(NB) Giáo trình Điều khiển khí nén 2 với mục tiêu giúp các bạn có thể lựa chọn, đo kiểm tra chức năng, lắp ráp và hiệu chỉnh được các phần tử khí nén, điện – khí nén trong sơ đồ hệ thống khí nén cơ bản; Chạy thử, vận hành và kiểm tra các hệ thống điều khiển điện - khí nén; Phát hiện và khắc phục được các lỗi cơ bản trong hệ thống; Thực hiện đúng các quy tắc an toàn trong vận hành, bảo dưỡng các thiết bị của hệ thống truyền động khí nén.
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯƠNG VĂN HỢI (Chủ biên) BÙI VĂN CÔNG – TẠ VĂN BẰNG GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN II Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Trung cấp (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Mức độ tự động hóa thiết bị, chất lượng chế tạo cao, độ xác cao, độ tin cậy lớn máy cụm kết cầu dùng truyền động khí – khí nén – điện Thông tin chuyền tải dạng lượng phải tín hiệu tương tự, nhị phân tín hiệu số, xử lý với vận tốc nhanh Giáo trình mơ đun Điều khiển điện - khí nén đóng góp phần bổ sung kiến thức điều khiển tự động hóa Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ CĐN TCN, giáo trình mơ đun Điều khiển điện khí nén giáo trình đào tạo chun ngành tự động hóa cơng nghiệp biên soạn theo nội dung chương trình khung, chương trình dạy nghề Bộ Lao động -Thương binh Xã hội Tổng cục dạy nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với Nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao Tuy nhiên, theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn chỉnh hoàn thiện sau thời gian sử dụng Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019 Chủ biên: Trương Văn Hợi MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN II Chương Giới thiệu hệ thống khí nén 1.1 Sơ lược lịch sử đời phát triển hệ thống điều khiển điện khí nén 1.2 Ưu, nhược điểm hệ thống điều khiển điện khí nén 1.3 Phạm vi ứng dụng khí nén 10 Chương 11 Các phần tử hệ thống điện khiển khí nén 11 2.1 Các loại van hệ thống điều khiển khí nén 11 2.2 Van chặn 16 2.3 Van tiết lưu 17 2.4 Van áp suất 18 2.5 Van logic 20 2.6 Các phần tử điện 27 2.7 Xy lanh, biểu diễn trình hoạt động biểu đồ trạng thái Sơ đồ chức hệ thống điều khiển điện khí nén 36 Chương 43 Thiết kế, lắp đặt vận hành hệ thống điều khiển điện – khí nén 43 3.1 Nguyên lý thiết kế hệ thống điều khiển điện khí nén 43 3.3 Thiết kế mạch điện điều khiển theo tầng sử dụng phương pháp chuỗi bước có xóa 46 2.Điều khiển xy lanh 50 Hình 3.13 Mạch điều khiển theo phương pháp chuỗi bước có xóa 52 3.3 Điều khiển hai xy lanh 58 Chương 66 Vận hành kiểm tra hệ thống điện Điều khiển điện – khí nén 66 4.1 Điều khiển xy lanh van hai cuộn dây 66 4.2 Điều khiển xy lanh cảm biến tiệm cận 75 4.3 Điều khiển xy lanh cảm biến tiệm cận với rơle 82 4.4 Điều khiển xy lanh với hàm AND, OR 86 4.5 Điều khiển xy lanh với van cuộn dây - Điều khiển tự trì 88 4.6 Điều khiển hai xy lanh làm việc chu trình 90 4.7 Điều khiển hai xy lanh làm việc lớn chu trình 92 Chương 95 Tìm sửa lỗi hệ thống Điều khiển điện – khí nén 95 5.1 Phương pháp tìm sửa lỗi 95 TÀI LIỆU THAM KHAO 110 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN II Tên mơ đun: Điều khiển khí nén II Mã số mô đun: MĐ 30 Thời gian mô đun: 60 (LT: 12 giờ; TH/TT/TN/BT/TL: 48 giờ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN - Trước học mơ đun sinh viên phải hồn thành: MH 07; MH 08; MH 09; MH 10; MH 11, MĐ 12, MĐ 13, MĐ 14 MĐ 15 - Tính chất: Là mơ đun bắt buộc chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử II MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN - Thiết lập