master) và bàn sau ( Slave)

Card No8: WIMH 6A: Card tốc độ

Card No9: WIMH 72: Card quá tải

Card No10: WIMH 82: Card giao tiếp cho bảo vệ quá tải

Rơle d2:

Rơle d3: Rơle bước chân vịt bằng 0

Rơle d4: Rơle chuyển vị trí buồng lái – buồng điều khiển

Rơle d5: Rơle vào ly hợp

Rơle d6: Rơle ra ly hợp

D1,D2: Đèn Led báo nguồn điều khiển +/-

- Bản vẽ P 51009: Sơ đồ nối dây cho hệ máy phải L1S ( máy trái tương tự L1P)

dp1, dp2: Rơle báo nguồn 220VAC, No1 và No2

dp4: Rơle báo nguồn 24VDC

dp3: Rơle cho nguồn dự trữ sẵn sàng

ds: Rơle báo động hỏng chiết áp feedback

- Bản vẽ P51020: Bản vẽ panel điều khiển trên buồng lái, bàn phía trước

Gồm các đèn báo, nút nhấn, đồng hồ chỉ báo bước, chiết áp tay điều khiển, còi con ve báo động, chiết áp chỉnh độ sáng tối của các đèn

h: Đèn chiếu sáng phía dưới bảng điều khiển

h1: Báo điều khiển sự cố

H,b2;h-b3: Điều khiển sự cố tiến, lùi

H4: Điều khiển tại buồng máy

H5: báo chuyển trạm điều khiển

H6: Điều khiển tại buồng lái

H7: Trạm đang điều khiển ( In command)

B1: Nút ấn chọn chế độ điều khiển emergency

B4: Công tắc chọn trạm điều khiển

R1,r2: Chiết áp chỉnh sáng tối

I1: Đồng hồ chỉ báo bước

Z1,z2: Chuông báo lỗi

R1AB: Chiết áp gắn với tay điều khiển

- Bản vẽ P51017: Bản vẽ panel điều khiển trên buồng lái, bàn phía sau

Tương tự như bàn điều khiển phía trước

- Bản vẽ P51021: Bản vẽ panel điều khiển tại buồng điều khiển

- Bản vẽ P51016: Bản vẽ mạch điều khiển servo

Các chiết áp gắn với tay điều khiển: R1A, R2A điều khiển trên buồng lái, bàn trước và sau, R3 điều khiển tại buồng điều khiển máy Qua card C7- chọn vị trí điều khiển tại bàn trước, sau trên buồng lái, card c6- chọn vị trí điều khiển buồng lái – buồng máy, đưa đến vỉ c10 – vỉ giao tiếp bảo vệ quá tải Tín hiệu điều khiển đưa đến vỉ khuyếch đại C4, so sánh với tín hiệu phản hồi, khuyềch đại và đưa ra điều khiển van điền từ Van điện từ tác động làm bước dịch chuyển, quay vị trí biến trở phản hồi, khi hai vị trí trùng nhau thì bước chân vịt dừng lại

Khi chiết áp phản hồi dịch chuyển, có dòng điện chênh lệch chạy qua đồng hồ i1, i2, i3 Chỉ báo bước theo hai chiều tiến, lùi

c Báo động và bảo vệ

12

6.5 Hệ thống điều khiển chân vịt điều động biến bước của hãng ULSTEIN

1 Giới thiệu phần tử

- Bản vẽ thủy lực số:

- Bản vẽ bố trí panel điều khiển chính – PE 20144

- Bản vẽ panel điều khiển chính – trạm điều khiển trước PE 51210 –A và PE 51211-A

P3 Order potmeter: Chiết áp gắn với tay điều khiển

T1 Pitch Ind: Đồng hồ chỉ báo bước chân vịt

D1-d9: Rơle trung gian

B1-b7: Các nút nhấn điều khiển

H1-h10: Các đèn báo hiệu

- Bản vẽ nối dây hệ thống PE 51212-A:

Sơ đồ nối dây từ bảng điều khiển chính trên buồng lái, bảng khởi động servo motor và khởi động động cơ chính

Các cảm biến, hộp nôi dây trung gian, trụ nối dây của hệ thống

Van điện từ 1A-2A, 1B-2B kiểu On-Off

Chiết áp phản hối có 3 tầng, 1 tầng cho chỉ báo, 1 tầng cho phản hồi, 1 tầng báo lỗi chiết áp hỏng

- Bản vẽ nguyên lý hệ thống điều khiển servo bước chân vịt PE 50489 và PE 50818

Chiết áp gắn với tay điều khiển P003, được nối với nguồn +/- 15VDC qua vhiết áp P001 và P002 chỉnh giới hạn max, min theo hai chiều điều khiển

Card 10: TMC 30012: card nối dâytừ panel chính

Card 17 TDT 30014: Card phân phối gồm rơle trung gian và hai rơle điều khiển cấp điện cho van điện từ điều khiển dịch bước chân vịt

Card 3 PTP 40010: card điều khiển bước

Card 4 MEA 403: Tạo xung điều khiển

Card 15 TMC 30012: Card nối dây cho các thiết bị bên ngoài

Chiết áp phản hồi P501 (11-12-13: 1 trong 3 tầng của chiết áp phản hồi) gắn với cần của piston servo dịch bước

- Bản vẽ hệ chỉ báo bước chân vịt PE 50850

Tầng 2 của chiết áp phản hồi P501 cấp nguồn 24 VDC, con chạy nối qua đồng hồ chỉ báo bước I001, qua vỉ card 3, chiết áp P11, P12 chỉnh chỉ báo max của hai phía trái, phải Chiết áp P10 chỉnh chỉ báo khi bước ở 0

- Bản vẽ mạch báo động các thông số chân vịt PE 50829-A

Rơle RE1: Báo hệ thống lỗi( chiết áp phản hồi hỏng)

RE8: Báo nguồn điều khiển sự cố 24 VDC lỗi

RE9: Báo nguồn chính 24 VDC lỗi

RE10: Báo nguồn +/- 15 VDC lỗi

RE11: Báo nguồn 5 VDC lỗi

Các tiếp điểm rơle RE8, RE1, RE9- RE10-RE11 được đưa đến bảng báo động phụ bên ngoài

- Bản vẽ mạch điều khiển ở chế độ sự cố PE 50851

Khi mạch điều khiển bị sự cố không hoạt động được, ta có thể điều khiển ở chế độ sự cố Việc điều khiển thông qua nút ấn PORT, STBD

RE4, RE5: rơle điều khiển bước chân vịt trái, phải

B004,b003: Nút ấn điều khiển khi sự cố

2 Thuyết minh nguyên lý hoạt động

a Sơ đồ mạch thủy lực

b Sơ đồ mạch điều khiển

- Điều khiển chế độ lặp bước

Cấp nguồn hệ thống, PE 51210, nhấn nút b1

Dịch tay điều khiển sang trái hoặc phải, chiết áp gắn với tay điều khiển P002 được cấp nguồn đối xứng +/- 15VDC, điểm 0 chiết áp nối với nguồn 0 VDC, tín hiệu ra giữa con chạy( tay điều khiển) và điểm 0 đưa qua card 10, 17, card số 3 PTP 40010 là card điều khiển bước gồm chuyển trạm điều khiển, hệ số khuyếch đại, giới hạn điều khiển bước sau đó qua card số 4- MEA

403, tạo trễ, so sánh với tín hiệu phản hồi từ chiết áp P501, tín hiệu độ lệch được khuyếch đại , qua

bộ điều chế độ rộng xung, qua mạch logic và khuyếch đại thục hiện tác động đến van điện từ Van điện từ tác động điều khiển làm piston servo điều khiển làm thay đổi bước chân vịt , khi piston dịch, con chạy chiết áp phản hồi thay đổi, tín hiệu độ lệch giảm xuống, khi vị trí tay điều khiển và bước chân vịt trùng nhau thì van điện từ mất điện, bước dừng cố định tại một vị trí Đồng thời con chạy tầng 2 chiết áp phản hồi thay đổi, đồng hồ chỉ báo bước hoạt động chỉ báo bước chân vịt

14

c Báo động và bảo vệ

6.6 Bài tập: Phân tích một hệ thống điển hình dùng trên tàu thủy

CHƯƠNG 7 HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI TÀU THUỶ

7.1 Khái niệm – vai trò, chức năng

7.1.1 Đặc điểm, nhiệm vụ:

Trên tàu thuỷ thường trang bị các loại nồi hơi sau:

- Nồi hơi chính: Sử dụng trên các tàu máy hơi nước- phục vụ máy chính

- Nồi hơi phụ: Tàu chạy máy Diesel, phục vụ máy chính và các chức năng khác

- Nồi hơi khí thải (nồi hơi kinh tế): Là loại nồi hơi tận dụng nhiệt lượng khí thải của Diesel chính để hâm nóng nước phục vụ chủ yếu cho máy chính, ngoài ra dùng hơi để sử dụng cho các hệ thống phụ khác Nó sử dụng khi tàu chạy biển

Nồi hơi phụ và nồi hơi kinh kế thường kết hợp với nhau dùng để:

- Cung cấp hơi nước có áp suất từ (4÷8)kg/cm2 cho các hệ thống sấy: sấy máy, sấy dầu chạy máy chính, nước sinh hoạt, sưởi ấm cho các phòng ở…

- Đối với máy chính : Trước khi chạy khi chưa có đủ nhiệt lượng khí xả thì dùng nồi hơi phụ

để nhanh chóng cung cấp hơi và nước nóng cho hệ thống sấy và vận chuyển dầu đốt Khi máy chính đã có nhiệt lượng khí xả thì đưa nồi hơi kinh tế đi vào hoạt động cũng thực hiện mục đích trên

- Đối với các máy phụ: Cung cấp hơi nóng để chạy máy phụ như tua bin hơi (đối với tàu dầu thường dùng máy phụ trên boong chạy bơm kiểu hơi nước để đề phòng cháy nổ)

- Dùng trong hệ thống sinh hoạt như tắm giặt, sưởi ấm…

Đối với các tàu lớn hiện nay thường sử dụng kết hợp giữa nồi hơi phụ và nồi hơi kinh tế vì

nó rất thuận tiện Nó có thể hoạt động ở mọi chế độ của tàu: Khi tàu đỗ và chuẩn bị điều động thì dùng nồi hơi phụ, khi tàu hành trình thì chuyển sang nồi hơi khí thải (nồi hơi kinh tế)

Tuy nhiên khi sử dụng hơi nước, kể cả hơi quá nhiệt vẫn còn nhiều nhược điểm + Tổn thất cao, hiệu suất sử dụng thấp

+ Khoảng cách vận chuyển ngắn, tốn kém bọc cách nhiệt

+ Đường ống và máy móc dễ hư hỏng do vận chuyển hơi nước

7.1.2 Phân loại:

1 Phân theo áp suất hơi:

+ Nồi hơi thấp áp: Áp suất đến 20 kg/cm2

+ Nồi hơi trung áp: Áp suất từ 20 đến 45kg/cm2

+ Nồi hơi cao áp: Áp suất đến 80kg/cm2

2 Phân theo sự chuyển động của khói lò và của nước so với bề mặt đốt nóng:

+ Nồi hơi ống lửa

+ Nồi hơi ống nước

16

+ Nối hơi liên hợp

3 Phân theo nguồn nguyên liệu:

+ Nồi hơi đốt dầu( than)

+ Nồi hơi khí xả

+ Nồi hơi liên hợp đốt dầu – khí xả

4 Phân theo cách bố trí ống tạo thành bề mặt đốt nóng:

+ Nồi hơi nằm

+ Nồi hơi đứng

5 Phân theo cách liên kết của ống hơi với bầu nồi:

+ Nồi hơi chia nhiều phần

+ Nồi hơi 2 bầu

+ Nồi hơi 3 bầu

6 Phân theo dòng khói lò:

+ Nồi hơi 1 và 3 hành trình

+ Nồi hơi 1 và 3 dòng chảy

7 Phân theo sự tuần hoàn của nước nồi:

+ Nồi hơi tuần hoàn tự nhiên

+ Nồi hơi cưỡng bức ( nhiều lần)

8 Phân theo vòng tuần hoàn:

+ Nồi hơi 1 vòng

+ Nồi hơi 2 vòng tuần hoàn

9 Phân theo phương pháp cung cấp không khí:

+ Nồi hơi với thông gió tự nhiên

+ Nồi hơi dùng quạt hút

+ Nồi hơi dùng quạt gió, tăng áp

10 Phân theo sự điều khiển nồi hơi:

+ Nồi hơi với sự điều khiển bằng tay

+ Nồi hơi với sự điều khiển tự động 1 phần hoặc hoàn toàn

11 Phân theo công dụng:

+ Nồi hơi chính

+ Nồi hơi phụ

7.1.3 Yêu cầu đối với nồi hơi tàu thuỷ

1 Sử dụng an toàn là yêu cầu quan trọng nhất vì rằng không những khi nồi hơi hỏng làm cho tàu không chạy được bằng dầu nặng, thậm chí gây ra tai nạn cho tàu, do đó nồi hơi tàu thuỷ thường dùng các kiểu nồi hơi cấu tạo bền, chắc, đã qua thử thách lâu dài

2 Gọn, nhẹ, dễ bố trí lên tàu nhằm tăng trọng tải, mở rộng tầm xa hoạt động của tầu Do đó nồi hơi dùng loại có dung tích lò lớn, năng suất bốc hơi lớn, lưu tốc khí lò nhanh, số bầu nồi ít, đường kính bầu nồi và ống bé để đảm bảo độ dầy và trọng lượng

3 Cấu tạo đơn giản, bố trí nơi không gian thoáng mát, tiện việc coi sóc, sửa chữa, ít mục rỉ, sử dụng đơn giản vì người sử dụng trên tàu thường thay đổi luôn

4 Tính kinh tế cao, đảm bảo hiệu suất ở toàn tải

5 Tính cơ động cao, thời gian nhóm lò lấy hơi nhanh, có thể nhanh chóng thay đổi tải để thích ứng với chế độ làm việc của động cơ Khi điều chỉnh vị trí tầu, áp suất và nhiệt độ hơi nước vẫn ổn định, mặc dù khi ấy nhiệt độ nước cấp nồi thường biến đổi Khi cần thiết có khả năng quá tải từ 25 đến 45% Khi tầu nghiêng, lắc ngang 300, nghiêng, lắc dọc 120 bảo đảm các mặt hấp nhiệt không bị nhô lên khỏi mặt nước

7.1.4 Kết cấu của hệ thống nồi hơi

Hệ thống nồi hơi tàu thuỷ gồm có:

- Nồi hơi (một hoặc nhiều cái), nó gồm buồng đốt, các cụm ống nước sôi, các vách ống (hoặc các ống lửa), bộ sấy hơi, bộ sưởi không khí …

- Buồng đốt là không gian để cho chất đốt biến thành khí cháy (khí lò) có nhiệt độ từ 9000C -

13500C

- Các ống nước sôi và các vách ống dùng để biến nước thành hơi bão hoà Các ống của bộ sấy hơi hấp nhiệt của khí lò biến hơi bảo hoà thành hơi sấy Phần lớn hơi sấy được cấp cho máy chính và một phần hơi sấy được dẫn qua bộ giảm sấy Số hơi sấy đi qua các ống của bộ giảm sấy nhả bớt nhiệt cho nước trong bầu nồi biến thành hơi giảm sấy cấp cho thiết bị phụ

- Bộ sưởi không khí dùng nhiệt của khí lò tiến hành sưởi nóng không khí trước khi cấp vào buồng đốt nhằm nâng cao hiệu suất của nồi hơi

- Thiết bị thông gió gồm có : Quạt gió, quạt hút khói dùng để cung cấp đầy đủ không khí cho sự cháy của chất đốt, khắc phục sự cản của không khí để đưa không khí vào buồng đốt, thổi sạch các khí CO, CO2 và các khí dễ nổ… đã lưu trữ trong lò trước, sau và trong quá trình đốt, khắc phục sức cản khí lò để đảm bảo cho khói lò thoát lên trời

- Thiết bị cấp nước nồi : Đảm bảo cung cấp đầy đủ nước sạch cho nồi Nó gồm các bơm nước, các ống dẫn nước

- Hệ thống chất đốt : Gồm bơm dầu, bộ hâm sấy dầu, đảm bảo nhiệt độ dầu đốt cần thiết cho quá trình cháy - Ngoài ra còn thiết bị dẫn gió cho súng phun để sao cho chất đốt phun vào có áp lực tạo sương nhằm cháy tốt

7.2 Các thuật toán điểu khiển cơ bản và phương pháp thực hiện thường gặp

Hệ thống điều khiển quá trình hoạt động của nồi hơi phụ nó gồm 5 chức năng cơ bản sau:

- Tự động cấp nước nồi

18

- Tự động hâm dầu đốt

- Tự động điều khiển đốt nồi

- Tự động điều chỉnh áp suất hơi trong nồi hơi

- Tự động kiểm tra, giám sát, và bảo vệ nồi hơi

7.2.1 Chức năng tự động cấp nước nồi hơi:

Mục đích: Giữ cho mức nước trong nồi hơi ở giới hạn cho phép

hmin1 ≤ h ≤ hmax : Mức nước duy trì

hmin2 : Báo động mức nước thấp

- Trạng thái logic của các biến như sau:

hmin1 = 0 khi h > hmin1 ; hmin1 = 1 khi h ≤ hmin1

hmax = 0 khi h < hmax ; hmax = 1 khi h ≥ hmax

- Trạng thái các biến có thể đảo lại, lúc đó ta sẽ có phương trình và sơ đồ logic thay đổi

- Sơ đồ logic sau là biểu diễn hàm logic điều khiển bơm nước của (7.2.1) trên

Nồi hơi thường dùng dầu nhẹ (DO) đốt mồi ban đầu sau đó mới chuyển sang dầu đốt, cũng

có khi người ta dùng trực tiếp dầu đốt (FO) để đốt lò từ đầu Dầu đốt thường có độ nhớt cao, quá trình phun sương khó khăn, độ bắt lửa kém, vì vậy trước khi dầu phun vào lò thì dầu cần được hâm nóng để giảm độ nhớt của dầu Nhiệt độ hâm dầu thường cỡ (80-1300C) Năng lượng dùng để hâm dầu có thể là năng lượng điện hoặc hơi nóng

Phương trình thuật toán: Là tự duy trì nhiệt độ trong 1 ngưỡng max – min

Sơ đồ logic hình 7.2.3 diễn tả thuật điều khiển tự động hâm dầu nặng, trong đó:

h(t) : lệnh hâm tại thời điểm t

h(t-1) : lệnh hâm trước đó được nhớ lại

tmin, tmax : các tiếp điểm của cảm biến nhiệt độ - với:

tmin = 1 khi t ≤ tmin và tmax = 1 khi t ≥ tmax

+ t ≤ tmin : h(t) = 1 + 0.1 = 1 → hâm lại

Để khống chế quá trình tự hâm dầu ở trên thì người ta có thể sử dụng các phần tử cảm biến là các

rơ le nhiệt đơn hoặc có thể dùng cảm biến nhiệt kiểu vi phân có 2 ngưỡng Hay chỉ sử dụng 1 cảm biến rơ le nhiệt đơn vì đối tượng ở đây là phần tử quán tính nhiệt nên ngưỡng tạo ra lúc này là do quá trình trễ của đối tương Quá trình hâm có thể thực hiện tự động hoặc bằng tay

Yêu cầu: Nhiệt độ hâm dầu phải được đảm bảo thì mới thực hiện được quá trình đốt lò tiếp theo Trong quá trình hâm dầu có bộ phận kiểm tra áp lực dầu và áp lực dầu đốt phải đảm bảo thì mới cho phép thực hiện các bước tiếp theo

7.2.3 Chức năng tự động đốt lò

Để thực hiện quá trình đốt lò thì trong hệ thống nồi hơi phải có thiết bị thực hiện theo một chương trình nhất định Thiết bị này có thể dùng động cơ điện đồng bộ lai bộ cam chương trình, có thể dùng rơ le chương trình bán dẫn, vi mạch hay dùng PLC lập trình theo chương trình thiết kế Quá trình đốt lò tuân theo hai giai đoạn như sau:

1 Quá trình chuẩn bị đốt lò:

+ Mức nước trong nồi hơi phải đảm bảo: hmin3 ≤ h ≤ hmax

+ Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo: t0min ≤ t0 ≤ t0

max + Áp suất dầu phải đảm bảo(do hệ thống nhiên liệu thực hiện)

+ Quạt gió không có sự cố

+ Toàn bộ hệ thống không có sự cố Nếu có sự cố trước đó thì phải khắc phục sự cố và đặt lại hệ thống

+ Vòi phun không bị tắc, bẩn

2 Giai đoạn đốt lò:

Tuần tự theo chương trình nhất định

Bước 1: Phát lệnh đốt (do con người thực hiện)

Bước 2: Quạt gió hoạt động, mở cửa gió, thổi sạch khí lưu trữ, khí dễ nổ như khí C0, Co2

ra khỏi lò để đảm bảo an toàn đồng thời cấp ô xi cho lò

Bước 3: Đóng bớt cửa gió để cho quá trình cháy dễ dàng, cấp điện cho biến áp đánh lửa,

bơm dầu mồi hoặc dầu đốt đã được hâm nóng

* Nếu lò cháy thành công, có ngọn lửa xuất hiện thì tế bào quang điện sẽ phát hiện gửi tín hiệu đến bộ rơ le cảm biến ngọn lửa, cấp tín hiệu đến rơ le trung gian phát hiện lửa tác động ngắt biến áp đánh lửa (bơm dầu mồi chuyển sang bơm dầu đốt nếu có), đồng thời đưa ra tín hiệu báo cháy thành công và thiết bị chương trình dừng lại ở một vị trí nào đó sau khi đã kết thúc quá trình điều khiển, cửa gió được mở lớn hơn, lượng gió được phun vào lò nhiều hơn

* Nếu cháy không thành công thì tự động dừng đốt lò theo trình tự sau:

1 Cắt van dầu ngừng cấp dầu vào trong buồng đốt

2 Tắt biến áp đánh lửa

3 Quạt gió vẫn tiếp tục hoạt động thêm một thời gian nữa để thổi sạch khí lưu trữ trong lò để chuẩn bị cho lần đốt sau thì mới được dừng;

4 Thiết bị chương trình lại có điện hoạt động chở lại để quay về trạng thái ban đầu chuẩn bị cho lần đốt sau, đồng thời có đèn báo cháy không thành công sáng

Hệ thống có thể thiết kế tự động đốt lại từ 3 đền 4 lần và đến lần cuối cùng đốt không thành công thì có tín hiệu phát ra báo động chung cho người trực ca biết Có hệ thống cần phải reset bởi người vận hành nếu quá trình đốt đã có lỗi

7.2.4 Tự động điều chỉnh áp suất hơi

Trong quá trình vận hành nồi hơi thì áp suất hơi là một thông số rất quan trọng cần được điều khiển Yêu cầu đặt ra trong quá trình điều khiển là duy trì áp suất hơi nằm trong giới hạn cho phép (Pmin≤ P ≤ Pmax)

min

1(t)=P +V(t−1).P−

D(t) : Lệnh đốt lò

Để thực hiện quá trình điều khiển này người ta dùng các cảm biến là các rơ le áp suất đơn Pmin ;

Pmax hoặc có thể dùng dạng vi phân – khi mạch điều khiển chỉ còn tác động theo ngưỡng một cổng điều khiển

2 Thực hiện quá trình duy trì áp suất theo phương pháp đốt hai cấp:

Dùng 4 cảm biến áp suất đơn hoặc 2 cảm biến áp suất dạng vi sai và khống chế 2 vòi phun (đốt cao - đốt thấp - ngừng)

Nếu dùng 2 cảm biến vi sai thì mỗi cảm biến đều đặt 2 ngưỡng Pmin và Pmax:

- Cảm biến 1 : Pmin1 và Pmax1

- Cảm biến 2 : Pmin2 và Pmax2

* Ngưỡng tác động của các cảm biến áp suất:

Pmin1< Pmin2< Pmax2< Pmax1

* Phương trình thuật toán đốt vòi 1:

V (7.2.5)

P1mi n

P1ma x

22

V1(t-1)

V1(t)

1 min 2

* min 1

2(t)=P +P V(t)+V (t−1).P−V

Hình 7.5 P*1min: Tín hiệu cảm biến áp suất hơi ứng với P1min có trễ thời gian

Theo sơ đồ logic trên:

+ Phơi ≤ P1min → V1(t), V2(t) = 1 Æ ( đốt cao)

+ P1min < Phơi < P2max → V1(t), V2(t) =1 Æ ( đốt cao)

+ P2max < Phơi < P1max(t) → V1(t) = 1, V2(t) = 0 Æ ( đốt thấp)

+ Phơi = P1max → V1(t), V2(t) = 0 → Ngừng đốt

7.2.5 Tự động kiểm tra, báo động, bảo vệ hệ thống nồi hơi

1 Các thông số bảo vệ hệ thống nồi hơi:

+ Mức nước nồi hơi giảm quá thấp (h ≤ hmin3) → báo động + tắt lò

+ Nhiệt độ dầu đốt quá thấp hoặc quá cao → Báo động + tắt lò

trễ

V2(t) X2

+ Áp suất dầu phun không bình thường → Báo động + tắt lò

+ Quạt gió có sự cố → Báo động + tắt lò

+ Mất lửa → Báo động + tắt lò

+ Đốt không thành công Æ Báo động + tắt lò

+ Áp suất hơi quá cao mà không điều khiển dừng đốt thì hệ thống có van an toàn bằng cơ để xả hơi trong nồi ra ngoài

2 Các thông số báo động:

+ Mức nước nồi hơi thấp ( h ≤ hmin2) → báo động bằng đèn, còi

+ Mức nước nồi hơi cao (h > hmax1) → báo động bằng đèn, còi (có thể có hay không)

Ngoài ra còn có thể thêm một số thông số khác cần thiết báo động như:

+ Nhiệt độ khí xả cao → báo động bằng đèn, còi

+ Nhiệt độ dầu đốt FO thấp → báo động bằng đèn, còi

+ Nhiệt độ dầu đốt FO cao → báo động bằng đèn, còi

+ Áp lực hơi thấp

+ Áp lực hơi cao

Chú ý: Trong quá trình vận hành nồi hơi, khi nồi hơi có sự cố thì cần phải khắc phục sự cố để đưa các thông số của nó về trạng thái bình thường và sau đó chúng ta phải ấn nút hoàn nguyên

7.3 Giới thiệu một số sơ đồ điều khiển nồi hơi

I Hệ thống điều khiển Nồi Hơi dùng thiết bị lập trình PLC (Của Nhật bản lắp trên các tàu

số 1 49W1: Rơ le bảo vệ quá tải cho bơm số 1 88FX: Rơ le chung gian

MCCB-5: Áp tô mát cấp nguồn cho quạt gió WP1: Bơm nước số 1

88W2 : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm nước 2 49W2 : Rơ le bảo vệ quá tải cho bơm nước 2 MCCB-2: Áp tô mát cấp nguồn cho bơm nước 2 OH : Điện trở nhiệt để sấy dầu FO

88H : Công tắc tơ cấp nguồn mạch sấy BP : Bơm dầu FO chính

24

88Q: Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm dầu FO

BTP : Bơm tăng cường

49BTP : Rơ le bảo vệ quá tải cho bơm tăng

cường

CP2 : Bơm nước tuần hoàn số

CP-1: Bơm nước tuần hoàn 1; 2MCCB-3: Áp tô mát cấp nguồn cho mạch sấy, bơm FO, bơm tăng cường

88CP1 : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm nước tuần hoàn số 1; WH1: Đèn báo nguồn

49CP1 : Rơ le quá tải cho bơm nước tuần hoàn số 1; 49CP2: Rơ le quá tải cho bơm nước tuần hoàn số 2

MCCB-4: Áp tô mát cấp nguồn mạch điều khiển MCCB-6: Áp tô mát nguồn bơm nước tuần

hoàn PB3-LT: Các nút ấn thử đèn; 88CP2 : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm nước tuần hoàn số 2

RD21 : Đèn báo nhiệt độ khí xả cao GN6 : Đèn báo bơm tăng cường chạy

RD2 : Đèn báo chương trình không bình

thường

POWER SUPPLY: Bộ nguồn 24V cho PLC

SS43W: Công tắc chọn bơm nước bằng tay SS43WA: Công tắc chọn bơm nước 1,2

GN2 : Đèn báo bơm cấp nước chạy CT: Bộ điều khiển bơm nước tuần hoàn thời

gian PB3-5CP: Nút dừng sự cố bơm nước tuần hoàn GN3 : Đèn báo bơm nước tuần hoàn chạy SS43BTP: Công tắc bật bơm tăng cường PB3-RST: Nút ấn reset báo động

PM : Động cơ lai bơm dầu mồi IGT : Biến áp đánh lửa

20VP1, 20VP2: 2 van dầu mồi 20VL, 20VR: 2 van dầu FO để đốt thấp

20VH : Van dầu FO để đốt cao TS : Cảm biến nhiệt độ khí xả

hơi FS-901 : Mạch cảm biến ngọn lửa Cds : Cảm biến quang

63S : Cảm biến áp suất hơi mức cao thì đóng 63SX : Rơle trung gian cảm biến áp suất hơi 43BX1 : Rơle trung gian hoạt động đốt tự động 43BX2, 3: Là các rơle trung gian đốt bằng tay

CAM SW: Công tắc chọn chế độ đốt bằng tay,tđ LM1-200: Mạch cảm biến mức nước nồi hơi 33WLX: Rơle trung gian để khống chế đốt khi

mức nước quá thấp

SS43H : Công tắc bật hâm dầu FO

63Q : Cảm biến áp suất dầu cao 22Q : Cảm biến nhiệt độ dầu thấp

23QH : Cảm biến nhiệt độ dầu cao 63SHH: Cảm biển áp suất hơi cao để báo

động 63SL : Cảm biến áp suất hơi thấp thì đóng 23T : Mạch cảm biến nhiệt độ dầu đốt

CA : Cảm biến nhiệt độ dầu đốt kiểu điện

động

NX1 : Rơle trung gian khống chế đốt nồi

49QX : Rơle khống chế hâm dầu bơm dầu bị sự

cố

FT: Rơle thời gian dung khi đốt bằng tay

IGX2 : Rơle trung gian để khống chế quá trình làm sạch lò; IGX : Biến áp đánh lửa

20VLX: Rơle cấp nguồn cho van dầu đốt số 1 20DX : Rơle trung gian cấp nguồn cho cửa

gió PMX: Rơle trung gian cấp nguồn cho bơm dầu

mồi

20VPX: Rơle trung gian cho van dầu mồi

20VHX: Rơle cấp nguồn cho van dầu đốt số 2 63QX: Rơle để điều khiển bơm tăng cường RD-8 : Đèn báo mức nước trong nồi thấp RD-6 : Đèn báo mức nước trong nồi quá thấp WX-1 : Rơle trung gian để điều khiển bơm nước trong chế độ tự động

RD-5 : Đèn báo áp suất dầu FO thấp RD-3 : Đèn báo quạt gió không bình thường RD-10 : Đèn báo nhiệt độ dầu FOthấp RD-9 : Đèn báo nhiệt độ dầu FO cao

RD-7 : Đèn báo nhiệt độ khí xả cao; AX2 : Rơle trung gian để đưa tín hiệu cắt nồi hơi và báo động

RD-11 : Đèn báo áp suất nồi hơi cao RD-4 : Đèn báo lửa không bình thường

RD-1: Đèn báo mất lửa hoặc cháy không thành

công

AX1: Rơle cấp tín hiệu cho báo động chung

RX : Rơle trung gian khi chương trình chạy thì rơle có nguồn; BZ: Còi báo động

2 Các chức năng của hệ thống:

a Chức năng cấp nước

+ Chức năng cấp nước bằng tay:

- Bật áp tô mát MCCB1(1A) để cấp nguồn động lực cho hệ thống bơm cấp nước

26

- Bật áp tô mát MCCB4(1D) để cấp nguồn điều khiển cho hệ thống

- Muốn hệ thống cấp nước hoạt động theo chế độ bằng tay thì ta chọn bằng cách là bật công tắc SS43W(3B) sang vị trí MANU Khi đó hệ thống cấp nước sẽ hoạt động theo chế độ bằng tay Hệ thống này có hai động cơ lai bơm cấp nước là WP1(1A) và WP2(1A) Ta có thể chọ một trong hai bơm vào hoạt động bằng cách bật công tắc SS43WA(3C) sang vị trí NO1 hoặc NO2 Giả sử ta chọn NO1 thì nguồn sẽ được cấp cho công tắc tơ 88W1(3B), tiếp điểm chính 88W1(1A) của nó trên mạch động lức đóng lại cấp nguồn cho động cơ lai bơm nước số 1 hoạt động Tiếp điểm phụ 88W1(3B) đóng lại cấp nguồn cho đèn GN2 sáng báo bơm nước đang hoạt động

- Bơm đang hoạt động , muốn dừng bơm ta bật công tắc SS43WA(3C) sang vị trí OFF Khi đó công tắc tơ 88W1(3B) mất điện Tiếp điểm mạch động lực của công tắc tơ này mở ra cắt nguồn động lực cho bơm cấp nước số 1 dừng cấp nước vào nồi Tiếp điểm phụ 88W1(3D) mở ra đèn GN2 tắt boá bơm cấp nước ngường hoạt động

- Muốn chọn bơm cấp nước số 2 vào hoạt động thì ta bật công tắc SS43WA(3C) sang vị trí NO2 Khi đó bơm cấp nước số 2 sẽ hoạt động tương tự như bơm cấp nước số 1

