CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG TRẠM CHỮA CHÁY 1 1 Giới thiệu về hệ thống trạm chữa cháy Phòng cháy và chữa cháy là những vấn đề được quan tâm và dưới sự quản lý của nhà nước Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự cố hoả hoạn như chập điện, nổ các loại bình chứa khí, tai nạn giao thông, mà nguyên nhân chính là thiếu ý thức và kiến thức trong việc phòng cháy chữa cháy của toàn dân Và hậu quả do hoả hoạn xảy ra khó có thể lường trước được, vì thế trạm chữa cháy được hình thành và củng cố để giúp ngư.
CHƯƠNG : TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ HỆ THỐNG TRẠM CHỮA CHÁY 1.1 Giới thiệu hệ thống trạm chữa cháy Phòng cháy chữa cháy vấn đề quan tâm quản lý nhà nước Có nhiều nguyên nhân dẫn đến cố hoả hoạn chập điện, nổ loại bình chứa khí, tai nạn giao thơng,… mà ngun nhân thiếu ý thức kiến thức việc phòng cháy chữa cháy toàn dân Và hậu hoả hoạn xảy khó lường trước được, trạm chữa cháy hình thành củng cố để giúp người dân có sống tốt an tồn Hình 1.1 : Hệ thống phịng cháy chữa cháy Cùng với xu phát triển, phát triển sở hà tầng, kiến trúc thượng tầng cà thiết bị khoa học kỹ thuật, việc phát triển đầu tư vào cơng tác phịng cháy chữa cháy cần thiết nhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị, cơng trình người Ngành tự động hoá nằm ngành trọng điểm việc cải thiện suất độ hiệu xác công việc chữa cháy 1.2 Cấu tạo hệ thống bơm chữa cháy Hệ thống bơm PCCC có cấu tạo bao gồm 03 cụm bơm 01 tủ điều khiển hệ thống, cụ thể chúng có: - Bơm chữa cháy chuyên dụng chạy điện – Bơm Bơm chữa cháy động Diesel – Bơm dự phòng - Bơm bù áp lực đường ống dẫn nước chữa cháy Tủ điều khiển cho hệ thống bơm PCCC ( Fire pums Controller panel) hoạt động nguyên lý tự động/ bán tự động Với thiết bị cảnh báo hiển thị như: Đồng hồ vơn, ampe, cịi báo, đèn… 1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống báo cháy Nguyên lý hoạt động hệ thống báo cháy thiết kế theo quy trình khép kín Tức có tượng cháy xảy (ví dụ: có xuất khói xuất tia lửa…) Thì thiết bị đầu vào (đầu báo, cảm biến, cơng tắc khẩn cấp) nhận tín hiệu truyền tủ điều khiển PCCC Tại tủ điều khiển xử lý thông tin nhận được, xác định vị trí nơi xảy cháy (thơng qua zone) truyền tín hiệu cảnh báo đến bảng hiển thị phụ, chng, cịi, đèn… Các thiết bị phát tín hiệu cảnh báo như: âm thanh, ánh sáng… để người nhận biết khu vực xảy hoả hoạn để kịp thời di chuyển xử lý đám cháy kịp thời Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống báo cháy 1.4 Quy trình vận hành hệ thống bơm phòng cháy chữa cháy Hệ thống bơm với mục đích dụng pccc nên ln đặt tình trạng sẵn sang hoạt động cao ,và thời gian bơm đẩy tải không cho phép vượt 10 giây (s) bơm điện Do yếu tố an toàn cho hệ thống đặc biệt quan trọng Để tiến hành chạy thử hệ thống cần thực tháo tác sau: B1 : Kiểm tra lại bơm hệ thống lần cuối trước khởi động: + sau hệ thống