sơ đồ hệ thống điều khiển điện khí nén theo yêu cầu cho thiết bị cơng nghệ đơn giản, điển hình - Lựa chọn, đo kiểm tra chức năng, lắp ráp hiệu chỉnh phần tử khí nén, điện – khí nén sơ đồ hệ thống khí nén - Chạy thử, vận hành kiểm tra hệ thống điều khiển điện - khí nén - Phát khắc phục lỗi hệ thống - Thực quy tắc an toàn vận hành, bảo dưỡng thiết bị hệ thống truyền động khí nén - Chủ động, sáng tạo an toàn thực hành III NỘI DUNG MÔ ĐUN Nội dung tổng quát phân bổ thời gian Thời gian TT Tên mô đun Tổng số Giới thiệu hệ thống điều 12 khiển điện khí nén Thực hành/thực Lý tập/thí thuyết nghiệm/bài tập/thảo luận Kiểm tra 19 1.1 Sơ lược lịch sử đời phát triển hệ thống điều khiển điện khí nén 1.2 Ưu, nhược điểm hệ thống điều khiển điện khí nén 1.3 Phạm vi ứng dụng Các phần tử điện ứng dụng hệ thống khí nén 1.4.Van đảo chiều điều khiển nam châm điện Thiết kế, lắp đặt vận 24 hành hệ thống điều khiển điện khí nén 2.1 Nguyên lý thiết kế hệ thống điều khiển điện khí nén 2.2 Điều khiển xy lanh van hai cuộn dây 2.2.1 Cảm biến tiệm cận – hành trình tự thu xy lanh 2.2 Điều khiển xy lanh van cuộn dây 2.3 Điều khiển hai xy lanh Kiểm tra Vận hành kiểm tra hệ 18 thống điều khiển điện - khí nén ứng dụng 16 1 12 44 3.1 Điều khiển xy lanh van hai cuộn dây 3.2 Điều khiển xy lanh cảm biến tiệm cận – hành trình tự thu 3.3 Điều khiển xy lanh cảm biến tiệm cận với rơ le 3.4 Điều khiển xy lanh với hàm AND, OR 3.5 Điều khiển xy lanh với van cuộn dây – Điều khiển tự trì 3.6 Điều khiển hai xy lanh làm việc chu trình 3.7 Điều khiển hai xy lanh làm việc lớn chu trình Tìm sửa lỗi hệ thống điều khiển khí nén, điện - khí nén 4.1 Phương pháp tìm sửa lỗi 4.2 Bảo trì – bảo dưỡng máy Kiểm tra Cộng 60 Chương Giới thiệu hệ thống khí nén 1.1 Sơ lược lịch sử đời phát triển hệ thống điều khiển điện khí nén Giới thiệu cho người học hiểu hệ thống điều khiển chuyển mạch tự động vai trò quan trọng việc thiết kế hệ thống tuần tự, mà cụ thể hệ thống khí nén Trong thập niên 50 60 kỷ 20, kỹ thuật tự động hóa trình sản xuất phát triển mạnh mẽ; với q trình đó, kỹ thuật điều khiển khí nén phát triển rộng rãi ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác Trong tự động hóa, hệ thống tự động hóa bắng khí nén thuộc loại hệ thống chuyển mạch (switching systems) tự động trước trình bầy kỹ thuật tư động hóa hệ thống điều khiển khí nén, điện - khí nén, số kiến thức liên quan đề cập đây: Giới thiệu hệ thống điều khiển chuyển mạch tự động Các hệ thống chuyển mạch (hình 1.1) tự động bao gồm hai loại chính: Các hệ thống kết hợp (combinational systems) Các hệ thống (sequencial systems) bao gồm hệ thống đồng không đồng Các hệ thống chuyển mạch Các hệ thống chuyển mạch Các hệ thống đồng Các hệ thống Chuyển mạch kết hợp Các hệ thống khơng đồng Hình 1.1 Các loại hệ thống chuyển mạch Các hệ thống chuyển mạch kết hợp Trong hệ thống chuyển mạch kết hợp hay hệ thống mạch logic kết hợp, tín hiệu (outputs) nhị phân ln hàm tín hiệu vào (inputs) Ví dụ: Các cổng logic đặc trưng cho hệ thống kết hợp, tín hiệu phụ thuộc vào trạng thái kết hợp tín hiệu vào Các hệ thống chuyển mạch Khác với hệ thống chuyển mạch kết hợp, hệ thống chuyển mạch tuần tự, số tất tín hiệu phụ thuộc vào tín hiệu vào trước có nghĩa phục thuộc vào “quá khứ” hệ thống Do vậy, hệ thống phải sử dụng flip – flop, phần tử nhớ trạng thái trước Các hệ thống chuyển mạch chia nhỏ làm hai loại hệ thống đồng hệ thống không đồng Hệ thống không đồng hoạt động sở kiện điều có nghĩa bước hoạt động xẩy bước hoạt động trước hệ thống hoàn tất Các hệ thống đồng hệ thống hoạt động sở thời gian