+ Chức năng cấp nước tự động:

- Bật áp tô mát MCCB1(1A) để cấp nguồn động lực cho hệ thống bơm cấp nước

- Bật áp tô mát MCCB4(1D) để cấp nguồn điều khiển cho hệ thống

- Bật cam SW sang vị trí AUTO khi đó tiếp điểm SS43B(6D) đóng nên rơle 43BX1(6D) có điện làm cho tiếp điểm của nó thay đổi trạng thái Tiếp điểm 43BX1(7D) đóng lại đửa tín hiệu vào đầu vào 00007 của PLC để báo nồi hơi hoạt động ở chế độ tự động

- Muốn hệ thống cấp nước hoạt động theo chế độ tự động thì ta chọn bằng cách là bật công tắc SS43W(3B) sang vị trí AUTO Ta có thể chọ một trong hai bơm vào hoạt động bằng cách bật công tắc SS43WA(3C) sang vị trí NO1 hoặc NO2 Giả sử ta chọn NO1 thì bơm số 1 sẽ được đưa vào hoạt động Khi đó tuỳ thuộc vào tín hiệu đầu vào PLC của cảm biến mức nước LM1-200 mà PLC

sẽ đưa tín hiệu ở dầu ra 10103 để khởi động và dừng bơm cấp nước số 1

- Giả sử nước trong nồi đang ở mức Mm Khi đó đầu vào 00000 của PLC có tín hiệu do đầu ra

000 của LM1-200 có tín hiệu, nên PLC sẽ đưa tín hiệu ra ở đầu ra 10103 làm cho rơle WX1(10B)

có điện Khi rơle này có điện thì tiếp điểm của nó thay đổi trạng thái Tiếp điểm WX1(3C) đóng lại cấp nguồn cho công tắc tở 88W1(3B) có điện Các tiếp điểm chính của nó ở mạch động lực đóng lại cấp nguồn động lực cho động cơ lai bơm nước số 1 chạy Tiếp điểm phụ 88W1(3C) đóng lại cấp nguồn cho đèn GN2 sáng báo bơm cấp nước đang hoạt động Sau một thơi gian cấp nước thì

mức nước trong nồi tăng lên Khi mức nước trong nồi tăng qua mức Mm thì bơm câp nước vẫn hoạt động vì đầu ra 10103 của PLC vân có tín hiệu Khi mức nước tăng lên đến mức Ss thì đầu ra

000 của cảm biến mức nước LM1-200 mất tín hiệu, dẫn đến đầu vào 00000 của PLC cũng mất tín hiệu Khi đó PLC sẽ không đưa tín hiệu ra ở đầu ra 10103 nưa, làm cho rơle WX1(10B) mất điện Rơle WX1(10B) mất điện làm cho tiếp điểm WX1(3C) mở ra cắt nguồn đến công tắc tơ 88W1(3B) Tiếp điểm mạch động lực của công tắc tơ này mở ra cắt nguồn động lực cho bơm cấp nước số 1 dừng cấp nước vào nồi Tiếp điểm phụ 88W1(3D) mở ra đèn GN2 tắt boá bơm cấp nước ngường hoạt động Trong quá trình sử dụng hơi, mức nước trong nồi lại giảm qua mức Ss nhưng bơm vẫn dừng Đến khi mức nước giảm đến Mm thì bơm mới được hoạt động trở lại

- Muốn chọn bơm cấp nước số 2 vào hoạt động thì ta bật công tắc SS43WA(3C) sang vị trí NO2 Khi đó bơm cấp nước số 2 sẽ hoạt động tương tự như bơm cấp nước số 1

2 Chức năng tự động hâm sấy dầu đôt

Để tự động hâm sấy dầu đốt, hệ thống sử dụng bộ điều khiẻn nhiệt độ 23T(9A) Bộ này sử dụng cảm biến nhiệt độ kiểu sức điện động Ngoài ra hệ thống còn sử dụng các cảm biến nhiệt độ 22Q(8A), 23QH(8B) và 23QHH(9B) để báo động khi nhiệt độ dầu đốt cao, thấp Và bảo vệ khi nhiệt độ dầu đốt quá cao Với hệ thống này có hai cách để chọn nguồn điều khiênr cho mạch sấy dầu, sau khi chọn xong hệ thống sấy sễ hoạt động một cách tự động qua sự điều khiển chả PLC và các cảm biến nhiệt độ dầu đốt

- Bật áp tô mát MCCB3(1B) để cấp nguồn động lực cho hệ thống sấy dầu

- Bật áp tô mát MCCB4(1D) để cấp nguồn điều khiển cho hệ thống

- Nếu bật cam SW(6E) sang vị trí FOP HEATER để chọn nguồn sấy thông quá tiếp điểm 43BX2(9B) của rơle 43BX2(6E) Khi đó tiếp điểm SS88Q(6E) đóng lại cấp nguồn cho rơle trung gian 43BX2(6E) Tiếp điểm 43BX2(9B) đóng lại chờ sẵn để cấp nguồn cho mạch sấy dầu

- Nếu để cam ở vị trí OFF thì nguồn sấy sẽ được cấp thông qua đầu ra 10001 của PLC Giả sử cam để ở vị trí OFF thì mạch sấy dầu sẽ hoạt động như sau:

- Bật công tắc SS43H(9B) để chọn sấy dầu Tiếp điểm SS43H(8A) đóng chờ sẵn để cấp tín hiệu vào đầu vào 00100 cho PLC

- Giả sử nhiệt độ dầu đốt lúc này đang thấp hơn khoảng 950C Khi đó tiếp điểm 23T(9B) của bộ cảm biến nhiệt độ dầu đốt 23T đóng Tiếp điểm 22Q(8A) của cảm biến nhiệt độ dầu đốt 23Q đóng, đưa tín hiệu vào đầu vào 00100 của PLC Khi đó các đầu ra 10001 và 10107 của PLC có tín hiệu + Đầu ra 10107 có tín hiệu cấp nguồn cho đèn RD10 sáng báo nhiệt độ dầu đốt thấp

28

+ Đầu ra 10001 có tín hiệu, trước đó 23QHH(9B) đóng do nhiệt độ dầu không quá cao, tiếp điểm 49QX(9B) đóng do rơle 49QX(9A) không có điện do mạch sấy không bị quá tải Dẫn đến công tắc

tơ 88H(9B) có điện và đóng các tiếp điểm chính 88H(1B) ở mạch động lực để cấp nguồn cho điện trở sấy vào hoạt động

- Khi nhiệt độ dầu tăng lên đến khoảng 1200C thì tiếp điểm 23T mở ra cắt nguồn cho công tắc tở 88H Tiếp điểm chính ở mạch động lực mở ra cắt nguồn cho điện trở sấy và ngừng sấy dầu Tiếp điểm 23QH của cảm biến nhiệt độ dầu đốt cao mở ra làm cho đầu vào 00101 mất tín hiệu dẫn đến đầu ra 10108 có điện, đèn RD9 sáng báo nhiệt độ dầu đốt cao

- Vì một lý do nào đó mà nhiệt độ dầu đốt tăng lên quá cao ma mạch sấy không cắt thì tiếp điểm 23QHH của cảm biến nhiệt độ dầu đốt quá cao sẽ mở ra và không cho phép mạch sấy hoạt động nữa

3 Chức năng tự động đốt lò:

Trước khi thực hiện quá trình đốt lò cần phải đảm bảo các diều kiện sau:

- Quạt gió không bị sự cố Mức nước trong nồi phải đảm bảo

- Toàn bộ hệ thống không bị sự cố nào Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo

Hệ thống có thể thực hiện đốt lò theo hai cách là bằng tay và tụ động

+ Chế độ đốt bằng tay:

Chế độ đốt bằng tay được thực hiện nhờ một cam chương trình SW(6E) Để đốt thành công

ta phải bật cam theo một thứ tự nhất định và không được thay đổi

- Bật các áp tô mát để cấp nguồn cho hệ thống diều khiển và hệ thống động lực Đèn WH1(2B) sáng báo nguồn đã sẵn sàng cho hệ thống hoạt động

- Cam đang để ở vị trí OFF, ta bật cam sang vị trí FOP HEATER Tiếp điểm SS88Q(6D) của cam đống lại cấp nguồn cho 2 rơle trung gian là 43BX2(6D) và 43BX3(6E) và các tiếp điểm của chúng thay đổi trạng thái như sau:

+ Hai tiếp điểm 43BX2(9B) đóng lại cấp nguồn cho mạch sấy và công tắc tơ 88Q(9C) Tiếp điểm chính của công tắc tơ 88Q(9C) ở mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho bơm tuần hoàn FO chạy + Tiếp điểm 43BX2(9E) đóng lị để chờ cấp nguồn cho van dầu mồi

