Thiết kế hệ thống điều khiển và cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN LIÊN MÔN 3 NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN LIÊN MÔN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT NƯỚC SINH HOẠT tháng 3/2022 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt LỜI CẢM ƠN Trong suốt khoảng thời gian năm học tập Trường Đại học Bách Khoa nói chung thời gian từ Thầy hướng dẫn Đồ án liên mơn PBL3 nói riêng nhóm em học nhiều điều quý báu không liên quan đến ngành học mà cịn nhiều kiến thức bổ ích bên ngồi sống Chúng em cảm ơn Thầy tạo điều kiện thuận lợi nhất, tận tình giúp đỡ giải đáp tất thắc mắc trình thực đồ án để nhóm em hồn thành tiến độ Có lẽ kiến thức vô hạn mà tiếp nhận kiến thức thân người tồn hạn chế định Do q trình hồn thành dự án chắn không tránh khỏi lỗi lầm, thiếu sót, nhóm em mong nhận góp ý đến từ Thầy để nhóm em có thêm kinh nghiệm để hoàn thiện phát triển sau Em kính chúc Thầy sức khỏe, thành cơng rực rỡ đường nghiệp giảng dạy Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP 1.Tên đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy cung cấp nước sinh hoạt Nội dung cần thực hiện: a) Mô tả quy trình cơng nghệ b) Nghiên cứu lựa chọn điều khiển; thiết bị vận hành, cảm biến, thiết bị thị cấu chấp hành; phân chia kênh vào/ra; thiết kế sơ đồ mạch điện điều khiển c) Thiết kế sơ đồ mạch trung gian, mạch động lực có tích hợp thiết bị bảo vệ d) Thiết kế cung cấp điện cho toàn dây chuyền (kể chống sét, tiếp địa, …) e) Xây dựng thuật tốn (kèm theo giải thích); viết chương trình điều khiển (kèm theo giải thích), mơ phân tích kết f) Tiến hành kiểm tra, mô Bản vẽ a) Bản vẽ quy trình cơng nghệ: Sơ đồ quy trình cơng nghệ hệ thống; bảng phân kênh, lưu đồ thuật toán điều khiển, sơ đồ đấu dây phần nguồn PLC; mạch động lực mạch điều khiển b) Bản vẽ sơ đồ mạch điện: Sơ đồ cung cấp điện cho toàn hệ thống; vẽ mặt cung cấp điện cho nhà máy; vẽ tủ động lực, tủ điều khiển tủ bù Tài liệu tham khảo: Thuyết minh theo mẫu cung cấp danh mục tài liệu tham khảo, hình ảnh, đường dẫn trang web, … Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp thị nhà cao tầng (Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch) Sổ tay công nhân nhà máy Bản vẽ: 02 bảng A0 (hoặc A1), cụ thể vẽ thể hiện: a) Sơ đồ công nghệ hệ thống, phân kênh, mạch điện điều khiển, thuật toán điều khiển; b) Sơ đồ mạch trung gian, mạch động lực mạch cung cấp điện cho toàn hệ thống Thuyết minh tài liệu tham khảo: Thuyết minh theo mẫu cung cấp danh mục tài liệu tham khảo, link trang web,… Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 14 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 1.1 Giới thiệu nhà máy 14 1.1.1 Một số thông tin nhà máy .14 1.2 Quy trình cơng nghệ 14 1.2.1 Bản vẽ quy trình cơng nghệ 14 1.2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 15 1.2.3 Các cơng trình hệ thống xử lí nước .16 1.3 Các hóa chất sử dụng 23 1.4 Tiêu chuẩn nước đầu 27 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ VẬN HÀNH VÀ CƠ CẤP CHẤP HÀNH TRONG HỆ THỐNG 29 2.1 Khái niệm: 29 2.2 Phân loại: 29 2.3 Một số yêu cầu: .29 2.4 Tính chọn Contactor: 29 2.4.1 Chọn Contactor cho bơm nước thô: 29 2.4.2 Chọn Contactor cho bơm nước sạch: 30 2.5 Tính chọn relay nhiệt cho mạch khởi động mềm: 30 2.5.1 Chọn relay nhiệt cho bơm nước thô: 30 2.5.2 Chọn relay nhiệt cho bơm nước sạch: 31 Chương 3: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 32 I Tính tốn phụ tải nhà máy: .32 3.1 Tính tốn phụ tải cho vùng 1: .32 3.2 Tính tốn phụ tải vùng .34 3.3 Biểu đồ phụ tải: .35 II Chọn phương án cấp điện, sơ đồ cấu trúc cấp điện, máy biến áp, máy phát dự phòng: 41 3.4 Sơ đồ cung cấp điện: .41 3.5 Sơ đồ dây cho toàn dây chuyền: 42 3.6 Lưu ý chọn máy biến áp: 42 3.7 Tính chọn máy biến áp cho vùng 1: 42 3.8 Tính chọn máy biến áp cho vùng 2: 43 3.9 Xác định tổn thất công suất trạm biến áp .44 3.10 Tính chọn máy phát điện dự phịng: 45 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 3.11 Tủ điện ATS: .46 III Tính chọn thiết bị cho vùng: 48 3.12 Vùng 1: .48 3.12.1 Máy cắt: 48 3.12.2 Dao cách ly cầu chì: 48 3.12.3 Áp-tơ-mát cầu chì hạ áp: 49 3.12.3.1 Áp-tô-mát tổng tủ phân phối 1: .49 3.12.3.2 Áp-tô-mát tủ động lực 1: .49 3.12.3.3 Áp-tô-mát tủ phân phối 2.1: 49 3.12.3.4 Áp-tô-mát tủ động lực 2: .50 3.12.3.5 Áp-tô-mát tủ động lực 3: .50 3.12.3.6 Áp-tô-mát tủ động lực 4: .50 3.12.3.7 Áp-tô-mát tủ động lực 5: .50 3.12.3.8 Áp-tô-mát tủ chiếu sáng: .50 3.12.3.9 Chọn áp-tô-mát cho bơm nước thô: 51 3.12.3.10 Chọn áp-tơ-mát cho bơm chìm nước rò rỉ: 51 3.12.3.11 Chọn áp-tơ-mát cho quạt hút gió hầm bơm: 51 3.12.3.12 Chọn áp-tô-mát cho máy khuấy bể trộn : 51 3.12.3.13 Chọn áp-tô-mát cho máy khuấy bể phản ứng : 52 3.12.3.14 Chọn áp-tô-mát cho máy khuấy PAC: 52 3.12.3.15 Chọn áp-tô-mát cho bơm nước tiếp áp: .52 3.12.3.16 Chọn áp-tơ-mát cho máy hút khí: 52 3.12.3.17 Chọn áp-tô-mát cho bơm dung dịch vôi: .53 3.12.3.18 Chọn cầu chì cho van: 53 3.12.3.19 Chọn cầu chì cho bơm định lượng PAC: .53 3.12.4 Thanh góp: 55 3.12.4.1 Thanh góp tủ phân phối 1: 55 3.12.4.2 Thanh góp tủ động lực 1: 55 3.12.4.3 Thanh góp tủ phân phối 2.1: 55 3.12.4.4 Thanh góp tủ động lực 2: 55 3.12.4.5 Thanh góp tủ động lực 3: 56 3.12.4.6 Thanh góp tủ động lực 4: 56 3.12.4.7 Thanh góp tủ động lực 5: 56 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 3.12.5 Dây dẫn cáp: 56 3.12.5.1 Chọn dây từ lưới điện đến TBA: 56 3.12.5.2 Chọn cáp từ TBA đến tủ phân phối 1: 57 3.12.5.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1: 57 3.12.5.4 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ phân phối 2.1: 57 3.12.5.5 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 2: 57 3.12.5.6 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 3: 58 3.12.5.7 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 4: 58 3.12.5.8 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 5: 58 3.12.5.9 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng: 59 3.12.5.10 Chọn cáp từ tủ tủ động lực đến bơm nước thô: 59 3.12.5.11 Chọn cáp từ tủ tủ động lực đến bơm chìm nước rị rỉ: 59 3.12.5.12 Chọn cáp từ tủ tủ động lực đến quạt hút gió hầm bơm: 60 3.12.5.13 Chọn cáp từ tủ tủ động lực đến van đẩy bơm nước thô: 60 3.12.5.14 Chọn cáp từ tủ động lực đến máy khuấy bể trộn: .60 3.12.5.15 Chọn cáp từ tủ động lực đến máy khuấy bể phản ứng: 61 3.12.5.16 Chọn cáp từ tủ động lực đến van bể lắng van bể lọc: 61 3.12.5.17 Chọn cáp từ tủ động lực đến máy khuấy PAC: 61 3.12.5.18 Chọn