bơm lắp đặt hoàn thiện thi ta tiến hành bắt đầu cho chạy thử , để tránh sai sót nguyên nhân chủ quan khách quan người dụng (có nghiệp vụ chuyên môn ) cần tiến hành kiểm tra theo quy đinh sau đây: -Kiểm tra tình trạng bên bơm : Độ đồng trục bơm phận truyền động ,khớp nối bơm, … – Kiểm tra tình trạng hệ thống điện (điện áp nguồn cấp vào có chưa ) – Kiểm tra chênh lệch điện áp pha – Kiểm tra cách đâu điện động ,sự cách điện – Kiểm tra chiều hoạt động bơm – Kiểm tra tình trạng tủ điều khiển cho hệ thống bơm – Kiểm tra tình trạng hệ thống van : Van cửa ( gate valve) đầu vào bơm ,sau mở hết van nước mồi để tự mồi cho bơm – xả khí đường ống cách mở van xả bơm lúc có tia nước đặc khơng cịn bọt nước khoá van lại – Khoá van mồi lại đường ống hút điều tiết đầy nước – kiểm tra tình trạng hệ thống đồng hồ áp lực ( pressure gauguges ) B2 : Khởi động bơm điện ( Bơm chính) + Sau thao tác kiểm tra hoà tất ,người dụng tiến hành khởi động máy bơm với quy trình sau: Đối với chế độ tay: Người vận hành bắt đầu chuyển công tắc AOM tủ điều khiển bơm chế độ MAN lúc đèn báo tín hiệu thị tình trạng mội bơm.(Khi chưa hoạt động tủ thị báo 03 đèn báo pha sang , đồng hồ vôn thi 380V, đèn Stop (sp) sang Dùng tay ấn vào tín hiệu khởi động Start (st) thị tủ thời gian khoảng 03 giây (s) bơm hoạt động có đèn tín hiệu Run bật xanh Lưu ý : Đối với chế độ dung để kiểm tra máy hệ thống điều khiển tự động bị hỏng bơm chạy hoạt động hết công suất không phụ thuộc vào áp lực đường ống mà phụ thuộc vào áp lực bơm B3 : Tắt máy : Dùng tay ta án vào nút Stop (sp) thị tủ khoảng 03 giây(s) bơm ngừng hoạt động lúc đèn tín hiệu Stop bật sang B4 : Đối với chế độ chạy tự động Với hệ thống PCCC hệ thống ln đặt tình trạng sặn sang hoạt động Đặc biện cho tồ nhà văn phịng ,nhà máy đại ngày may hệ thống mày dụng theo nguyên lý hoàn toàn tự động Để khởi động hệ thống người dụng chuyển tất công tắc tủ điện điều khiển vị trí AUTO CHƯƠNG : LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ THIẾT KẾ MẠCH LỰC 2.1 Thiết kế mạch lực 2.2 Lựa chọn máy bơm khí cụ 2.2.1 Máy bơm Số liệu động :Cơng suất Pđm = 90kw = 90000W Lựa chọn thiết bị : Bơm nước Pentax 90kw Thông số : - Xuất xứ : Italy Model đầu bơm : CA100-250A Lưu lượng 54- 372 m3/h Cột áp: 93,1- 69,5 m Đường kính hút xả : 125/100 mm Động : ATT Singapore Trục : Thép không gỉ AISI316 - Công suất :90 KW Điện áp sử dụng : 380V/50 Hz Số vòng quay (vòng/phút) : 2900 Áp lực làm việc : 10 Bar Hình 2.1 Máy bơm Pentax 2.2.2 Máy bơm bù áp Hãng sản xuất PENTAX Loại bơm Máy bơm trục đứng Lưu lượng (m3/h) 9.6 Số liệu Công suất (W) 5500W Sức hút tối đa (m) 94 động : Áp suất tối đa (bar) 10 Trọng lượng (kg) 40 Xuất xứ Italy Công suất Pđm 5.5kw = 5500w = Hình 2.2 : Bơm tăng áp Pentax 2.1.3 Máy bơm diesel Hình 2.3 : Máy bơm diesel Huyndai Nhà sản xuất : HUYNDAI Công suất : 96kw/120HP Động máy : 130Hp/3400RPM Cột áp : H= 80-65(m) Lưu