BAI TAP LON DO LUONG VA CAM BIEN

Nhằm giảm thiểu các thao tác thủ công, nâng cao năng suất lao động và văn minh thương mại, tăng cường công tác an toàn phòng chốngcháy nổ và bảo vệ môi trường tại các kho, cảng xăn

Đề tài 8:

Tìm hiểu, phân tích, tính toán hệ thống đo lường cảm biến trong bến xuất xăngdầu cho xe ôtô

Giới hạn điều kiện:

1 Hệ thống có 3 bồn chứa: 1 bồn A92, 1 bồn A95 và 1 bồn dầu DO

2 Hệ thống có 6 họng xuất: 1 họng xuất A95, 3 họng xuất A92, 2 họng xuấtdầu DO

2 Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống?

3 Liệt kê các cảm biến có trong hệ thống?

4 Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống?

5 Trình bày về loại cảm biến lựa chọn? ( nguyên lý hoạt động, số lượng cảm biến)

6 Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến và tính toán, xử lý, đo tín hiệu đầu ra của cảm biến để tác động đến các đối tượng điều khiển?

7 Đánh giá về sai số của hệ thống ( giới hạn, nguyên nhân biện pháp khắc

phục)

Yêu cầu chung:

1-Bìa gồm:

- Tên đề tài

- Danh sách SV trong nhóm

- Tên GV hướng dẫn

2- Đầu quyển có nội dung giao đề tài( Phiếu giao đề tài )- Và hướng dẫn về

yêu cầu chung về Bố cục trình bày

3- Giả sử các hệ thống trên đều nối với thiết bị điều khiển là PLC S7-1200 1214C DC/DC/DC (có 14 DI (Digital Input) cổng nhận tín hiệu vào 24V DC, 2

AI (Analog input) cổng nhận tín hiệu vào 0-10VDC, 10 DO tín hiệu ra 24VDC)Nêu cách thực hiện ghép nối giữa các cảm biến đã chọn với PLC trên, vẽ sơ đồnối dây

4- Bố cục trình bày theo hướng dẫn sau:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kế

Chương 2: Nội dung thực hiện

2.1- Yêu cầu của đề tài

2.2- Các hướng giải quyết

2.3- Lý do lựa chọn cho thiết kế

2.4- Tính chọn thiết bị

Chương 3: Kết luận

3.1- Các kết quả đạt được

3.2- Các hạn chế khi thực hiện

3.3- Biện pháp khắc phục

Mục lục

Tài liệu tham khảo

4- Phông chữ sử dụng trong báo cáo: Times New Roman-14

5 – Không được phép sao chép coppy bài tập lớn của bất kì nhóm nào

3

Hình vẽ ghi tên ký hiệu hình đầy đủ.

Mỗi nhóm in 1 bản nộp, và in 1 mặt trên giấy A4

Lớp trưởng tổng hợp file mềm của các nhóm và nộp cho GV

6- Thời gian nộp :

Xem lịch thi trên qlcl.

Địa điểm nộp và vấn đáp tại tầng 5-A7.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong nền kinh tế quốc dân, năng lượng là một nhân tố tối quan trọng, cókhả năng duy trì, là động lực để phát triển sản xuất Trong đó, xăng dầu lànguồn năng lượng không thể thiếu trong các hoạt động sản xuất, giao thôngvận tải, góp phần to lớn vào sự phát triển của nền kinh tế quốc dân

Tự động hoá là một lĩnh vực đã được hình thành và phát triển rộng lớn trênphạm vi toàn thế giới, nó đem lại một phần không nhỏ cho việc tạo ra cácsản phẩm có chất lượng và độ phức tạp cao phục vụ nhu cầu thiết yếu trongcuộc sống Ở nước ta, lĩnh vực tự động hoá đã được Đảng và Nhà nước quantâm và đấu tư rất lớn, cùng với các lĩnh vực công nghiệp chuyển dịch nềnkinh tế theo định hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước.Khôngngoài mục đích đó, việc ứng dụng tự động hóa vào việc khai thác, quản lýxuất nhập xăng dầu là rất cần thiết

Trên cơ sở đó, chúng em đã chọn đề tài “ Tìm hiểu, phân tích, tính toán hệ

thống đo lường cảm biến trong bến xuất xăng dầu ô tô ” Sau một thời

gian được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Đăng Hải và các

thầy cô trong bộ môn Tự động hoá, báo cáo của chúng em đã hoàn thiện Dothời gian đề tài ngắn và khả năng còn hạn chế, chắc chắn báo cáo của chúng

em còn nhiều thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp của thầy

cô và các bạn để báo cáo của chúng em đuợc hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

