ĐỒ ÁN : TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ BƠM NƯỚC TRONG NHÀ MÁY

ĐỒ ÁN : TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ BƠM NƯỚC TRONG NHÀ MÁY Giảng viên hướng dẫn: Lê Quang Đức 1.1.Tính cần thiết và ứng dụng của đề tài Xuất phát từ tình trạng các nhà máy muốn bơm nước lên hồ chứa, mà phải qua trung gian nhiều hồ khác nữa. Việc máy bơm có hoạt động hay không phụ thuộc rất nhiều vào việc hồ dưới có nước hay không nếu không có nước máy bơm cứ chạy dẫn đến cháy máy bơm; nếu như hồ trên đã đầy rồi mà máy cứ bơm dẫn tới tình trạng lãng phí nước. Chính vì thế nên nhóm em quyết định khắc phục những vẫn đề đó bằng việc kết hợp đo mức nước ở cả hai hồ rồi ra quyết định là có cho máy bơm hoặc động hay không.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC : TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN XUẤT HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ BƠM NƯỚC TRONG NHÀ MÁY Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Giảng viên hướng dẫn: Lê Quang Đức SINH VIÊN THỰC HIỆN: Nguyễn Quang Tin 1811050089 18DTDA2 Nguyễn Trần Thanh Tú 1811050098 18DTDA2 Mai Văn Hiệp 1811050303 18DTDA2 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cần thiết ứng dụng đề tài Xuất phát từ tình trạng nhà máy muốn bơm nước lên hồ chứa, mà phải qua trung gian nhiều hồ khác Việc máy bơm có hoạt động hay khơng phụ thuộc nhiều vào việc hồ có nước hay khơng khơng có nước máy bơm chạy dẫn đến cháy máy bơm; hồ đầy mà máy bơm dẫn tới tình trạng lãng phí nước Chính nên nhóm em định khắc phục đề việc kết hợp đo mức nước hai hồ định có cho máy bơm động hay không 1.2 - Nhiệm vụ cần thự Giám sát mực nước hồ nguồn Giám sát mực nước bồn chứa nước nhà máy Bơm nước nước bồn chứa Bơm manual để phù hợp với nhu cầu công việc 1.3 Phạm vi giới hạn đồ án Các chức khơng có hệ thống - Không báo lượng nước (theo đơn vị đo lường) - Không thị lượng nước (theo đơn vị đo lường) - Không bơm tự động theo yêu cầu (bơm đầy hồ chế độ full) - Không bơm ngược lại hồ nguồn 1.4 Bố cục thời gian thực Thực đồ án tuần môn học 2 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Tìm hiểu đề tài Trên giới, việc sử dụng PLC để điều khiển mực nước áp dụng từ lâu ngày phổ biến Việt Nam, việc sử dụng PLC phát triển việc áp dụng PLC để điều khiển mực nước bồn chứa trở nên phổ biến Với tính trội, PLC cho phép điều khiển với độ xác cao, dễ dàng Hiện nay, có nhiều nhà máy cơng trình sử dụng như: Mơ quy trình sử lý lọc nước Hệ thống giám sát trạm bơm 2.2 2.3 Kỹ thuật Ứng dụng sử dụng chức điều khiển PLC để điều khiển hệ thống Dùng sensor để phát mực nước phát tín hiệu PLC điều khiển Đưa vào máy bơm có cơng xuất lớn để tiết kiệm thời gian bơm nước Hệ thống đơn giản dễ sử dụng Thị trường Hệ thống bơm nước ứng dụng rộng rãi nhà máy xí nghiệp ngồi cịn có chung cư nhà cao tầng Nguồn nước nguyên liệu quan trọng đặc biệt công việc lương thực thực phẩm, tản nhiệt máy móc khí, … Chính họ mong muốn có hệ thống giám sát quy trình bơm tự động đơn giản hiệu để giải vấn đề 2.4 Xã hội mơi trường Thân thiện với mơi trường khơng thải khí thải gây nhiễm khơng khí Quy trình lắp đặt đơn giản tiết kiệm thời gian thi cơng chi phí PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 3.1 Đề xuất phương pháp thực Đề tài hệ thống điều khiển giám sát bơm nước tự động cho nhà máy nhằm vào đối tượng nhà máy, cơng trình vừa nhỏ có sử dụng nguồn nước quy trình sản xuất cụ thể nhà máy chế biến lương thực thực phẩm tư nhân Nên hệ thống bơm thiết kế với công xuất không lớn để tránh việc dư công suất chiếm không gian lớn nhà máy giảm chi phí đầu tư mà đảm bảo chức cần thiết hệ thống 3.2 - Lựa chọn phương pháp thiết kế Lựa chọn bồn chứa phù hợp với nhu cầu sử dụng nhà máy Sử dụng thẳng nguồn nước nhà máy nước nhà nước không thông qua bồn nguồn trung giảm giúp giảm khơng gian chi phí Sử dụng cảm biến ngắt để chống tràn an toàn lao động Thiết kế chế độ manual để bơm lượng nước phù hợp với công việc thời điểm Nếu quy trình automatic hệ thống bơm cách tự động cạn đề dáp ứng lượng nước sử dụng 3.3 Xác định cấu hình, tính năng, thơng số kỹ thuật sản phẩm Ngun lý hoạt động sản phẩm + Khi nhấn START hệ thống khởi động báo đèn nguồn lúc trạng thái automatic nên cảm biến cạn phát mực nước bồn hết máy bơm tự động hoạt động để bơm nước vào bồn tiếp tục phục vụ sản xuất bồn đầy dừng bơm + Khi nhấn ON chuyển qua chế động manual ( thủ công ) máy bơm hoạt động đến lúc nhấn OFF bồn đầy dùng để tùy chỉnh lượng nước cần dùng quy trình sản xuất - Cấu hình sản phẩm : Phần điều khiển: + PLC điều khiển logic nơi điều khiển hoạt động sản phẩm * * * * * * * * * SỐ NGÕ VÀO SỐ: SỐ NGÕ RA SỐ: 8, TRANSISTOR(SINK) NGUỒN CUNG CẤP: 240 VAC ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC CÔNG SUẤT: 30W TRỌNG LƯỢNG: 0.6KG CÓ THỂ MỞ RỘNG 16 ĐẾN 128 NGÕ VÀO/RA TRUYỀN THƠNG RS232C, RS 485 KÍCH CỠ (W X H X D): 130X90X86 Sơ đồ chân: + Nút nhấn dùng điều khiển hay thay đổi trạng thái sản phẩm + Sensor cảm biến nhận trạng thái bồn nước Hãng CARLO GAVAZZI - Output: Transistor NPN/PNP - Trạng thái thị : LED-indication for output ON - Power supply: DC types: 10 to 40 VDC - Áp lưc: 10bar 60 độ - Tần số hoạt động: 30Hz - Cường độ cảm biến: 0-100Lux 0-50000Lux - Cable: mét  - Nhiệt độ hoạt động: -20 đến +80 độ  - Chất liệu: Nhựa Polysulphone Ứng dụng - Đo mực nước bồn, bể - Kiểm soát mực nước kết nối với số thiết bị khác - Tối ưu hóa hệ thống tự động hóa + Contactor loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt điện cho máy bơm + Tiếp điểm: 1NO+1NC, 1NO, 1NC, 2NO+2NC + Dòng điện contactor LS: Từ 6a – 800a + Nhiệt độ thấp nhất: Từ -5 độ C – 40 độ C + Điện áp điều khiển: 380V - Phần động lực: + Máy bơm công suất lớn dùng công nghiệp dùng để bơm nước từ nguồn vào bồn chứa nhà máy Động cơ: MÁY BƠM CÔNG NGHIỆP 30KW CM80-200B Là động dùng để bơm nước cấp cho nhà máy Thông số kỹ thuật Thông tinMô tả Model: CM 80 – 200B Hãng sản xuất : PENTEX Xuất xứ: Italy Công suất : 40 HP – 30 kW Lưu lượng : 84 – 225 m3/h Cột áp: 51 – 38 mét Điện áp sử dụng : phase – 50Hz Họng hút – họng xả: 100 – 80 (mm) Bảo hành: 12 tháng CO – CQ: Có Các thơng tin kỹ thuật khác: Vật liệu thân bơm : Gang Vật liệu cánh bơm : Gang Kích thước (D x R x C) : 850 x 380 x 490 (mm) Khối lượng : 23.3 kg Nhiệt độ chất lỏng: -10 – 90oC Áp xuất làm việc max: 10bar Lớp cách điện : Cấp F Mức độ bảo vệ động cơ: IP55 10 Bồn chứa nước (hãng Sơn Hà) Mức chứa : 20.000 L (20m khối) Chất liệu : Inox Loại : Nằm ngang Đường kính 2200mm Dung tích 20000L Chiều dài thân bồn 5000mm Chiều dài bồn 5500mm Chiều cao bồn 2450mm Chiều rộng bồn 2300mm Số người sử dụng phù hợp dùng công nghiệp sản xuất 11 Thiết kế thí nghiệm, mơ hình 4.1 - Thiết kế quy trình bước tiến hành thiết kế điều khiển Xác định nghiệm vụ thư Lập sơ đồ khối chức Viết grafcet SFC Lập code PLC Chạy thử sửa lỗi Mô chức lapview 4.2 Xác lập chức điều khiển xây dựng sơ đồ khối chương trình điều khiển giám sát Chức : + Automatic : Tự động bơm nước bồn nước cạn tự động ngắt đầy + Manual : Điều kiển thủ công để tùy chỉnh lượng nước cần dùng tự ngắt bồn đầy - - Sơ đồ khối giám sát điều khiển Dừng máy bơm Dừng máy bơm OFF 12 4.3 Chọn thiết bị, lập bảng tính giá thành ước lượng thời gian thi công Các thiết bị để thiết kế tủ điện : ST T Thiết bị Giá thành Công tắt Đèn báo CB điện pha CB điện pha Plc Mitsubishi fx3u Relay nhiệt Vỏ tủ điện 30k/1cái 5k/1cái 100k/1cái 400k/1c 3.500k/1cái 400k/1cái 500k/1cái Các thiết bị động lực : ST T Thiết bị Giá thành Máy bơm 30kW CM80-200B Bồn chứa 20.000L Ống dẫn nước Sensor mực nước 100tr/1máy 75tr/1cái 5tr/6m 10tr/1cái Và chi phí khác : chi phí xây dựng, chi phí nhân cơng, … Ước lượng thời gian thi công : tháng 13 4.4 Các thiết kế khí Cad máy bơm nước 14 Thi cơng thí nghiệm, mơ hình (mơ phỏng) 5.1 Mạch điều khiển 15 5.2 Mạch động lực 16 5.3 Viết GRAFCET 17 5.4 SFC 5.5 Mô Labview Mô tổng quát 18 Mô chức automatic nước cạn bơm tự hoạt động Mô chức manual nhấn on bơm hoạt động 19 Tổng kết đánh giá 6.1 Ưu điểm - Tự động bơm nước cung cấp kịp thời lượng nước dùng sản xuất - Có chức manual bơm lượng nước phù hợp với nhu cầu nhà máy - Hệ thống đơn giản giúp giảm chi phí xây dựng, lắp đặt nhân công - Thay sức lao động, giám sát thường xuyên người 6.2 Nhược điểm - Chưa có thiết bị lượng nước bồn - Hệ thống đơn giản hóa nên nhiều chức hẹn giờ, bơm theo mức, … chưa có - Cịn phụ thuộc vào nguồn nước từ nhà máy lọc - Có cảm biến chất lỏng giúp tự ngắt nước đầy bơm - Có chức bảo vệ bồn nguồn hay nguồn nước hết 6.3 Xét khía cạnh - Hệ thống đơn giản phù hợp với nhà máy xí nghiệp vừa nhỏ - Khơng gây khói hay chất thải không gây ô nhiễm môi trường 6.4 Hướng phát triển - Thêm chức đặt thời gian, đặt lượng nước hay mực nước cần bơm - Thiết kế khí giúp nâng cao độ bền - Lập quy trình lắp đặt chặc chẽ giảm thời gian nhân công thi công 20 ... thự Giám sát mực nước hồ nguồn Giám sát mực nước bồn chứa nước nhà máy Bơm nước nước bồn chứa Bơm manual để phù hợp với nhu cầu công việc 1.3 Phạm vi giới hạn đồ án Các chức khơng có hệ thống. .. để bơm nước từ nguồn vào bồn chứa nhà máy Động c? ?: MÁY BƠM CÔNG NGHIỆP 30KW CM80-200B Là động dùng để bơm nước cấp cho nhà máy Thông số kỹ thuật Thông tinMô tả Model: CM 80 – 200B Hãng sản xuất. .. xây dựng sơ đồ khối chương trình điều khiển giám sát Chức : + Automatic : Tự động bơm nước bồn nước cạn tự động ngắt đầy + Manual : Điều kiển thủ công để tùy chỉnh lượng nước cần dùng tự ngắt bồn