Thiết kế giám sát trạm khí nén có nhiều máy nén

tài liệu là đồ án môn học trang bị điện đã được đánh giá kết quả cao, bao gồm trang bị điện cho độn cơ trạm khí nén, sơ đồ PID, hướng dẫn kết nối và chương trình PLC, sơ đồ kết nối trung gian, sơ đồ kết nối trạm bơm, sử dụng 4 máy nén cho trạm khí nén.

Trang 1

MỤ C L C Ụ

1

Trang 2

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

1.1 Sơ đồ cấu trúc một máy nén khí1.2 Đề xuất hệ thống giám sát trạm khí nén có nhiều máy nén1.3 Sơ đồ P&ID của trạm khí nén có nhiều máy nén

1.4 Sơ đồ P&ID của hệ thống bơm nước làm mát cho trạm khí nén1.5 Sơ đồ P&ID của một máy nén

2.1 Sơ đồ cấp nguồn hệ thống trạm khí nén2.2 Sơ đồ chuyển đổi điện áp nguồn

2.3 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác động cơ lai máy nén M1, M22.4 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác động cơ lai máy nén M3, M42.5 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác cho động cơ bơm dầu M5, M62.6 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác cho động cơ bơm dầu M7, M82.7 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác cho động cơ bơm nước làm

mát M9, M102.8 Mạch bảo vệ mất pha2.9 Aptomat tổng hệ thống trạm khí nén2.10 Aptomat sử dụng cho từng động cơ lai máy nén2.11 Relay bảo vệ mất pha PMR-44

2.12 Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính của toàn hệ thống2.13 Công tắc tơ khởi động sao tam giác động cơ lai máy nén2.14 Relay nhiệt MT-95

2.15 Cảm biến mức chất lỏng RFLS-352.16 Cách lắp đặt cảm biến đo mức chất lỏng RFLS-352.17 Cách đấu nối cảm biến mức chất lỏng RFLS-352.18 Sensor đo áp suất

2.19 Hướng dẫn đấu nối Sensor2.20 Sensor đo nhiệt độ

3.1 Sơ đồ mạch giám sát các động cơ khởi động sao/tam giác lai máy nén3.2 Sơ đồ mạch trung gian tín hiệu đầu vào

3.3 Sơ đồ mạch trung gian tín hiệu đầu vào3.4 Tủ giám sát tại hiện trường hệ thống trạm khí nén3.5 Lựa chọn cấu hình PLC

3.6 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Input PLC (1/5)3.7 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Input PLC (2/5)3.8 Sơ đồ đấu nối relay trung gian với cuộn hút công tắc tơ (1/2)3.9 Sơ đồ đấu nối relay trung gian với cuộn hút công tắc tơ (2/2)3.10 Sơ đồ đấu nối Module Output với relay trung gian (1/2)3.11 Sơ đồ đấu nối Module Output với relay trung gian (2/2)3.12 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Input PLC (3/5)

Trang 3

3.13 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Input PLC (4/5)3.14 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Input PLC (5/5)3.15 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (1/11)3.16 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (2/11)3.17 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (3/11)3.18 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (4/11)3.19 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (5/11)3.20 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (6/11)3.21 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (7/11)3.22 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (8/11)3.23 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (9/11)3.24 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (10/11)3.25 Sơ đồ đấu nối tín hiệu vào Module Output PLC (11/11)3

Trang 4

1.Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay trong công nghiệp khí nén là nguồn năng lượng được sử dụng thaythế cho điện năng và máy nén khí chính là thiết bị được sử dụng phổ biến đểcung cấp nguồn năng lượng khí nén này

Đặc biệt thống kê thực tế cho thấy, có khoảng 80% các nhà máy sản xuất hoạtđộng đều cần đến nguồn năng lượng từ máy nén khí công nghiệp Do đó cùngvới sự phát triển của kinh tế đất nước đòi hỏi nhu cầu sử dụng khí nén sẽ ngàycàng cao hơn Điều này đã cho thấy, máy nén khí có một tầm quan trọng vôcùng lớn đối với các ngành công nghiệp