5

Mục lục

Chương 1: Tổng quan về hệ thống xuất xăng dầu tự động 7

1 Giới thiệu chung về hệ thống 7

2 Quy trình xuất hàng tại bến 10

3 Hệ thống công nghệ 11

4 Khu vực làm việc 12

Chương 2: Phân tích và lựa chọn giải pháp thiết kế 13

1 Các yêu cầu về hệ thống 13

2 Các chỉ tiêu an toàn phòng chống cháy nổ 13

3 Các hướng giải quyết 14

3.1.1 Phương pháp điều khiển BatchControler sử dụng thiết bị Accuload 14 3.1.2 Mô hình sử dụng công nghệ điều điều khiển bằng PLC kết hợp với máy tính 2

4 Lựa chọn phương án Error! Bookmark not defined 5 Tính chọn các thiết bị 2

5.1 Hệ thống bể chứa: 2

5.2 Bơm động lực: 20

5.3 Thiết bị đo lưu lượng: 22

5.4 Một số loại cảm biến có thể dùng trong hệ thống 25

5.5 Van điện 31

5.6 Thiết bị đo áp suất : 35

5.7 Bộ điều khiển xuất hàng (batch control) 37

5.8 Cần xuất (loading arms) 37

5.9 Thiết bị phối trộn xăng dầu trên đường ống (inline blender) 37

5.10 Hệ thống đo bồn tự động (tank gauging systerm) 37

5.11 Hệ thống cân tự động (automatic weighting systerm) 37

5.12 Mái phao (floating roofs) 37

6 Thiết kế hệ thống 37

Chương 3: Kết luận 38

I Các kết quả đạt được: 38

II Các hạn chế khi thực hiện: 38

III Biện pháp khắc phục: 38

Chương 1: Tổng quan về hệ thống xuất xăng dầu tự động.

1 Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa bến xuất xăng dầu 1.1.1 Giới thiệu về tập đoàn xăng dầu Việt Nam

Tiền thân của Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam là Tổng công tyXăng dầu mỡ được thành lập theo Nghị định số 09/BTN ngày 12tháng 01 năm 1956 của Bộ Thương nghiệp

Lĩnh vực kinh doanh chính của Petrolimex là xuất nhập khẩu

và kinh doanh xăng dầu, lọc - hóa dầu…

Hoạt động trong lĩnh vực ngành nghề đặc thù, nặng nhọc, độchại, đòi hỏi cao về an toàn phòng chống cháy nổ và bảo vệ môitrường Trong nhiều năm qua, hệ thống các công trình xăng dầu củaTập đoàn Xăng dầu Việt Nam liên tục được phát triển mở rộng theođịnh hướng cả về quy mô và hiện đại hoá Tập đoàn luôn xác địnhviệc cải tạo, nâng cấp các công trình xăng dầu cũ, mở rộng công suấtsức chứa kho bể, áp dụng khoa học công nghệ, trang thiết bị tiêntiến- hiện đại hoá, nhằm nâng cao năng lực hoạt động và tăng cường

hệ số an toàn trong vận hành khai thác các công trình xăng dầu

Việc ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật ở Petrolimex có vai trò đặcbiệt quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh,đảm bảo an toàn tuyệt đối các công trình xăng dầu, góp phần giảiquyết được những khó khăn, ách tắc trong sản xuất kinh doanh, nângcao năng suất lao động, cải thiện điều kiện làm việc và môi trườnglao động Các ứng dụng kỹ thuật này đã giúp cho tập thể người laođộng nhanh chóng vươn lên tiếp cận và làm chủ công nghệ, tạo nềnmóng vững chắc cho Tập đoàn và các đơn vị thành viên hội nhập, mởrộng hợptác với các bạn hàng dầu khí lớn trên thế giới Nhằm giảm thiểu các thao tác thủ công, nâng cao năng suất lao động

và văn minh thương mại, tăng cường công tác an toàn phòng chốngcháy nổ và bảo vệ môi trường tại các kho, cảng xăng dầu đồng thờitránh tác động chủ quan trong khâu xuất hàng tại các bến xuất xăngdầu, Petrolimex đã chủ trương áp dụng đồng bộ hệ thống xuất hàng

tự động tại các bến xuất xăng dầu từng bước tự động hoá, hiện đạihoá công nghệ, đáp ứng tăng trưởng nhu cầu xăng dầu trong cả nước

1.1.2 Thời kỳ xuất nhập xăng dầu thủ công

7

Xuất hàng cho cho xe xitéc phải dùng máy bơm qua hệ thốngvòi ống mềm, một công nhân đứng trên sàn thao tác và một côngnhân đứng trong khu vực nhà bơm để đóng - mở van, khi hàng đầyđến cổ téc thì người trên sàn thao tác báo hiệu, người kia sẽ đóng vanlại.

