Thiết kế ĐIỀU KHIỂN tự động cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở

MỞ ĐẦU1.Tính cấp thiết của đề tàiTrong các đô thị, vùng đô thị hóa và trong đời sống xã hội hiện nay, hệ thống bơm nước là một trong những hệ thống cơ sở hạ tầng rất quan trọng, không thể thiếu được. Hệ thống bơm không những ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của con người mà còn ảnh hưởng đến các ngành công nghiệp, nông nghiệp nhằm đảm bảo phục vụ lợi ích cho con người. Từ những vấn đề trên tôi được giao đề tài: “Thiết kế điều khiển tự động cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở” để hiểu rõ hơn quá trình hoạt động của hệ thống nhằm năng cao kiến thức từ đấy tiến hành nâng cao chất lượng điều khiển.2.Mục đích nghiên cứu của đề tàiNghiên cứu nguyên lý hoạt động của một số hệ thống điều khiển bơm trên lý thuyết nhằm nâng cao độ chính xác từ đó thiết kế trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở có ý nghĩa thực tiễn.3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứua)Đối tượng nghiên cứuNghiên cứu các hệ thống điều khiển tự động cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở có mặt trong thực tiễn.b)Phạm vi nghiên cứuĐồ án môn học này giới hạn nghiên cứu, thiết kế trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở có thể sử dụng được trong việc cấp nước cho 1 khu vực trong thành phố hoặc cho một xí nghiệp vừa và nhỏ.4.Phương án nghiên cứuNghiên cứu dựa trên lý thuyết về các hệ thống bơm điển hình nói chung và hệ thống trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở nói riêng. Từ đó rút ra các nhận xét, đánh giá, để đề xuất phương án thiết kế của bản thân.5.Ý nghĩa khoa học và thực tiễna)Ý nghĩa khoa học của đề tàiNắm được nguyên lý hoạt động của hệ thống để giảm thiểu tối đa rủi ro trong quá trình vận hành hệ thống, nâng cao tính ổn định, bền vững của hệ thống.b)Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.3 Các đặc trưng tính công tác của bơm ly tâm 3

Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc hệ thống trạm nhiều bơm 12

Hình 3.1 Sơ đồ cấp nguồn cho trạm bơm tăng áp 30

Hình 3.3 Sơ đồ mạch động lực của bơm 1 và 2 32Hình 3.4 Sơ đồ mạch điều khiển các bơm dùng PLC 33Hình 3.5 Sơ đồ mạch điều khiển các bơm dùng rơle trung

gian

33

Hình 3.6 sơ đồ rơle trung gian của các nút ấn và cảm biến 34

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng ký hiệu các phần tử trong hệ thống bơm chất

lỏng cho bồn hở

11

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong các đô thị, vùng đô thị hóa và trong đời sống xã hội hiện nay, hệ thốngbơm nước là một trong những hệ thống cơ sở hạ tầng rất quan trọng, không thểthiếu được Hệ thống bơm không những ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt củacon người mà còn ảnh hưởng đến các ngành công nghiệp, nông nghiệp nhằmđảm bảo phục vụ lợi ích cho con người

Từ những vấn đề trên tôi được giao đề tài: “Thiết kế điều khiển tự động

cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở” để hiểu rõ hơn quá trình hoạt động

của hệ thống nhằm năng cao kiến thức từ đấy tiến hành nâng cao chất lượngđiều khiển

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của một số hệ thống điều khiển bơm trên lýthuyết nhằm nâng cao độ chính xác từ đó thiết kế trạm nhiều bơm cấp lỏng chobồn hở có ý nghĩa thực tiễn

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a) Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu các hệ thống điều khiển tự động cho trạm nhiều bơm cấp lỏngcho bồn hở có mặt trong thực tiễn

b) Phạm vi nghiên cứu

Đồ án môn học này giới hạn nghiên cứu, thiết kế trạm nhiều bơm cấp lỏngcho bồn hở có thể sử dụng được trong việc cấp nước cho 1 khu vực trong thànhphố hoặc cho một xí nghiệp vừa và nhỏ

4. Phương án nghiên cứu

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết về các hệ thống bơm điển hình nói chung và

hệ thống trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở nói riêng Từ đó rút ra các nhậnxét, đánh giá, để đề xuất phương án thiết kế của bản thân

