MÔ HÌNH ĐÀO TẠO LƯU LƯỢNG MỨC

Mô hình được sản xuất theo tiêu chuẩn ISO 9001:2008, tiêu chuẩn môi trường ISO 14001:2004. Mô hình được thiết kể để có thể điều khiển bằng tay tại chỗ hoặc dùng phần mềm giám sát từ xa WinCC, phục vụ cho công tác nghiên cứu và học tập của giáo viên và học sinh các trường dạy nghề.

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

MÔ HÌNH ĐÀO TẠO LƯU LƯỢNG - MỨC

ME.A005

Hà Nội, tháng 07-2011

MÔ HÌNH ĐÀO TẠO LƯU LƯỢNG - MỨC

ME.A005

CÁC NỘI DUNG ĐƯỢC TRÌNH BÀY

☺ Giới thiệu mô hình lưu lượng – mức

☺ Hướng dẫn sử dụng mô hình

☺ Bảo dưỡng, bảo trì

☺ Phụ lục

MỤC LỤC

1Giới thiệu mô hình lưu lượng – mức

Mô hình được sản xuất theo tiêu chuẩn ISO 9001:2008, tiêu chuẩn môitrường ISO 14001:2004 Mô hình được thiết kể để có thể điều khiển bằng tay tạichỗ hoặc dùng phần mềm giám sát từ xa WinCC, phục vụ cho công tác nghiêncứu và học tập của giáo viên và học sinh các trường dạy nghề

Hình 1.1 - Mô hình lưu lượng – mức

1.1 Thông số kỹ thuật của mô hình

- Kích thước: 1120x730x1100mm

- Trọng lượng: 90kg

- Loại bộ điều khiển: PLC S7

- Giao diện mạng: Profibus - DP

- Các cơ cấu chấp hành: Van điện từ, máy bơm

Danh mục thiết bị có trong mô hình

+ 01 Bộ điều khiển động cơ

+ 02 Module vào ra tương tự cho PLC

+ 01 Bộ điều khiển PLC

+ 01 Cảm biến siêu âm báo mức

+ 01 Cảm biến lưu lượng

+ 04 Cảm biến tiệm cận điện dung

Thông số kĩ thuật chi tiết

Bàn lắp đặt thiết bị

- Chất liệu khung gá: Nhôm định hình đã được anot hóa

- Chất liệu mặt bàn: Nhôm xẻ rãnh đã được anot hóa

Panel lắp đặt thiết bị

- Panel: Tôn dập lỗ bằng CNC, sơn tĩnh điện

- Các thiết bị tích hợp sẵn trên panel

+ Aptomat cấp nguồn điều khiển

- Tiêu chuẩn sản xuất: SMC - Nhật Bản

- Môi trường làm việc: Khí, nước

- Áp suất làm việc: 0 ~ 0,7MPa

- Điện áp điều khiển: 24VDC

- Các chế độ bảo vệ: Ngắn mạch, quá tải

- Cổng tín hiệu điều khiển: 0 ~ 10VDC

- Khả năng mở rộng truyền thông ProfibusDP: Có

- Dung lượng bộ nhớ: 16Kb trương trình, 8Kb dữ liệu

- Số đầu vào số (DI): 14 đầu

- Số đầu ra số (DO): 10 đầu

- Loại đầu ra: PNP

Module vào/ra tương tự

- Model: 6ES7 235-0KD22-0XA0

- Hãng sx: SIEMENS

- Xuất xứ: Đức

- Điện áp hoạt động 24VDC

- Số đầu vào (AI): 04 đầu

- Số đầu ra (AO): 01 đầu

- Kiểu đầu vào: đầu vào áp 0 – 10VDC

- Kiểu đầu ra: đầu ra áp 0 – 10VDC hoặc đầu ra dòng 4 – 20mA

- Độ phân giải của ADC, DAC: 12 bits

Cảm biến siêu âm báo mức

- Model: PF2W

- Hãng sx: Omron

- Điện áp hoạt động: 24VDC

- Đầu ra: PNP

1.2 Nguyên lý của mô hình

Mô hình gồm hai quá trình điều khiển là quá trình điều khiển lưu lượng vàquá trình điều khiển mức

AUXILIARY TANK

MB1

B1+

RESOVOIR VP1

E4PA

LEVEL DISPLAY

MB2 VP3

A1+

VP2

HH

LL HH

LL

FLOW DISPLAY

VP3

VP4

Hình 1.2 – Sơ đồ nguyên lý của mô hình lưu lượng – mức

Quá trình điều khiển lưu lượng:

Quá trình lưu lượng là quá trình điều khiển ổn định lưu lượng nước chảyqua ống có cảm biến lưu lượng ft

Nước được bơm vào Bình F qua máy bơm MB1 và được giám sát lưulượng qua cảm biến lưu lượng ft Khi điều chỉnh van VP3 sẽ làm lưu lượngnước qua van VP3 thay đổi → lưu lượng nước qua cảm biến lưu lượng nướcthay đổi theo (do van VP3 và cảm biến ft mắc song song nhau) Để lưu lượngnước qua cảm biến ft ổn định khi thay đổi lưu lượng qua van VP3 → thay đổilưu lượng nước qua máy bơm bằng cách thay đổi tốc độ máy bơm MB1

Quá trình điều khiển mức:

Nước được bơm từ vào Bình L qua máy bơm MB2 và được giám sát mứcqua cảm biến mức E4PA Nước được xả khỏi Bình L qua van VP2 Khi xả vanVP2, mức nước trong Bình L sẽ thay đổi Để giữ mức nước trong bình ổn định

→ thay đổi lưu lượng nước bơm vào bình bằng cách thay đổi tốc độ máy bơmMB2

1.3 Panel điều khiển của mô hình

Local/Remote

Hình 1.3 – Panel điều khiển của mô hình

Chức năng các thành phần trên panel điều khiển:

- EMC: Nút dừng khẩn

- LOCAL/REMOTE: Chuyển mạch chọn chế độ điều khiển tại chỗ và chế

độ điều khiển từ xa

- 1/2 Process: Chuyển mạch chọn chế độ điều khiển một quá trình

- Level/Flow: Chuyển mạch chọn quá trình điều khiển lưu lượng, mức

- P1 Manual/PLC: Chuyển mạch chọn chế độ điều khiển máy bơm 1 bằng tay hoặc tự động

- P2 Manual/PLC: Chuyển mạch chọn chế độ điều khiển máy bơm 2 bằng tay hoặc tự động

- Error Whistle: Còi báo lỗi

- Power: Đèn báo nguồn

- Local/Remote: Đèn báo chế độ điều khiển tại chỗ và chế độ điều khiển từ xa

- Level SP: Chiết áp điều chỉnh giá trị đặt của quá trình mức

- Flow SP: Chiết áp điều chỉnh giá trị đặt của quá trình lưu lượng

- P1 SP: Chiết áp điều chỉnh giá trị tốc độ máy bơm 1

- P2 SP: Chiết áp điều chỉnh giá trị tốc độ máy bơm 2

2Hướng dẫn sử dụng mô hình

2.1 An toàn

- Học sinh chỉ được làm việc trên mô hình dưới sự giám sát của giáo viên

- Nắm vững các thông số của từng phần tử và tất cả các chú ý về an toàn

2.2.1Các yêu cầu cơ bản

Hình 2.1 – Không gian bố trí cho mô hình

Để hệ thống có thể làm việc tốt nhất, cần tuân theo các yêu cầu sau đây:

+ Hệ thống phải được đặt trên một nền bằng phẳng

+ Trong vùng lân cận không có tiếng ồn, độ rung

+ Môi trường làm việc sạch sẽ, khô ráo, nhiệt độ từ 16 ~ 300C

Việc cung cấp điện cho mô hình tuân theo yêu cầu sau đây:

+ Điện áp cung cấp cho mô hình: 180 ~ 230VAC /50Hz

+ Công suất làm việc tối đa: 600VA

 Yêu cầu về nước

Nước cung cấp cho mô hình hoạt động phải là nước sạch đảm bảo các chỉtiêu sau:

Để tăng độ an toàn, mô hình cần đặt trong phòng được cấp điện qua cácthiết bị bảo vệ chống dòng rò, cao áp, thấp áp, quá tải và ngắn mạch

2.2.3Kiểm tra vận hành thử

Trước khi vận hành trạm đọc các chú ý sau đây:

1 Do sự cố trong vận chuyển các trang thiết bị, có thể có một số cơ cấu cơ khí

bị xê dịch và phải điều chỉnh lại trong trong lần đầu tiên vận hành Hãy lắp lạichắc chắn các cơ cấu cơ khí trước khi vận hành

2 Kiểm tra xem đã có nước trong bình inox chưa

3 Tắt attomat bảo vệ và nhấn vào nút dừng khẩn trên panel điều khiển Sau đómới nối điện vào cầu đấu đầu vào của mô hình

4 Nếu có bất kỳ điều chỉnh nào về điện phải thực hiện, hãy ngắt kết nối điệncung cấp

Trình tự kiểm tra vận hành thử

1 Bật attomat dưới panel điện

2 Nhả nút EMERGENCY để cấp điện cho mô hình Đèn báo nguồn trên panelđiều khiển sẽ sáng

3 Kiểm tra vặn một số chuyển mạch bất kỳ trên panel điều khiển

4 Kiểm tra các chuyển động của động cơ sau khi vặn hai chuyển mạchP1Manual/PLC và P2 Manual /PLC sang vị trí Manual Điều chỉnh hai chiết

áp bên dưới để thay đổi tốc độ bơm của động cơ (chú ý phải mở hai van cấpnước VP3 và VP4)

LEVEL DISPLAY

MB2 VP3

A1+

VP2

HH

LL HH

LL

FLOW DISPLAY

VP3

VP4

Hình 3.1 – Sơ đồ nguyên lý của mô hình lưu lượng – mức

B2: Cấp điện và nước cho mô hình, bật attomat dưới panel điện

B3: Cài đặt phần mềm Step7 microwin, PC access, WinCC trong đĩa mềm đikèm mô hình

B4: Kết nối máy tính với PLC qua cáp lập trình và truyền thông PPI

B5: Mở file code lập trình WinCC cho mô hình

2.3.2Vận hành tại chỗ

Vận hành tại chỗ sử dụng các chuyển mạch và triết áp trên panel điềukhiển

B1: Vặn các chuyển mạch sau:

- Vặn chuyển mạch LOCAL/REMOTE về vị trí LOCAL

- Vặn chuyển mạch 1/2 Process về vị trí giữa

- Vặn chuyển mạch Level/Flow về vị trí giữa

- Vặn chuyển mạch P1 Manual/PLC về vị trí giữa

- Vặn chuyển mạch P2 Manual/PLC về vị trí giữa

- Vặn chiết áp Level SP và Flow SP về vị trí min (vặn ngược chiều kimđồng hồ)

B2: Kích vào biểu tượng ►Activate trong chương trình WinCC để hiển thị bảngthông số:

Hình 3.2 – Giao diện chương trình WinCC

Hình 3.3 – Màn hình điều khiển và giám sát Win CC

 Với điều khiển mức

B3: Vặn các chuyển mạch sau:

- Vặn chuyển mạch 1/2 Process về bên trái

- Vặn chuyển mạch Level/Flow về bên trái

- Vặn chuyển mạch P2 Manual/PLC về bên phải

Quan sát các ô hiển thị trạng thái nút ấn trên màn hình chạy WinCC

B4: Vặn từ từ chiết áp Level SP và quan sát các thông số hiển thị trên ô SP trongbảng Level Process

B5: Có thể thay đổi giá trị của các thông số điều khiển PID bằng cách kích vàocác ô Kp, Ti, Td và nhập vào thông số mới

B6: Kích vào nút GRAF LEVEL để quan sát đồ thị hoạt động của quá trình

 Với điều khiển lưu lượng

B3: Vặn các chuyển mạch sau:

- Vặn chuyển mạch 1/2 Process về bên phải

- Vặn chuyển mạch Level/Flow về bên phải

- Vặn chuyển mạch P1 Manual/PLC về bên phải

Quan sát các ô hiển thị trạng thái nút ấn trên màn hình chạy WinCC

B4: Vặn dần chiết áp Flow SP, quan sát các thông số hiển thị trên ô SP trongbảng Flow Process

B5: Có thể thay đổi giá trị của các thông số điều khiển PID bằng cách kích vàocác ô Kp, Ti, Td và nhập vào thông số mới

B6: Kích vào nút GRAF FLOW để quan sát đồ thị hoạt động của quá trình.

 Với điều khiển cả hai quá trình lưu lượng mức

B3: Vặn các chuyển mạch sau:

- Vặn chuyển mạch 1/2 Process sang bên phải

- Vặn chuyển mạch P1 Manual/PLC về bên phải

- Vặn chuyển mạch P2 Manual/PLC về bên phải

Quan sát các ô hiển thị trạng thái nút ấn trên màn hình giao diện chạyWinCC

B4: Vặn dần chiết áp Flow SP và Level SP, quan sát các thông số hiển thị trên ô

SP trong cả 2 bảng Flow Process và Level Process

B5: Có thể thay đổi giá trị của các thông số điều khiển PID bằng cách kích vàocác ô Kp, Ti, Td và nhập vào thông số mới

B6: Kích vào nút GRAF FLOW hoặc GRAF LEVEL để quan sát đồ thị hoạtđộng của quá trình

2.3.3Vận hành từ xa

Vận hành từ xa sử dụng các nút nhấn và I/O nhập dữ liệu trực tiếp trênmàn hình giao diện WinCC để điều khiển mô hình

B1: Vặn các chuyển mạch sau:

- Vặn chuyển mạch LOCAL/REMOTE về vị trí REMOTE

- Vặn chuyển mạch P1 Manual/PLC về bên phải

- Vặn chuyển mạch P2 Manual/PLC về bên phải

B2: Kích vào biểu tượng ►Activate trong chương trình WinCC để hiển thị bảngthông số như hình 3.2 và hình 3.3

B3: Điều khiển trực tiếp mô hình thông qua các thông số và nút ấn trên mànhình giao diện WinCC

3Bảo dưỡng, bảo trì

3.1 Bảo trì

Để mô hình hoạt động tốt nhất trong một thời gian dài; cần phải tiến hànhkiểm tra, bảo trì hàng ngày và định kỳ

3.1.1Kiểm tra hàng ngày

- Kiểm tra để chắc chắc là mô hình luôn làm việc với hiệu suất tốt nhất

- Kiểm tra để thấy rằng không có thành phần nào bị lỏng lẻo, hay sai vị trí

- Bảo đảm đủ điện áp và nước để trạm làm việc

3.1.2 Kiểm tra, bảo trì định kỳ

- Kiểm tra các ốc và các vít trong trường hợp lỏng hoặc lung lay

(2 tháng/lần)

- Làm sạch hệ thống (2 tháng/lần): Dùng 1 miếng vải sạch để lau chùi mô hình Không sử dụng vật để lại sợi, cồn, dung môi và hợp chất Flo

3.2 Các hiện tượng sai hỏng thường gặp

Bảng dưới đây thống kê một số hiện tượng sai hỏng thường gặp với môhình, nguyên nhân xảy ra các hiện tượng và giải pháp khắc phục các hiện tượngđó

STT Hiện tượng Nguyên nhân Giải pháp

- Attomat không được đóng

- Van cấp nước vào máy bơm bị khóa

- Cấp nước đầy đủ vào bình inox

- Mở van cấp nước vào máy bơm

3 Còi báo lỗi kêu - Một bình chứa có

mức nước quá cao

- Máy bơm đang được điều khiển bởi PLC thì

bị chuyển sang chế độ điều khiển tay

- Mở van xả của bình chứa

bị đầy

- Vặn chuyển mạch Manual/PLC về vị trí PLCLưu ý: Sau khi khắc phục xong các lỗi, vặn chuyển mạch Local/Remote về vị trí giữa để reset còi báo lỗi

4 Có điện vào mô

hình, vận hành đầy

đủ theo trình tự

nhưng mô hình

- PLC không có chương trình

- Chương trình PLC ở chế độ STOP

- Đưa chương trình vào PLC

- Thay đổi chế độ STOP sang chế độ RUN

4Phụ lục

4.1 Phụ lục A - Bản vẽ cơ khí

TPAC.M060300 TPAC.M060301

TPAC.M060305

TPAC.M060302 TPAC.M060303 TPAC.M060304

TPAC.M060306 TPAC.M060307

TPAC.M060308 Inox

TPAC.M060309 Default

PARTS LIST

DESCRIPT MATERIAL

KEYWORDS PART NUMBER

QT IT Ban mo hinh 1

1 BINH NHIET 2

2 CUM CAMBIEN LUU LUONG

1 3 CUM VAN TAY 5

4 CUM BOM FIP 2

5

Default YPV10

27 6

Default YPE10

8 7

Default KQ2L10-02S

2 8

Default Ong 40

3 9

Default ong350

12 10

Inox Binh inox c?p nu?c

1 11

Default Cam bien sieu am

E4PA-LS50-M1-N 1

12

Default dai oc M30x1.5

2 13

Default bac

1 14

Default

Do ong 6 15

Default Nhom 17.5x25

5 16 Cot do ong 2

17

do ong ngang 12

18

Default YPM10D

1 19

Default Van tay

1 20

Default KQ2H10-02S

2 21 Panel dk 1

22

Default Ong 114

1 23

Default Ong 47

1 24

Default Ong 220

1 25

Default Ong 30

2 26

Default Ong 500A

1 27

Default Ong 50

1 28

Default Ong 170

1 29

Default Ong 195

1 30 Default

Ong 225 2

31

Default Ong 30A

7 32

Default Ong 45

1 33

Default Ong 270

1 34

Default Ong 180

2 35

Default Ong 100A

2 36 Cum van dw31-g5 2

37

PARTS LIST

DESCRIPT MATERIAL

KEYWORDS PART NUMBER

QT IT

B? di?u khi?n luu lu?ng m?c

546 687,1

93

124,2 373

33

1 2

3 4

5 6

Features APPD

DFT P.T.Cuong N.Q Dat

Part no:TPAC.M0603 Material:

Part name: SHEET

NO.

SCALE PARTQ'TY1/28 PROJECTION

HEAT & SURFACE TREATMENT

G.G.TOL.

ISO PROCESS.

Check

R

TAN PHAT AUTOMATION

1:15

CT3

01

Thanh khung bàn L2 DATP10

07

09

10 11

Ð?u b?t nhôm DTAP04

DATP09 DATP10

Aluminum DATP09-1073

Aluminum Thanh khung bàn L1

Aluminum Thanh chân

Aluminum Thanh khung bàn

Thanh gi?ng ngang Góc ch? A

PARTS LIST

DESCRIPT MATERIAL

KEYWORDS PART NUMBER

ITEM QTY

Chân bàn M8 Góc bàn

01 02 03 04 05 06 07 08 09

05 02 02 02 04 04 04 04 04

05 08

3 4

5 6

Features APPD

DFT P.T.Cuong N.Q Dat

Part no:TPAC.M060300 Material:

Part name: SHEET

1 2

3 4

Features APPD

DFT P.T.Cuong N.Q Dat

HEAT & SURFACE TREATMENT

G.G.TOL.

ISO PROCESS.

218,0

44,4

PARTS LIST

DESCRIPTION MATERIAL

PART NAME QTY

ITEM

Bích du?i bình

? ng Mika D200 Vòng cao su D170 Thanh gi?ng Van góc vuông

PART NUMBER

Cao su Inox201 Mika Aluminum TPAC.M060300

? ng 350 Chân d?

Steel KQ2L10-03S

Bích trên bình

Mika Steel

05 01 02 04

10 03

07

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

01 01 02 03 02 02 02

06

TPAC.M060301 TPAC.M060302 TPAC.M060303 TPAC.M060304

Dùng cho b? di?u khi?n luu lu?ng m?c

1 2

3 4

5 6

Features APPD

DFT P.T.Cuong N.Q Dat

15/28

PROJECTION

HEAT & SURFACE TREATMENT

G.G.TOL.

ISO PROCESS.

0,2

10,0 6,0

4-R3,0

1 2

3 4

5 6

Features APPD

DFT P.T.Cuong N.Q Dat

18/28

PROJ ECTION

HEAT & SURFACE TREATMENT

G.G.TOL.

ISO PROCESS.

Check

R

TAN PHAT AUTOMATION

Ð? bom FIP Phíp dày 10mm

1:1 01

TPAC.M06030400

Son màu s?a

10,0 150,0

1 2

3 4

Features APPD

DFT P.T.Cuong N.Q Dat

19/28

PROJ ECTION

HEAT & SURFACE TREATMENT

G.G.TOL.

ISO PROCESS.

1 2

3 4

5 6

Features APPD

DFT P.T.Cuong N.Q Dat

23/28

PROJ ECTION

HEAT & SURFACE TREATMENT

G.G.TOL.

ISO PROCESS.

DC POWER1 24VDC / 5A

? c?m 220VAC

R5 R6

MCB C10

Role 10A

8 Pins

MCB1 F1

Error Whistle

7-Ø25.0 P1 Manual/PLC

P1 SP Flow SP

0V +24V

L2 N2

200 230V 50Hz

L N PE

L1 N1

L1 N1

P02 P01

L2 N2

0V +24V

0V 24V

N1 L1

L1

A1 A2

RL.A1 RL.A1

V-V+ V-

I I

200 230V 50Hz, In 10A

L N PE 6A

24 V / 5A

EMERGENCY STOP 220 VAC

0V +24V

200 230V 50Hz

L N PE

P02 P01

L2

N2

0V +24V

0V 24V

N1 L1

L1

A1 A2

RL.A1 RL.A1

Role 10A RLS

Cap nguon cho Panel dien

24V

X01

X02

0V 24V

Cap nguon cho thiet bi chap hanh tren ban mo hinh

VR 10K

0.7 mm2

0.7 mm2

0.7 mm2

0.7 mm2

Bo mach cap nguon cho mo hinh

Cap nguon cho thiet bi chap hanh tren ban mo hinh

SS F X21

So do dau noi cam bien luu luong

So do dau noi cam bien sieu

am do muc trong binh chua

- Sơ đồ cầu đấu 2

- EM 235 4AI/1AO

- EM 235 4AI/1AO

- Sơ đồ nguyên lý điều khiển 1

0V

SO Ð? NGUYÊN LÝ ÐI? U KHI? N 1

Nguyen Quoc Dat

Luu Hoang Nghia Nguyen Mau Phuong

3/5/2008

TPAD.M0602 - 14/11 C

+24V

POWER

MAN AUTO

SO Ð? NGUYÊN LÝ ÐI? U KHI? N 2

Nguyen Quoc Dat

Luu Hoang Nghia Nguyen Mau Phuong

3/5/2008

TPAD.M0602 - 14/12 C

+24V

P1 Manual/PLC Manual

13

R3.14

R4 14

13 R4.14

Q0.2 6

10 2

6

10 2

9 1

R1

EM235-VO1 V+ V-

0V

5

9 1

R2

EM235-VO2

Dây 1.5mm2

Dây 0.7mm2

Dây 0.7mm2

Dây 0.7mm2

P1

-24V 0V 0V

A1 A2 M1+

M2- M2+

Dây 1.5mm2 Dây

Dây 1.5mm2