Do đó, đề tài “thiết kế giám sát cho trạm khí nén có nhiều máy nén” đóng vaitrò theo dõi hệ thống trạm khí nén, đảm bảo cho hệ thông luôn luôn được kiểmsoát và theo dõi hoạt động của hệ thống

2.Mục đích nghiên cứu của đề tài

Tìm hiểu các thông số kỹ thuật, cấu trúc của trạm khí nén có nhiều máy nén.Tìm hiểu và lựa chọn thiết bị giám sát động cơ lai máy nén và các thiết bị chomạch động lực

Tìm hiểu và lựa chọn các cảm biến cho hệ thống giám sát

Tìm hiểu và thiết kế giám sát thông qua PLC, xây dựng chương trình giam sátcho hệ thống

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là máy nén khí và hệ thống bao gồm nhiềumáy nén khí có trong các nhà máy hiện nay

Phạm vi nghiêm cứu là các nhà máy có sử dụng hệ thống khí nén trong dâychuyền sản xuất và hoạt động tại các khu công nghiệp trên địa bàn thành phốHải Phòng

4.Phương pháp nghiên cứu

Đồ án sử dụng các phuong pháp nghiên cứu khoa học trên cơ sở kết hợp chặtchẽ giữa bài giảng trên lớp và thực tiễn quá trình sản xuất tại các nhà máy xínghiệp hiện nay Bắt đầu từ nghiên cứu quá trình công nghệ trên thực tế kết hợpvới tài liệu tham khảo để đưa ra được cấu trúc cần thiết của một hệ thống Dễdàng hơn trong việc lựa chọn các thiết bị, cảm biến và phương pháp giám sát

Từ đó xây dựng một hệ thống giám sát tối ưu nhất cho trạm khí nén

5.Ý nghĩa khoa học thực tiễn a.Ý nghĩa khoa học của đề tài

Nắm được nguyên lý hoạt động của hệ thống nhằm nâng cao chất luợng giámsát, giảm tối thiểu rủi ro trong quá trình vận hành hệ thống, nâng cao tính ổnđịnh, bền vững của hệ thống

b.Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Tính toán thiết kế, các trang bị điện cần thiết, xây dựng các sư đồ nguyên lý,chương trình điều khiển cho trạm khí nén có nhiều máy nén

Trang 5

Chương 1: Khái quát chung về nhiệm vụ thiết kế giám sát trạm khí nén có

nhiều máy nén 1.1 Đề xuất cấu trúc, thông số kỹ thuật của hệ thống giám sát trạm khí nén

có nhiều máy nén 1.1.1 Khái niệm chung

Khí nén có nhiều công dụng: Là nguyên liệu sản xuất( trong công nghiệp hóahọc), là tác nhân mang năng lượng (khuấy trộn tạo phản ứng), là tác nhân mangtín hiệu điều khiển (trong kỹ thuật tự động bằng khí nén), là nguồn động lực, cấpkhí để khởi động động cơ diezel, tuabin, … Máy nén khí là thiết bị để tạo ra khínén

1.1.2 Phân loại

1 Theo nguyên lý làm việc

Máy nén khí thể tích: Khí nén được tăng áp nhờ giảm thể tích không gian làmviệc Tiêu biểu cho nhóm này là máy nén khí piston, máy nén khí rotor (cánhtrượt, bánh răng…)

Máy nén khí động học: Khí nén được tăng áp nhờ các cơ cấu làm việc truyềnđộng năng một cách cưỡng bức ( máy nén khí ly tâm, máy nén khí hướng trục)

2 Theo một số cách khác

Theo áp suất: Máy nén khí áp suất cao, trung bình, thấp, chân không

Theo năng suất: Lớn, vừa, nhỏ

Theo làm lạnh: Làm lạnh trong quá trình nén, không làm lạnh

Theo số cấp: Một cấp, nhiều cấp,…

Các máy nén khí đều làm việc theo chu trình ngược với động cơ piston hoặctuabin

1.1.3 Sơ đồ các phần tử của một máy nén khí

Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc một máy nén khí5

Trang 6

Hình trên minh hoạ cấu trúc cơ bản củ một máy nén khí, bao gồm: 1 - động

cơ lai máy nén; 2 - buồng chứa dầu bôi trơn; 3 - bơm dầu bôi trơn cho máy nén;