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

a) Ý nghĩa khoa học của đề tài

Nắm được nguyên lý hoạt động của hệ thống để giảm thiểu tối đa rủi rotrong quá trình vận hành hệ thống, nâng cao tính ổn định, bền vững của hệthống.

b) Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Tính toán thiết kế mặt bằng, các trang thiết bị cần thiết, xây dựng các sơ đồnguyên lý, sơ đồ điều khiển, chương trình điều khiển cho trạm nhiều bơm cấplỏng cho bồn hở

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

CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ

1.1. Các thông số kỹ thuật cần thiết của trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở

Bơm là máy thủy lực dùng để hút và đẩy chất lỏng từ nơi này đến nơikhác Chất lỏng dịch chuyển trong đường ống nên bơm phải tăng áp suất chấtlỏng ở đầu đường ống để thắng trở lực trên đường ống và thắng hiệu áp suất ở 2đầu đường ống Năng lượng bớm cấp cho chất lỏng lấy từ động cơ điện hoặc từcác nguốn động lực khác (máy nổ, máy hơi nước )

Điều kiện làm việc của bơm rất khác nhau (trong nhà, ngoài trời, độ ẩm,nhiệt độ v.v ) và bơm phải chịu được tính chất hóa lý của chất lỏng cần vậnchuyển

Hình 1.1: Sơ đồ một hệ thống bơmBơm hút chất lỏng từ bể hút 4 qua bộ lọc 3, qua ống hút 5, qua van 6, van

7 và đẩy chất lỏng qua ống đẩy 8 vào bể chứa 9 Động cơ lai 1 dùng để quaybơm 2, 11 là đồng hồ chỉ thị ở cửa hút còn 12 là đồng hồ chỉ thị ở cửa đẩy

a) Đặc tính của bơm

Bơm ly tâm là loại bơm động học có cánh quạt nó được sử dụng rộng rãi

và được kéo bằng động cơ điện Bơm ly tâm là loại rất phổ biến vì nó bơm đượcnhiều loại chất lỏng khác nhau (nước, axit, kiềm ), giải lưu lượng rộng (từ vàil/phút – vài m3/s), có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, chắc chắn, giá thành hạ

Hình 1.2: Cấu tạo bơm ly tâmCác bộ phận của bơm ly tâm bao gồm:

gây ra lực ly tâm làm chất lỏng trong các rãnh bị nén và đẩy ra đuôi các cánhcong vào buồng trôn ốc Do diện tích mặt cắt buồng trôn ốc tăng dần nên lưu tốcchất lỏng giảm dần, một phần động năng của chất lỏng thành áp năng dồn chấtlỏng vào ống đẩy.

Nhược điểm của bơm ly tâm là không có khả năng hút nước lúc ban đầu(phải mồi) và lưu lượng Q phụ thuộc vào cột áp H

Hình 1.3: Các đặc tính công tác của bơm ly tâm

Lý thuyết và thực nghiệm cho thấy: khi tốc độ quay n của bơm giữnguyên thì cột áp H, công suất N và hiệu suất ƞ là hàm số của lưu lượng Q Cácquan hệ H = H(Q), N = N(Q), ƞ = ƞ(Q) gọi là các đặc tính riêng của bơm

Đường cong H = H(Q) hoặc Q = Q(H) cho biết khả năng làm việc củabơm nên còn gọi là đường đặc tính làm việc của bơm

Nhận xét: công suất N có trị số cực tiểu khi lưu lượng bằng 0 Lúc nàyđộng cơ truyền động được mở máy dễ dàng Do vậy ta sẽ khóa van trên ống đẩy

để Q = 0 Sau thời gian ngắn khoảng 1 phút thì mở van ngay để tránh bớm vàchất lỏng bị quá nóng do công suất động cơ chuyển hoàn toàn thành nhiệt năng

Hơn nữa lúc mở máy dòng động cơ lớn sẽ gây nguy hiểm cho động cơ nếu Q ≠0.