Thời kỳ này bộc lộ nhiều hạn chế, nếu hai công nhân phối hợpkhông tốt sẽ dẫn đến sự cố tràn dầu Việc đo lường, giao nhận thủcông như vậy có hiệu quả thấp, mất an toàn, không chính xác và dễgây ra hiện tượng thừa, thiếu hàng trong mỗi lần xuất Do đó, thờigian này ở khu vực bảo vệ luôn phải bố trí một vài thùng phi, xôchứa để bộ phận kiểm tra thực hiện rút ra hoặc thêm hàng vào nếuthấy thừa hoặc thiếu Công đoạn này kéo dài sẽ gây ô nhiễm môitrường, ảnh hưởng tới sức khoẻ người lao động và luôn tiềm ẩn nguy

cơ cháy nổ mất an toàn Quá trình khai thác vận hành tại các bến xuấtxăng dầu với phương pháp thủ công đã không đáp ứng được nhu cầucung ứng xăng dầu ngày càng cao của toàn xã hội

1.1.3 Bến xuất xăng dầu tự động và tích hợp truyền dẫn

Bước sang thời kỳ tiếp theo, Công ty tiến hành đầu tư cải tạothay thế hệ thống vòi ống mềm bằng các cần xuất xăng dầu và lắp đặt

hệ thống khởi động - dừng máy bơm ở ngay trên giàn xuất Với côngnghệ này, xuất nhập xăng dầu tại bến xuất chỉ cần một người vậnhành Khi xe xitéc vào vị trí, công nhân vận hành sẽ ấn nút khởi độngmáy bơm để bơm hàng, khi hàng gần đầy đến tấm mức thì đóng dầnvan trên cần xuất và ấn nút dừng máy bơm Về cơ bản, công nghệ này

đã khắc phục được những hạn chế của các công nghệ trước, nhưngvẫn mang tính bán tự động và chưa hiệu quả, nhất là về năng suấtlaođộng và thời gian cấp hàng Con số này không ngừng tăng lên đòi hỏilãnh đạo Tập đoàn, lãnh đạo Công ty phải tiếp tục nghiên cứu cảitiến, ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào các bến xuất xăng dầuphù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam Tập đoàn và Công ty đãquyết định, thay vì sử dụng tấm mức để đo lường, giao nhận hànghoá sẽ sử dụng hệ thống lưu lượng kế kết hợp truyền dẫn số liệu từcác họng xuất xitéc đến nhà bơm và bộ phận nghiệp vụ phát hành hóađơn… Sự kết hợp này đã làm cho quá trình xuất hàng trở nên linhhoạt, thuận tiện và chính xác hơn

Đồng thời phương thức đo lường, giao nhận đã được thay đổi từviệc lấy chính xitéc làm dụng cụ đo lường, giao nhận nay chuyểnsang sử dụng số liệu của lưu lượng kế được gắn trên các giàn xuất.Quá trình này được Tập đoàn và Công ty Xăng dầu thử nghiệm, kiểm

Nhân viên bảo vệ kiểm tra các điều kiện an toàn PCCP và hướng dẫn lái xe vào vị

trí nhận hàng thích hợp

Nhân viên bán hàng

và lái xe xác nhận chỉ số xuất hàng

Khách hàng lái xe vào đường xuất

Nhân viên bán hàng kiểm tra số lượng xuất, thứ tự xuất hàng

Nhân viên bán hàng sẽ nhập mã số lệnh vào bộ OP77A của họng xuất

và ngắt máy bơm Nhân viên bán hàng đóng van tay

Nhân viên bán hàng

mở van tay, bấm nút start trên

bộ OP77A,

hệ thống bắt đầu xuất hàng

nghiệm, đánh giá tổng thể, kỹ lưỡng trước khi đưa vào áp dụng rộngrãi trong tòanngành

Tích hợp và thu thập dữ liệu từ hệ thống lưu lượng kế; tính toán

và xử lý dữ liệu tại bộ điều khiển trung tâm; truy xuất dữ liệu để điềukhiển máy bơm xăng dầu và van điện là quá trình đồng bộ khép kíntổng thể Công nghệ này không những giải quyết được những hạn chếtrước đây, mà còn nâng cao độ chính xác và năng suất cấp hàng.Trước đây khi xuất một xe hàng 15-16 (m3) trung bình phải mấtkhoảng 40-50(ph út/xe) nay giảm xuống còn 20-25 (ph út/xe ) Giờ đây,toàn bộ quá trình cấp hàng từ lập đơn hàng, bơm rót hàng, hoàn thiệnthủ tục đơn hàng, cho phép phương tiện rời bến đều do hệ thống tựđộng hoá thực hiện mà không có bất kỳ sự can thiệp nào của conngười vào các dữ liệu ban đầu Nếu có vấn đề không đồng bộ với dữliệu đã được lập trình thì quá trình xuất hàng sẽ không thể hoàn thiệnđược, vì vậy, khách hàng hoàn toàn yên tâm về tính chính xác, tiệnlợi và minh bạch.Hệ thống đo lường tại các bến xuất đều được các cơquan quản lý Nhà nước kiểm tra, kiểm định định kỳ về độ chính xác

và cấp giấy chứng nhận theo đúng quy định Việc bảo quản và sửdụng các thiết bị này tuân thủ nghiêm ngặt theo các quy trình nghiệp

