Thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp 2 cấp

LỜI MỞ ĐẦU1.Tính cấp thiết của đề tàiVới sự phát triển không ngừng nghỉ của khoa học kỹ thuật như hiện nay thì vấn đề tự động động hóa trong điều khiển, giám sát, sản xuất là vô cùng quan trọng. Để các trạm cung cấp nước sạch, xăng, dầu,... được hoạt động ổn định, năng suất cần ứng dụng các hệ thống kỹ thuật tự động động hóa để đáp ứng.Đề tài: “Thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp 2 cấp” sẽ giúp giải quyết vấn đề giám sát trạm bơm tăng áp 2 cấp hiệu quả hơn, đảm bảo hệ thống được vận hành một cách tối ưu và an toàn.2.Mục đích nghiên cứu của đề tàiHiểu được về quá trình hoạt động và thiết kế được hệ thống giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp 2 cấp.3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứuĐối tượng nghiên cứu: Bơm tăng áp và hệ thống giám sát bơm tăng áp 2 cấp.Phạm vi nghiên cứu: Dùng trong việc giám sát cung cấp chất lỏng từ bể chứa hoặc toàn bộ ngôi nhà hoặc cơ sở kinh doanh sản xuất. Thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp 2 cấp.4.Phương pháp nghiên cứuTìm hiểu lý thuyết về hệ thống bơm tăng áp 2 cấp, các thiết bị giám sát rồi từ đó xây dựng sơ đồ PID, chọn phương án giám sát, chọn lựa thiết bị và xây dựng khâu giám sát.5.Ý nghĩa khoa học thực tiễnÝ nghĩa khoa học: Hiểu được nguyên lý hoạt động của hệ thống giám sát rồi từ đó xây dựng được hệ thống giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp 2 cấp hiệu quả và ổn định.Ý nghĩa thực tiễn: Ứng dụng được hệ thống giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp 2 cấp vào thực tiễn giúp giải quyết các vấn đề tự động hóa trong các lĩnh vực

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CÁC MÁY CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ GIÁM SÁT CHO TRẠM CÓ NHIỀU BƠM TĂNG ÁP CẤP Giảng viên: Lớp: Nhóm sinh viên: Đề tài số 4: Thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Với phát triển không ngừng nghỉ khoa học kỹ thuật vấn đề tự động động hóa điều khiển, giám sát, sản xuất vô quan trọng Để trạm cung cấp nước sạch, xăng, dầu, hoạt động ổn định, suất cần ứng dụng hệ thống kỹ thuật tự động động hóa để đáp ứng Đề tài: “Thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp” giúp giải vấn đề giám sát trạm bơm tăng áp cấp hiệu hơn, đảm bảo hệ thống vận hành cách tối ưu an tồn Mục đích nghiên cứu đề tài Hiểu trình hoạt động thiết kế hệ thống giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Bơm tăng áp hệ thống giám sát bơm tăng áp cấp Phạm vi nghiên cứu: Dùng việc giám sát cung cấp chất lỏng từ bể chứa tồn ngơi nhà sở kinh doanh sản xuất Thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu lý thuyết hệ thống bơm tăng áp cấp, thiết bị giám sát từ xây dựng sơ đồ P&ID, chọn phương án giám sát, chọn lựa thiết bị xây dựng khâu giám sát Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Hiểu nguyên lý hoạt động hệ thống giám sát từ xây dựng hệ thống giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp hiệu ổn định Ý nghĩa thực tiễn: Ứng dụng hệ thống giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp vào thực tiễn giúp giải vấn đề tự động hóa lĩnh vực CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ GIÁM SÁT CHO TRẠM CÓ NHIỀU BƠM TĂNG ÁP CẤP 1.1 Khái quát chung trạm có nhiều bơm tăng áp cấp 1.1.1 Khái quát chung bơm tăng áp Bơm tăng áp hiểu thiết bị dùng để tăng áp lực cho nguồn nước yếu Nó tạo gia tăng cần thết để đưa áp lực nước tới mức mong muốn Máy bơm tăng áp tạo áp lực để di chuyển nước từ bể chứa