TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP ==========o0o========== ĐỒ ÁN HỌC PHẦN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP Mã 13318 Học kỳ 1 – Năm học 2022 – 2.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP ==========o0o========== ĐỒ ÁN HỌC PHẦN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP Mã: 13318 Học kỳ: – Năm học: 2022 – 2023 Đề tài: Thiết kế điều khiển cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở dùng động không đồng khởi động - tam giác SINH VIÊN : MÃ SINH VIÊN : LỚP : Ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Chuyên ngành Điện tự động công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: HẢI PHÒNG - 12/2022 ĐỀ TÀI Thiết kế điều khiển cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở dùng động không đồng khởi động - tam giác Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Lời cảm ơn Em xin cảm ơn thầy PGS.TS Hồng Xn Bình giúp em hồn thành đồ án học phần Trang bị điện - điện tử máy công nghiệp Do kiến thức chưa sâu rộng nên đồ án khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong thầy nhận xét đưa góp ý để làm hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC MỞ ĐẦU viii CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ DỰ ÁN THIẾT KẾ TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 1.1 Giới thiệu chung trạm bơm cấp lỏng 1.1.1 Khái niệm chung .1 1.1.2 Phân loại bơm 1.1.3 Sơ đồ phẩn tử hệ thống bơm 1.1.4 Các thông số bơm 1.2 Các yêu cầu lựa chọn hệ thống bơm .5 1.3 Thiết lập lưu đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở 1.3.1 Giải thích sơ đồ P&ID 1.3.2 Sơ đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở .7 1.4 Đề xuất phương án thiết kế cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở CHƯƠNG CẤU TRÚC THIẾT KẾ CỦA TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 10 2.1 Lựa chọn thiết bị cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở 10 2.1.1 Lựa chọn loại van cảm biến 10 2.1.2 Lựa chọn loại bơm, thiết bị đóng cắt bảo vệ 15 2.2 Thiết kế tủ điện 19 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 22 3.1 Thiết kế mạch động lực điều khiển cho toàn hệ thống 22 3.1.1 Giới thiệu phần tử chức phần tử mạch động lực hệ thống 22 3.1.2 Sơ đồ mạch động lực cấp điện cho trạm bơm 23 3.2 Thiết kế mạch điều khiển cho toàn hệ thống PLC 44 3.2.1 Liệt kế tín hiệu I/O PLC 44 3.2.2 Chọn cấu hình trạm cho PLC 50 3.2.3 Chương trình điều khiển PLC 53 KẾT LUẬN .61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Trạm bơm với nhiều máy bơm hoạt động Hình 1.2: Sơ đồ chung hệ thống bơm Hình 1.3:Sơ đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở Hình 2.1: Van chiều Arita DI-SC-PN16 10 Hình 2.2: Van cầu thép VYC .11 Hình 2.3: Cảm biến mức nước ES-PR-03 12 Hình 2.4: Sơ đồ đấu nối cảm biến mực nước ES-PR-03 12 Hình 2.5: Cảm biến chân khơng SMC ZSE1 .13 Hình 2.6: Các chân cảm biến chân không 13 Hình 2.7: Cảm biến áp suất TITEC DT1-U/04 14 Hình 2.8: Sơ đồ đấu nối cảm biến áp suất TITEC DT1-U/04 15 Hình 2.9: Bơm ly tâm SLW150 - 160B .16 Hình 2.10: Aptomat Schneider A9F84350 16 Hình 2.11: MCCB Schneider EZC400N3320 17 Hình 2.12: Role bảo vệ pha PMR-440N7 18 Hình 2.13: Contactor Schneider LC1D32M7 32A 18 Hình 2.14: Rơle nhiệt LS MT-32 (22-32A) .19 Hình 2.15: Tủ điện tổng 19 Hình 2.16: Tủ điều khiển động 20 Hình 2.17: Tủ điện giám sát áp suất 20 Hình 