vụ kỹ thuật Trong ngành công nghiệp nói chung, lĩnh vực xăng dầunói riêng, tự động hoá, hiện đại hoá quá trình công nghệ luôn là mộttrong các động lực quan trọng, thúc đẩy công cuộc đổi mới, pháttriển, tăng cường năng lực cạnh tranh của các doanh nghiệp, các tậpđoàn kinh tế, hỗ trợ cho quá trình hội nhập kinh tế quốc tế và cảithiện môi trường làm việc của người lao động Công nghệ tự độnghoá bến xuất xăng dầu của Tập đoàn xăng dầu Việt Nam đã đạt đượcnhững thành quả nhất định, góp phần nâng cao năng suất lao động,tăng cường công tác an toàn, phòng chống cháy nổ, bảo vệ môitrường và minh bạch hoá quá trình giao nhận Trong thời gian tới,Tập đoàn sẽ tiếp tục triển khai và hoàn thiện chương trình tự độnghoá hệ thống cửa hàng bán lẻ xăng dầu, dự án tự động hoá kho bể và

dự án quản trị nguồn lực ERP nhằm nâng cao khả năng quản trị toàn

hệ thống Petrolimex

2 Quy trình xuất hàng tại bến

9

Tại phòng Phát hành hóa đơn tại công ty xăng dầu:

Khách hàng và tài xế đến đăng ký lấy hàng tại Phòng phát hành hóađơn công ty Nhân viên Phòng phát hành hóa đơn đưa số liệu vào máy tính,sau đó phát hành lệnh xuất hàng cho các lái xe

Toàn bộ thông tin (mã hợp đồng, mã khách, lượng, loại hàng, số mã xe/mã

số người lái xe, v.v.) được lưu tại máy chủ của Công ty

Tại phòng cổng vào/ra:

Người lái xe cho xe Xi-téc xếp hàng vào cổng xuất trình lệnh xuất hàng

và dung tích hợp pháp của phương tiện, lệnh vận chuyển hoặc sổ theo dõixuất hàng để nhân viên bảo vệ kiểm tra

Nhân viên xếp thứ tự vào lấy hàng căn cứ vào tính hợp pháp của cácgiấy tờ trên, hướng dẫn lái xe đăng ký hoá đơn và phương tiện đến nhậnhàng theo thứ tự cho từng mặt hàng (tuân thủ quy định có lệnh xuất hàngtrước lấy trước trừ những trường hợp sự cố khác)

Căn cứ vào lệnh xuất hàng và phương tiện đã đăng ký, nhân viên bảo vệtiếp tục kiểm tra các điều kiện an toàn PCCC, chiều cao nhiên liệu chứatrong bể và hướng dẫn lái xe đưa phương tiện vào vị trí nhận hàng đảm bảoliên tục, cân đối giữa các họng xuất cùng một mặt hàng

Tại Các đường xuất hàng cho xe Xi-téc:

Khi xe Xi-téc đã vào đường xuất, nhân viên vận hành tại dàn xuất sẽkiểm tra số lượng hàng xuất và thứ tự ghi trên Lệnh xuất hàng với dung tích

xe, kiểm tra độ kín, độ sạch của phương tiện, thao tác và kiểm tra an toàn(đặt họng xuất vào miệng xe, lắp tiếp đất) Nhập mã số lệnh suất vào bộOP77A, reset đồng hồ về số 0 có sự chứng kiến của lái xe, bấm nút Startđồng thời nhân viên vận hành mở van tay và quá trình xuất được bắt đầu Trong cả quá trình này, người nhân viên vận hành phải theo dõi chỉ sốtrên màn hình hiển thị và đến khi đạt lượng hàng hệ thống tự động ngắt.Người nhân viên vận hành khóa van tay đóng van tay, cùng lái xe xác nhậnchỉ số qua tấm mức và giấy kiểm định

Khi kết thúc quá trình xuất hàng cho xe xi-téc, người tài xế với Lệnhxuất hàng nhận hóa đơn tại phòng quản lý xuất hàng, với đầy đủ thông tinyêu cầu

Nhân viên tại cổng kiểm tra thực tế tiến hành đo lại mức xăng dầu trongtừng ngăn xe so với tấm mức lưỡi gà và ghi thêm vào hóa đơn (ở phía sauhoá đơn) Kẹp chì niêm phong xe đồng thời ghi số hiệu chì vào mặt sau củahoá đơn

Cho phép xe xi téc ra khỏi kho

3 Hệ thống công nghệ.

Hình 1.1: Hệ thống kho, bể, đường ống xuất nhập xăng dầu

 Hệ thống điện động lực, điện điều khiển, điện chiếu sang

 Hệ thống tự động hóa điều khiển, thiết bị van, máy bơm, thu nhập số liệutrong quá trình xuất nhập xăng dầu

4 Khu vực làm việc.

 Vị trí để xe chở lấy hàng

 Nhà bán hàng và kiểm tra xe trước và sau khi lấy hàng

 Khu vực nhà xuất hàng

 Khu vực nhà bơm dầu

 Khu bể trụ chứa xăng dầu và hệ thống công nghệ xuất nhập xăng dầu

 Khu hệ thống công nghệ xuất nhập

 Hệ thống cấp thoát nước vệ sinh công nghiệp , hệ thống PCCC

 Sơ đồ công nghệ xuất, sơ đồ phân phối điện, phương án phòng cháy chữacháy, sơ đồ PCCC có đầy đủ dụng cụ

11

Chương 2: Phân tích và lựa chọn giải pháp thiết kế.