Bơm pitton là loại bơm thể tích có nguyên lý làm việc đơn giản Khi động

cơ quay quanh trục O, kéo theo hệ thống biên maniven 3, 4 và chuyển độngquay biến thành chuyển động tịnh tiến qua lại của pitton, A1 và A2 tương úngvới điểm chết C1 và C2 Khi pitton dịch chuyển sang trái thì thể tích buồng làmviệc 5 tăng lên, áp suất chất lỏng trong xi lanh giảm nhỏ hơn áp suất trên bề mặtthoáng bể hút Lúc đó là giai đoạn hút Khi pitton dịch sang phải thì thể tíchbuồng làm việc giảm đi, áp suất chất lỏng trong xi lanh tăng cao Lúc này vanhút 6 bị đóng lại, van đẩy 7 bị mở ra và chất lỏng trong xi lanh bị dồn vào ốngđẩy Đó là giai đoạn đẩy

Hình 1.4: Cấu tạo của bơm pittonHai giai đoạn hút và đẩy tạo thành một chu kỳ làm việc của bơm Các chu

kỳ liên tục nối tiếp nhau

Từ cách làm việc của pitton ta thấy:

- Ống hút luôn ngăn cách với ống đẩy

- Chuyển động của chất lỏng không đều, lưu lượng bị dao động vf gần như khôngphụ thuộc vào áp suất bơm

Hình 1.5: Các đặc tính của bơm pitton

- Áp suất bơm: cột áp của bơm có thể rất cao (tương ứng với độ bền của bơm vàcông suất động cơ kéo bơm)

- Với cùng lưu lượng như nhau thì bơm pitton cồng kềnh và khó chế tạo (kín, khít ) hơn so với bơm ly tâm Do vậy, ở vùng áp suất thấp và trung bình thì người

ta ít dùng bơm pitton, nhưng ở vùng áp suất cao và rất cao (trên 200at) thì hiệntại bơm pitton chiếm ưu thế tuyệt đối (như trong hệ thống truyền động bằng dầu,trong vòi phun nhiên liệu động cơ diezen, trong hệ thủy lực dùng trên máybay )

b) Thông số kỹ thuật của các loại bơm

• Cột áp H (áp suất bơm): đó là lượng tăng năng lượng riêng cho một đơn vị trọng

lượng của chất lỏng chảy qua bơm (từ miệng hút đến miệng đẩy của bơm)

Cột áp H thường được tính bằng mét cột chất lỏng (hay mét cột nước)hoặc tính đổi ra áp suất bơm

.

P= γ H = ρg H

(1-1)

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)

g d

∑ = + ∑

(1-4)Trong đó:

• Lưu lượng (năng suất) bơm: đó là thể tích chất lỏng do bơm cung cấp vào ống

đẩy trong một đơn vị thời gian

Lưu lượng Q đo bằng m3/s, l/s, m3/h

• 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 chất lỏnglên 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 khiđộng cơ nối trực tiếp với bơm thì ƞtd ≈ 1

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

• Hiệu suất bơm (ηb

) là tỉ số giữa công suất hữu ích Ni và công suất trục bơm N

i b

N N

η =

(1-9)Hiệu suất gồm 3 thành phần

b Q H m

η η η η =

(1-10)Trong đó:

- hiệu suất thủy lực (hay hiệu suất cột áp) do tổn thất cột áp

vì ma sát trong nội bộ bơm

m

η

- hiệu suất cơ khí do tổn thất vì ma sát giữa các bộ phận cơkhí (ổ bị, gối trục ) và bề mặt ngoài của guồng động (bánh xe công tác) vớichất lỏng (bơm ly tâm)

1.2. Các yêu cầu về truyền động điện và trang bị điện cho hệ thống bơm

Bơm có rất nhiều kiểu loại, đa dạng và dải công suất cũng rất rộng.Truyền động cho bơm phổ biến sử dụng động cơ điện Tùy thuộc vào tốc độbơm, ghép nối giữa động cơ truyền động và bơm có thể là trực tiếp (đồng trục)

hoặc gián tiếp qua bộ truyền cơ khí, đai truyền ly hợp thay đổi tốc độ, hệ thốngtay biên – trục khuỷu,… Do đó, khi lựa chọn công suất động cơ cần lưu ý tớihiệu suất của khâu truyền lực trung gian.