+ Tiếp điểp 43BX2(9F) đóng lại chờ sẵn để cấp nguồn cho van dầu đốt cao

+ Tiếp điểm 43BX3(9E) đóng lại để chờ sẵn cấp nguồn cho rơle PMX(9E)

+ Tiếp điểm 43BX3(9D) đóng lại chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle trung gian 20DX(9E)

+ Tiếp điểm 43BX3(9C) đóng lại chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle thơi gian FT(9C)

- Tiếp tục bật cam sang vị trí FAN Tiếp điểm SS88Q vẫn đóng Tiếp điểm SS88F(6E) của cam đóng lại, nguồn được cấp theo đường Y203 tới mạch đốt bằng tay Khi đó công tắc tơ 88F(9C) và rơle thơi gian FT(9C) có điện Các tiếp điểm chính 88F(1C) của công tắc tơ 88F đóng lại cấp nguồn động lực cho quạt gió chạy để thổi sạch các khí rễ gây cháy nổ ra ngoài, đồng thời cung cấp oxi vào cho quá trình đốt mồi ban đầu được tốt Vì quạt gió được cấp nguồn nên rơle trung gian 88FX(1C) cungx có điện theo Khi đó các tiép điểm củ nó thay đổi trạng thai Tiếp điểp 88FX(9B) đóng lại chờ sẵn cấp Sau 30s là thơi gian đặt trước của rơle thời gian FT, thì tiếp điểm mở nhanh đóng chậm FT(9D) đóng lại chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle trung gian PMX(9E) Tiếp điểm FT(2D) đóng lại cấp nguồn cho đèn GN9(2D) sáng báo quá trình thổi khí sót ban đầu đã xong

- Ta có: Tiếp điểm 88FX(9B) đóng do quạt đang chạy

+ Tiếp điểm 33WLLX(9B) đóng do mức nước không quá thấp nên rơ le 33WLLX(7B) vẫn đang

có điện

+ Tiếp điểm AX2(9B) vẫn đang đóng do rơle AX2(10E) không có điện

+ Tiếp điểm 63SX(9B) đóng do áp suất hơi trong nồi hơi dang thấp nên rơle 63SX(6C) không có điện Khi áp suất hơi thấp thì cảmm biến áp suất 63S(6C) mở

+ Tiếp điểm TSX(9B) đóng do nhiệt độ khí xả không cao nên rơle TSX(5E) không có điện khi nhiết độ khí xả không cao thì tiếp tiếp điểm TS của cảm biến nhiệt độ khí xả cao đang đóng

Tất cả các tiếp điểp trên đóng làm cho rơle trung gian NX1(9B) có điện Khi đó các tiếp điểm của nó sẽ thay đổi trạng thái Tiếp điểm NX1(9D) đóng chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle trung gian 20VLX(9D) Tiếp điểm NX1(9E) đóng chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle trung gian 20VPX(9E) Tiếp điểm NX1(9F) đóng chờ sẵn để cấp nguòn cho rơle trung gian 20VHX(9F)

- Khi thấy đèn GN9 sáng thì tiếp tục bật cam sang vị tri IGNITION Các tiếp điểm SS88Q và SS88F đang đóng vẫ đóng Tiếp điểp SSIGT(6E) đóng lại, nguồn sẽ được cấp theo đường Y159 Khi đó sẽ có các phần tử sau được cấp nguồn:

+ Rơle trung gian PMX(9E) có điện do tiếp điểm FT và tiếm điểm 43BX3 trước đó đã đóng Khi

đó tiếp điểm PMX(5C) đóng lại cấp nguồn cho bơm dầu mồi PM(5C) chạy

+ Rơle trung gian IGX2(9D) có điện làm cho các tiếp điểp của nó thay đổi trạng thái Tiếp điểm IGX210-5(9D) đóng lại để tự duy trì Tiếp điểm IGX27-11(9D) đóng lại cấp nguồn cho rơle trung gian IGT Tiếp điểm IGT(5E) đóng lại cấp nguồn cho biến áp đánh lửa hoạt động Tiểp điểm IGT(9C) mở ra cắt nguồn cho rơ le thời gian FT Tiếp điểm IGT(9E) đóng lại, mà trước đó thì tiếp điểm NX1(9E) và 43BX2(9E) đã đóng nên rơle trung gian 20VPX(9E) có điện Tiếp điểm

30

20VPX(5C) đóng cấp điện cho 2 van dầu mồi là 20VP1 và 20VP2 Đến đây sẽ có hai khả năng sẩy

ra như sau:

* Nếu cháy không thành công:

- Nếu cháy không thành công hay không có ngọn lửa thì rơle cảm biến ngọn lửa không phát hiện được ngọn lửa, nên tiếp điểm của nó ở đầu ra không tác động để cấp nguồn cho các rơle trung gian FRX1(6C) và FRX2(6C) Tiếp điểm FRX1(9D) không đóng lại nên rơle trung gian 20VLX(9D) không được cấp điện Do đó van dầu đốt thấp sẽ không được vcấp điện

- Sau khoảng 12s nếu không thấy đèn GN1(2C) sáng thì là hệ thống đã đốt không thành công Lúc này người điều khiển sẽ bật cam về vị trí FAN Khi đó tiếp điểm SSIGT(6F) của cam sẽ mở ra làm cho đường Y159 mất điện, dẫn đến rơle trung gian IGX(9D) mất điện, tiếp điểm IGX(5D) mở

ra để cắt nguồn cho biến áp đánh lửa Tiếp điểm SS88F vẫn đóng nên quạt gió vẫn đang chạy Để quạt gió chạy thêm khoangr 35s để thổi sạch khí xót và các khí rễ gay nổ ra ngoài, thì người điều khỉên bật cam sang vị trí FOPHEATER để cắt điện cho quạt gió, lúc này chỉ còn có mạch sấy là còn hoạt động vì Nếu ngưới điều khiển muốn đốt lại thì lại dịch cam theo thứ tự như quá trình trên, còn nếu không đốt nữa thì bất cam về vị trí OFF Khi đó mạch sấy cũng không còn được cấp nguồn nữa do tiếp điểm SS43B(6D) cũng mở ra

* Nếu cháy thành công:

- Nếu cháy thành công hay sau khoảng 15s mà có ngọn lửa thì tiếp điểm ở đầu ra của rơle cảm biến ngọn lửa đón để cấp nguồn cho các rơle trung gian FRX1(6B) và FRX2(6B), Khi đố các tiếp điểm của Hai rơle này sẽ hay đổi trạng thái như sau:

+ Tiếp điểm FRX2(11A) đóng lại đii báo cháy thành công ở nơ khác

+ Tiếp điểm FRX1(2C) đóng lại cấp nguồn cho đèn GN1(2C) sáng báo cháy thành công

+ Tiếp điểm FRX1(9D) đóng lại chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle trung gian 20VLX(9D)

+ Tiếp điểm FRX1(9F) đóng lại chờ sẵn đẻ cấp nguồn cho rơle trung gian 20VHX99F)

- Tiếp tục bật cam sang vị trí PRI.COMB để cấp điện theo đường Y205 Khi đó rơle trung gian 20VLX(9D) dược cấp điện làm cho các tiếp điểm của rơle này thay đổi trạng thái Tiếp điểm 20VLX(5D) đóng lại cấp nguồn cho hai van dầu đốt tháp là 20VL và20VR Tiếp điểm 20VLX(9C)

mở ra cắt điện cho rơle thời gian FT(9C) Tiếp điểm FT(9D) mở ra để cắt điện cho rơle trung gian PMX(9E), làm cho tiếp điểm PMX(5C) mở ra để cắt diệ cho động cơ lai bơm dầu mồi

- Bật cam sang vị trí COMB, khi đó tiếp điểm SSIGX(6E) mở ra cắt điện cho rơle IGX(9D) làm cho các tiếp điểm của nó thay đổi trạng thái

+ Tiếp điểm IGX(5C) mở ra cắt điện cho biến áp đánh lửa

+ Tiếp điểm IGX(9E) mở ra để cắt điện cho rởle trung gian 20VPX làm cho tiểm điểm 20VPX(5D) mở ra cắt điện cho hai van dầu mồi

+ Tiếp điểm IGX(9C) mở ra cắt điện cho đường cấp điện của rơle thời gian FT

+ Tiếp điểm 43BX1(9B) đóng lại chờ sẵn cấp nguồn cho rơle trung gian NX1(9B)