lượng : Q= 160-300(m3/h) 2.2 Lựa chọn khí cụ điện cho máy bơm Dịng điện định mức động làm việc ổn định tính theo cơng thức: Dòng điện khởi động: Ikđ = Idm.kkđ = 160.1,5 =240 (A) Trong đó: kkđ hệ số khởi động (1,2÷1,5);s Chọn Aptomat Thông số aptomat : Mã sản phẩm: ABN403c 300A Dòng sản phẩm: MCCB ABN Số cực: 3P Frame size: 400AF Dòng định mức: 300A Dòng cắt ngắn mạch: 42kA Hình 2.4 : Aptomat LS 300A Chọn contactor Nguyên tắc chọn contacter la chọn cấp so với aptomat Chọn contactor với thông số sau: Hình 2.5 : Contactor Ls 400A Chọn relay nhiệt : Ta có bảng chọn thơng số relay nhiệt : Hình 2.6 : Bảng lựa chọn thông số cho relay nhiệt Ta sử dụng động 90kw với nguồn điện 380V ta chọn relay nhiệt dải 120-200 A - Relay nhiệt LS MT-255 - Hãng: LS - Số cực: - Dải điều chỉnh: 120- 185 A Cảm biến cháy phát có cháy Bơm chạy qua cấp điện trở Bơm chạy khởi động tam giác Tắt bật bơm tay *Simu áp suất Mô áp suất Nếu áp suất đường ô nhỏ bật bơm lớn tắt bơm 4.2 Giới thiệu phần mềm mô WinCC Phần mềm WinCC Siemens phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) phục vụ việc xử lý lưu trữ liệu hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) thuộc chuyên ngành tự động hóa WinCC chữ viết tắt Windows Control Center (Trung tâm điều khiển chạy Windows), nói cách khác, cung cấp cơng cụ phần mềm để thiết lập giao diện điều khiển chạy hệ điều hành Microsoft Windows NT hay Windows 2000, XP, Vista 32bit (Not SP1) Trong dòng sản phẩm thiết kế giao diện phục vụ cho vận hành giám sát, WinCC thuộc thứ hạng SCADA (SCADA class) với chức hữu hiệu cho việc điều khiển WinCC kết hợp bí Siemens, cơng ty hàng đầu tự động hóa q trình, lực Microsoft, công ty hàng đầu việc phát trỉên phần mềm cho PC Ngồi khả thích ứng cho việc xây dựng hệ thống có quy mơ lớn nhỏ khác nhau, WinCC cịn dễ dàng tích hợp với ứng dụng có quy mơ tồn cơng ty việc tích hợp với hệ thống cấp cao MES (Manufacturing Excution System - Hệ thống quản lý việc thực sản suất) ERP (Enterprise Resource Planning) WinCC sử dụng sở quy mơ tồn cầu nhờ hệ thống trợ giúp Siemens có mặt khắp nơi giới Ở Việt Nam hệ thống Siemens tài trợ đưa vào hệ đào tạo thức Thơng thường có phiên WinCC sau: WinCC v5 WinCC v6 WinCC Flexible - Sự khác phiên là: WinCC nói chung giải pháp truyền thống hệ thống Seimens Nếu V5.x ngơn ngữ lập trình cho phép script C/C++ đến V6.x tích hợp thêm vào scrip Visual basic Điều giúp cho WinCC trở nên thân thiên với kỷ sư tích tích hợp hệ thống vốn quen thuộc với VB, ngơn ngử mạnh việc xây dựng giao diện người dùng,về khía cạnh cơng cụ hữu ích cho người lập trình khơng thực chun sâu mặt cơng nghệ thơng tin hay kỉ thuật lập trình, hay đơn thời gian hoàn thành dự án nhanh WinCC theo khuyến cáo Seimens chương trình sử dụng để xây dựng hệ thống Scada cho nhà máy, dây chuyền công nghệ lớn WinCC Flexible: Có khả lập trình mềm dẻo linh hoạt so với WinCC tích hợp khả lập trình giao điện HMI cho dịng hình cảm ứng Seimens WinCC Flexblle dùng cho việc lập trình cho nhứng trạm cấp thấp với hình cảm ứng, PLC quy trình cơng nghệ nhỏ WinCC Flexible 2007 hỗ trợ sẵn OPC cho nhiều PLC thông dụng FX Misubishi LG Omron… Về cảm nhận người dùng: Có lẽ WinCC Flexble thân thiện giao diện lập trình gần gũi việc bố trí panel gần giống với số ngơn ngữ lập trình Window VB hay VC … Việc khai báo kết nối OPC thuận tiện WinCC Flexible tự nhận OPC có hệ thống người dùng phải lựa chọn việc kích chọn thay phải khai báo xác tên OPC WinCC v5.x hay v6.x Phát triển dự án WinCC xét khía cạnh người dùng quan tâm đến số vấn đề sau: Khả tương thích phần mềm với thiết bị sử dụng nhà máy Liên kết WinCC với thiết bị: Về WinCC tích hợp sẵn OPC cho phép giao tiếp với PLC thiết bị khác theo chuẩn công nghiệp: MODBUS PROFIELD BUS đồng thời WinCC tích hợp sẵn OPC cho phép liên kết với PLC số hãng lớn ABB, GE dòng FX Misubishi WinCC hệ thống diều khiển trung lập có tính cơng nghiệp có tính kỹ thuật hệ, thống hình đồ họa điều khiển nhiệm vụ sản xuất tự động hóa q trình Hệ thống đưa modul chức tích hợp cơng nghiệp cho hiển thị đồ họa, thông báo, lưu trữ, báo cáo Nó trình điều khiển mạnh, nhanh chóng cập nhật ảnh, chức lưu trữ an tồn đảm bảo tính lợi ích cao đem lại cho người vận hành giao diện trực quan dễ sử dụng, có khả giám sát điều khiển q trình cơng nghiệp theo chế độ thời gian thực Ngoài chức hệ thống WinCC đưa giao diện mở cho giải pháp người dùng Những giao diện làm cho tích hợp giải pháp tự động hóa phức tạp, giải pháp cho công ty mở Sự truy nhập tới sở liệu tích hợp giao diện chuẩn ODBC SQL, lồng ghép đối tượng tài liệu tích hợp OLE 2.0 OLE Custom Controls (OCX).Những chế làm làm cho WinCC đối tác dễ hiểu, đễ truyền tải môi trường Windows Để xây dựng giao diện HMI phần mềm WinCC cấu hình phần cứng phải bao gồm thiết bị PLC S7-xxx cấu hình phần cứng tối thiểu máy tính cho việc sử dụng phần mềm WinCC thiết bị khác phục vụ cho việc truyền thông WinCC hỗ trợ cho tất máy tính- tảng PC thích hợp giá trị đưa cho cấu hình tối thiểu bạn phải nhắm đạt cấu hình khuyến cáo để đạt hiệu tối ưu Bảng 2.1: Các thông số WinCC Tên thiết bị CPU RAM Yêu cầu tối thiểu Pentum II 266 MHz 96 MB Nên sử dụng Pentum II 400 MHz 128MB Graphics Controller SVGA (4MB) XGA (8MB) Resolution 800*600 1024*768 Hard Disk 500 MB trống >500 MB WinCC dựa hệ điều hành MS 32 bit – Windows 95 Windows NT, bảo đảm phản ứng nhanh để xử lý kiện chống lại mát liệu bên trong, tạo an toàn cao dự án nhiều người dùng Windows NT đưa hàm tạo cho an toàn phục vụ thao tác sở cho Server dự án WinCC nhiều ng sử dụng phần mềm WinCC ứng dụng 32 bit phát triển với công nghệ phần mềm đại, hướng đối tượng Cấu trúc Control Center sau: Control Center WinCC Explorer Control Center: giao diện đồ họa cho cấu hình Windows 95 Windows NT Quản Lý Dữ Liệu: cung cấp ảnh