Thông thường, bơm không yêu cầu thay đổi tốc độ nên phổ biến sử dụngđộng cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha rotor lồng sóc (RTLS) truyền động chobơm Tùy thuộc vào công suất động cơ và điều kiện kinh tế cụ thể, có thể khởiđộng động cơ theo một trong bốn phương pháp sau:

Với bơm có công suất lớn và rất lớn, thường truyền động bằng động cơđồng bộ để cái thiện cosφ

Chọn động cơ keo bơm piston, phải theo loại bơm cụ thể và lưu ý sự biếnthiên của lưu lượng, cột áp của bơm, dó đó momen động cơ cần đáp ứng

Đảm bảo các bảo vệ 191ap h thường trong hệ truyền động điện như ngắnmạch, quá tải, cũng như các bảo vệ riêng có trong hệ thống trang bị điện đốivới từng hệ thống cụ thể

Đảm bảo các chệ độ vận hành 191ap h thường: bằng tay (manual), tựđộng (auto) Trong chế độ bằng tay, thiết kế điều khiển phải đảm bảo cho phépchạy dừng các động cơ lai bơm độc lập với phần tử điều khiển (PLC, vi xử lý, )

Do bơm ly tâm không tự động mồi nước được nên mạch điều khiển cầnphải đảm bảo mồi nước trước khi chạy bơm (qua bơm mồi, van điện từ, ) vàtuân thủ các thứ tự thao tác khi chạy bơm

Bơm thường hoạt động ở môi trường ẩm ướt (nước, chất lỏng khác), môitrường độc hại (kiểm, axit, ), môi trường dễ cháy, nổ (dầu, axit) hoặc trong môitrường bẩn (bùn) nên các trang bị điện cũng phải đáp ứng được các điều kiện đó.

Động cơ lai bơm chỉ quay theo một chiều nên trang bị điện cho bơm cần

có mạch bảo vệ thứ tự pha trong các hệ thống bơm sử dụng động cơ điện xoaychiều

Hệ thống đảm bảo báo động, tín hiệu hóa, tự động dừng và tự động khởiđộng khi có yêu cầu

Những hệ thống bơm công tác trong môi trường dễ cháy nổ (bơm dầu,hóa chất) yêu cầu phải có nhiều vị trí dừng sự cố

Đối với trạm có nhiều bơm, cần chú ý tời thứ tự khởi động dừng các bơmtheo một thuật toán đặt trước Tránh khởi động các bơm cùng lúc vì sẽ dẫn tớisụt áp lưới ảnh hưởng tới điều kiện làm việc của các thiết bị xung quanh Cóthuật toán đảo các bơm chạy luân phiên đảm bảo thời gian làm việc của các bơmđồng đều nhau

1.3. Đề xuất phương án thiết kế

Phương án thiết kế cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở được đề xuấtnhư sau:

Thiết kế trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở, cung cấp nước sạch chomột khu vực nội thành thành phố hải phòng một cách tự động

Hệ thống được thiết kế với chế độ điều khiển bằng tay, chế độ tự động,chế độ thử và có thể thêm chế độ điều khiển trực tuyến thông qua máy tính

Hệ thống sẽ sử dụng PLC S7-300 để thiết kế chương trình điều khiển tựđộng

Công suất đưa ra cho trạm bơm là 7200 m3/ngày, lưu lượng yêu cầu từtrạm bơm là 300 m3/h

Hệ thống gồm có 5 bơm ly tâm được lai bởi 5 động cơ không đồng bộroto lồng sóc để thuận tiện cho việc thay đổi tốc độ và dễ dàng điều chỉnh hoạtđộng của bơm

Hệ thống hoạt động chính gồm có 3 bơm, gồm 1 bơm chính và hai bơmphụ, còn lại sẽ là bơm dự phòng được sử dụng trong tình trạng có sửa chữa thaythế Trạm nhiều bơm được cấp lỏng từ 5 bồn chứa khác nhau có thể cung cấpnước liên tục cho trạm

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

Bảng 1.1: Bảng ký hiệu các phần tử trong hệ thống bơm chất lỏng cho bồn hở

Đấu hút của bơmVan cầu

Van cửaVan một chiều

Động cơ truyền động

Bơm ly tâm

Đ11-Đ51, ĐN Cảm biến mứcĐ12-Đ52 Cảm biến chân khôngĐ13-Đ53 Cảm biến áp suất

Hình 1.6: Sơ đồ cấu trúc hệ thống trạm nhiều bơm

• Ta yêu cầu như sau

Ở đây ta dùng hệ bơm bao gồm 5 bơm: B1, B2, B3, B4, B5 (được lai lầnlượt bởi 5 động cơ điện không đồng bộ roto lồng sóc: M1, M2, M3, M4, M5)

