CHƯƠNG ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN GIÁM SÁT HỆ THỐNG BƠM CHẤT LỎNG BỒN KÍN NHIỀU BƠM 1.1 Khái quát chung 1.1.1 Khái niệm chung: - Bơm máy thuỷ lực dùng để hút đẩy chất lỏng từ nơi đến nơi khác Chất lỏng dịch chuyển đường ống nên bơm phải tăng áp suất chất lỏng đầu đường ống để thắng trở lực đường ống thắng hiệu áp suất đầu đường ống Năng lượng bơm cấp cho chất lỏng lấy từ động điện từ nguồn động lực khác (máy nổ, máy nước…) - Điều kiện làm viêc bơm khác (trong nhà, trời, độ ẩm, nhiệt độ v.v…) bơm phải chịu tính chất lý hoá chất lỏng cần vận chuyển 1.1.2 Phân loại: Phân loại bơm có nhiều cách: a Theo nguyên lí làm việc hay cách cấp lượng, có hai loại bơm: -Bơm thể tích: Loại bơm làm việc thì không gian thể tích làm việc thay đổi nhờ chuyển động tịnh tiến pittong (bơm pittong) hay nhờ chuyển động quay roto (bơm roto) Kết áp suất chất lỏng tăng lên nghĩa bơm cung cấp áp cho chất lỏng Bơm động học: bơm chất lỏng cung cấp động từ bơm áp suất tăng lên Chất lỏng qua bơm, thu động lượng nhờ va đập cánh quạt (bơm li tâm, bơm hướng trục) nhờ ma sát tác nhân làm việc (bơm xoáy lốc, bơm tia, bơm chấn động, bơm xoắn, bơm sục khí), nhờ tác động trường điện từ (bơm điện từ) hay trường lực khác b Theo cấu tạo: - Bơm cánh quạt: loại bơm li tâm chiếm đa số hay gặp (bơm nước) - Bơm pittong ( bơm nước, bơm dầu) - Bơm roto (bơm dầu, hóa chất, bùn ) Thuộc loại có bơm bánh răng, bơm cách trượt (lá gạt) Ngoài còn có loại đặc biệt bơm màng cánh (Bơm xăng ôtô), bơm phun tia (tạo chân không bơm lớn nhà máy nhiệt điện) 1.1.3 Sơ đồ phần tử hệ thống bơm Các phần tử hệ thống bơm giới thiệu hình 1.1: Hình 1.1 : Sơ đồ cấu trúc hệ thống bơm Bơm hút chất lỏng từ bể hút qua lọc 3, qua ống hút 5, qua van 6, van đẩy chất lỏng qua ống đẩy vào bể chứa Động lai dùng để quay bơm 2, 11 đồng hồ thị cửa hút còn 12 đồng hồ thị cửa đẩy 1.1.4 Các thông số bơm a Cột áp H (hay áp suất bơm) Đó lượng tăng lượng riêng cho đơn vị trọng lượng chất lỏng chảy qua bơm (từ miệng hút đến miệng đẩy bơm) Cột áp H thường tính bằng mét cột chất lỏng ( hay mét cột nước) tính đổi áp suất bơm P = γ H = ρgH Trong đó: - γ : trọng lượng riêng chất lỏng bơm (N/m3) - ρ : Khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3) - g : Gia tốc trọng trường Cột áp H bơm dùng để khắc phục: - Độ chênh mức chất lỏng giữa bể chứa bể hút Hh + Hd [m] - Độ chênh áp suất tại hai mặt thoáng bể hút (p 1) bể chứa (p2) p − p1 p − p1 = γ ρg - Trở tùy lực (tổn thất lượng đơn vị ) ống hút ∑h h ống đẩy ∑ hd - Độ chênh lệch áp suất động học(động năng) giữa hai mặt thoáng v 22 −v12 2g p − p1 v 22 − v12 H = (H h + H d ) + + ∑ hh + ∑ hd + ρg 2g ∑ hh = v h2 λ h l h ( + ∑ξd ) 2g d h ∑ hh = v d2 λ d l d ( + ∑ξh ) 2g d d Trong đó: - vh, vd : vận tốc chất lỏng ống hút ống đẩy (m/s) - λh, λd : hệ số trở lực ma sát ống hút ống đẩy - lh, ld, dh, dd : chiều dài đường kính ống hút ống đẩy (m) - ∑ ξ h , ∑ ξ d : tổng hệ số trỏe lực cục ống hút ống đẩy b Lưu lượng (năng suất) bơm: đó thể tích chất lỏng bơm cung cấp vào ống đẩy đơn vị thời gian c Công suất bơm ( P hay N ) Trong số tổ máy bơm cần phải phân biệt loại công suất: - Công suất làm việc N i (công suất hữu ích) công để đưa lượng Q chất lỏng lên độ cao H đơn vị thời gian (s) N i = γ * Q * H * 10 −3 [kW] ( 1.2) Trong đó : γ [N/ m ], Q[ m /s], H[m] - Công suất tại trục bơm N (thường ghi nhãn bơm) Công suất thường lớn Ni vì có tổn hao ma sát - Công suất động kéo bơm (Nđc) Công suất thường lớn N để bù hiệu suất truyền động giữa động bơm, còn dự phòng qúa tải bất thường N đc = k * N k *γ *Q * H = * 10 −3 [kW] η tđ η b * η tđ ( 1.3 ) Trong đó : k - hệ số dự phòng Còn với k thì công suất bơm dưới: 2kW, lấy k = 1,50 - kW lấy k = 1,50 ÷ 1,25 - 50kW lấy k = 1,25 ÷ 1,15 50 - 100kW lấy k = 1,15 ÷ 1,08 Công suất bơm 100kw lấy k = 1.05 Cũng có thể lấy hệ số dự phòng khi: Q < 100 m / h thì k = 1,2 ÷ 1,3 Q > 100 m / h thì k = 1,1 ÷ 1,15 η tđ - hiệu suất truyền Với truyền đai (cu roa) thì η tđ < Còn động nối trực tiếp với bơm thì η tđ ≈ d Hiệu suất bơm ( η b ) tỉ số giữa công suất hữu ích N i công suất tai trục bơm N ηb = Ni N ( 1.4 ) Hiệu suất bơm gồm phần: η b = η Q *η H *η m ( 1.5 ) Trong đó: + Hiệu suất lưu lượng (hay hiệu suất thể tích) tổn thất lưu lượng vì rò rỉ + Hiệu suất thuỷ lực (hay hiệu suất cột áp) tổn thất cột áp vì ma sát nội bơm + Hiệu suất khí tổn thất vì ma sát giữa phận khí (ổ bi, gối trục…) bề mặt guồng động (bánh xe công tác) với chất lỏng (bơm ly tâm) 1.1.4 Một số loại bơm: a Bơm ly tâm Bơm ly tâm loại bơm cánh dẫn, làm việc theo nguyên lý máy thuỷ lực cánh dẫn Cơ cấu truyền lượng hệ thống bánh cánh công tác Trước bơm làm việc cần phải làm cho cánh công tác tiếp xúc với chất lỏng Khi bánh cánh công tác quay với vận tốc đó thì chất lỏng tiếp xúc với bánh cánh quay theo, bánh cánh truyền lượng cho chất lỏng Do chuyển động quay bánh cánh mà hạt chất lỏng chuyển động có xu hướng văng xa khỏi tâm Để bù vào chỗ trống mà hạt chất lỏng vừa văng thì hàng loạt hạt chất lỏng khác chuyển động tới trình trao đổi lượng lại diễn hạt trước nó Quá trình trao đổi lượng diễn liên tục tạo thành đường dòng liên tục chuyển động qua bơm Tốc độ chuyển động hạt chất lỏng khỏi bánh cánh công tác lớn làm tăng tổn thất đường dòng, cần phải giảm tốc độ bằng cách biến phần động hạt chất lỏng chuyển động thành áp Để giải điều này, chất lỏng sau khỏi bánh cánh công tác dẫn vào buồng có tiết diện lớn dần dạng xoắn ốc nên gọi bầu góp xoắn ốc Do quay bánh cánh công tác nên đường ống chất lỏng chuyển động liên tục * Phân loại bơm + Theo lưu lượng bơm: - Bơm có lưu lượng thấp : Q < 20m3/h - Bơm có lưu lượng trung bình : Q < 60m3/h - Bơm có lưu lượng cao: Q > 60m3/h + Phân loại theo cột áp bơm: -Bơm cột áp thấp H < 20 mH2O -Bơm cột áp trung bình H = 20 ÷ 60 mH2O -Bơm cột áp cao H > 60 mH2O + Theo trị số bánh cánh cách lắp ghép chi tiết: -Bơm có bánh cánh cấp áp lực -Bơm có nhiều cấp cánh bánh công tác lắp ghép nối tiếp -Bơm có nhiều bánh cánh, bánh cánh nối ghép song song + Theo cách dẫn chất lỏng vào bánh công tác: -Bơm có bánh công tác hút chất lỏng từ phía gọi bơm miệng hút -Bơm có hai miệng hút + Theo kết cấu vỏ: -Bơm vỏ bơm có mặt phẳng chia vỏ làm hai phần qua tâm trục -Bơm vỏ rời bơm mà vỏ cấu tạo thành từ phần riêng, phần ứng với bánh công tác tạo thành cấp bơm + Theo cách đặt bánh công tác: -Bơm đặt thẳng đứng -Bơm đặt nằm ngang + Theo loại chất lỏng chuyển bơm : -Bơm để bơm nước -Bơm để bơm sản phẩm dầu hoả + Theo cách hút bơm: - Các bơm tự hút bơm có thiết bị để tạo chân không đường ống hút thời kỳ khởi động - Các bơm không tự hút bơm không có thiết bị để tạo độ chân không đường ống hút thời kỳ khởi động * Các thông số bơm ly tâm - Cột áp: Bơm li tâm làm việc với hệ thống đường ống có cột áp xác định, cột áp bằng cột áp cản đường ống Ta gọi cột áp đó cột áp làm việc bơm li tâm xác định theo công thức sau: P2 − P1 v22 − v12 HB = γ + + (z2 – z1 ) 2g ( 1.6 ) Trong đó: P1,P2 – Là áp suất đo tại cửa hút cửa đẩy bơm; v1, v2 – Là giá trị tốc độ dòng tại cửa hút cửa đẩy bơm; z1, z2 - Độ chênh hình học hai vị trí đo áp suất P1 P2; Đối với bơm li tâm, ứng với vòng quay định thì có giá trị cột áp mà tại đó bơm làm việc với hiệu suất cao nhất, ta gọi cột áp định mức Giá trị cột áp dẫn tài liệu kỹ thuật bơm - Lưu lượng: Lưu lượng lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển đơn vị thời gian Giá trị sản lượng thường xác định bằng cách đo trực tiếp dòng chất lỏng mà bơm cung cấp Lưu lượng thường ký hiệu Q, thứ nguyên m3/giờ, m3/giây, lít/phút - Công suất: + Công suất làm việc Công suất làm việc công suất tiêu tốn trục động lai bơm Ví dụ bơm lai bằng động điện thì: NLV= Nđ/cơ điện lai.ηđ/cơ điện lai + Công suất thuỷ lực: Công suất thuỷ lực công suất mà chất lỏng thực nhận từ động lai để tạo cột áp H, sản lượng Q, γ khối lượng riêng chất lỏng N = γ QH ( 1.7 ) * Cấu tạo bơm ly tâm Ngày bơm li tâm có nhiều loại kết cấu đa dạng song chúng bao gồm phận như: Vỏ bơm, bánh cánh, ống góp hình xoắn ốc thiết bị làm kín Kết cấu bơm điển hình thể (Hình 1.2) Đây bơm li tâm cấp đặt đứng cửa hút quay xuống có khoan lỗ cân bằng cánh để khử lực dọc trục Hình 1.2: Cấu tạo bơm li tâm Trong đó: Bánh cánh Nắp vỏ bơm Bộ làm kín đầu trục Bệ đỡ động Ống bao trục Vành làm kín đầu mút cánh - Vỏ bơm: Vỏ bơm có thể có kết cấu theo kiểu ghép ngang hay ghép dọc Có thể chế tạo thành nhiều phần sau đó ghép liên kết với Chúng thường chế tạo bằng gang đúc, đồng đúc hợp kim Chất liệu chế tạo kiểu cách tuỳ vào điều kiện công tác bơm Thân vỏ bơm có thể chia thành nhiều khoang riêng biệt với với nhiều mục đích Nó còn có ý nghĩa việc tạo khung để bố trí ổ đỡ trục, làm kín, định hướng bánh cánh chi tiết khác… Khi tháo lắp, sửa chữa bảo dưỡng nên ý chốt định vị, độ dày gioăng thứ tự lắp ghép để đảm bảo trạng kỹ thuật bơm Lối dẫn chất lỏng vào bánh cánh tạo thành cửa hút Phần góp chất lỏng theo phương tiếp tuyến bánh cánh công tác có hình xoắn ốc Bầu góp có nhiệm vụ biến phần cột áp động thành cột áp tĩnh nhằm giảm tổn thất lương dạng động - Bánh cánh công tác: Bánh cánh công tác bơm li tâm hình tròn gồm nhiều cánh cong hay thẳng (Số lượng từ - cánh) gắn mâm tròn xoay quay nhờ gắn chặt trục quay bơm.Bánh cánh chế tạo từ loại vật liệu khác song lĩnh vực tàu thuỷ thường chế tạo từ đồng đúc ghép Bánh cánh bơm li tâm có loại kín hai phía, hở phía (phía còn lại kín) hai phía hở tuỳ thuộc vào chế độ công tác ưu tiên chức bơm cần cột áp hay cần lưu lượng mà kết cấu có dạng cánh cong hay cong nhiều Cánh cong nhiều dài (β2 nhỏ) để bơm chủ yếu tạo cột áp lớn Ngược lại cánh cong ngắn (β2 lớn) thì bơm chủ yếu tạo sản lượng cao - Thiết bị làm kín: Trong bơm li tâm thiết bị làm kín có nhiệm vụ ngăn cách giữa khoang công tác với nhau, không cho rò rỉ chất lỏng qua lại để đảm bảo chức bơm Đồng thời có nhiệm vụ cách biệt bơm với bên môi trường, hạn chế rò lọt chất lỏng công tác môi trường, ngăn chặn không khí bên lọt vào bơm.(Hình 1.3) thể vị trí cần làm kín bơm Đó vị trí lắp làm kín (Vị trí A, B, C) Chúng có tác dụng làm cách biệt vùng công tác có áp suất cao vùng áp suất thấp, tránh qua lại chất lỏng Tuy nhiên thực tế qua lại chất lỏng tồn tại vì không tránh khỏi tổn thất lưu lượng bơm Hình 1.3: Vị trí số dạng làm kín bơm li tâm b Bơm pittông Bơm pittông loại bơm thể tích với nguyên lí làm việc đơn giản (hình 4) Khi động quay quanh trục O, kéo theo hệ thống biên - maniven 3,4 chuyển động quay biến thành chuyển động tịnh tiến qua lại pittông xilanh với hành trình S = 2R (R chiều dài maniven) Hai vị trí giới hạn hành trình pittông A1 A2 tương ứng với điểm chết C1 C2 Khi pittông dịch sang trái thì thể tích buồng làm việc tăng lên, áp suất tuyệt đối chất lỏng xilanh giảm nhỏ áp suất bề mặt thoáng bể hút Lúc đó van đẩy đóng lại, van hút bị đẩy mở chất lỏng qua ống hút vào xilanh Đó giai đoạn hút Khi pittông dịch sang phải thì thể tích buồng làm việc giảm áp suất chất lỏng xilanh tăng cao Lúc van hút bị đóng lại, van đẩy bị đẩy mở chất lỏng từ xilanh dồn vào ống đẩy Đó giai đoạn đẩy Qua cách làm việc bơm pittông, ta thấy : - Ống hút ngăn cách ống đẩy - Chuyển động chất lỏng không đều, lưu lượng bị dao động không phụ thuộc vào áp suất bơm - Áp suất bơm (cột áp H) có thể cao (tương ứng với độ bền bơm công suất động kéo bơm) Hình 1.4: Cấu tạo bơm pittong 10 Hệ thống bơm chất lỏng tăng áp thường được sử dụng trường hợp cần truyền tải chất lỏng xa Khi đó, hệ thống bơm được mắc nối tiếp với nhằm tăng cột áp cho hệ thống Hình 1.2 minh họa một hệ thống bơm tăng áp cấp bơm nhiên liệu cho diesel chính lai chân vịt tàu thủy Tại đầu nguồn: có bể chưa nguồn, đảm bảo cấp đủ nhiên liệu cho hệ thống bơm làm việc Hệ thống thiết kế tầng bơm mắc nối tiếp (tăng áp cấp), mỗi tầng gồm có bơm mắc song song với Với cách thiết kế trên, sư làm việc luân phiên của các bơm được đảm bảo (mỗi tầng đều có bơm chạy chính và bơm dư phòng) b Hệ thống bơm chất lỏng bồn hở Hình 1.10:Hệ thống bơm chất lỏng bồn hở 16 Hệ thống sử dụng bơm mắc song song đưa đến đường ống góp chung, cấp chất lỏng cho bồn kín Xét nhánh bơm: - Đầu hút bơm đặt sát đáy bể hút -Kết nối đầu hút đầu đẩy bơm tới đường ống bằng khớp nối mềm đảm bảo hạn chế rung, tiếng ồn bơm làm việc -có van cầu tại hai đầu bơm cho phép cách ly hoàn toàn bơm khỏi hệ thống cần thiết -Tại mối đầu đẩy bơm ly tâm,lắp đặt van chiều có tác dụng: +giảm khởi động cho bơm +Ngăn chất lỏng chảy ngược đầu đẩy bơm gây tổn thất hệ thống 17 CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN, HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO TRẠM CÓ NHIỀU BƠM 2.1 Hệ thống bơm chất lỏng bồn kín Hệ thống sử dụng bơm mắc song song đưa đến đường ống góp chung, cấp chất lỏng cho bồn kín Xét nhánh bơm: - Đầu hút bơm đặt sát đáy bể hút -Kết nối đầu hút đầu đẩy bơm tới đường ống bằng khớp nối mềm đảm bảo hạn chế rung, tiếng ồn bơm làm việc -có van cầu tại hai đầu bơm cho phép cách ly hoàn toàn bơm khỏi hệ thống cần thiết -Tại mối đầu đẩy bơm ly tâm,lắp đặt van chiều có tác dụng: +giảm khởi động cho bơm +Ngăn chất lỏng chảy ngược đầu đẩy bơm gây tổn thất hệ thống -Tại vị trí lắp đặt thiết bị đo lường,sử dụng cửa van để thuận tiện tháo lắp thiết bị đo khỏi hệ thống hệ thống làm việc Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống bơm chất lỏng bồn kín 18 2.2 Xây dựng mạch động lực Hình 2.2: Sơ đồ mạch động lực hệ thống 2.3 Xây dựng mạch giám sát Ta xây dựng trạm bơm chất lỏng bình kín gồm có bơm li tâm với yêu cầu trì mức nước đủ cung cấp cho hộ tiêu thụ nhu cầu sử dụng hộ có thay đổi Thuật toán điều khiển Tại thời điểm ban đầu ấn nút Start, hệ thống bắt đầu hoạt động Trạng thái cảm biến mức đọc xử lí theo thuật toán sau: 19 - Mức nước bình vị trí a: Bật đồng thời bơm số 1, số 2, số hoạt động - Mức nước bình khoảng từ vị trí a đến vị trí b: Bật chạy bơm số bơm số - Mức nước bình khoảng từ vị trí b đến vị trí c: Bật chạy bơm số - Mức nước bình vị trí c: Tắt hết bơm Với hoạt động hệ thống phân tích trên, ta chọn thiết bị điều khiển hoạt động toàn hệ thống đó PLC S7-300 Siemens với số lí sau đây: Các thiết bị điều khiển PLC tạo thêm sức mạnh, tốc độ tính linh hoạt cho hệ thống công nghiệp Bằng thay phần tử điện bằng PLC, trình điều khiển trở nên nhanh hơn, rẻ hơn, quan trọng hiệu PLC lựa chọn tốt hệ thống rơle hay máy tính tiêu chuẩn - Tốn không gian: Một PLC cần không gian máy tính tiêu chuẩn hay tủ điều khiển rơle để thực chức - Tiết kiệm lượng: PLC tiêu thụ lượng mức thấp, máy tính thông thường - Giá thành thấp: Một PLC giá tương đương cỡ đến 10 rơle, nó có khả thay hàng trăm rơle - Khả thích ứng với môi trường công nghiệp: Các vỏ PLC làm từ vật liệu cứng, có khả chống chịu bụi bẩn, dầu mỡ, độ ẩm, rung động nhiễu Các máy tính tiêu chuẩn không có khả - Giao diện trực tiếp: Các máy tính tiêu chuẩn cần có hệ thống phức tạp để có thể giao tiếp với môi trường công nghiệp Trong đó PLC có thể giao tiếp trực tiếp nhờ mô đun vào I/O chế tạo sẵn theo chuẩn công nghiệp - Lập trình dễ dàng: Phần lớn PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình sơ đồ hình thang, tương tự sơ đồ đấu nối hệ thống điều khiển rơle thông thường 20 - Tính linh hoạt cao: Chương trình điều khiển PLC có thể thay đổi nhanh chóng dễ dàng bằng cách nạp lại chương trình điều khiển vào PLC bằng lập trình, bằng thẻ nhớ, bằng truyền tải qua mạng Cùng với những ưu phần cứng, ưu phần mềm: - PLC có nhiều công cụ lập trình dựa tiêu chuẩn IEC 1131-3 - Sử dụng ngôn ngữ lập trình bậc cao tạo khả viết những chương trình lớn phức tạp giao tiếp với thiết bị ngoại vi hay truy cập dữ liệu chương trình - Cấu trúc khối chức sử dụng cho lập trình Ladder làm tăng khả lập trình bằng những lệnh đơn giản - Cho phép xác định lỗi điều khiển lỗi thiết bị trình sản xuất - Cung cấp phép toán với số thực dấu phẩy động tạo khả tính toán toán phức tạp 2.3.1 Phân công cổng đầu vào PLC Đầu vào Nút ấn Start Nút ấn Stop Nút Reset Cảm biến mức A Cảm biến mức B Cảm biến mức C Cảm biến mức D đặt nguồn nước Tiếp điểm thường đóng Rơ le nhiệt R Tiếp điểm thường đóng Rơ le nhiệt R Tiếp điểm thường đóng Rơ le nhiệt R Địa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 2.3.2 Phân công cổng đầu PLC Đầu Địa Công tắc tơ cấp nguồn cho động lai Q0.0 bơm Công tắc tơ cấp nguồn cho động lai Q0.1 bơm 21 Công tắc tơ cấp nguồn cho động lai Q0.2 bơm Đèn báo động bị tải Đèn báo động bị tải Đèn báo động bị tải Đèn báo cảm biến hỏng Đèn báo hệ thống làm việc Biến trung gian bật lên bằng Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 M0.0 ấn Start Biến trung gian báo nước mức a M0.1 mức c để bơm chạy mức nước a Tổng quan PLC- S7300 PLC- S7-300 cấu trúc dạng module gồm thành phần sau: - CPU loại khác nhau: 312FM, 312C, 313C, 314, 314FM, 314C, 315-2DP, 316-2DP, 318… - Module tín hiệu SM xuất nhập tín hiệu tương đồng / số: SM321, SM374… - Module chức FM - Module truyền thông CP - Module nguồn PS307 cấp nguồn 24VDC cho module khác, dòng 2A, 5A, 10A Các module gắn ray, tối đa module SM/FM/CP bên phải CPU tạo thành rack Mỗi module gắn số slot tính từ trái sang phải: module nguồn slot 1, module CPU slot 2, module kế mang số Các module đánh số theo slot dùng làm sở để đặt địa đầu cho module ngõ vào tín hiệu Đối với CPU 315-2DP, 316- 2DP có thể gán địa tùy ý cho module Cấu hình cứng trạm PLC khai báo bằng phần mềm Step7 sau: - Module nguồn: PS 307 5A - Module CPU 316 -2DP 22 - Module tín hiệu vào DI32xDC24V có tổng cộng 10 tín hiệu vào tín hiệu vào tín hiệu số - Module đầu DO32xDC24V/0.5A có tổng cộng tín hiệu đầu tín hiệu tín hiệu số Hình 2.3: Cấu hình cứng trạm PLC S7 - 300 2.3.3 Sơ đồ mạch giám sát 23 Hình 2.4: Sơ đồ mạch giám sát sử dụng PLC S7-300 CHƯƠNG 3.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ VÀ TỦ ĐIỆN 3.1 Tính chọn thiết bị 24 Moldel Nguồn Công suất Hút Cột Lưu Ống điện (Kw – Sâu Áp Lượng hút, (V/Pha) Hp) (m) (m) (m3/h) xả (mm) CMA 200 380/3 1.5 47.5- 1.2- 33- 42 7.2 25 Ứng dụng: Bơm tăng áp cho hệ thống tưới tiêu sử dụngtrong công nghiệp Loại bơm CMR với cánh bơm hở cho phép hút chất thải (chất rắn) - Áp lực hoạt động tối đa: bar, bar cho bơm CMA 1.50-2.00-3.00 CMB4.40-5.50 - Nhiệt độ lưu chất tối đa:350C với, sử dụng gia đình 400C sử dụng cho bơm CMA 0.50-0.75-0.80-1.00900C sử dụng cho mục đích khác 25 Vật liệu chế tạo - Thân bơm chế tạo bằng gang - Cụm gioăng kín trục chế tạo bằng Carbon/ Ceramic/NBR - Cánh bơm: + Bằng nhựa tổnghợp với bơm CMA 0.50-0.75-0.80-1.00 + Bằng đồng với bơm CMA 1.50-2.00-3.00; CMB 2.00-3.00- 4.00-5.50; CMR 0.75-1.00 + Bằng gang cho số loại bơm khác - Trục bơm: + bằng thépkhông gỉ AISI 303 với bơm CMA 0.75-0.80-1.00; CMB 1.50-2.00-3.00;CMD 1.50-2.00-3.00 + Với thép không gỉ AISI 304 với bơm CMB 4.00-5.50; CMD 4.00 + Với thép không gỉ AISI 416 với bơm CMA 0.50 - Nắp chắn: + Bằng hợp kim nhôm với bơm CMA0.50-0.75-0.80-1.00; CMB 0.75-1.00; CMC 0.75-1.00; CMR 0.75-1.00 + Bằng gang cho số loại khác