Ở hệ thống này, người ta sử dụng đồng hồ tạo xung, mục đích để xung với chu kỳ định, mà xung kích hoạt bước Tín hiệu vào xi zjTín hiệu Hệ thống kết hợp yk Flip - Flops y’k Sk Rk Hình 1.2 Cấu tạo hệ thống chuyển mạch Hình 1.2 thể cấu tạo chung hệ thống chuyển mạch bao gồm hệ thống kết hợp (logic); tín hiệu x i zj tín hiệu vào hệ thống, phần tử nhớ flip-flop đóng vai trị ghi nhớ trạng thái “q khứ” trước đó, chúng bao gồm hàm kích hoạt Sk Rk (tín hiệu điều khiển flip-flop) biến trạng thái yk va y’k (tín hiệu flip-flop) Các tín hiệu vào xi , yk y’k hệ thống thong qua hệ thống kết hợp tạo tín hiệu zj hàm kích hoạt Sk Rk để tác động trở lại flip-flop để tạo biến yk y’k tương ứng kiện Vì vậy, thiết kế hệ thống tuần tự, việc quan trọng phải xác định số lượng flip-flops hàm kích hoạt Như trình bầy, hệ thống logic kết hợp, phần tử nhớ flipflop đóng vai trò quan trọng việc thiết kế hệ thống tuần tự, mà cụ thể hệ thống khí nén Để hiểu rõ chất trình thiết kế, điều khiển hệ thống khí nén, cần vững số lý thuyết định, đặc biệt đại số Boolean phần tử logic 1.2 Ưu, nhược điểm hệ thống điều khiển điện khí nén Mục tiêu: So sánh tính ưu nhược điểm hệ thống điều khiển điện khí nén nay, lĩnh vực điều khiển, người ta thường kết hợp hệ thống điều khiển khí nén với điện điện tử Cho nên khó xác định cách xác, rõ ràng ưu điển hệ thống điều khiển Tuy nhiên, so sánh số khía cạnh,đặc tính truyền động khí nén truyền động cơ, điện Ưu điểm - Tính đồng lượng phần I O ( điều khiển chấp hành) nên bảo dưỡng, sửa chữa, tổ chức kỹ thuật đơn giản, thuận tiện Khơng u cầu cao đặc tính kỹ thuật nguồn lượng: – bar Khả tải lớn động khí Độ tin cậy cao trục trặc kỹ thuật Tuổi thọ lớn Tính đồng lượng cấu chấp hành phần tử chức báo hiệu, kiểm tra, điều khiển nên làm việc môi trường dễ nổ, bảo đảm môi trường vệ sinh Có khả truyền tải lượng xa, độ nhớt động học khí nén nhỏ tổn thất áp suất đường dẫn - Do trọng lượng phần tử hệ thống điều khiển khí nén nhỏ, khả giãn nở áp suất khí lớn, truyền động đạt vận tốc cao Nhược điểm Thời gian đáp ứng chậm so với điện tử Khả lập trình cồng kềnh so với điện tử , điều khiển theo chương trình có sẵn Khả điều khiển phức tạp Khả tích hợp hệ điều khiển phức tạp cồng kềnh Lực truyền tải trọng thấp Dịng khí nén đường dẫn gây tiếng ồn Hướng dẫn chuẩn đoán hư hỏng Khi hệ thống có thay đổi tài liệu hệ thống phải cập nhập, phản ánh đầy đủ thay đổi Điều quan trọng giúp cho nhân viên kỹ thuật viên bảo trì, sửa chữa nắm tình trạng hệ thống, từ có hướng xử lý thích ứng Bảng 5.1 Tham khảo lỗi xảy hệ thống khí nén cách khắc phục tương ứng Lỗi Nguyên nhân xảy Khởi động Cầu chì bị cháy bị lỗi (điốt phát quang Pha sai thiếu pha thường bật sáng) Dây cáp nối lỏng chỗ tiếp xúc nhỏ Cách khắc phục Xem đường điện để bảo dưỡng thay Xem đường điện để bảo dưỡng thay Xem đường điện để bảo dưỡng thay Hiệu điện cung cấp Xem đường điện để bảo thấy dưỡng thay Môtơ không hoạt động Xem đường điện để bảo dưỡng thay Cơ cấu khơng hoạt Quay cấu động tay, khơng quay, liên lạc với công ty người bán hàng Nhiệt độ Dầu bôi trơn thiếu Kiểm tra mức dầu q bình chứa dầu khí cao 75o Nhiệt độ xung quanh Cải thiện hệ thống thông C q cao gió giảm nhiệt độ phịng Máy làm mát bên sườn Làm sườn máy làm bị tắc mát Lọc dầu bị tắc Thay lọc dầu Van điều khiển nhiệt độ Kiểm tra dầu có làm khơng hoạt động mát qua máy làm mát, không sửa chữa thay van điều khiển nhiệt độ Loại dầu bôi trơn không Kiểm tra loại dầu thay dầu Xem lại phần 5.1 96 Quạt làm mát khơng có Sửa chữa thay quạt tác dụng làm mát động điện Cảm biến nhiệt độ hỏng Kiểm tra thay cảm biến nhiệt độ Nhiệt độ thấp thơng số bình thường ( 75 o C) Nhiệt độ xung quanh Giảm thích hợp độ nóng thấp xung quanh máy làm mát Áp suất cung cấp thấp áp suất khí Mức tiêu hao người a,Giảm bớt tiêu hao khí dùng lớn lượng khí b,Kiểm tra xem khí có bị rị rỉ cấp vào đường ống Van điều khiển nhiệt độ Sửa chữa thay van không làm việc điều khiển nhiệt độ Nhiệt kế không Kiểm tra thay đồng hồ đo cảm biến nhiệt độ Lọc khí bị tắc Làm thay lọc khí Van nạp khí khơng thể Kiểm tra hoạt động van mở hết nạp khí Đường áp suất sai chức Sửa chữa thay hoặch thông số đặt đường áp suất không nên cao đặt lại Van áp suất nhỏ Kiểm tra sửa chữa van khơng có tác dụng áp suất nhỏ Thiết bị tách dầu khí bị Kiểm tra thay thiết bị tắc tách dầu khí Áp suất khí nạp cao thơng số đặt áp suất khơng tải Áp suất đường vận Sửa chữa thay chuyển hoạt động sai chức đường áp suất, không nên thông số đặt khởi động đặt lại thông số cao Phần không tải khơng có Kiểm tra phần khơng tải tác dụng hoạt động bình thường Khí bị rị rỉ đường Kiểm tra làm đường ống ống bị rị rỉ Hệ thống Phần khơng tải bị vô Kiểm tra xem phần không áp suất q hiệu tải có hoạt động bình thường cao (cao Đường áp suất hoạt động Kiểm tra đường ống áp suất 97 áp suất sai chức thơng bình ) số đặt q cao Hệ thống khí bị rị Kiểm tra xem đường ống rỉ điều khiển có bị rị rỉ Thiết bị tách dầu khí bị tắc Thay thiết bị tách dầu – khí Van áp suất nhỏ 5.Kiểm tra /sửa chữa van áp khơng có hiệu lực suất nhỏ Lượng dầu Dầu thừa, mức dầu Kiểm tra mức dầu, lấy phần dầu thừa vào khí nén bình chứa q cao có nhiệt q cao, trình chuyển ngắn độ chu vận dầu Dầu trở lại đường lọc Làm yếu tố đường điều khiển đường dầu điều khiển, thay chạy bên bị tắc cần thiết Vòng đệm thiết bị Kiểm tra thiết bị tách dầu – tách d ầu bị hỏng khí thay bị hỏng Vòng đệm qúa cũ bị Thay vòng đệm hỏng Bị rò rỉ hệ thống Kiểm tra đường ống làm ống dầu điểm bị rò rỉ Chất lượng dầu Thay dầu yêu nhiều bọt cầu Dầu từ lọc khí phí khơng tải ho ặc tải ngắn a, Sửa chữa van điều khiển lấy thời gian vào b, Kiểm tra thời gian đóng vào chậm rơle đường điện khác đóng lại Van áp suất nhỏ bị Sửa chữa van áp suất nhỏ rò rỉ thay cần thiết 9.Thường xuyên xảy tắt bật tải không tải Cơng tắc khí khơng đầy đủ Kiểm tra van ngắt điện khí Đường ống bị rị rỉ Kiểm tra chỗ bị rị rỉ Thông số áp suất đặt Đặt lại thông số nhỏ Khí tiêu hao khơng cân 3.Tăng khả chứa cuả thùng thêm van áp suất cần 98 5.1.2 Van điều khiển nhiệt độ khơng hoạt động Khí nén tạo từ máy nén khí chứa đựng nhiều chất bẩn theo mức độ khác nhau.Chất bẩn bao gồm bụi,hơi nước khơng khí,những phân tử nhỏ,cặn bã dầu bơi trơn truyền động khí.Khí nén mang chất bẩn tải ống dẫn khí gây nên ăn mòn,rỉ sét ống phần tử hệ thống điều khiển.Vì vậy,khí nén sử dụng hệ thống khí nén phải xử lý.Tùy thuộc vào phạm vi sử dụng mà xác định yêu cầu chất lượng khí nén tương ứng cho trường hợp cụ thể Nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý khí nén chia thành giai đoạn: Lọc khí thơ:dùng phận lọc bụi thơ kết hợp với bình ngưng để tách nước(loc nen) Phương pháp sấy khơ:dùng thiết bị sấy(may say khi) khơ khí nén để loại bỏ hầu hết lượng nước lẫn bên trong.Giai đoạn xử lý tùy theo yêu cầu sử dụng hệ thống khí nén +Sấy khơ khí nén máy sấy khí(tác nhân lạnh): Nguyên lý phương pháp sấy khơ tác nhân lạnh là:khí nén qua phận trao đổi nhiệt khí-khí(máy sấy khí).Q trình làm lạnh thực cách cho dòng khí nén chuyển động đảo chiều ống dẫn.Nhiệt độ đọng sương nằm khoảng 2oC đến 8oC.Như lượng nước dịng khí nén vào ngưng tụ Dầu nước,chất bẩn sau tách khỏi dịng khí nén tách ngồi qua van nước ngưng tụ (bộ tự động xả nước) + Sấy khơ khí nén phương pháp hấp thụ: Chất sấy khơ hay cịn gọi chất háo nước hấp thụ lượng nước khơng khí ẩm.Thiết bị gồm hai bình,Bình thứ chứa chất sấy khơ thực q trình hút ẩm.bình thứ hai tái tạo lại khả hấp thụ chất sấy khô.Chất sấy khô thường sử dụng:Silicagen SiO¬2,nhiệt độ điểm sương -500C, tái tạo từ 1200C đến 1800C (máy say hấp thu) Lọc khí tinh: loại bỏ tất loại tạp chất, kể kích thước nhỏ đến 0,003µmm Các lỗi thường gặp: Có nước khí cấp chi hệ thống Hệ thống thiết bị mau chóng bị rỉ sét hoạt động yếu 99 Kiểm tra Máy sấy không hoạt động: Kiểm tra nguồn cấp cầu chì Có nước đường khí: chắn hệ thống nước hệ thống sấy không bị nghẹt Đèn báo nhiệt "ON": giữ nhiệt độ phòng khoảng 90 F, đảm bảo hệ thống tản nhiệt tốt Kiểm tra nhiệt độ cài đặt chắn nước vịng lặp kín điểm đặt Nếu có nước máy sấy khơng khí lạnh khơng cần chậy Chỉ cho máy sấy khí vịng lặp đóng nước bể làm lạnh làm theo cách Kiểm tra làm tất lọc lõi xoắn Chắc chắn vùng khí An tồn: Reset chúng nhiều 2-3 lần Nếu hệ thống tiếp tục dừng trạng thái an toàn gọi dịch vụ kỹ thuật chuyên dụng 5.1.3 Hệ thống khí bị rị rỉ a Những phận rò rỉ hậu việc rò rỉ Một hệ thống đường ống phân phối tiết lưu dẫn khí nén từ hệ thống máy nén trung tâm tới hộ tiêu thụ Hệ thống bao gồm van cách ly, bẫy chất lỏng, bình chứa trung gian phần tản nhiệt ống để tránh tượng ngưng tụ đông lạnh đường ống trời Tổn thất áp suất trình phân phối thường bù áp suất cao phận đẩy máy nén Tại điểm cấp khí dự kiến có ống cấp kèm theo van khóa, lọc điều tiết cấp Khí nén cho ống dẫn đến hộ tiêu thụ Rị rỉ gây tổn thất lớn hệ thống khí nén cơng nghiệp, có lên tới 2030% suất máy nén Một dây chuyền điển hình khơng bảo dưỡng tốt có tỷ lệ rị rỉ lên tới khoảng 20% tổng cơng suất sản xuất khí nén Ngược lại, phát khắc phục tốt, giảm rò rỉ xuống khoảng 10% sản lượng khí nén Ngồi tổn thất lượng, rị rỉ gây tổn thất vận hành khác Rò rỉ làm sụt áp suất hệ thống, làm thiết bị dùng khí nén hoạt động hiệu quả, ảnh hưởng đến quy trình sản xuất Hơn nữa, rị rỉ khiến hệ thống phải vận hành lâu hơn, làm giảm tuổi thọ hầu hết tất thiết bị hệ thống (bao gồm cụm máy nén khí) Tăng thời gian vận hành dẫn đến việc phải bảo dưỡng bổ sung tăng thời gian ngừng sản xuất ngồi lịch trình Cuối cùng, rị rỉ gây tăng công suất máy nén không cần thiết 100 Các rị rỉ xảy vị trí hệ thống, khu vực hay bị rò rỉ bao gồm: Mối nối, ống cứng, ống mềm khớp nối Thiết bị điều chỉnh áp suất Các lỗi khơng mở van đóng Các mối nối, điểm ngắt, vòng đệm Lượng rò rỉ hàm số áp suất cấp hệ thống khơng kiểm sốt tăng áp suất tăng Tỷ lệ rị rỉ tính feet3 / phút (cfm) tỷ lệ với bình phương đường kính lỗ rò Xem bảng sau Bảng 5.2 Tỷ lệ rò rỉ với áp suất cung cấp lỗ rị với kích thước khác (US DOE, 2004) b Định lượng rị rỉ Với máy nén có thiết bị điều khiển tắt/bật đóng/ngắt tải, cách ước tính khối lượng rị rỉ hệ thống dễ Phương pháp liên quan đến khởi động máy nén không tải (khi tất thiết bị vận hành khí nén, hộ tiêu thụ khí nén tắt) Thực số đo đạc để xác định thời gian vận hành trung bình đóng ngắt tải nguyên lý máy nén bật tắt theo chu kỳ rò rỉ gây sụt áp hệ thống Tổng lượng rị rỉ (%)được tính cơng thức (1) sau: Rị rỉ (%) = [(Tx100)/(T+t)] Trong đó: (1) T = thời gian đóng tải (thời gian máy chạy, phút) t = thời gian ngừng tải (thời gian máy dừng, phút) Lượng rò rỉ xem phần trăm tổn thất máy nén Ở hệ thống bảo dưỡng tốt, lượng tổn thất rò rỉ 10% Ở hệ thống bảo dưỡng số lên tới 20-30% cơng suất c Các bước xác định rò rỉ chỗ đơn giản Các bước đơn giản giúp định lượng rò rỉ chỗ hệ thống khí nén sau: 101 Ngắt tất thiết bị dùng khí nén (hoặc tiến hành kiểm tra khơng có thiết bị sử dụng khí nén) Chạy máy nén để nâng áp suất hệ thống lên áp suất vận hành Ghi lại thời gian dùng cho chu trình “đóng tải” “ngắt tải” máy nén Để xác, lấy thời gian BẬT & TẮT 8-10 chu trình liên tục Sau tính tốn tổng Thời gian “BẬT” (T) tổng thời gian “TẮT” (t) Sử dụng cách để xác định lượng rò rỉ hệ thống Nếu Q khơng khí bên ngồi cấp vào thời gian kiểm tra (m3/phút), lượng rị rỉ hệ thống (m3/phút) theo công thức (2) Mức rị rỉ hệ thống (m3/phút) = Q × T / (T + t) (2) Ví dụ Dưới kết lần kiểm tra mức rò rỉ doanh nghiệp Công suất máy nén (m3/phút) = 35 Áp suất khới động lại, kg/cm2 = 6,8 Áp suất ngắt, kg/cm2 = 7,5 Mức tải đo kW = 188 kW Mức không tải ghi kW = 54 kW Thời gian “Tải” trung bình =1,5 phút Thời gian “Khơng tải” trung bình = 10,5 phút Lượng rò rỉ = [(1,5)/(1,5+10,5)] x 35 = 4,375 m3/phút 5.2 Lỗi tạo từ việc lắp sai Khi lắp thiết bị, phải đảm bảo thiết bị thiết kế phù hợp với điều kiện sử dụng tuân thủ đầy đủ quy định tiêu chuẩn an toàn hành (TCVN 6153: 1996 đến TCVN 6156: 1996 cho bình áp lực, TCVN 6004:1995 đến TCVN 6007: 1995 nồi hơi, TCVN 6008:1995 chất lượng mối hàn thiết bị áp lực, TCVN 6413:1998 nồi ống lò ống lửa, TCVN 6104:1996 hệ thống lạnh, TCVN 6486:1999 bồn LPG, TCVN 6158:1996 TCVN 6159:1996 đường ống dẫn nước nước nóng v.v.) Tuy nhiên có điều cần lưu ý tiêu chuẩn nói thường đưa yêu cầu bản, để thiết kế chi tiết thường phải dựa vào tiêu chuẩn thiết kế nước ASME, TEMA, BS, DIN, JIS v.v sở đảm bảo yêu cầu quy định tiêu chuẩn Việt Nam 102 Thiết bị phải chế tạo từ vật liệu phù hợp với môi chất điều kiện làm việc Quy trình cơng nghệ phải lựa chọn cho q trình thao tác gây ảnh hưởng đến thiết bị (ví dụ khơng cần phải leo lên thiết bị, gõ, đập lên thiết bị v.v.) Hết sức cẩn thận sửa chữa hay cải tạo thiết bị áp lực Việc sửa chữa, cải tạo phải theo phương án kỹ thuật lập cách chặt chẽ, chi tiết thực người, đơn vị có đầy đủ lực, pháp nhân Quá trình sửa chữa, cải tạo phải giám sát chặt chẽ Thiết bị phải kiểm tra nghiệm thử đầy đủ sau cải tạo, sửa chữa Khi lắp đặt hệ thống khí nén phải tuân thủ qui tắc an toàn kỹ Luôn đảm bảo ổn định áp vận hành hệ thống đấu ngõ vào khí nén Thông tin sau giúp lắp đặt vận hành máy nén khí: a Vị trí: Chọn nơi khơ với xưởng vững để đặt máy nén khí Nhiệt độ mơi trường xung quanh lớn mà động máy nén vận hành 40oC (104oF), phải đặt nơi thơng thống b Lắp đặt động Kiểm tra nguồn điện cung cấp số pha, điện áp tần số biểu nhãn động Bố trí dây đai thẳng hàng, vng góc với động Kiểm tra độ căng đai: Dây đai nên lắp ta dùng lực (3~4.5)kg dây đai đạt độ võng vào khoảng cách 10-13 mm (tức không bị căng quá) Cẩn thận: Dây đai căng dẫn đến tải làm phá huỷ dây đai động Khi dây đai lỏng dẫn đến dây đai nhiệt tốc độ không ổn định Thay đổi lực căng cách nới lỏng bu lông siết động trượt động đế Nếu cần thiết sử dụng địn bẩy điều chỉnh đế moto Chú ý : dây đai không căng c Dây điện Dùng dây điện có tiết diện vừa đủ đảm bảo cho việc tải dòng động mà khơng có hao tổn điện áp lớn (Tiết diện 01 mm dây đồng tải 5A), xem phần sử dụng động điện 103 d Yêu cầu an toàn Khi sử dụng máy nén khí cần đảm bảo yêu cầu an toàn sau: Sử dụng bảo hiểm đai để kín hồn tồn dây đai đặt hướng phía tường, khoảng cách tối thiểu thuận tiện cho việc bảo dưỡng feet (khoảng 610mm) Ngắt công tắc điện không làm việc để tránh máy khởi động mong muốn Xả hết áp lực khí nén hệ thống trước bảo trì sửa chữa đề đảm bảo an toàn Khi lắp điện khơng bỏ qua rơ le bảo vệ dịng tải động Không thay đổi việc cài đặt làm ảnh hưởng tới hoạt động van an tồn Khi neo móc thiết bị để di chuyển không làm căng đường ống, dây điện hay bình chứa e Quy trình khởi động Nếu máy nén trang bị hệ thống đóng ngắt tự động (với rơ le áp lực khơng tải), tự động không tải khởi động tự động tải sau đạt đến tốc độ Nếu máy nén khí trang bị điều khiển tốc độ khơng đổi (van điều khiển không tải, cần dùng tay điều khiển khơng tải) có áp lực đường ống xả, để khởi động khơng tải máy nén khí phải hoạt động tay sau đạt tốc độ làm việc Tất nhiên, chức tự động trì áp suất hoạt động đến máy ngưng làm việc Đóng cơng tắc bắt đầu khởi động máy Quan sát chiều quay, chiều quay ngược chiều kim đồng hồ ta quan sát từ phía bên cạnh bánh đà máy nén tất loại máy Đối với máy pha, chiều quay dẫn nhãn động quy định nơi sản xuất Đối với máy ba pha, chiều quay không đúng, dừng máy thay đổi hai ba dây pha động cơ, chiều quay động đảo lại f Điều chỉnh áp suất Trừ yêu cầu khác, hệ thống điều khiển áp lực cài đặt Nhà máy: Áp suất không tải: 7kg/cm2 Áp suất tải: 5kg/cm2 Việc thay đổi thực theo quy trình điều chỉnh đây: 5.3 Bảo trì - bảo dưỡng máy 104 Một kế hoạch bảo trì tốt tuổi thọ máy tăng lên Dưới kế hoạch bảo dưỡng máy (Lưu ý: tắt nguồn trước bảo dưỡng) a Bảo dưỡng hành ngày Kiểm tra trì mức dầu nằm kính thăm dầu Xả bình chứa khí tiếng hay tiếng lần phụ thuộc vào độ ẩm khơng khí Kiểm tra chấn động tiếng ồn bất thường (xem bảng xử lý vấn đề bất thường) b Bảo dưỡng hàng tuần Làm lọc khí Bộ lọc bị nghẹt ảnh hưởng trực tiếp đến suất máy dẫn đến nhiệt giảm tuổi thọ nhớt Làm tất linh kiện bên máy Đảm bảo ống giải nhiệt hai đầu máy nén Máy bị dơ tạo nhiệt độ cao khác thường dầu bị bon hoá linh kiện van bên Kiểm tra hoạt động van an tồn cách kéo vịng hay cần c Bảo dưỡng hàng Kiểm tra rò rỉ hệ thống khí Kiểm tra dầu, thay cần thiết Kiểm tra độ căng dây đai, tăng cần d Bảo dưỡng hàng Thay dầu Kiểm tra van Làm muội than van đầu máy Kiểm tra siết tất bu lông, đai ốc,… thấy cần thiết Kiểm tra chế độ không tải máy e Bôi trơn Sử dụng nhớt SAE 20 vào mùa đông, SAE 30 vào mùa hè Sử dụng nhớt hợp lý tốc độ (vịng/ phút) máy đạt mong muốn, nằm tốc độ giới hạn Duy trì mức dầu ln nằm giới hạn giới hạn kính thăm dầu (hình vẽ kính thăm dầu) Ngừng máy, cho (châm) dầu vào 105 Không đổ dầu cao giới hạn không vận hành máy dầu giới hạn 5.3.1 Khắc phục Bảng 5.22 X lý vấn đề bất thường Hiện tượng Nguyên nhân Khắc phục Chiều quay Cách đấu dây động Đấu lại điện cho không không Ổ quay nóng Thiếu dầu bơi trơn Bổ sung dầu bơi trơn Dầu bôi trơn dơ Thay dầu bẩn Tháo lắp lại Trực khuỷu lắp sai KHI MÁY ĐANG VẬN HÀNH Vòng chậm Máy động quay Sử dụng dầu bơi Sử dụng dầu nhớt có độ trơn có độ nhớt cao nhớt nhẹ Sụt áp Dùng qua ổn áp Cực than bị mòn Thay cực than rung Trục khuỷu bị cong Tiếng ồn bất bình thường Van lắp hỏng Siết đai ốc bulong Pittong chạm lắp Đặt thêm đệm lót vào xylanh xylanh ổ quay bị hỏng KHI MÁY VẬN HÀNH Chuyển Đại lý sửa chữa Sửa chữa thay Áp suất Lá van mòn Sửa chữa thay khơng thể Lị xo van yếu van tăng cao Lá van bị bẩn Thay lò xo tăng tới Tháo vệ sinh van Rị rỉ van an tồn mức Sửa chữa thay khơng thể Rị rỉ từ lỗ Siết chặt bulong đai ốc tăng bulong Bề mặt tiếp xúc Tháo làm bề van khơng phẳng mặt Rị rỉ từ séc măng pittong Thay séc măng Đệm khơng khí khơng đạt (đệm dầy) Thay đệm 106 Rò rỉ xả(nước, khí) van Thay Đồng hồ đo Đồng hồ đo áp bị Thay đồng hồ áp khơng hỏng xác Dầu bôi trơn Sec mang pittong bị tiêu hao mòn nhiều Pittong bị mòn Xi lanh bị mòn Thay Thay Thay Dây đai bị Áp suất sử dụng Giảm bớt áp suất sử trượt cao dụng Độ căng dây đai Điều chỉnh lại độ căng khơng phù hợp dây đai Dây đai mịn Nhiệt độ Áp suất sử dụng động điện vượt áp suất thiết cao kế, dẫn đến tải cho động điện Pittong bị cháy Thay Giảm áp suất sử dụng Sửa chữa đầu nén Sửa chữa thay Dùng qua ổn áp ổ quay bị cháy Sụt áp Không động hoạt Cúp điện Liên hệ nhà máy điện Dây điện bị đứt Thay dây điện Động điện bị hư Liên hệ nhà máy cung hỏng cấp mơ tơ KHI Cầu chì dễ Cầu chì q nhỏ Thay cầu chì lớn MÁY đứt Đấu dây sai Đấu dây KHÔNG Động điện Giảm tải động điện THỂ tải Tháo sửa chữa van KHỞI Rò rỉ van xả đầu xả đầu nén ĐỘNG nén dẫn đến động điện tải Tháo sửa chữa trục Trục khuỷu khuỷu máy nén chặt 5.3.2 Lỗi xuất trình vận hành 107 Một nguyên nhân gây lỗi hệ thống khí nén vận hành khơng đúng, người vận hành không huấn luyện không giám sát, nhắc nhở đầy đủ a Yêu cầu người quản lý, vận hành bảo dưỡng phải nắm đầy đủ điều kiện vận hành thiết bị: Nắm loại môi chất tồn trữ, xử lý vận chuyển bên thiết bị đặc tính (ví dụ: độc tính, khả cháy nổ ,v.v.) Nắm điều kiện vận hành thiết bị, ví dụ như: áp suất, nhiệt độ, điều kiện mài mịn, ăn mịn v.v Nắm thơng số giới hạn phạm vi vận hành an toàn thiết bị tất thiết bị khác có liên quan trực tiếp bị ảnh hưởng trực tiếp thiết bị áp lực Phải soạn lập hướng dẫn vận hành xử lý cố chi tiết cho phận toàn hệ thống thiết bị Phải đảm bảo công nhân vận hành, sửa chữa tất người có liên quan hướng dẫn, huấn luyện, kiểm tra chi tiết quy trình vận hành xử lý cố b Phải lắp đặt đầy đủ thiết bị bảo vệ đảm bảo cho chúng trạng thái sẵn sàng làm việc: Các thiết bị bảo vệ van an toàn, rơ le áp suất thiết bị bảo vệ khác có mục đích ngắt thiết bị áp suất, nhiệt độ, mức môi chất bên thiết bị vượt mức cho phép phải lắp đặt đầy đủ bình áp lực, hệ thống ống Các thiết bị bảo vệ phải cân chỉnh, cài đặt thông số tác động phù hợp Nếu có thiết bị báo động, thiết bị phải lắp đặt cho tín hiệu âm thanh, ánh sáng chúng dễ nhận thấy Phải đảm bảo thiết bị bảo vệ ln ln tình trạng hồn hảo, sẵn sàng hoạt động Các thiết bị xả tự động van an tồn, màng phịng nổ phải có ống xả dẫn vị trí an tồn Phải đảm bảo người có đủ trách nhiệm thẩm quyền phép thay đổi thông số cài đặt thiết bị bảo vệ c Thực đầy đủ trình đào tạo, huấn luyện: 108 Tất người vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa làm công việc có liên quan đến thiết bị áp lực đặc biệt công nhân phải huấn luyện, đào tạo cách đầy đủ - Việc huấn luyện phải thực lại trường hợp sau: Khi thay đổi công việc Khi thiết bị quy trình vận hành thay đổi Sau thời gian ngừng làm việc chuyển làm việc khác Sau định kỳ hàng năm 109 TÀI LIỆU THAM KHAO [1]Hệ thống điều khiển tự động khí nén Nguyễn Ngọc Phương – Nguyễn Trường thịnh, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Tháng năm 2012 [2] Hệ thống điều khiển khí nén - TS.Nguyễn Ngọc Phương , NXB Giáo dục - 2000 [3] Cơng nghệ khí nén - PGS TS Hồ Đắc Thọ - NXB KH &KT 2004 [4] Hệ thống thủy lực khí nén, Ts Nguyễn Thị Xuân Thu - Ts Nhữ Phương Mai, NXB Lao động – 2001 110 ... điều khiển điện khí nén 1.3 Phạm vi ứng dụng Các phần tử điện ứng dụng hệ thống khí nén 1.4.Van đảo chiều điều khiển nam châm điện Thiết kế, lắp đặt vận 24 hành hệ thống điều khiển điện khí nén. .. nén 2. 1 Nguyên lý thiết kế hệ thống điều khiển điện khí nén 2. 2 Điều khiển xy lanh van hai cuộn dây 2. 2.1 Cảm biến tiệm cận – hành trình tự thu xy lanh 2. 2 Điều khiển xy lanh van cuộn dây 2. 3 Điều. .. phần bổ sung kiến thức điều khiển tự động hóa Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ CĐN TCN, giáo trình mơ đun Điều khiển điện khí nén giáo trình đào tạo chun ngành