+ Tiếp điểm 43BX1(7D) đóng lại cấp điện vào cho đầu vào 00007 của PLC báo cho PLC biết là chọn đốt tự động Khi đó chương trình trong PLC bắt đầu chạy Đầu ra 10115 của PLC có tín hiệu

ra nên rơle RX(10E) được cấp điện Tiếp điểm RX(2F) mở ra, đèn RD2 tắt báo chương trình không bị lỗi Tiếp điểm RX(6A) đóng lại chờ sẵn cấp nguồn cho rơle trung gian 4X Tiếp điểm RX(11B) đóng lại chờ sẵn Đầu ra 10002 có tín hiệu và cấp nguồn cho cuộn dây của công tắc tơ 88Q(9C) Các tiếp điểm chính 88Q(1B) của công tắc tơ 88Q ở mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cở lai bơm dầu FO chính chạy

+ Tiếp điểm 43BX1(6A) đóng lại chờ sẵn cấp nguồn cho rơle trung gian điều khiển đốt 4X(6A)

- Do không có cắt đốt từ PLC nên rơle AX2(10E) không có điên nên tiếp điểm AX2(6A) vẫn đóng

- Ấn PB34B(6A) để phát lệnh đốt Rơle 4X(6A) có điện và c a cs tiếmp điểm của nó thay đổi trạng thái

+ Tiếp điểm 4X5-1(2C) đóng lại, đèn RD21 sáng báo nồi hơi chạy

+ Tiếp điểm 4X6-2(2C) mở ra cắt điện theo đường test đèn

+ Tiếp điểm 4X(6A) đóng lại để tự duy trì

+ Tiếp điểm 4x(7D) đóng lại đưa tín hiệu vào cho đầu vào 00008 của PLC báo cho PLC biết là quá trình đốt tự động bắt đầu

+ Tiếp điểm 4X(11A) đóng lại đưa tín hiệu báo nồi hơi chạy đi nơi khác

* Sau khi phát lệnh đốt thì PLC sẽ bắt đầu hoạt động theo một trình tự đã được lập trình sẵn như sau:

32

- Đầu ra 10003 có tín hiệu nên cuộn dây của công tắc tơ 88F(9C) có điện, các tiếp điểm chính 88F(1C) đóng lại cấp nguồn động lực cho quạt gió chạy Tiếp điểm phụ 88F(8B) đóng lại để nếu sau khi quạt gió chạy mà 88FX(8B) không mở ra thì nó sẽ đưa tín hiệu ở đầu vào 00103 để báo quạt gió không bình thường Khi quạt gió chạy thì rơle trung gian 88FX(1C) cũng có điện theo Tiếp điểm 88FX(8B) mở ra nên đầu vào 00103 không có tín hiệu nên không đưa tín hiệu báo quạt gió không bình thường vào PLC Tiếp điểm 88FX(9B) đóng lại, mà trước đó ta có:

+ Tiếp điểm 33WLLX(9B) đóng do mức nước không quá thấp nên rơ le 33WLLX(7B) vẫn ddang

có điện

+ Tiếp điểm AX2(9B) vẫn đang đóng do rơle AX2(10E) không có điện

+ Tiếp điểm 63SX(9B) đóng do áp suất hơi trong nồi đang thấp nên rơle 63SX(6C) không có điện Khi áp suất hơi thấp thì tiếp điểm của cảm biến áp suất 63S(6C) mở

+ Tiếp điểm TSX(9B) đóng do nhiệt độ khí xả không cao nên rơle TSX(5E) không có điện khi nhiết độ khí xả không cao thì tiếp tiếp điểm TS của cảm biến nhiệt độ khí xả cao đang đóng

Từ tất cả các điều kiện trên dẫn đến rơle NX1(9B) có điện, khi đó các tiếp điểm của nó sẽ thay đổi trạng thái như sau:

+ Tiếp điểm NX1(9D) đóng chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle trung gian 20VLX(9D)

+ Tiếp điểm NX1(9E) đóng chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle trung gian 20VPX(9E)

+ Tiếp điểm NX1(9F) đóng chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle trung gian 20VHX(9F)

- Đên giây thứ 30 thì đầu ra 10004 có tín hiệu để cấp điện cho rơle trung gian IGX2(9D) Tiếp điểm IGX27-11D) đóng lại cấp điện cho rơle trung gian IGX(9D) Tiếp điểm IGX(5C) đóng lại cấp nguồn cho biến áp đánh lửa IGT để bắt đầu quá trình đánh lửa trong buồng đốt

- Đến giây thứ 35 thi đầu ra 10007 có tín hiệu để cấp điện cho rơle trung gian PMX(9E) Tiếp điểm PMX(5C) đóng lại cấp điện cho động cơ lai bơm dầu mồi PM Đầu ra 10010 có tín hiệu để cấp điện cho rơle trung gian 20VPX(9E) Tiếp điểm 20VPX(5C) đóng lại cấp điện cho hai van dầu mồi 20VP1 và 20VP2 để phun dầu mồi vào buồng đốt Đến đây sẽ có hai khả năng sảy ra như sau:

* Nếu cháy không thành công:

Nếu đến giây thứ 33,5 mà không có tín hiệu lửa, hay quá trình đốt mồi không thành công thì khi đó cảm biến ngọn lửa CdS sẽ không phát hiện được ngọn lửa Tiếp điểm ở đầu ra cảu rơle cảm biến ngọn lửa không đóng, và các rơle trung gian FRX1, FRX2 sẽ không được cấp điện Tiếp điểm FRX1(7E) không đóng để cấp tín hiệu vào đầu vào 00010 của PLC để báo cho PLC biết là cháy không thành công Khi đó đầu ra 10010 mất tín hiệu nên rơle trung gian 20VPX mất điện để

cắt điện cho hai van dầu mồi 20VP1 và 20VP2 Đầu ra 10113 có tín hiệu để cấp điện cho còi BZ(10E) kêu báo cháy không thành công Đồng thời đầu ra10104 có tín hiệu để cấp điện cho đèn RD1 sáng nhấp nháy Quạt gió sẽ chạy sau 35s nữa thì dừng do đầu ra 10003 mất tín hiệu Muốn dừng còi và tín hiệu nhấp nháy của đèm RD1 thì ta ấn nút PB3 – 2RST Khi đó chỉ còn tín hiệu đèn sáng bình thường Muốn tắt đèn ta ấn nút PB3RST Khi đó hệ thống cũng được reset trở lại trạng thái ban đầu Muốn đốt lại ta ấn nút PB34B để phát lệnh đốt

* Nếu cháy thành công:

- Đến giây thứ 38,5 mà có xuất hiện lửa, thì cảm biến ngọn lửa CDS sẽ phát hiện được ngọn lửa Tiếp điểm ở đầu ra của rơle cảm biến ngọn lửa FS 901 sẽ đóng để cấp điện cho hai rơle trung gian FRX1 và FRX2 Khi đó các tiếp điểm của hai rơle này sẽ thay đổi trạng thái như sau :

+ Tiếp điểm FRX2(11A) đóng lại đưa tín hiệu báo cháy thành công đi nơi khác

+ Tiếp điểm FRX1(2C) đóng lại cấp điện cho đèn GN1 sáng báo cháy thành công

+ Tiếp điểm FRX1(7E) đóng lại đưa tín hiệu vào đầu vào 00010 của PLC để báo cho PLC biết quá trình đốt mồi thành công

+ Tiếp điểm FRX1(9D) đóng lại chớ sẵn để cấp điện cho rơle trung gian 20VLX

+ Tiếp điểm FRX1(9F) đóng lại chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle 20VHX

- Đến giây thứ 38 thì đầu ra 10004 mất tín hiệu để cắt điện cho rơle IGX Tiếp điểm IGX(5C) mở

ra để cắt điện cho biến áp đánh lửa IGT

- Đến giây thứ 42 thì đầu ra 10005 có tín hiệu để cấp điện cho rơle trung gian 20VLX(9D) Tiếp điểm 20VLX(5D) đóng lại cấp điện cho hai van dầu đốt thấp là 20VL và 20 VR

- Đến giây thứ 47 thì đầu ra 10007 mất tín hiệu và cắt điện cho rơle PMX(9E) Tiếp điểm PMX(5C) mở ra cắt điện cho bơm tuần hoàn dầu mồi Đầu ra 10010 cũng mất tín hiệu để cắt điện cho rơle 20VPX Tiếp điểm 20VPX(5D) mở ra để cắt điện cho hai van dầu mồi là 20VP1 và 20VP2