1 Các yêu cầu về hệ thống.

Các mục tiêu kinh tế - kỹ thuật mà hệ thống Tự động hoá xuất xăng, dầu cho

xe ôtô phải đạt được là:

 Hệ thống có độ an toàn, tin cậy cao để phục vụ liên tục và ổn định cho quátrình sản xuất

 Hệ thống có độ chính xác cao trong đo đạc, cấp hàng giảm tỷ lệ hao hụt tớimức thấp nhất

 Hệ thống Tự động hoá phải đảm bảo việc xuất hàng được nhanh chóng vàthuận tiện, giảm tác động chủ quan của con người, nâng cao năng xuất laođộng Tăng cường khả năng giám sát quá trình xuất hàng và kiểm tra sự cố

 Hệ thống phải lưu trữ được số liệu trong quá trình xuất hàng (lượng thựcxuất, nhiệt độ trung bình ) và kết nối được với hệ thống thông tin quản lýgiúp cho công tác quản lý chặt chẽ, chính xác, nhanh chóng và thuận tiện

 Hệ thống tự động hoá điều khiển động cơ bơm, điều khiển van, đóng hàng tựđộng một cách chính xác theo lượng hàng đặt trước (Vpreset)

 Hệ thống đảm bảo cho việc phát triển hệ thống về sau này được dễ dàng, tiếtkiệm Hệ thống không phá vỡ quy hoạch chung của Kho trong quá trình hiệnđại hoá

2 Các chỉ tiêu an toàn phòng chống cháy nổ.

Kèm theo nhưng yêu cầu về kỹ thuật thì các chỉ tiêu an toàn và phòngchống cháy nổ là 1 điều kiện tiên quyết trong các hệ thống dùng trong nềncông nghiệp xăng dầu Do xăng dầu là chất lỏng dễ bay hơi, dễ bắt lửa ởnhiệt độ thấp, không hòa tan trong nước, có tỷ trọng nhẹ hơn nước Hơixăng dầu nặng hơn không khí 5,5 lần, cháy ở thể hơi Xăng dầu có khảnăng sinh tĩnh điện khi bơm rót và khi cháy tỏa ra nhiệt lượng lớn, tốc độ lantruyền nhanh và tạo ra sản phẩm cháy độc hại Vì vậy các thiết bị đuợc chọntrong hệ thống ngoài đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật thì phải có khả năngphòng chống cháy nổ cao, khả năng xảy ra sự cố là thấp nhất

Ngoài ra khi thi công lắp đặt thiết bị cho hệ thống cần làm tốt những yêucầu về an toàn phòng chống cháy nổ sau:

 Việc thi công lắp đặt đường ống và thiết bị không được hàn cắt tại khu vựcgiàn xuất và trạm bơm Gia công ống thép bảo vệ và các tủ điện thực hiệnbên ngoài khu vực nguy hiểm cháy nổ, nếu có hàn cắt phải thực hiện bênngoài khu vực kho sau đó làm nguội mới đưa vào lắp đặt

 Khi cắt phá bê tông thường xuyên phải tưới nước xuống nền bê tông để tránhphát sinh tia lửa, ngăn cách khu vực thi công bằng hàng rào di động

 Khi tháo lắp vặn chuyển thiết bị phải nhẹ nhàng tránh va đập mạnh gây phátsinh tia lửa

 Các trang thiết bị đưa vào lắp đặt và toàn bộ hệ thống cáp phải đặt trong ốngthép bảo đảm bảo tiêu chuẩn phòng nổ theo quy định

 Trước khi đưa vào chạy thử phải tiến hành đo kiểm tra cách điện toàn bộ cáp

và các thiết bị có sử dụng điện

 Trong thời gian thi công, các vật tư dụng cụ phải để gọn gàng không gây ảnhhưởng tới hoạt động sản xuất tại kho và công tác PCCC

 Đo kiểm tra nồng độ xăng dầu khu vực thi công Nếu nồng độ xăng dầu vượtquá quy định cho phép thì không được đục cắt bê tông

 Bố trí đầy đủ trang thiết bị phòng cháy chữa cháy

3 Các hướng giải quyết.

Để xây dựng một hệ thống bến xuất xăng dầu sẽ có nhiều phương án đểthực hiện Dưới đây ta phân tích một số phương án khả thi:

3.1.1 Phương pháp điều khiển BatchControler sử dụng thiết bị Accuload

a) Giới thiệu hệ thống

13

Hình 2.1 Mô hình hệ thống cho 1 họng xuất

Hệ Thống vận hành hệ thống theo 3 chế độ: Tự động hoàn toàn, bán tựđộng khi máy tính chủ dữ liệu hệ thống tự động hóa lỗi, mạng LAN lỗi…khi đó số liệu tự động hóa sẽ được cập nhật lại vào cơ sở dữ liệu khi hệthống vận hành trở lại Chế độ tại chỗ là việc vận hành bơm tại chỗ, hoàntoàn không có kết nối PLC với Controllogix, các Batch controller vẫn hoạtđộng, các van điều khiển vẫn đóng theo lượng đặt trước

Đây là công nghệ điều khiển tiên tiến nhất hiện nay cho việc xuất xăngdầu, công nghệ điều khiển mẻ (Batch controller)

Hệ thống bao gồm:

 Mỗi bộ Accuload điều khiển 1 cần xuất, nhận thông tin từ đầu đo nhiệt độ,tín hiệu phát xung từ lưu lượng kế và điều khiển bơm và van tại từng họngxuất

 Mỗi họng xuất sẽ có 1 sensor đo nhiệt độ được lắp trên đường ống xuất, sai

số đo nhiệt độ nhỏ hơn ±0,25 0C Khoảng cách đi dây giữa Accuload vàsensor đo nhiệt độ nhỏ hơn 100m

 Bộ phát xung của lưu lượng kế phát xung vuông 40/60, trên phát xung phải

có sẵn bộ lọc nhiễu điện tử Tín hiệu phát xung tiêu chuẩn: nhỏ hơn 1V làgiá trị 0, lớn hơn 5V là giá trị 1 Điện áp cung cấp cho phát xung là 12 hoặc24VDC

 Bộ Batch Controller được điều khiển bởi PLC, việc sử dụng PLC sẽ đảm bảoviệc kết nối với phân hệ trạm bơm và đơn giản cũng như việc mở rộng hệthống sau này Bộ PLC được thiết kế dự phòng nóng (redundant 2 CPU và 2đường truyền thông Modbus và 2 cổng truyền thông trên Accuload) khi có

sự cố ở 1 bộ PLC thì PLC còn lại sẽ chiếm quyền điều khiển Accuload quađường truyền thông còn lại và cổng truyền thông còn lại Truyền thông giữa

2 bộ PLC bến xuất bộ và trạm bơm cũng được thiết kế dự phòng nóng 2đường Controlnet, khi bị sự cố 1 đường sẽ truyền trên đường còn lại

 Tích hợp thông tin và hiển thị trên máy SCADA

b) Đặc điểm tính năng của hệ thống đạt được

Hệ thống có thể xuất hàng ở 3 chế độ: Tự động, bán tự động, và chế độ tạichỗ

- Lưu số liệu xuất hàng ở 2 chế độ Tự động và Bán tự động, bao gồm những thông tin sau: mã lệnh, mã ngăn, mã công tơ (nếu có), lượng đăng ký, lượng thực xuất, nhiệt độ trung bình

- Dự phòng cổng truyền thông của Batch controller, dự phòng truyền thông Modbus và dự phòng SCADA nhằm mục đích tăng tính ổn định, giảm thiểu gián đoạn cho quá trình xuất hàng do có cơ chế dự phòng nhiều cấp

- Thông tin khách hàng và lượng xuất được quản lý trên máy tính hóa đơn, quá trình xuất hàng được thực hiện qua lệnh xuất hàng, trên lệnh xuất có thông tin về khách hàng, số xe quá trình được thực lấy, mã khách, mã hàng hóa, số thứ tự lệnh xuất, mã ngăn Trong quá trình xuất người công nhân không thể thay đổi lượng xuất, xuất lại lệnh đã xuất, quá trình xuất kết thúc, việc hoàn chỉnh hóa đơn qua cơ sở dữ liệu có đầy đủ lượng hàng thực sự xuất được cũng như nhiệt độ trung bình của ca lô hàng đó Các thao tác và hiện tự động tối đa từ khâu trước khi xuất đến khi hoàn chỉnh hóa đơn cho khách hàng nhằm tránh các tiêu cực, phiền hà cho khách hàng, giảm thiểu thời gian xuất.

- Các thông tin nhập trên Batch hiển thị bằng tiếng việt không dấu, thao tác xuất hàng đơn giản, các thông tin báo lỗi sự cố hỏng nhiệt độ, xuất quá lượng đặt, lưu tốc quá cao, quá thấp,… đều được thể hiện rõ ràng trên Batch controller

3.1.2 Mô hình sử dụng công nghệ điều điều khiển bằng PLC kết hợp với máy tính

Mô hình sử dụng PLC S7-300 của hãng Siemen

Đây là hệ điều khiển khá phổ biến và đã được dùng rất rộng rãi trongcông nghiệp vì những ưu điểm của nó như tính mềm dẻo, linh hoạt, đáp ứngđược những yêu cầu về thay đổi và mở rộng quy mô sản xuất với chi phí hợplý

a) Tổng quan hệ thống:

Hình 2.2 Mô hình giải pháp hệ thống sử dụng PLC S7-300

15

Bộ PLC S7-300 thu nhận thông tin từ đầu đo nhiệt độ, tín hiệu phát xung

từ lưu lượng kế và điều khiển bơm, tại từng họng xuất,điều khiển đóng mởvan điện Tại Phòng Điều khiển, với phần mềm điều khiển SCADA, toàn bộthông tin về nhiệt độ thực tế, lưu lượng, bơm được chuyền về và hiển thị trênmàn hình máy tính trong thời gian thực

Máy in để in ra hóa đơn với các thông tin đầy đủ được lưu trữ trong Hệthống Điều khiển trung tâm bao gồm: số hóa đơn, mã khách hàng, mã số xe,loại hàng, lượng thực xuất, nhiệt độ trung bình, lượng lit 15OC, hệ số VCF,WCF, tỷ trọng, v.v.Phát hành hoá đơn tự động cho khách hàng

Công nhân vận hành sẽ nhập mã số lệnh xuất hàng vào bộ OP77A củahọng xuất Hệ thống TĐH kiểm tra, xác nhận mã lệnh Nếu mã lệnh hợp lệ(đã đăng ký lấy hàng, đúng loại hàng hóa và chưa xuất hàng), hệ thống sẽchuyển toàn bộ thông tin về giá trị Lít đặt trước xuống PLC S7-300 và hiểnthị lên bộ OP77A để phục vụ xuất hàng cho họng xuất này Nếu mã lệnhkhông hợp lệ, hệ thống không cho phép xuất hàng

Công nhân vận hành, mở van tay, bấm nút Start trên bộ OP77A, trên dànxuất cho phép bắt đầu quá trình xuất hàng

b) Ưu điểm hệ thống dùng PLC kết hợp với máy tính

Giải quyết những thiếu sót của quy trình xuất hàng cũ, có sự kết hợp chặtchẽ giữa Hệ thống thông tin quản lý và Hệ thống Tự động hoá, quản lý chặtchẽ hao hụt, tránh thất thoát và giảm được ảnh hưởng do yếu tố chủ quan củacon người

Hệ thống TĐH xuất hàng có tính an toàn cao (tiếp đất, các sự cố, cáctrạng thái làm việc của các trang thiết bị được kiểm soát chặt chẽ trong quátrình xuất hàng bởi Hệ thống TĐH, giao nhận chính xác, giảm hao hụt tớimức thấp nhất; van điện, máy bơm được điều khiển dừng tự động khi lượnghàng đã bằng lượng hàng cần xuất - Vpreset)

Hệ thống có độ tin cậy cao để phục vụ an toàn, liên tục và ổn định choquá trình sản xuất

Đạt các hiệu quả cao về mặt kinh doanh, điều hành quản lý, năng suất laođộng, an toàn lao động, bảo vệ môi trường và những hiệu quả vô hình trong

sự cạnh tranh trong nền kinh tế thị trường

4 Lựa chọn phương án

Sau khi tìm hiểu và phân tích được các ưu điểm và nhược điểm của từng phương án Chúng em nhận thấy để thiết kế hệ thống tự động hóa cho bến xuất xăng dầu,có thể dùng 2 phương án đã trình bày ở mục II là phương pháp điều khiển Bath Controller hoặc dùng

bộ điều khiển khả trình PLC kết hợp với máy tính

Nếu dùng phương án Bath Controller - là công nghệ điều khiển tiên tiến nhất hiện nay cho việc xuất xăng dầu trên thế giới Nó có rất nhiều ưu điểm,hệ thống đạt được độ chính xác cao,nhưng giá thành của các thiết bị khá đắt,thích hợp cho những bến xuất lớn Không những thế, việc tiếp cận và tìm hiểu đối với các thiết bị này đối với chúng em là rất khó khăn.Vì vậy chúng em quyết định lựa chọn phương án dùng bộ điều khiển khả trình PLC kết hợp với máy tính.

Với quy mô của bến xuất xăng dầu vừa phải,có 3 họng xuất hàng,

hệ thống tự động hóa thiết kế cho bến xuất xăng dầu này sử dụng phương án dùng bộ điều khiển khả trình PLC kết hợp vơí máy tính là rất hợp lý.Đảm bảo độ tin cậy và chính xác cao, giá thành hợp lý,phùhợp với quy mô của dự án Khi cần mở rộng thêm các phân hệ đo bồn, trạm bơm, thêm hệ thống báo cháy, việc tích hợp đơn giản

5 Tính chọn các thiết bị.

5.1.Hệ thống bể chứa:

a) Giới thiệu

Hệ thống có 3 bồn chứa : 1 bồn A92, 1 bồn A95 và 1 bồn dầu DO

Hình 2.3 Bể chứa xăng dầu

b)Cấu tạo bể chứa

 Đáy bể: bao gồm các tấm thép có chiều dày khác nhau hàn lại với nhauthường chiều dày lớn dần từ thân bể ra thành bể (chiều dầy có thể từ 5mm