trình với Tag giá trị theo loại sau: Chu kỳ Chu kỳ với thay đổi Điều khiển kiện thời gian Truyền liệu từ hệ thống tự động hóa theo sau cách: - Nhận Yêu cầu Những môđun chức Hệ thống đồ họa (Graphich Designer): trình bày nối trình đồ họa Soạn thảo hoạt động (Global Scrip): làm dự án động cho yêu cầu - đặc biệt Hệ thống thông báo (Alarm Logging): thông báo đầu báo nhận - thông tin đầu Soạn thảo lưu giữ giá trị phép đo (Tag Logging) Soạn thảo giá trị phép đo cất giữ chúng thời hạn lâu dài Soạn thảo liệu hướng người dùng cất giữ chúng lâu dài Hệ thống báo cáo (Report Desgner): báo cáo trạng thái hệ thống Control Center làm cho ta định hướng xuyên qua ứng dụng WinCC liệu với thao tác Control Center thao tác tương tự giống Explorer Windows Trong WinCC bao gồm sở liệu: dành cho việc định dạng hệ thống CS (Configuration System), dành cho việc chạy thời gian thực RT (Run time) chạy WinCC sở liệu tải vào chạy song song với Hình 4.1: Cấu trúc WinCC Phần mềm WinCC tích hợp TIA PORTAL thuận tiện cho người dùng lập trình, cấu hình, tích hợp thiết bị dải sản phẩm tích hợp tự động hóa tồn diện siemens Phần mềm Simatic WinCC V13 để cấu hình hình HMI chạy Scada máy tính Hình 4.2: Thiết kế giao diện hệ thống 4.3 Thuyết minh vận hành hệ thống Giao diện ban đầu hệ thống Khởi động hệ thống Bật bơm chế độ thủ công Tắt bơm chế độ thủ công Bật bơm chế độ thủ công Tắt bơm chế độ thủ công Tác động vào cảm biến cháy Nếu áp suốt máy bơm tăng áp hoạt động KẾT LUẬN Trên toàn nội dung đề tài: “Thiết kế hệ thống tự động hoá trạm chữa cháy” Trong thời gian vừa qua với nỗ lực thân hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo Bùi Thanh Hồ đến em hoàn thành đề tài giao qua em tìm hiểu nhiều kiến thức hữu ích: - Tìm hiểu cấu tạo, ngun lý công dụng hệ thống trạm chữa cháy tự động - Tìm hiểu thêm PLC S7-1200 cách viết chương trình - Sử dụng thành thạo phần mềm lập trình PLC TIA PORTAL mơ WinCC Mặc dù em cố gắng trình độ kiến thức cịn hạn chế nên tiểu luận khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy bạn đóng góp ý kiến đề đồ án hoàn thiện giúp em củng cố kiến thức Em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Thanh Hoà thầy cô khoa giúp em thời gian vừa qua để em hồn thành đề tài đồ án môn học giao thời hạn quy định ... hoạn để kịp thời di chuyển xử lý đám cháy kịp thời Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống báo cháy 1.4 Quy trình vận hành hệ thống bơm phòng cháy chữa cháy Hệ thống bơm với mục đích dụng pccc nên ln... Nguyên lý hoạt động hệ thống báo cháy Nguyên lý hoạt động hệ thống báo cháy thiết kế theo quy trình khép kín Tức có tượng cháy xảy (ví dụ: có xuất khói xuất tia lửa…) Thì thiết bị đầu vào (đầu... kế giao diện hệ thống 4.3 Thuyết minh vận hành hệ thống Giao diện ban đầu hệ thống Khởi động hệ thống Bật bơm chế độ thủ công Tắt bơm chế độ thủ công Bật bơm chế độ thủ công Tắt bơm chế độ thủ