Cả 5 bơm đều có vai trò là như nhau, có cùng 1 công suất Các bơm này cónhiệm vụ bơm nước từ bể sơ cấp lên bể thứ cấp Các bơm này có thể hoạt độngđộc lập với nhau hoặc hoạt động cùng lúc tùy thuộc vào yêu cầu công việc

Đ11 – Đ51 là các cảm biến mức trong bể sơ cấp với 3 mức cảnh báo là:

- H1LV: Mức nước cao mở tất cả bơm

- H2LV: Mức nước cao có thể bỏ một số bơm

- L1LV: Mức nước trung bình có thể ngừng một số bơm

- L2LV: Mức nước thấp ngừng bơm

ĐNlà cảm biến mức ở bể thứ cấp với 5 mức cảnh bảo là:

- H2LV: Mức nước rất cao, dừng toàn bộ bơm hoặc xả bớt nước trong bể

- H1LV: Mức nước cao, chạy từ 1 đến 2 bơm

- L1LV: Mức nước thấp, cảnh báo yêu cầu mở bơm dự phòng

- L2LV: Mức nước cạn, cảnh báo yêu cầu mở tất cả các bơm đảm bảo cấpnước cho tải

Đ12 – Đ52 là các cảm biến đo chân không dùng cho khởi động bơm, tínhiệu đưa về trung tâm điều khiển nếu quá thời gian nào đó thì cắt bơm (khôngchạy bơm)

Đ13 – Đ53 là các cảm biến áp suất dùng để đo áp suất sau bơm nhằm xácđịnh các bơm có hoạt động hay không

Sử dụng van cầu tại hai đầu của bơm cho phép cách ly hoàn toàn bơm rakhỏi hệ thống khi cần thiết

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

• Nguyên lý hoạt động

Trong trường hợp các điểm đo ĐX1, ĐX2, ĐX3 (X = 1-5) đạt yêu cầu, thìtrạm bơm hoạt động bình thường Nước trong bình chứa hoặc sông hồ sẽ đượctruyền đi qua các van và bơm để vào bồn hở ở đây ĐN sẽ làm nhiệm vụ đo mức

chất lỏng trong bình, nếu mức chất lỏng mà cao thì ta chỉ cần dùng 1 bơm cho

hệ thống là đủ, nếu mức chất lỏng mà thấp ta sẽ phải dùng cùng 1 lúc nhiều bơm

để đạt yêu cầu đề ra

Trong trường hợp một trong các điểm đo ĐX1, ĐX2, ĐX3 không đạt yêu cầu:Nếu sau một khoảng thời gian trễ bơm không có khả năng khử áp suất âmtrong đường ống hút (điểm đo ĐX2) thì điều khiển hệ thống bơm mồi làm việchoặc dừng bơm

Nếu áp suất bơm ĐX3 không đạt yêu cầu thì bơm sẽ dừng hoạt động dothời gian khởi động quá lâu vì lượng nước dùng cho khởi động không đủ, lúcnày cần chỉnh lại lượng nước cho phù hợp với công suất bơm hoặc kiểm tra lạiđường ống xem có bị rò rỉ

Tại bể chứa đích tùy theo mức nước nhận được từ điểm đo ĐN mà điềukhiển bơm hoạt động nhịp nhàng luân phiên, tránh trường hợp có bơm phải hoạtđộng liên tục

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC THIẾT KẾ CỦA TRẠM NHIỀU BƠM CẤP

LỎNG CHO BỒN HỞ

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

• Ta sẽ chọn van điện đi kèm với từng đường ống để sử dụng cho quá trình điềukhiển, đóng mở bơm Van một chiều được chọn theo nhu cầu sử dụng và kích cỡcủa đường ống ta chọn van một chiều dạng bích với đĩa bích lò xo:

Hình 2.1: van một chiều KVS – 100Thông số kỹ thuật:

- Áp lực lớn nhất chịu được: 16 bar

- Vật liệu: gang

- Tiêu chuẩn: BS EN588-1

• Động cơ bơm sử dụng là động cơ không đồng bộ roto lồng sóc không yêu cầu vềđiều chỉnh tốc độ

Các thông số tính chọn+ γ = 100 [N/m3]+ Lưu lượng Q = 10 [m3/h]

+ Cột áp H = 10 [m]

Theo công thức (1-5) Ni = γ.Q.H.10-3 Ta có công suất làm việc

Ni = 100.10.10.10-3 = 10 [kW]

Công suất trục bơm N: chọn N = 14 [kW] Từ (1-9) ta có

10 0.714 14

i b

N N

η = = =

Theo công thức (1-6) chọn k = 1,25 , ƞtd = 1 ta có:

Công suất động cơ kéo bơm Ndc = = 17,50 [kW]

Khi lựa chọn động cơ lai bơm phải có công suất lớn hơn công suất Ndc vừatính toán để có thể bù lại hiệu suất truyền động giữa động cơ lai vừa tránh chobơm không bị quá tải Như vậy ta sẽ chọn động cơ lai bơm là động cơ khôngđồng bộ roto lồng sóc với công suất động cơ là 18,5kW

Bơm được chọn là bơm ly tâm series SLW150-250

Hình 2.2: Bơm ly tâm SLW150-250Thông số của bơm:

• Cảm biến đo áp suất

Bên cạnh lựa chọn cảm biến đo áp suất phù hợp với phạm vi đo lường, tacần chọn sao cho phù hợp với việc thiết kế để có thể lấy tín hiệu gửi tới bộ điều

khiển Dựa trên các điều kiện trên, ta lựa chọn công tắc áp suất Danfos KP36 vớicác thông số:

- Phạm vi đo: 2 – 14 bar

- Điều chỉnh độ lệch áp suất: 0,7 – 4 bar

- Môi trường đo: Không khí – nước – dầu

- Loại cảm biến: on – off

Hình 2.3: Cảm biến đo áp suât cho đường ống

• Cảm biến đo mức nước trong bể chứa

Hình 2.4: Cảm biến đo mức nước cho bể chứa

Ta lựa chọn cảm biến đo mức theo kiểu điện dung để thuận tiện điềukhiển bằng PLC với các chế độ điều khiển on – off Các thông số của cảm biếnnhư sau:

- Điện áp: 24VDC/230VAC

- Output 2 relay

Ngoài ra chúng ta có 1 tủ động lực cấp nguồn chính cho trạm

Một tủ điều khiển dành cho PLC

Vậy số tủ chúng ta cần thiết kế là 7 tủ Để đồng bộ hóa về kích thước vànguyên vật liệu cho các tủ Ta sẽ chọn kích thước cho tủ như sau: Chiều cao 1,2mét, chiều dài 0,8 mét, chiều rộng 0,5 mét Tùy theo yêu cầu về điều khiển vàvận hành ta sẽ thiết kế nút bấm hiển thị trên mỗi tủ là khác nhau

Hình 2.6: Hình 3D của một tủ

Tủ điện trạm bơm được thiết kế tập trung, thuận tiện cho việc điều khiển,giám sát của người vận hành Người vận hành trong ca sẽ phải quan sát thông sốđiện áp, dòng điện trên tủ động lực Khi ổn định theo quy định của nhà máy mớikhởi động các bơm bằng nút ấn trên tủ điện của từng bơm, đồng thời phải theodõi vôn kế và đèn báo tín hiệu trên các tủ

2.2.2 Tính chọn các khí cụ điện cho tủ động lực

Theo như động cơ bơm được chọn là động cơ 3 pha, 380V và có côngsuất là 18,5kW, ta sẽ tính dòng điện định mức khi động cơ làm việc ổn định theocông thức sau:

18500

33,1 1,73 .0,85 1,73.380.0,85

dm

dm

P

A U

- Ict là dòng điện định mức của contactor

- Idm là dòng điện định mức tính toán được của động cơ

- Kkd là hệ số khởi động của động cơ Hệ số này thường được lấy từ 1,2 – 1,5 Nhưvậy ta sẽ chọn contactor LS 3P 50A có các thông số định mức sau:

Hình 2.7: Contactor LS 3P 50A

- Số pha: 3 pha

- Dòng điện: 50A

- Điện áp cuộn dây: 220VAC

Rơle nhiệt cũng sẽ được chọn theo dòng định mức 40A của contactor:

Hình 2.8: Rơle nhiệt LS MT – 32