- Đến giây thứ 62 thì đầu ra 10006 có tín hiệu lam cho rơle trung gian 20DX có điện Tiếp điểm 20DX5-1(5F) đóng lại, Tiếp điểm 20DX9-1(5F) mở ra để cấp điện cho động cơ lai cửa gió quay theo chiều mở to cửa gió ra để cấp thêm oxi vào cho buồng đốt Khi của gió mở to hết cỡ thì tiếp điểm hành trình LM(5E) đóng lại cấp điện cho rơle trung gian LMX Tiếp điểm LMX(9F) đóng lại chờ sẵn để cấp nguồn cho rơle trung gian 20VHX Tiếp điểm LMX(8D) đóng lại đưa tín hiệu vào cho đầu vào 00109 để báo cho PLC biết là cửa gió đã mở to hết cỡ Khi đó đầu ra 10015 sẽ có tín hiệu

để cấp điện cho rơle trung gian 20VHX(9F) Tiếp điểm 20VHX(5E) đóng lại cấp điện cho van dầu

34

đốt cao là 20VH(5D) lúc này nồi hơi sẽ được đốt bằng cả hai vòi để gia tốc quá trình sinh hơi ban đầu

4 Chức năng tự duy trì áp suất hơi:

Việc tự động điều chỉnh áp suất hơi được thực hiện nhờ các cảm biến áp suất hơi và việc điều khiển của PLC Sau khi nồi hơi được đốt thành công thì các quá trình dừng nồi và quá trình đốt lại được thực hiện một cách tự động Như trên đã trình bày, sau khi đốt thành công thì áp suất hơi sẽ tăng dần tới giá trị đặt, lúc này nồi hơi sẽ tự động ngừng đốt Trong quá trình đem hơi đi công tác thì áp suất hơi giảm dần khi áp suất hơi giảm thấp tới giá trin đặt thì tiếp điểm của cảm biến áp suất 63S đóng lại, rơle 63SX(6C) có điện, tiếp điểm 63SX(7E) đóng lại, đầu vào 00011 có tín hiệu câpó cho CPU Khi đó đầu ra cấp cho đầu 10110 mất nên rơle AX2 mất điện Tiếp điểm AX2(6A) đóng lại làm cho rơle 4X cố điện Tiếp điểm 4X(7D) đóng lại đưa tín hiệu vào cho đầu vào 00008 của PLC, khi đó nồi hơi lại được đốt trở lại

5 Chức năng tự động kiểm tra báo động và bảo vệ:

a Các thông số báo động:

- Nếu vì một lý do nào đó mà mức nước trong nồi hơi giảm thấp đến mức L thì hệ thống sẽ báo động bằng đèn Nếu mức nước thấp đến mức L thì đầu ra 001 của cảm biến mước mất tín hiệu, dẫn đến đầu vào 00001 cũng mất tín hiệu Khi đó đàu ra 10101 có tín hiệu làm cho đèn RD8 sáng báo mức nước trong nồi thấp

- Nếu vì mmột lý do nào đó mà nhiệt độ dầu đốt tăng cao đến 1500C thì tiếp điểm 23QH của cảm biến nhiệt độ dầu đốt cao sẽ mở ra, làm mmất tín hiệu ở đầu vào 00102 Khi đó đầu ra 10108 có tín hiệu làm cho đèn RD9 sáng báo nhiệt độ dầu đốt cao

- Vì một lí do nào đó mà áp suất dầu FO thấp (khoảng 1,4 Mpa) thì tiếp điểm 63Q của cảm biến

áp suất 63Q mở ra cắt tín hiệu vào đầu vào 00009 của CPU Khi đó đầu ra 10105 có tín hiệu, đèn RD5 sáng báo áp suất dầu đốt thấp Đồng thời đầu ra 10110 có tín hiệu cấp điện cho rơle 63QX(10A), tiểp điểm 63QX(5A) đóng lại cấp điện cho bơm tăng cường chạy Tiếp điểm 88BTP(2D) đóng lại cấp điện cho đèn GN6 sang báo bơm tăng cường đang chạy

b Các thông số báo động và bảo vệ:

- Nếu vì một lý do nào đó nồi hơi đang đốt mà bị mất lửa thì hệ thống sẽ thực hiện báo động và bảo vệ cắt đốt Nếu nồi hơi đang cháy mà mất lửa thì cảm biên ngọn lửa sẽ không cảm nhận được ngọn lửa Tiếp điểm ở đầu ra của rơle cảm biến ngọn lửa mở ra cắt điện cho hai rơlel trung gian là FRX1 và FRX2 Khi đó các tiếp điểm của nó sẽ thay đổi trạng thái như sau:

+ Tiếp điểm FRX2(11A) mở ra đưa tín hiệu báo mất lửa đi nơi khác

+ Tiếp điểm FRX1(2C) mở ra, đèn GN1 mất điện báo mất lửa

+ Tiếp điểm FRX1(2B) đóng lại để nối mạch test đèn

+ Tiếp điểm FRX1(7E) mở ra làm cho đầu vào 00010 mất tín hiệu để báo cho PLC biết là mất lửa Khi đó đầu ra 10110 có tín hiệu để cấp điện cho rơle trung gian AX2(10E) Tiếp điểm AX2(9B)

mở ra để cắt điện cho rơle trung gian điều khiển đốt NX1 Tiếp điểm NX1(9D) mở ra cắt điện cho rơle trung gian 20VLX để cắt điện cho van dầu đốt thấp Tiếp điểm NX1(9F) mở ra cắt điện cho rơle trung gian 20VHX để cắt điện cho van dầu đốt cao Khi đó nồi hơi sẽ được ngừng đốt Đầu ra

10104 mất tín hiệu làm cho đèn RD1 sáng nhấp nháy báo mất lửa, đầu ra 10113 có tín hiệu cho còi

BZ kêu Khi dừng đốt thì đầu ra 10003 chưa mất tín hiệu ngay mà nó sẽ tiếp tục có điện sau 35s nữa thì mới mất để duy trì cho quạt gió chạy và thổi sạch các khí rễ nổ ra ngoài Muốn reset hệ thống ta ấn nút PB3RST, khi đó đèn tắt, còi ngừng kêu và hệ thống trở lại trạng thái ban đầu

- Nồi hơi đang đốt mà quạt gió bị sự cố thì hệ thống cũng thực hiện báo động và bảo vệ Giả sử vì một lý do nào đó mà quạt gió bị quá tải thì tiếp điểm 49F(9C) mở ra cắt điện cho công tắc tơ 88F

để cắt điện cho quạt gió Tiếp điểm 49F(8B) đóng lại cấp tín hiệu vào cho đầu vào 00103 để báo cho PLC biết là quạt gió bị sự cố khi đó đầu ra 10106 có tín hiệu làm cho đèn RD3 sáng báo quạt gió dừng không bình thường Khi đó PLC sẽ đưa tín hiệu ở đầu ra 10110 để cấp điện cho rơle cắt đốt và báo động AX2 để dừng đốt và quá trình dừng đốt giống như khi mất lửa

- Nếu nồi hơi đang đốt mà nhiệt độ khí xả cao khoảng 4500C thì tiếp điểm TS của cảm biến nhiệt

độ khí xả cao mở ra cắt điện cho rơle TSX Tiếp điểm TSX(8B) mở ra làm mất tín hiệu ở đầu vào

00102 Đầu ra 10109 có tín hiệu, đèn RD7 sáng báo nhiệt độ khí xả cao Tiếp điểm TSX(9B) mở

ra cắt điện cho rơle điều khiển đốt NX1 Sau đó nồi hơi sẽ được dừng giống như trường hợp bị mất lửa Đầu ra 10114 có tín hiệu làm cho rơle AX1 có điện đưa tín hiệu đi báo động chung

- Nếu nồi hơi đang đốt mà chương trình trong PLC không bình thường thì đầu ra 10115 mất tín hiệu làm cho rơle RX mất điện Tiếp điểm RX(2F) đóng lại làm cho đèn RD2 sáng báo chương trình đốt không bình thường Tiếp điểm RX(6A) mở ra cắt điện cho rơle 4X để dừng nồi hơi giống như trường hợp bị mất lửa Đầu ra 10114 có tín hiệu làm cho rơle AX1 có điện đưa tín hiệu đi báo động chung

- Vì một lí do nào đó mà mức nước trong nồi giảm tới mức LL, thì đầu ra 004 của cảm biến mức nước mất tín hiệu làm cho đầu vào 00004 của PLC cũng mất tín hiệu Đầu ra 003 của cảm biến mức nước có tín hiệu làm cho đầu vào 00003 của PLC có tín hiệu Khi đó đầu ra 10102 có tín hiệu,

36