2.18: Tủ giám sát mức nước .21 Hình 3.1: Bản vẽ 01 - Mạch cấp nguồn 23 Hình 3.2: Bản vẽ 02 - Mạch chuyển nguồn .25 Hình 3.3: Bản vẽ - Mạch động lực điều khiển động M1, M2, M3 .26 Hình 3.4: Bản vẽ - Mạch động lực điều khiển động M4, M5 27 Hình 3.5: Bản vẽ - Mạch điều khiển động M1, M2, M3 29 Hình 3.6: Bản vẽ - Mạch điều khiển động M4, M5 30 Hình 3.7: Bản vẽ - Mạch điều khiển cuộn hút contactor 32 Hình 3.8: Bản vẽ - Mạch rơle trung gian 33 Hình 3.9: Bản vẽ - Mạch rơle trung gian 34 Hình 3.10: Bản vẽ 10 - Mạch rơle trung gian 35 Hình 3.11: Bản vẽ 11 - INPUT PLC 36 Hình 3.12: Bản vẽ 12 - INPUT PLC 37 Hình 3.13: Bản vẽ 13 - INPUT PLC 38 Hình 3.14: Bản vẽ 14 - INPUT PLC 39 Hình 3.15: Bản vẽ 15 - OUTPUT PLC .40 Hình 3.16: Bản vẽ 16 - OUTPUT PLC .41 Hình 3.17: Bản vẽ 17 - OUTPUT PLC .42 Hình 3.18: Bản vẽ 18 - OUTPUT PLC .43 Hình 3.19: Cấu hình trạm PLC S7-300 .50 Hình 3.20: Khai bao biến đầu vào PLC phần mềm STEP7 51 Hình 3.21: Khai bao biến đầu PLC phần mềm STEP7 52 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Ý nghĩa nhiệm vụ cảm biến bể sơ cấp Bảng 1.2: Ý nghĩa nhiệm vụ cảm biến bể thứ cấp .6 Bảng 1.3: Ý nghĩa nhiệm vụ cảm biến chân không trước bơm Bảng 1.4:Ý nghĩa nhiệm vụ cảm biến áp suất sau bơm Bảng 1.5:Bảng ký hiệu phần tử hệ thống bơm chất lỏng cho bồn hở Bảng 2.1:Thông số kĩ thuật van chiều Arita DI-SC-PN16 10 Bảng 2.2: Thông số kĩ thuật van cầu thép VYC 11 Bảng 2.3: Thông số kĩ thuật cảm biến mức nước ES-PR-03 .12 Bảng 2.4: Thông số kĩ thuật cảm biến chân không SMC ZSE1 13 Bảng 2.5: Thông số kĩ thuật cảm biến áp suất .14 Bảng 2.6: Thông số kĩ thuật bơm SLW150 - 160B 15 Bảng 2.7: Thông số kĩ thuật Aptomat Schneider A9F84350 .16 Bảng 2.8: Thông số kĩ thuật MCCB Schneider EZC400N3320 17 Bảng 2.9: Thông số kĩ thuật rơle PMR-440N7 17 Bảng 2.10: Thông số kĩ thuật Contactor Schneider LC1D32M7 32A .18 Bảng 2.11: Thông số kĩ thuật Rơle nhiệt LS MT-32 (22-32A) 19 Bảng 2.12: Thông số kĩ thuật tủ điện 21 Bảng 3.1: Các tín hiệu I/O hệ thống 44 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong thời kì ngày phát triển nay, nhu cầu sử dụng nước lớn, từ hệ thống bơm nước hệ thống sở hạ tầng quan trọng Nó cịn phục vụ nhu cầu lớn ngành cơng nghiệp nơng nghiệp Chính vậy, em thực đề tài “Thiết kế điều khiển cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở dùng động không đồng khởi động - tam giác” để hiểu rõ q trình thiết kế từ nâng cao hiểu biết tương lai thiết kế dự án tương tự Mục đích nghiên cứu đề tài Để thiết kế thực điều khiển bơm lý thuyết nhằm nâng cao độ xác từ thiết kế trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở thực tế xác hiệu Đối tượng phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng Hệ thống điều khiển tự động cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở b) Phạm vi nghiên cứu Đồ án nghiên cứu để cấp nước cho bồn nhỏ thành phố Hải Phòng Phương án nghiên cứu Tìm hiểu tồn hệ thống Thiết lập sơ đồ P&ID Tính tốn thơng số, tìm hiểu yêu cầu dự án để đưa ý tưởng triển khai cho phù hợp Lựa chọn thiết bị phù hợp cho dự án Thiết lập sơ đồ mạch động lực, điều khiển, Lập trình điều khiển hệ thống PLC Ý nghĩa khoa học thực Giúp sinh viên hiểu vè cách thiết kế dự án lớn, từ nâng cao trình độ, tích lũy nhiều kinh nghiêm sau tường CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ DỰ ÁN THIẾT KẾ TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 