Phần động điện: - Động cực - Cấp cách điện : F - Cấp độ bảovệ IP 44 - Loại phacông suất hoạt động 230V ± 10%, tần số hoạt động 50Hz, Loại pha công suất hoạt động 230/400V ± 10% tần số hoạt động 50Hz - Bảo vệ tải Cấp sẵn động cung cấp người sử dụng cho loại pha Thiết bị bảo vệ Loại Tên hàng In(A) thiết bị MCCB Icu(KA Giá ) ABN53c 15-2030-40- 18 650.00 50A 26 Rơ le MT-12 nhiệt Contacto MC -6A 0.63~1 235.00 235.00 r Rơ le Omron MY2N -24vdc trung gian Đèn báo XB7EV03BP(schneide 95.000 r) Nút ấn XB7NA21 N/O 66.000 XB7NA25 C/O 87.000 3.2 Thiết kế tủ động lực có nhiều bơm 27 28 KẾT LUẬN Trang bị điện điện tử môn học quan trọng chương trình đào tạo sinh viên ngành tự động hoá lẽ nó có ứng dụng lớn lao nhà máy, sở sản xuất Nắm vững những kiến thức môn học cho phép ta phân tích, thiết kế hệ thống truyền động đảm bảo yêu cầu chất lượng tối ưu có lợi kinh tế Những phần đạt được: -Tổng quan hệ thống bơm chất lỏng,cấu tạo bơm -Xây dựng mạch giám sát cho trạm có nhiều bơm -Thiết kế tủ động lực Qua thời gian nỗ lực làm em hoàn thành đồ án với giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo môn đặc biệt thầy giáo PGS.TS Hoàng Xuân Bình Trong trình thực chắn thân em tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận những ý kiến đóng góp thầy bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày 20 tháng năm 2015 Sinh viên Vũ Văn Đông TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 [1] PGS.TS Hoàng Xuân Bình, Bài giảng Trang bị điện – điện tử máy công nghiệp [2]-www.Thegioibom.vn 30 [...]... +giảm khởi động cho bơm +Ngăn chất lỏng chảy ngược về đầu đẩy của bơm gây tổn thất trong hệ thống 17 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN, HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO TRẠM CÓ NHIỀU BƠM 2.1 Hệ thống bơm chất lỏng bồn kín Hệ thống sử dụng 4 bơm mắc song song cùng đưa đến 1 đường ống góp chung, cấp chất lỏng cho 1 bồn kín Xét 1 nhánh bơm: - Đầu hút của bơm đặt sát đáy của bể hút -Kết nối đầu hút đầu đẩy của bơm tới... bơm trong trạm bơm - Thiết kế bảo vệ động cơ truyền động, bảo vệ bơm và sự làm việc bền vững của hệ thống - Hệ thống đảm bảo báo động, tín hiệu hoá, tự động dừng và tự động khởi động khi có yêu cầu - Những hệ thống bơm đặc biệt như bơm dầu, hoá chất nhất thiết phải có nhiều vị trí dừng khi có sự cố, hoả hoạn… 1.3 Khởi động động cơ không đồng bộ truyền động cho bơm a Khởi động trực tiếp Hình... hệ thống dùng để bơm chuyển vật liệu hoá chất, vật liệu công nghệ, trạm thường được thiết kế nhiều bơm Trong trạm nhiều bơm thì vấn đề tự động hoá trạm nhằm và các vấn đề cần giải quyết sau: (i) Duy trì mức chất lỏng cần thiết trong bình chứa; (ii) Lựa cho n số lượng bơm hoạt động cần thiết; (iii) Thứ tự tự động khởi động các bơm trong trạm; (iiii) Thứ tự dừng tự động các bơm trong trạm bơm. .. về truyền động điện và trang bị điện cho trạm bơm Như đã nêu, bơm có rất nhiều kiểu loại, đa dạng và giải công suất cũng rất rộng Truyền động cho bơm phổ biến là tryuền động điện Tuỳ theo tốc độ bơm, nối giữa động cơ và bơm có thể là trực tiếp (đồng trục) hoặc gián tiếp qua hộp tốc, đai truyền ly hợp thay đổi tốc độ, hệ thống biên maniven, trục khuỷu… Do vậy, khi cho n công suất động cơ, cần... môi trường bẩn (bùn) nên các trang bị điện cũng phải đáp ứng được các điều kiện đó Một số chú ý về thiết kế trang bị điện cho tạm nhiều máy bơm: 12 - Trước hết ta cần chú ý loại tạm bơm, nếu là bơm nước thường trạm bơm cho hệ thống bình kín hoặc tạm bơm cho hệ thống bình hở Dù là laọi này hay loại kia thì việc vận tải chất lỏng đi xa với lưu lượng cần thiết dòng chất lỏng cũng phải dự trữ... bơm làm việc -có van cầu tại hai đầu bơm cho phép cách ly hoàn toàn bơm ra khỏi hệ thống khi cần thiết -Tại mối đầu đẩy của bơm ly tâm,lắp đặt van 1 chiều có tác dụng: +giảm khởi động cho bơm +Ngăn chất lỏng chảy ngược về đầu đẩy của bơm gây tổn thất trong hệ thống -Tại mỗi vị trí lắp đặt thiết bị đo lường,sử dụng một cửa van để thuận tiện tháo lắp thiết bị đo ra khỏi hệ thống ngay cả khi hệ. .. XB7NA21 N/O 66.000 XB7NA25 C/O 87.000 3.2 Thiết kế tủ động lực có nhiều bơm 27 28 KẾT LUẬN Trang bị điện điện tử là môn học rất quan trọng trong chương trình đào tạo sinh viên ngành tự động hoá bởi lẽ nó có ứng dụng rất lớn lao trong các nhà máy, cơ sở sản xuất Nắm vững những kiến thức về môn học này cho phép ta phân tích, thiết kế các hệ thống truyền động đảm bảo yêu cầu về chất lượng tối... sử dụng 4 bơm mắc song song cùng đưa đến 1 đường ống góp chung, cấp chất lỏng cho 1 bồn kín Xét 1 nhánh bơm: - Đầu hút của bơm đặt sát đáy của bể hút -Kết nối đầu hút đầu đẩy của bơm tới đường ống bằng khớp nối mềm đảm bảo hạn chế rung, tiếng ồn trong khi bơm làm việc -có van cầu tại hai đầu bơm cho phép cách ly hoàn toàn bơm ra khỏi hệ thống khi cần thiết -Tại mối đầu đẩy của bơm ly tâm,lắp... phải theo loại bơm cụ thể và lưu ý sự biến thiên của lưu lượng, cột áp của bơm, do đó mômen động cơ cần đáp ứng Trường hợp truyền động bơm li tâm, do bơm không tự động mồi nước được, mạch điều khiển cần phải đảm bảo mồi nước trước khi chạy bơm (qua bơm mồi, các van…) và tuân thủ các thứ tự thao tác chạy bơm Vì bơm hoạt động ở môi trường ẩm ướt (nước, chất lỏng khác) hoặc ở môi trường độc hại... này động cơ truyền động mở máy dễ dàng Do vậy, động tác hợp lí khi mở máy là khi khóa van 7 trên ống đẩy để cho Q = 0 Sau đó một hay 11 hai phút thì mở van ngay để tránh bơm và chất lỏng bị quá nóng do công suất động cơ chuyển hoàn toàn thành nhiệt năng Hơn nữa, lúc mở máy, dòng động cơ lại lớn nên Q ≠ 0 sẽ làm dòng khởi động quá lớn có thể gây nguy hiểm cho động cơ điện 1.2 Yêu cầu về truyền ... ngược đầu đẩy bơm gây tổn thất hệ thống 17 CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN, HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO TRẠM CÓ NHIỀU BƠM 2.1 Hệ thống bơm chất lỏng bồn kín Hệ thống sử dụng bơm mắc song song đưa đến đường... tự động bơm trạm bơm - Thiết kế bảo vệ động truyền động, bảo vệ bơm làm việc bền vững hệ thống - Hệ thống đảm bảo báo động, tín hiệu hoá, tự động dừng tự động khởi động có yêu cầu - Những hệ. .. điện phải đáp ứng điều kiện đó Một số ý thiết kế trang bị điện cho tạm nhiều máy bơm: 12 - Trước hết ta cần ý loại tạm bơm, bơm nước thường trạm bơm cho hệ thống bình kín tạm bơm cho hệ