17

tới 12mm Đáy bể được đặt trên phần nền móng bể được gia cố để bảo đảmchống lún, sát với tôn đáy bể là lớp nhựa đường nhằm đảm bảo chống nước

và hạn chế sự an mòn từ dưới lên cho tôn đáy bể

 Thành bể: bao gồm nhiều tấm thép hàn lại với nhau Kết cấu chiều dầy thành

bể tăng dần từ trên xuống dưới do sự chịu lực thủy tĩnh tăng theo chiều sâucủa xăng dầu (phía gần đáy bể có thể chiều dày là 12mm, phía trên nóc bể cóthể chỉ 4 - 5mm)

 Mái bể: có nhiều dạng kết cấu khác nhau như mái bể hình nón, mái bể hìnhchỏm cầu Tác dụng của mái bể là để đảm bảo sự ổn định tương đối của bểchứa trong quá trình xuất, nhập; tránh đọng nước đồng thời là nơi để bố trílắp đặt các thiết bị như van an toàn, lỗ đo tính Mái bể thường có bề dày 3,5– 5mm

 Lỗ ánh sáng: vị trí nằm ở trên mái bể có kích thước lớn, nó có tác dụngthông gió và lấy ánh sáng trước khi bảo dưỡng, kiểm tra bể và các thiết bịtrong bể

 Lỗ người chui: có tác dụng để người kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa có thểchui vào để thực hiện nhiệm vụ Lỗ người chui được đặt ngay tầng tôn thứnhất

 Lỗ đo dầu: được đặt trên mái bể, tại đây có thể lấy mẫu xăng dầu trong bể,

đo chiều cao, đo nhiệt độ bể Đối với các bể có mái phao ở trong hoặc thiếtbị đo tự động thì dưới các lỗ đo dầu người ta thường lắp đặt các ống dẫnhướng cho thiết bị đo và mái phao

 Điểm đo dầu: làm điểm đo mốc chiều cao bể, nó thường được hàn vào đáy

bể và gần với thành bể nằm phía dưới theo phương thẳng đứng với lỗ đo dầu

 Van thở và bình ngăn lửa: được lắp trên mái bể có tác dụng điều chỉnh ápsuất dương, âm ở trong bể nằm trong phạm vi cho phép mà bể có thể chịuđược trong quá trình nhập, xuất, tồn chứa cũng như các hoạt động khác của

bể chứa Dưới bộ phận khống chế áp suất dương, âm và tiếp giáp với mái bểthường lắp bộ phận ngăn tia lửa có tác dụng ngăn tia lửa cháy ngược từngoài vào bên trong bể chứa

 Lăng phun bọt chữa cháy cỗ định: thường được lắp ở tâng tôn trên cùng củathành bể và được nối với hệ thống bơm cố định của tổng kho Khi xảy ra sự

cố thì dung dịch bọt sẽ được phun vào bên trong bể để phủ kín bề mặt thoángcủa xăng dầu ngăn cản sự cháy

 Cầu thang bể: lắp bên ngoài bể bám theo thành bể, dẫn từ đáy bể tới mái bể

Nó có tác dụng phục vụ cho viẹc đi lại trong quá trình thao tác kiểm tra, giaonhận, bảo dưỡng

 Ống dẫn hướng: được nối từ mái bể xuống gần sát đáy bể có tác dụng đo, đếm tự động và được làm bằng thép hợp kim

 Công nghệ xuất nhập: bao gồm các đường ống và các van được gắn vào thành bể ở tầng tôn cuối cùng và liên kết với các đường ống xuất nhập của Tổng kho Kích thước của nó đáp ứng với thông số xuất nhập hoạt động của

bể chứa

 Công nghệ hút vét, xả cặn: thường được nối ở phía dưới của tầng tôn cuối thành bể Bên trong bể nó được nối với đường ống rà sát vị trí thấp nhất của đáy bể chứa; bên ngoài nó có các đường ống, van nối với công nghệ hút vét của Tổng kho

 Hệ thống tiếp địa: là hệ thống truyền dẫn từ bể tiếp địa đảm bảo điện trở tiếp đất nằm trong giới hạn cho phép, nó nối thông mạch với hệ thống các cột thulôi trên mái bể

5.2.Bơm động lực:

a) Giới thiệu

Bơm bánh răng dùng bơm xăng dầu, bơm những chất có độ nhớt cao,những dễ cháy nổ mà các loại bơm thông thường khác không thể hút được,những chất lỏng có chứa hạt, bơm thực phẩm, ta chọn bơm bánh răng ănkhớp trong hiệu Magnus-Canada

b) Thông số kỹ thuật

Hãng sản xuất: Series 332 hiệu Magnus, Canada

- Dải lưu lượng: (20 -93) m3/h

- Áp suất đầu xả max: (10-13) bar

- Vật liệu tiêu chuẩn: Gang đúc, Thép

- Vật liệu tùy chọn: Inox

- Kiểu làm kín: Phớt cơ khí hoặc hộp chèn

- Nhiệt độ chất bơm tiêu chuẩn: 25 oC

- Nhiệt độ chất bơm tùy chọn: 132 oC