1.1 Giới thiệu chung trạm bơm cấp lỏng Khái niệm chung Trạm bơm định nghĩa cách dễ hiểu cơng trình thủy cơng Trong trang bị đầy đủ loại máy bơm nhằm đảm bảo lấy nước từ nguồn vận chuyển bơm nước đến nơi cần Đối với nước nơng nghiệp Việt Nam trạm bơm cơng trình quan trọng quan tâm đầu tư hàng đầu Trong trình hút, bơm phải tạo áp suất thấp cửa hút cho chênh lệch áp suất đầu cuối ống hút tạo đủ để thắng trở lực đường ống Ngược lại, trình đẩy, bơm phải tăng áp suất chất lỏng đầu ống đẩy để thắng trở lực đường ống hiệu áp suất hai đầu đường ống Nguồn lượng mà bơm cấp cho chất lỏng lấy từ động điện nguồn động lực khác (máy nổ, máy nước, ) Hình KHÁI QUÁT VỀ DỰ ÁN THIẾT KẾ TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ.1: Trạm bơm với nhiều máy bơm hoạt động Trạm bơm phân loại theo nhiều tiêu chí khác Trong đó, dựa theo chức năng, vị trí có trạm bơm cấp 1, cấp 2, tuần hoàn, tăng áp Phân loại theo mục đích sử dụng có trạm bơm bùn, trạm bơm nước mưa, trạm bơm nước thải sinh hoạt… Phân loại bơm Bơm phân loại theo nhiều cách: Theo nguyên lí làm việc hay cách cấp lượng - Bơm thể tích: Trong q trình làm việc, thể tích khơng gian làm việc thay đổi nhờ chuyển động tịnh tiến piston (bơm piston) hay nhờ chuyển động quay roto (bơm rotor) Kết quả, áp suất chất lỏng tăng lên nghĩa bơm cung cấp áp cho chất lỏng - Bơm động học: Chất lỏng cung cấp động từ bơm áp suất tăng lên Chất lỏng qua bơm, thu động lượng nhờ va đập cúa cánh quạt (bơm ly tâm, bơm hướng trục) nhờ ma sát tác nhân làm việc (bơm xoáy lốc, bơm tia, bơm chấn động, bơm sục khi), nhờ tác dụng trường điện từ (bơm điện từ) hay trường lực khác Theo cấu tạo - Bơm cánh quạt: Trong loại này, bơm ly tâm chiếm đa số thường gặp (bơm nước) - Bơm piston(bơm nước, bơm dầu) - Bơm rotor(bơm dầu, hóa chất, bùn, ) Ngồi ra, cịn có loại đặc biệt bơm màng cánh, bơm phun tia, Sơ đồ phẩn tử hệ thống bơm Hình 1.2 sơ đồ chung hệ thống bơm: Hình KHÁI QUÁT VỀ DỰ ÁN THIẾT KẾ TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ.2: Sơ đồ chung hệ thống bơm Hình 1.2 minh họa cấu trúc hệ thống bơm, bao gồm: A - bể hút; B112 O 24VDC B113 O 24VDC B114 O 24VDC B115 O 24VDC B116 O 24VDC B117 O 24VDC B118 O 24VDC B119 O 24VDC B120 O 24VDC B121 O 24VDC B122 O 24VDC B123 O 24VDC B124 O 24VDC B125 O 24VDC B126 O 24VDC B127 O 24VDC B128 O 24VDC B129 O 24VDC B132 O 24VDC Tiếp Tín hiệu điều khiển động điểm Tiếp M4 khởi động Tín hiệu điều khiển động điểm Tiếp M4 khởi động Tín hiệu điều khiển động điểm Tiếp M4 khởi động tam giác Tín hiệu điều khiển động điểm Tiếp M5 khởi động Tín hiệu điều khiển động điểm Tiếp M5 khởi động Tín hiệu điều khiển động điểm Tiếp M5 khởi động tam giác điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp Đèn báo động M1 hoạt động Đèn báo động M2 hoạt động Đèn báo động M3 hoạt động Đèn báo động M4 hoạt động Đèn báo động M5 hoạt động điểm Tiếp Đèn báo mức nước bình thường điểm Tiếp bể sơ cấp Đèn báo mức nước thấp bể sơ điểm Tiếp cấp Đèn báo mức nước thấp bể điểm Tiếp sơ cấp Đèn báo mức nước cao bể điểm Tiếp thứ cấp Đèn báo mức nước cao bể thứ điểm Tiếp cấp Đèn báo mức nước thấp bể thứ điểm Tiếp cấp Đèn báo mức nước thấp bể điểm Tiếp thứ cấp điểm Đèn báo áp suất cao bơm 50 B133 O 24VDC B134 O 24VDC B135 O 24VDC B136 O 24VDC B137 O 24VDC B138 O 24VDC B139 O 24VDC B140 O 24VDC B141 O 24VDC B142 O 24VDC B143 O 24VDC B144 O 24VDC B145 O 24VDC