tồn ngơi nhà sở sản xuất Máy bơm tăng áp máy làm tăng áp suất lưu chất Chúng sử dụng với chất lỏng khí, chi tiết khác tùy thuộc vào lưu chất 1.1.2 Vai trò bơm tăng áp - Hệ thống bơm tăng áp cấp có mục đích gia tăng áp lực lưu thông chất lỏng đường ống, đưa chất lỏng xa, lên cao điều chỉnh áp suất để đầu khối chất lỏng mong muốn người thiết kế - Hệ thống bơm tăng áp cấp hệ thống gồm cấp để tăng áp suất đường ống chất lỏng Hai cấp mắc nối tiếp nhau, cấp gồm bơm mắc song son trở nên gồm bơm bơm dự phịng tùy thuộc vào áp suất đầu thiết kế mong muốn Trong thực tế, đường ống dẫn lúc trì mức áp lực định mà thay đổi, xa lên cao áp lực giảm Hoặc cố dỏ dỉ chất lỏng, khơng lưu thơng q trình hoạt động, Vì mà việc giám sát trạm có nhiều bơm tăng áp cấp vô quan trọng đảm bảo việc vận hành hiệu cao - Bơm tăng áp cấp công suất lớn ứng dụng cho nhiều lĩnh vực : Cung cấp nước nói chung lĩnh vực, cấp nước cho hệ thống tăng áp, cấp nước cho tòa nhà, chung cư xây dựng - Các ngành cơng nghiệp nhẹ nói chung, cấp nước cho nồi hơi, cấp nước khu đo thị, chung cư - Ổn định lưu lượng, áp suất hệ thống, dùng hệ thống phòng chữa cháy, hệ thống phun nước 1.2.Thông số kỹ thuật hệ thống giám sát trạm có nhiều bơm tăng áp cấp Giám sát hệ thống bơm tăng áp cấp qua thiết bị cảm biến, thiết bị đo lường chuyển đổi tín hiệu Việc giám sát khơng ảnh hưởng tới chế độ làm việc hệ thống - Áp suất bơm: lượng tăng lượng riêng cho đơn vị trọng lượng chất lỏng chảy qua bơm Công thức: p= Với : Trọng lượng riêng chất lỏng bơm(N/) p: Khối lượng riêng chất lỏng bơm(kg/) g: gia tốc trọng trường(/) H: cột áp - Lưu lượng bơm Q: thể tích khối chất lỏng máy bơm cung cấp vào ống đẩy đơn vị thời gian (đo bằng//h, l/s, ) - Công suất bơm N - Công suất làm việc Ni - Công suất trục bơm N - Công suất động lai bơm Nđc 1.3 Xây dựng cấu trúc P&ID trạm có nhiều bơm tăng áp cấp cần giám sát 1.3.1 Sơ đồ P&ID trạm có nhiều bơm tăng áp cấp Hình 1 Sơ đồ P&ID trạm có nhiều bơm tăng áp cấp 1.3.2 Các phần tử hệ thống giám sát trạm bơm tăng áp cấp STT Ký hiệu Ý nghĩa Đầu hút bơm Van cầu Van cửa Van chiều Khớp nối mềm M3 Động truyền động Bơm ly tâm Bộ lọc Chức thiết bị / số thứ tự 10 LT Thiết bị đo mức 11 LI Thiết bị thị mức 12 VG Đồng hồ chân không 13 PG Đồng hồ áp suất 14 PT Thiết bị đo áp suất Hình Bảng ký hiệu phần tử hệ thống bơm 1.3.3 Thuyết minh nguyên lý hoạt động sơ đồ P&ID Nguyên lý hoạt động Đầu tiên, tiến hành kiểm tra mức nước bình chứa Nếu mức nước trạng thái bình thường NLV(normal level) hệ thống hoạt động, mức nước cao (high) thấp (low) hệ thống ngừng hoạt động Khi hệ thống hoạt động, cấp tăng áp thứ với bơm mắc song song (bơm bơm 2) bơm bơm nước để tăng áp cho hệ thống, đầu vào đầu bơm có thiết bị đo áp suất để giám sát hệ thống trình vận hành Nước từ bình chứa, chảy qua van cầu khớp nối mềm tới bơm Tại nước đo áp suất cảm biến, cảm biến nối thông qua van cửa việc thuận tiện tháo lắp thiết bị đo khỏi hệ thống hệ thống làm việc.Ở đầu bơm khớp nối mềm với van chiều, van có tác dụng ngăn dịng chất lỏng chảy ngược bơm gây tổn thất hệ thống Trong q trình vận hành, bơm bị cố áp suất đầu vào thấp, áp suất đầu thấp, áp suất đầu cao hay bị tải nhiệt bơm dừng cho việc kiểm tra, sửa chữa bơm dự phòng số đưa vào hoạt động Lượng nước qua cấp tăng áp thứ đường ống tổng qua lọc để loại bỏ bẩn Tại đây, lượng chất lỏng giám sát qua cảm biến đo áp suất tổng đường ống Ở cấp tăng áp thứ 2, có bơm (bơm bơm dự phòng 4), lượng nước qua cấp thứ chảy qua bơm 3, lượng nước giám sát cấp tăng áp Trong trình hoạt động, bơm bị cố áp suất