cáp từ tủ động lực đến van bồn: 61 3.12.5.19 Chọn cáp từ tủ động lực đến bơm định lượng PAC: 62 3.12.5.20 Chọn cáp từ tủ tủ động lực đến palang xích tấn: 62 3.12.5.21 Chọn cáp từ tủ động lực đến bơm nước tiếp áp: .62 3.12.5.22 Chọn cáp từ tủ động lực đến van điều chỉnh lưu lượng Clo: 63 3.12.5.23 Chọn cáp từ tủ động lực đến máy hút khí: .63 3.12.5.24 Chọn cáp từ tủ động lực đến bơm dung dịch vôi: 63 3.12.6 Tụ bù: 64 3.13 Vùng 64 3.13.1 Máy cắt 65 3.13.2 Dao cách ly cầu chì 65 3.13.3 Áp-tơ-mát cầu chì hạ áp 66 3.13.3.1 Áp-tô-mát tổng tủ phân phối 3: .66 3.13.3.2 Áp-tô-mát tủ động lực 6: .66 3.13.3.3 Áp-tô-mát tủ động lực 7: .66 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 3.13.3.4 Áp-tô-mát tủ động lực 8: .66 3.13.3.5 Áp-tô-mát tủ chiếu sáng : 67 3.13.3.6 Chọn áp-tô-mát cho bơm nước sạch: 67 3.13.3.7 Chọn áp-tô-mát cho bơm nước rửa lọc: 67 3.13.3.8 Chọn áp-tơ-mát cho máy thổi khí rửa lọc: .67 3.13.3.9 Chọn áp-tơ-mát cho bơm chìm nước rị rỉ: 68 3.13.3.10 Chọn áp-tơ-mát cho quạt hút gió hầm bơm 68 3.13.3.11 Chọn cầu chì cho van đẩy bơm nước sạch: 68 3.13.3.12 Chọn cầu chì cho bơm lấy mẫu bể chứa: 68 3.13.4 Thanh góp .70 3.13.4.1 Thanh góp tủ phân phối .70 3.13.4.2 Thanh góp tủ động lực 6: 70 3.13.4.3 Thanh góp tủ động lực 7: 70 3.13.4.4 Thanh góp tủ động lực 8: 70 3.13.5 Dây dẫn cáp: 70 3.13.5.1 Chọn dây từ lưới điện đến TBA: 70 3.13.5.2 Chọn cáp từ TBA đến tủ phân phối 3: 71 3.13.5.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 6: 71 3.13.5.4 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 7: 71 3.13.5.5 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 8: 72 3.13.5.6 Chọn cáp từ tủ động lực đến bơm nước sạch: .72 3.13.5.7 Chọn cáp từ tủ động lực đến bơm nước rửa lọc máy thổi khí: 72 3.13.5.8 Chọn cáp từ tủ động lực đến bơm chìm nước rò rỉ: 73 3.13.5.9 Chọn cáp từ tủ động lực đến bơm nước lấy mẫu bể chứa: 73 3.13.5.10 Chọn cáp từ tủ tủ động lực đến quạt hút gió hầm bơm: 73 3.13.5.11 Chọn cáp từ tủ tủ động lực đến van đẩy bơm nước sạch: 74 3.13.5.12 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng: .74 3.13.6 Tụ bù: 74 IV Tính tốn ngắn mạch cho vùng: .75 3.14 Vùng 1: .75 3.14.1 Tính tốn ngắn mạch tủ phân phối 1: 75 3.14.2 Tính tốn ngắn mạch tủ động lực 1: 76 3.14.3 Tính tốn ngắn mạch tủ phân phối 2.1: .76 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 3.14.4 Tính tốn ngắn mạch tủ động lực 2: 77 3.14.5 Tính tốn ngắn mạch tủ động lực 3: 77 3.14.6 Tính tốn ngắn mạch tủ động lực 4: 78 3.14.7 Tính tốn ngắn mạch tủ động lực 5: 78 3.15 Vùng 2: .79 3.15.1 Tính tốn ngắn mạch tủ phân phối 3: .79 3.15.2 Tính tốn ngắn mạch tủ động lực 6: 80 3.15.3 Tính tốn ngắn mạch tủ động lực 7: 80 3.15.4 Tính tốn ngắn mạch tủ động lực 8: 81 3.16 Mô etap 81 3.16.1 Vùng 1: 81 3.16.2 Vùng 2: 91 V Nối đất chống sét: .99 3.17 Nối đất: .99 3.18 Chống sét: 100 Chương 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC 101 4.1 Lựa chọn điều khiển PLC: .101 4.1.1 Giới thiệu tổng quan PLC: .101 4.1.2 Cấu trúc PLC: 102 4.1.3 Ngôn ngữ lập trình sử dụng để thực chương trình: .104 4.2 Phân kênh thiết bị hệ thống: 104 4.2.1.1 Vùng 1: 105 4.2.1.2 Vùng 2: 105 4.3 Nguyên lý hoạt động lưu đồ thuật toán: 108 4.3.1 Nguyên lý hoạt động: 108 4.3.2 Lưu đồ thuật toán: 109 4.3.2.1 Lưu đồ thuật toán cho vùng 1: 109 4.3.2.2 Lưu đồ thuật toán cho vùng 2: 109 4.4 Lập trình: 110 4.4.1 Chương trình cho vùng 1: .110 4.4.2 Chương trình cho vùng 2: .113 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1:Bản vẽ quy trình cơng nghệ .14 Hình 2:Hệ thống máy bơm trạm bơm cấp 16 Hình 3: Bể tiếp nhận 17 Hình 1.4: Ống châm PAC 18 Hình 1.5: Bể trộn hóa chất PAC 18 Hình 1.6: Bể phản ứng 19 Hình 1.7: Bể lắng lớp mỏng (lamen) .20 Hình 1.8: Bể lọc nhanh 21 Hình 1.9: Bể chứa nước 22 Hình 1.10: Hệ thống máy bơm trạm bơm cấp .23 Y Hình 1:Khởi Động Từ Contactor Schneider 3P 500A LC1F500Q7 30 Hình 2: MC-800a - Contactor LS - Khởi động từ LS 3P 800A 30 Hình 3:Schneider LR9F7381 : Role nhiệt 380-630A, lắp rời trực tiếp với contactor LC1F400 - LC1F780 .31 Hình 4:LS relay MT-800 .31 Hình 1:Trung tâm phụ tải vùng 37 Hình 2:Trung tâm phụ tải vùng 38 Hình 3:Trung tâm phụ tải nhà máy 38 Hình 4:Biểu đồ phụ tải 40 Hình 5:Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện 41 Hình 3.6: Sơ đồ dây 42 Hình 7: Máy biến áp vùng 43 Hình 8: Máy biến áp vùng 44 Hình 9:Máy phát điện CUMMINS 1000kVA 45 Hình 10:Máy phát điện CUMMINS 1600kVA 46 Hình 11:Tủ ATS 46 Hình 12:Sơ đồ kết nối tủ ATS 47 Hình 13: Mô hệ thống cung cấp điện vùng .81 10 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 108 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 109 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 110 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 111 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 112 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 113 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 114 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 115 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 116 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 117 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt 118 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt KẾT LUẬN Nhờ vào giúp đỡ tận tình thầy, qua mơn học PBL3 chúng em học nhiều kiến thức bổ ích mặt kiến thức mơn Điều khiển logic, Cung Cấp Điện Thiết Bị Điên kiến thức làm việc nhóm Trong báo cáo cịn có nhiều thiếu sót, mong thầy thơng cảm! Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn thầy! TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo: Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500kV – Ngô Hồng Quang Mitsubishi electric MELSEC F Series Manuals Thiết bị điện công nghiệp – Lê Thành Bắc Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp, cơng nghiệp, thị nhà cao tầng – Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch Sổ tay xử lý nước thải – NXB lao động Liên kết tham khảo: (4) How Do Wastewater Treatment Plants Work? - YouTube Quy trình sản xuất nước (nuocngamsaigon.com) 119 ... trình cho vùng 2: .113 Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt DANH... dạy Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP 1.Tên đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp. .. Thiết kế hệ thống điều khiển cung cấp điện cho nhà máy sản xuất nước sinh hoạt Chương 3: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY I Tính tốn phụ tải nhà máy: 3.1 Tính tốn phụ tải cho vùng 1: Bảng thiết