4 - ống nước vào ra làm mát cho máy nén; 5 - cơ cấu trục khuỷu của máy nénpiston; 6 - piston máy nén; 7 - hệ thống ống dẫn khí nén; 8 - van một chiều; 9 -van ống dẫn khí ; 10 - bình chứa khí nén; 11 - đường ống cung cấp khí nén.Máy nén khí sử dụng động cơ ba pha không đồng bộ roto lồng sóc làm động

cơ lai máy nén, khí nén được ba piston chính của máy tạo ra đưa vào đường ống

7 qua van một chiều và nạp vào bình chứa 10 Ngoài ra máy nén còn đường bôitrơn thường xuyên nhờ bơm dầu 3 và làm mát thông qua đường ống dẫn nướclàm mát 4

1.1.4 Thông số kỹ thuật của hệ thống giám sát trạm khí nén có nhiều máy nén

Chọn áp suất làm việc cho máy nén khí là 6at, năng suất làm việc khoảng500m2/h thì công suất động cơ truyền động máy nén khí có thể được tính theocông thức sau:

P = (kW)Trong đó:

Q(m2/ph) - Năng suất máy nén:

k – Hệ số dự trữ; k=1,15

z – Hệ số được tra trong bảng 9.8[1]

Suy ra: P = 1,15 = 42,27 (kW)Chọn động cho máy nén khí:

- Động cơ chính lai máy nén:

+ Động cơ ABB M2QA+ Modul: 225M4A+ Công suất: 45kW+ Điện áp: 380V/50Hz+Tốc độ: 1480vòng/phút

- Động cơ bơm dầu bôi trơn cho máy nén:

+ Modul: CA50-250B+ Công suất: 22kW+ Điện áp: 380V/50Hz+ Lưu lượng: 30-90m3/h

- Động cơ bơm nước làm mát cho máy nén:

+ Modul: CA50-250B+ Công suất: 22kW+ Điện áp: 380V/50Hz+ Lưu lượng: 30-90m3/h

Trang 7

1.2 Lựa chọn phương án giám sát

Để thuận tiện cho vận hành giám sát ta lựa chọn phương án giám sát tại chỗ

và giám sát từ xa cho hệ thống Giám sát tại chỗ bao gồm tủ điện giám sát, đèn.Giám sát từ xa ta cần đưa tín hiệu từ hiện trường về để hiển thị trên màn hìnhtrong phòng điều khiển

Hình 1.2 Đề xuất hệ thống giám sát trạm khí nén có nhiều máy nénPhương án thiết kế cho trạm khí nén có nhiều máy nén được đề xuất như sau:Thiết kế giám sát trạm nhiều máy nén cấp khí vào bình chứa, cung cấp khínén cho hệ thống máy móc trong công nghiệp làm việc bằng khí nén

Hệ thống được thiết kế giám sát qua các tủ điện đặt gần hiện trường và giámsát từ xa thông qua máy tính

Hệ thống sư dụng PLC S7-300 để thiết kế chương trình giám sát cho hệ thốngtrạm khí nén có nhiều máy nén

Hệ thống gồm có 4 máy nén khí được lai bởi 4 động cơ không đồng bộ rotolồng sóc để thuận tiện cho việc thay đổi tốc độ, khởi động, điều chỉnh và giámsát hoạt động của hệ thống

Hệ thống được làm mát bằng nước đưa từ bên ngoài vào Nước làm mát bơm

từ bể chứa thông qua hai bơm với một bơm chính làm việc cùng hệ thống vàmột bơm dự phòng

1.3.Cấu trúc P&ID của trạm khí nén có nhiều máy nén cần giám sát

Cấu trúc P&ID của trạm khí nén có nhiều máy nén:

7

Trang 8

Hình 1.3 Sơ đồ P&ID của trạm khí nén có nhiều máy nén

Hình 1.4 Sơ đồ P&ID của hệ thống bơm nước làm mát cho trạm khí nén

Xét cấu trúc P&ID của một máy nén khí

Trang 9

Hình 1.5 Sơ đồ P&ID của một máy nén

Hệ thống được yêu cầu như sau:

Điểm đo 1: Đo áp lực dầu bôi trơnH2Pol: Áp lực dầu bôi trơn đang ở mức rất caoH1Pol: Áp lực dầu bôi trơn đang ở mức caoNPol: Áp lực dầu bôi trơn đang ở mức bình thườngL1Pol: Áp lực dầu bôi trơn đang ở mức thấp

L2Pol: Áp lực dầu bôi trơn đang ở mức rất thấpĐiểm đo 2: Đo áp suất nước làm mát vào máy nénNPw: Áp suất nước làm mát đang ở mức bình thườngL1Pw: Áp suất nước làm mát đang ở mức thấp

L2Pw: Áp suất nước làm mát đang ở mức rất thấpĐiểm đo 3: Đo nhiệt độ nước làm mát

H2T: Nhiệt độ nước làm mát đang ở mức rất caoH1T: Nhiệt độ nước làm mát đang ở mức caoNT: Nhiệt độ nước làm mát đang ở mức bình thườngĐiểm đo 4: Đo support đẩy các xilanh

Đo nhiệt độ support đẩy các xilanhH2T: Nhiệt độ support đẩy các xilanh đang ở mức rất caoH1T: Nhiệt độ support đẩy các xilanh đang ở mức caoNT: Nhiệt độ support đẩy các xilanh đang ở mức bình thường

Đo áp suất support đẩy các xilanh9

Trang 10

H2P: Áp suất support đẩy các xilanh đang ở mức rất caoH1P: Áp suất support đẩy các xilanh đang ở mức caoNP: Áp suất support đẩy các xilanh đang ở mức bình thườngLP: Áp suất support đẩy các xilanh đang ở mức thấp

Điểm đo 5: Giám sát thông thông số về dầu bôi trơn

Đo mức dầu bôi trơnNLVoil: Mức dầu bôi trơn đang ở mức bình thườngL1LVoil: Mức dầu bôi trơn đang ở mức thấp

L2LVoil: Mức dầu bôi trơn đang ở mức rất thấp

Đo nhiệt độ dầu bôi trơnH2Toil: Nhiệt độ dầu bôi trơn đang ở mức rất caoH1Toil: Nhiệt độ dầu bôi trơn đang ở mức caoNToil: Nhiệt độ dầu bôi trơn đang ở mức bình thườngĐiểm đo 6: Đo áp suất bình chứa

H2P: Áp suất bình chứa đang ở mức rất caoH1P: Áp suất bình chứa đang ở mức caoNP: Áp suất bình chứa đang ở mức bình thườngLP: Áp suất bình chứa đang ở mức thấp

Điểm đo 7 và điểm đo 8: Đo áp suất nước làm mát phía trước bơmNPw: Áp suất nước làm mát đang ở mức bình thường

L1Pw: Áp suất nước làm mát đang ở mức thấpL2Pw: Áp suất nước làm mát đang ở mức rất thấp

Trang 11

Chương 2: Tính chọn thiết bị giám sát mạch động lực và các sensor đo

lường 2.1 Lựa chọn thiết bị giám sát động cơ khởi động sao/tam giác lai máy nén

và các thiết bị cho mạch động lực 2.1.1 Mạch động lực hệ thống trạm khí nén có nhiều máy nén

Sơ đồ cấp nguồn hệ thống trạm khí nén (hình 2.1):

Hình 2.1 Sơ đồ cấp nguồn hệ thống trạm khí nén

Hệ thống được cấp nguồn từ lưới điện 380V/50Hz, aptomat MCCB có nhiệm

vụ đóng cắt nguồn điện và bảo vệ ngắn mạch cho toàn hệ thống Ta sử dụng Rơle so lệch pha để nhận biết thứ tự các pha và điều khiển Bên cạnh đó có 3 đèn báo nguồn của từng pha Sử dụng biến dòng và biến áp biến đổi các tín hiệu điện, đưa về các Ammeter và Voltmeter

Sơ đồ chyển đổi nguồn điều khiển (hình 2.2):

11

Trang 12

Hình 2.2 Sơ đồ chuyển đổi điện áp nguồnĐiện áp 380V được đưa tới cuộn sơ cấp của máy biến áp 2TR 380/220V thông qua aptomat 2MCB Nguồn điện 220V đượcc đưa tới các mạch điều khiểnđèn giám sát và mạch điều khiển công tắc tơ Sau máy biến áp ta sử dụng thêm aptomat 3MCB để bảo vệ máy biến áp khỏi các sự cố trên mạch điện.

Ta sử dụng chỉnh lưu AC/DC biến đổi điện áp 220VAC về điện áp 24VDC để cấp nguồn cho các mạch trung gian cũng như hệ thống PLC

Để thích hợp cho các thiết bị điện có nguồn đặc biệt ta có thể sử dụng các bộ biến đổi điện áp riêng để phù hợp với điện áp hoạt động của từng thiết bị cụ thể

và thêm các phần tử bảo vệ an toàn cho thiết bị

Mạch động lực khởi động sao/tam giác động cơ lai máy nén M1, M2 (hình 2.3):

Trang 13

Hình 2.3 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác động cơ lai máy nén

M1, M2Trong phạm vi đồ án sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc, khởiđộng sao/tam giác nên yêu cầu động cơ có 6 đầu đấu dây (U, V, W, X, Y, Z).Mỗi động cơ cần có một aptomat MCB để đóng cắt nguồn điện, thuận tiện choviệc sửa sữa cũng như bảo dưỡng động cơ mà không làm ảnh hưởng tới hệthống trạm khí nén

Mỗi mạch khởi động sử dụng 3 công tắc tơ MC để tiến hành khởi động động

cơ theo phương pháp khởi động sao/tam giác Quá trình khởi động thông thường

có thời gian 5s

Rơle nhiệt RT có nhiệm vụ đo nhiệt độ trên dây dẫn cấp nguồn để bảo vệ quátải cho động cơ Tín hiệu RT được đưa về Rơle trung gian để điều khiển đèn tại

tủ giám sát và đưa tín hiệu về PLC để tiến hành điều khiển động cơ lai máy nén

Sử dụng biến áp để biến đổi điện áp cấp nguồn vào động cơ, tính toán và hiểnthị trên tủ giám sát tại hiện trường

Mạch động lực khởi động sao/tam giác động cơ lai máy nén M3, M4 (hình2.4):

13

Trang 14

Hình 2.4 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác động cơ lai máy nén

M3, M4Trong phạm vi đồ án sử dụng là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc, khởiđộng sao/tam giác nên yêu cầu động cơ có 6 đầu đấu dây (U, V, W, X, Y, Z).Mỗi động cơ cần có một aptomat MCB để đóng cắt nguồn điện, thuận tiện choviệc sửa sữa cũng như bảo dưỡng động cơ mà không làm ảnh hưởng tới hệthống trạm khí nén

có thời gian 5s

Rơle nhiệt RT có nhiệm vụ đo nhiệt độ trên dây dẫn cấp nguồn để bảo vệ quátải cho động cơ Tín hiệu RT được đưa về Rơle trung gian để điều khiển đèn tại

tủ giám sát và đưa tín hiệu về PLC để tiến hành điều khiển động cơ lai máy nén

Sử dụng biến áp để biến đổi điện áp cấp nguồn vào động cơ, tính toán và hiểnthị trên tủ giám sát tại hiện trường

Mạch động lực khởi động sao/tam giác động cơ bơm dầu M5, M6 (hình 2.5):

Trang 15

Hình 2.5 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác cho động cơ bơm dầu

có thời gian 5s

Rơle nhiệt RT có nhiệm vụ đo nhiệt độ trên dây dẫn cấp nguồn để bảo vệ quátải cho động cơ Tín hiệu RT được đưa về Rơle trung gian về PLC để tiến hànhđiều khiển động cơ bơm dầu cho máy nén

Mạch động lực khởi động sao/tam giác động cơ bơm dầu M7, M8 (hình 2.6):15

Trang 16

Hình 2.6 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác cho động cơ bơm dầu

có thời gian 5s

Rơle nhiệt RT có nhiệm vụ đo nhiệt độ trên dây dẫn cấp nguồn để bảo vệ quátải cho động cơ Tín hiệu RT được đưa về Rơle trung gian về PLC để tiến hànhđiều khiển động cơ bơm dầu cho máy nén

Mạch động lực khởi động sao/tam giác động cơ bơm nước làm mát M7, M8(hình 2.7):

Trang 17

Hình 2.7 Sơ đồ mạch động lực khởi động sao/tam giác cho động cơ bơm nước

làm mát M9, M10Trong phạm vi đồ án sử dụng là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc, khởiđộng sao/tam giác nên yêu cầu động cơ có 6 đầu đấu dây (U, V, W, X, Y, Z).Mỗi động cơ cần có một aptomat MCB để đóng cắt nguồn điện, thuận tiện choviệc sửa sữa cũng như bảo dưỡng động cơ mà không làm ảnh hưởng tới hệthống trạm khí nén

có thời gian 5s

Rơle nhiệt RT có nhiệm vụ đo nhiệt độ trên dây dẫn cấp nguồn để bảo vệ quátải cho động cơ Tín hiệu RT được đưa về Rơle trung gian về PLC để tiến hànhđiều khiển động cơ bơm nước làm mát cho máy nén

Mạch bảo vệ mất pha cho hệ thống nguồn của trạm khí nén:

17

Trang 18

Hình 2.8 Mạch bảo vệ mất phaKhi có đủ điện 3 pha, rơ le pha sẽ đóng các tiếp điểm 95-96 contactor MC cóđiện đóng tiếp điểm MC sẵn sàng cấp nguồn cho mạch động lực phía sau hoạtđộng và đèn D16 sáng báo hiệu có nguồn Khi xảy ra quá trình mất pha thì tiếpđiểm của role thứ tự pha mở ra ngắt nguồn cấp cho contactor MC, ngắt mạchđộng lực khỏi nguồn Đồng thời, tiếp điểm 95-96 đóng vào đóng relay R21 báohiệu mất pha, gửi tín hiệu về PLC.

2.1.2 Lựa chọn các thiết bị mạch động lực và thiết bị giám sát động cơ khởi động sao/tam giác

Trang 19

Hình 2.9 Aptomat tổng hệ thống trạm khí nén

2 Aptomat cho từng động cơ lai máy nén khởi động sao/tam giác (MCB)

Sử dụng để đóng cắt nguồn điện và bảo vệ ngắn mạch cho từng động cơ Ta

Hình 2.10 Aptomat sử dụng cho từng động cơ lai máy nén

3 Relay bảo vệ mất pha

19

Trang 20

- Dùng để bảo vệ mất pha, đảo pha, mất cân pha và hiển thị thứ tự pha của nguồn điện.

- Chọn loại Relay bảo vệ mất pha Schneider PMR-44:

- Phạm vi bảo vệ: 340 480VAC, 3P, 50Hz

- Hiển thị trạng thái hoạt động bằng đèn Led

- Độ nhạy và chính xác cao

- Reset bằng tay ngay tại Relay hoặc bằng tín hiệu điện từ xa

- Có chức năng tự kiểm tra

- Không ảnh hưởng bởi môi trường làm việc

- Hướng dẫn xử lý sự cố bằng đèn Led

Hình 2.11 Relay bảo vệ mất pha PMR-44

4 Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính toàn hệ thống

Hình 2.12 Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính của toàn hệ thốngCác tín hiệu từ relay so lệnh pha được gửi về PLC, nếu xảy ra bất kì sự cố nàoliên quan đến nguồn điện thì PLC sẽ cấp tín hiệu để công tắc tơ MC ngắt, ngừng

Trang 21

cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống Sau khi nguồn điện ổn định thì cấp tín hiệu cho

5 Công tắc tơ khởi động sao/tam giác động cơ lai máy nén

Dùng để đóng cắt nguồn và khởi động sao/tam giác động cơ lai máy nén Ta

sử dụng công tắc tơ MC-85a 3P 85A LS

Hình 2.13 Công tắc tơ khởi động sao tam giác động cơ lai máy nénThông số kỹ thuật:

Ta sử dụng relay nhiệt MT-95:

21

Trang 22

- Điện áp nguồn: 7-34 VDC

- Tín hiệu ra: 4-20ma (2 dây)

- Dải nhiệt độ hoạt động: -40…+85oC

- Cấp bảo vệ: IP67/IP68Cách đấu nối cảm biến: Ta đấu nối một dây tín hiệu của cảm biến vào nguồn cung cấp, dây còn lại của cảm biến ta kết nối vào PLC

Khi lắp đặt cảm biến tại hiện trường cũng cần lưu ý lắp cảm biến sát vào mặt thành của bể, tránh trường hợp lắp lõm vào trong khi chất lỏng rút xuống nhưng

Trang 23

chất lỏng vẫn còn đọng lại bên trong lỗ làm cho cảm biến hoạt động không chính xác.

Hình 2.16 Cách lắp đặt cảm biến đo mức chất lỏng RFLS-35

Hình 2.17 Cách đấu nối cảm biến mức chất lỏng RFLS-35

2 Sensor đo áp suất

Để thuận tiện cho việc lắp đặt cũng như kết nối với hệ thống PLC ta chọn sensor đo mức có tín hiệu đầu ra tương tự Ta sử dụng sensor PA-21Y:

23

Trang 24

Hình 2.18 Sensor đo áp suất

Hình 2.19 Hướng dẫn đấu nối SensorThông số sensor đo áp suất:

- Dải đo áp suất: 0-10bar

- Kết nối ren inox G1/4

- Độ sai số: 0,5%

- Tín hiệu ra: 4-20ma (2 dây)Cách lắp đặt cảm biến: Từ đường ống chính của máy nén ta dẫn một đường ống phụ để đưa tới lắp vào cảm biến, lưu ý ren của chân cảm biến để chọn đường ống phù hợp với cảm biến

Hướng dẫn đấu nối cảm biến: Ta đấu nối một dây tín hiệu của cảm biến vào nguồn cung cấp, dây còn lại của cảm biến ta kết nối vào PLC

3 Sensor đo nhiệt độ

Trang 25

Hình 2.20 Sensor đo nhiệt độThông số sensor đo nhiệt độ:

Hướng dẫn đấu nối cảm biến: Ta đấu nối một dây tín hiệu của cảm biến vào nguồn cung cấp, dây còn lại của cảm biến ta kết nối vào PLC

25

Trang 26

Chương 3 Thiết kế điều khiển giám sát trạm khí nén có nhiều máy nén 3.1 Đề suất các yêu cầu về giám sát trạm khí nén có nhiều máy nén

Giám sát nguồn điện cho trạm khí nén, thông báo trạng thái của nguồn điện:

- Nguồn điện 3 pha: Có đủ số pha không, điện áp các pha, thứ tự các pha

- Nguồn điện 1 pha: Điện áp xoay chiều 1 pha, dòng điện xoay chiều 1 pha

- Nguồn 1 chiều: Điện áp nguồn 1 chiều, dòng điện 1 chiều

Giám sát tình trạng hoạt động của các thiết bị trong hệ thống trạm khí nén:

- Hiện thị tình trạng hoạt động của động cơ lai máy nén, động cơ bơm dầu, động cơ bơm nước làm mát cho trạm khí nén

- Hiển thị trạng thái hoạt động của hệ thống thông qua các thông số về nhiệt

độ, áp suất, mức dầu bôi trơn

- Hiển thị tốc độ, tần số của từng động cơ thông qua biến tần (nếu có)

3.2 Thiết kế mạch giám sát cho các động cơ khởi động sao/tam giác lai máy nén khí và thống kê biến giám sát

Mạch giám sát các động cơ khởi động sao/tam giác lai máy nén khí:

Hình 3.1 Sơ đồ mạch giám sát các động cơ khởi động sao/tam giác lai máy nén

Trang 27

Trạng thái hoạt động của mỗi động cơ được giám sát bằng 3 đèn: xanh, vàng,

đỏ Đèn xanh báo động cơ đang hoạt động bình thường, đèn vàng báo động cơđang dừng, đèn đỏ báo động cơ gặp sự cố Tín hiệu điều khiển đèn được lấy từcác tiếp điểm phụ của các công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ

Thống kê các biến giám sát:

Bảng 3.1 Biến giám sát động cơ khởi động sao/tam giác lai máy nén

1 D1 Động cơ lai máy nén 1 hoạt động bình thường

2 D2 Động cơ lai máy nén 1 đang dừng

3 D3 Động cơ lai máy nén 1 đang gặp sự cố

4 D4 Động cơ lai máy nén 2 hoạt động bình thường

7 D7 Động cơ lai máy nén 3 đang hoạt động bình thường

10 D10 Động cơ lai máy nén 4 đang hoạt động bình thường

12 D12 Động cơ la máy nén 4 đang gặp sự cố

3.3 Thiết kế mạch giám sát và thống kê biến 3.3.1 Sơ đồ mạch relay trung gian tín hiệu đầu vào

Tín hiệu tại hiện trường được đưa về hệ thống mạch relay trung gian Mỗi tínhiệu đầu vào được nối với một relay trung gian

Tín hiệu từ relay trung gian được đưa tới để điều khiển các tín hiệu đèn tại tủgiám sát ở hiện trường

Tín hiệu từ relay trung gian cũng được đưa tới đầu vào PLC để tiến hành điềukhiển động cơ lai máy nén và giám sát từ xa hoặc đưa tín hiệu lên hệ thốngmạng công nghiệp để tích hợp và hệ thống điều khiển và giám sát lớn hơn

Trang 28

Nhược điểm:

- Tốn chi phí để lắp đặt relay trung gian

Nếu hệ thống có nhiều tín hiệu thì hệ thống relay trung gian rất lớn và khókiểm soát

Sơ đồ mạch trung gian nút bấm điều khiển khởi động hoặc dừng động cơ:

Hình 3.2 Sơ đồ mạch trung gian tín hiệu đầu vào

Trang 29

Hình 3.3 Sơ đồ mạch trung gian tín hiệu đầu vào

Bảng 3.2 Biến giám sát đầu vào

1 B01 Khởi động động cơ lai máy nén 1

5 B05 Khởi động động cơ bơm nước làm mát

6 B06 Dừng động cơ lai máy nén 1

10 B10 Dừng động cơ bơm nước làm mát

11 B11 Relay nhiệt động cơ lai máy nén 1

Trang 30

15 B15 Relay nhiệt động cơ bơm dầu 5

19 B19 Relay nhiệt động cơ bơm nước 9

20 B20 Relay nhiệt động cơ bơm nước 10Mạch giám sát hệ thống trạm khí nén có nhiều máy nén: Mỗi tín hiệu về mứcchất lỏng, áp suất, nhiệt độ của hệ thống được hiển thị bởi một đèn trên tủ giámsát Tín hiệu điều khiển đèn được lấy từ PLC

3.3.2 Thiết kế tủ giám sát

Hệ thống tủ giám sát gồm 6 tủ: 1 tủ nguồn động lực, 1 tủ giám sát nguồn PLC, 1 tủ giám bình chứa khí, 1 tủ giám áp suất bơm nước làm mát, 4 tủ giám sát máy nén khí Công nhân có thể theo dõi các thông số trên tủ và điều khiển bằng tay nếu cần thiết

Hình 3.4 Tủ giám sát tại hiện trường hệ thống trạm khí nén

3.4 Lựa chọn cấu hình PLC, thiết kế mạch giám sát, xây dựng chương trình giám sát

Định dạng
Số trang	60
Dung lượng	10,69 MB