đầu vào thấp, áp suất đầu thấp, áp suất đầu cao hay bị tải nhiệt bơm dừng để kiểm tra sửa chữa bơm dự phòng đưa vào hoạt động Ở đường ống tổng cấp thứ lắp thiết bị cảm biến đo áp suất tổng đường ống Trong trình hoạt động, xảy trường hợp như: áp suất đường ống tổng thấp cao, bơm dự phòng số số bị cố áp suất đầu vào thấp, áp suất đầu thấp, áp suất đầu cao hay bị tải nhiệt hệ thống dừng hoạt động để tiến hành kiểm tra sửa chữa Các cảm biến giám sát cho trạm bơm tăng áp cấp 3.3.Thiết kế tủ giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp 3.3.1 Tủ giám sát cho nguồn cấp Mặt tủ điện gồm có đèn báo pha, ampe kế, vôn kế, công tắc chuyển mạch ampe, công tắc chuyển mạch von, nút ấn start, stop Hình 15 Tủ giám sát nguồn cấp 3.3.2 Tủ giám sát PLC Mặt tủ điện gồm có ampe kế, von kế, nút ấn start, nút ấn stop 64 Hình 16 Tủ giám sát PLC 3.3.3 Tủ giám sát bơm Mặt tủ điện gồm có ampe kế, von kế, nút ấn start, nút ấn stop, đèn báo H2P1, H1P1, NP1, L1P1, L2P1, QT1 hiển thị mức chất lỏng tủ điện trạm bơm 65 Hình 17 Tủ giám sát bơm 3.3.4 Tủ giám sát bơm Mặt tủ điện gồm có ampe kế, von kế, nút ấn start, nút ấn stop, đèn báo H2P2, H1P2, NP2, L1P2, L2P2, QT2 hiển thị mức chất lỏng tủ điện trạm bơm 66 Hình 18 Tủ giám sát bơm 3.3.5 Tủ giám sát bơm Mặt tủ điện gồm có ampe kế, von kế, nút ấn start, nút ấn stop, đèn báo H2P3, H1P3, NP3, L1P3, L2P3, QT3 hiển thị mức chất lỏng tủ điện trạm bơm 67 Hình 19 Tủ giám sát bơm 3.3.6 Tủ giám sát bơm Mặt tủ điện gồm có ampe kế, von kế, nút ấn start, nút ấn stop, đèn báo H2P4, H1P4, NP4, L1P4, L2P4, QT4 hiển thị mức chất lỏng tủ điện trạm bơm 68 Hình 20 Tủ giám sát bơm 3.3.7 Tủ giám sát bể chứa đường ống Mặt tủ điện gồn đèn NLV, L1LV, L2LV báo mực nước bể chứa đèn H2F, H1F, NF, L1F, L2F báo áp suất chất lỏng đường ống 69 Hình 21 Tủ giám sát bể chứa đường ống 3.4 Xây dựng chương trình PLC S7-300 3.4.1 Thiết lập trạm PLC Khai báo cấu hình trạm: 70 Hình 22 Cấu hình trạm PLC Ta khai báo biến Hình 23 Bảng khai báo biến 71 Hình 24 Bảng khai báo biến Hình 25 Bảng khai báo biến 72 3.4.2 Viết chương trình giám sát Hình 26 Chương trình giám sát 1/9 Hình 27 Chương trình giám sát 2/9 73 Hình 28 Chương trình giám sát 3/9 Hình 29 Chương trình giám sát 4/9 74 Hình 30 Chương trình giám sát 5/9 Hình 31 Chương trình giám sát 6/9 75 Hình 32 Chương trình giám sát 7/9 Hình 33 Chương trình giám sát 8/9 76 Hình 34 Chương trình giám sát 9/9 77 KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian thực đề tài: “ Thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp” em thực yêu cầu sau: - Tìm hiểu hệ thống giám sát bơm tăng áp cấp - Xây dựng sơ đồ P&ID, mạch cấp nguồn, mạch động lực, mạch rơle mạch đấu nối PLC hệ thống bơm tăng áp cấp - Lựa chọn thiết bị cho hệ thống giám sát - Hoàn thiện kỹ vẽ autocad, kỹ trình bày Tuy nhiên q trình làm khơng tránh khỏi sai xót thiết kế xây dựng hệ thống giám sát Em mong nhận góp ý, dẫn thầy để hồn thiện ... NHIỆM VỤ THIẾT KẾ GIÁM SÁT CHO TRẠM CÓ NHIỀU BƠM TĂNG ÁP CẤP 1.1 Khái quát chung trạm có nhiều bơm tăng áp cấp 1.1.1 Khái quát chung bơm tăng áp Bơm tăng áp hiểu thiết bị dùng để tăng áp lực cho nguồn... động lai bơm Nđc 1.3 Xây dựng cấu trúc P&ID trạm có nhiều bơm tăng áp cấp cần giám sát 1.3.1 Sơ đồ P&ID trạm có nhiều bơm tăng áp cấp Hình 1 Sơ đồ P&ID trạm có nhiều bơm tăng áp cấp 1.3 .2 Các phần... động hệ thống giám sát từ xây dựng hệ thống giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp hiệu ổn định Ý nghĩa thực tiễn: Ứng dụng hệ thống giám sát cho trạm có nhiều bơm tăng áp cấp vào thực tiễn