B146 O 24VDC B147 O 24VDC B148 O 24VDC B149 O 24VDC B150 O 24VDC B151 O 24VDC Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Đèn báo áp suất cao bơm Đèn báo áp suất thấp bơm Đèn báo áp suất thấp bơm Đèn báo áp suất cao bơm Đèn báo áp suất cao bơm Đèn báo áp suất thấp bơm Đèn báo áp suất thấp bơm Đèn báo áp suất cao bơm Đèn báo áp suất cao bơm Đèn báo áp suất thấp bơm Đèn báo áp suất thấp bơm Đèn báo áp suất cao bơm Đèn báo áp suất cao bơm Đèn báo áp suất thấp bơm Đèn báo áp suất thấp bơm Đèn báo áp suất cao bơm Đèn báo áp suất cao bơm Đèn báo áp suất thấp bơm Đèn báo áp suất thấp bơm 51 B152 O 24VDC B153 O 24VDC B154 O 24VDC B155 O 24VDC B156 O 24VDC Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp điểm Tiếp Đèn báo tải động M1 Đèn báo tải động M2 Đèn báo tải động M3 Đèn báo tải động M4 Đèn báo tải động M5 điểm Chọn cấu hình trạm cho PLC Ta lựa chọn PLC S7-300 CPU 315 2DP để điều khiển hệ thống Hình THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ.40: Cấu hình trạm PLC S7-300 Trong : Slot 1: Module nguồn PS 307 5A Slot 2: Module CPU 315 2-DP Slot 3: IM 52 Slot 4: Module vào số DI32xDC24V Slot 5: Module số DO32xDC24V Slot 6: Module số DO32xDC24V Slot 7: Module vào tương tự AI2x12Bit Slot 8: Module vào tương tự AI2x16Bit Khai báo biến đầu vào: Hình THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ.41: Khai bao biến đầu vào PLC phần mềm STEP7 53 Khái báo biến đầu ra: Hình THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ.42: Khai bao biến đầu PLC phần mềm STEP7 54 Chương trình điều khiển PLC 55 56 57 58 59 60 61 62 KẾT LUẬN ĐÂY CHỈ LÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO, VUI LÒNG KHƠNG COPY MÌNH CĨ BÁN ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP TBĐ TRÊN 123DOC LN TÌM SẼ RA NHÉ !!!! 21.12.2022 Sau nhận đề tài thực đồ án học phần Trang bị điện - điện tử máy CN, với giúp đỡ thầy PGS.TS Hồng Xn Bình, em hoàn thành đề tài: “Thiết kế điều khiển cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở dùng động không đồng khởi động - tam giác” Trong đề tài em tìm hiểu trình bày yêu cầu sau: + Tìm hiểu hệ thống trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở, phân loại yêu cầu chọn bơm + Thiết lập sơ đồ P&ID cho hệ thống, giải thích sơ đồ + Lựa chọn thiết bị cần thiết cho hệ thống thiết kế tủ điện + Thiết kế thuyết minh vẽ cho toàn hệ thống + Ứng dụng PLC để điều khiển giám sát hệ thống 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Hồng Xn Bình, "Trang bị điện – điện tử máy công nghiệp", Nhà xuất Hàng Hải, 2015 [2] PGS.TS Hồng Xn Bình, Giáo trình Điều Khiển Quá Trình, Khoa điện – điện tử, trường Đại học Hàng Hải Việt Nam [3] Bộ Công Nghiệp, “Quy phạm trang bị điện,” Hà Nội, 2006 64 ... đồ P&ID cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở .7 1.4 Đề xuất phương án thiết kế cho trạm nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở CHƯƠNG CẤU TRÚC THIẾT KẾ CỦA TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ ... thực đề tài ? ?Thiết kế điều khiển cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở dùng động không đồng khởi động - tam giác” để hiểu rõ trình thiết kế từ nâng cao hiểu biết tương lai thiết kế dự án tương... cho động Hình THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ.26: Bản vẽ - Mạch điều khiển động M1, M2, M3 32 Hình THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO