TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Trang bị điện điện tử máy CN Đề tài Thiết kế điều khiển trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh khởi động trực tiếp từ lưới.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Trang bị điện - điện tử máy CN Đề tài: Thiết kế điều khiển trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh khởi động trực tiếp từ lưới điện GVHD: Hoàng Xuân Bình HỌ VÀ TÊN Đỗ Minh Tú MSV 85356 HẢI PHỊNG – 2022 LỚP ĐTĐ60ĐH MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG ĐỀ XUẤT YÊU CẦU VỚI HỆ THỐNG TRẠM LẠNH CÓ NHIỀU MÁY NÉN 1.1 Các yêu cầu với hệ thống trạm lạnh có nhiều máy nén 1.2 Cấu trúc trạm lạnh có nhiều máy nén .7 1.3 Đề xuất suất sơ đồ P&ID cho hệ thống 10 CHƯƠNG 2.Lựa chọn thiết bị cho hệ thống lạnh có nhiều máy nén 13 2.1.1.Lựa chọn sensor 13 2.1.2.Lựa chọn van .16 2.1.3.Động không đồng .18 2.1.4 Bơm .19 CHƯƠNG Xây dựng thiết kế mạch động lực đầu vào cho PLC 20 3.1.Mạch động lực hệ thống máy nén lạnh .20 3.2.Mạch rơle trung gian .21 3.3.Thiết kế tủ điều khiển 35 3.4 Thiết kế mạch đầu vào PLC 35 3.5.Thiết kế mạch đầu PLC .40 Kết luận 45 Tài liệu tham khảo 46 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1.Cấu trúc chung hệ thống lạnh Hình 1.2.Sơ đồ P&ID hệ thống lạnh Hình 2.1.Rơ le áp suất Danfoss Kp1 Hình 2.2 Rơ le áp suất cao Saginomiya sns-c135x Hình 2.3.Thiết bị trì nhiệt độ Thermostat Hình 2.4.Van điều khiển Rexroth 2FRH Hình 2.5.Van tiết lưu Danfoss TEX Hình 2.6.Động khí nén AM0706 Hình 2.7.Động bơm nước làm mát AO Hải Phòng, ngày 15 tháng 11 năm 2022 GVHD Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Đỗ Minh Tú LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm qua, hệ thống trạm lạnh nước ta ứng dụng rộng rãi ngành với quy trình cơng nghệ máy móc thiết bị vận hành quy trình thiết kế điều khiển đóng vai trị vơ quan trọng.Đồng thời việc kiểm soát vận hành, điều khiển đảm bảo độ an tồn hệ thống trạm lạnh vơ cấp thiết Vì thiết kế điều khiển trạm lạnh với công nghệ đại ngày phát triển Mục đích đề tài Thiết kế điều khiển trạm lạnh sử dụng công nghiệp Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu hệ thống trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh.Phạm vi nghiên cứu bao gồm: xây dựng cấu trúc điều khiển trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh, sơ đồ P&ID phục vụ điều khiển , lựa chọn thiết bị, xâydựng mạch đo tín hiệu biến đổi Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Giúp ta sử dụng thơng thạo phần mềm Step7, AutoCad,… qua nghiên cứu hiểu rõ đề tài Sinh viên thực CHƯƠNG ĐỀ XUẤT YÊU CẦU VỚI HỆ THỐNG TRẠM LẠNH CÓ NHIỀU MÁY NÉN 1.1 Các yêu cầu với hệ thống trạm lạnh có nhiều máy nén Hệ thống lạnh xét hệ thống lạnh dùng để bảo quản nông sản.Kho lạnh nông sản dạng sở vật chất đặc biệt không chứa nơng sản mà cịn đảm bảo,nâng cao chất lượng sản phẩm bảo quản.Kho lạnh nói chung kho lạnh nơng sản nói riêng cần đáp ứng số yêu cầu định Kho lạnh bảo quản nông sản giúp bảo quản loại nông sản rau, củ điều kiện môi trường nhiệt độ từ -2 đến -5 độ C Đồng thời cung cấp độ ẩm, khí tươi ổn định cho nơng sản từ giúp tăng tường thời gian bảo quản độ tươi ngon cho nông sản thời gian dài Trạm lạnh phải đảm bảo điều kiện chống chọi lại ảnh hưởng bên tác động vào buồng lạnh.Đặc biệt kiểm sốt trì nhiệt độ, độ ẩm buồng lạnh.Đồng thời có khả thoát nhiệt thoát ẩm tốt đảm bảo cho việc xử lí hàng hóa Thiết bị làm lạnh cần có công suất đủ để bảo quản sản phẩm nhiệt độ ổn định.Môi chất làm lạnh thân thiện môi trườg không gây ô nhiễm nghiêm trọng, không sử dụng chất cấm Các thiết bị chứa áp lực ,ống dẫn thiết bị trao đổi nhiệt an tồn khơng bị ăn mị khơng khí Hệ thống vận hành ổn định hiệu giúp tiết kiệm chi phí vận hành sử dụng Dễ dàng bảo dưỡng xảy cố Đảm bảo phải thu thập đầy đủ liệu đo đạc hay quan sát liên quan đến hệ thống.Thơng số hiển thị xác rõ ràng 1.2 Cấu trúc trạm lạnh có nhiều máy nén Một hệ thống lạnh cơng nghiệp có cấu trúc sau: Hình 1.1.Cấu trúc chung hệ thống lạnh lạnh Hệ thống hệ kín, sử dụng cơng chất lỏng dễ bay NH3, Freon 12 Freon 22 Công chất bay ( từ dạng lỏng sang hơi) thu nhiệt buồng lạnh Máy nén : Máy nén thường dùng loại bơm piston, hút công chất dạng từ dàn bay về, nén tạo áp suất cao, qua bình ngưng trao đổi nhiệt với nước làm mát ngưng tụ biến thành dạng công chất lỏng cung cấp cho dàn bay Khi công chất lỏng qua van tiết lưu biến thành dạng Máy nén hệ thống lạnh loại xi lanh nhiều xilanh, nén hay nhiều cấp tuỳ thuộc vào công suất làm lạnh nhiệt độ làm lạnh u cầu Bình ngưng : Hơi cơng chất sau máy nén có áp suất nhiệt độ cao, để biến cơng chất thành dạng lỏng ta phải lấy nhiệt công chất, tức phải làm mát cơng chất, có hai cách làm mát: Dùng nước làm mát: thông thường dùng nước làm mát công chất, nước biển làm mát cho nước Phương pháp thường sử dụng hệ thống lạnh Để cấp nước làm mát người ta thường dùng bơm nước riêng biệt Dựng quạt gió: Thổi khơng khí qua làm mát cơng chất, hay sử dụng hệ thống điều hịa (dàn nóng) Van tiết lưu : Cơng chất lỏng qua van tiết lưu áp suất bị giảm mạnh, làm công chất biến từ dạng lỏng sang dạng Khi công chất bay nhiệt độ giảm mạnh, thu nhiệt từ vật cần làm lạnh Van tiết lưu có chức làm giảm áp suất công chất dùng để điều chỉnh mức (lưu lượng) chất lỏng cung cấp cho dàn bay Dàn bay : Là nơi công chất lỏng bay hơi, thu nhiệt từ vật cần làm lạnh buồng lạnh Có hai phương pháp để làm lạnh: Làm lạnh trực tiếp: Dàn bay đặt trực tiếp buồng lạnh, trao đổi nhiệt trực tiếp với vật cần làm lạnh Ví dụ tủ lạnh, điều hồ khơng khí gia đình, văn phịng Làm lạnh gián tiếp: Dùng công chất trung gian để truyền từ dàn bay vào buồng lạnh Công chât trung gian khơng khí nước muối Phương pháp thường dùng hệ thống làm lạnh có cơng suất lớn, nhiều buồng lạnh khu vực khác kho lạnh công nghiệp, hệ thống điều hồ khơng khí trung tâm siêu thị, tồ nhà văn phịng Trong hệ thống điều hồ khơng khí tồn tàu thường dùng quạt thơng gió thổi qua dàn bay vào phịng Tách lỏng : Cơng chất dạng sau dàn bay cịn lẫn nước hạt công chất dạng lỏng, máy nén hút cửa hút gây tượng thuỷ kích, hỏng máy nén Đe tránh tượng người ta bố trí bình tách lỏng dàn bay máy nén Tách dầu: Khi công chất qua máy nén có lẫn dầu bơi trơn, hạt ảnh hưởng đến trình bay cơng chất lỏng, bố trí bình tách dầu sau máy nén trước vào bình ngưng 1.3 Đề xuất suất sơ đồ P&ID cho hệ thống Hình 1.2.Sơ đồ P&ID hệ thống lạnh Giải thích điểm đo: Đ26+Đ28+Đ30+Đ32 : Cảm biến áp suất cửa hút máy nén Đ25+Đ27+Đ29+Đ31 : Cảm biến áp suất cửa đẩy máy nén Đ5+Đ10+Đ15+Đ20 : Cảm biến nhiệt độ kho lạnh Đ2+Đ7+Đ12+Đ17 : Cảm biến sáp suất dầu bôi trơn 3.3.Thiết kế tủ điều khiển Ta chọn phương điều khiển tập trung với sơ đồ bố trí thiết bị hình Các tủ điều khiển cấp nguồn cho động lắp đặt tập trung phòng cách xa hệ thống lạnh 3.4 Thiết kế mạch đầu vào PLC Bản vẽ 26 : Mạch đầu vào PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ số 1( cột hàng E) cấp đến tiếp điểm rơle trung gian cảm biến áp suất cửa hút máy nén Bản vẽ 27 : Mạch đầu vào PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ số 1( cột hàng E) cấp đến tiếp điểm rơle trung gian cảm biến cửa đẩy máy nén Bản vẽ 28 : Mạch đầu vào PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ số 1( cột hàng E) cấp đến tiếp điểm rơle trung gian cảm biến nhiệt độ phòng Bản vẽ 29 : Mạch đầu vào PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ số 1( cột hàng E) cấp đến tiếp điểm rơle trung gian cảm biến áp suất dầu bôi trơn máy nén Bản vẽ 30 : Mạch đầu vào PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ số 1( cột hàng E) cấp đến tiếp điểm rơle trung gian cảm biến áp suất van chiều Bản vẽ 30 : Mạch đầu vào PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ số 1( cột hàng E) cấp đến tiếp điểm rơle trung gian caem biến giám sat môi chất lạnh 3.5.Thiết kế mạch đầu PLC Bản vẽ 32: Mạch đầu PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ mạch cấp nguồn 01 (vị trí cột hàng D) cấp đến đèn báo mức Bản vẽ 33: Mạch đầu PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ mạch cấp nguồn 01 (vị trí cột hàng D) cấp đến đèn báo mức Bản vẽ 34: Mạch đầu PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ mạch cấp nguồn 01 (vị trí cột hàng D) cấp đến đèn báo mức Bản vẽ 35: Mạch đầu PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ mạch cấp nguồn 01 (vị trí cột hàng D) cấp đến đèn báo mức Bản vẽ 36: Mạch đầu PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ mạch cấp nguồn 01 (vị trí cột hàng D) cấp đến đèn báo mức Bản vẽ 37: Mạch đầu PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ mạch cấp nguồn 01 (vị trí cột hàng D) cấp đến đèn báo mức Bản vẽ 3: Mạch đầu PLC lấy nguồn 110VAC từ vẽ mạch cấp nguồn 01 (vị trí cột hàng D) cấp đến đèn báo mức Kết luận Với nhiệm vụ đề tài đồ án “Thiết kế điều khiển trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh khởi động trực tiếp từ lưới điện ” Trong trình làm đồ án em hoàn thành mục tiêu sau: + Đưa yêu cầu hệ thống điều khiển trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh + Xây dựng cấu trúc P&ID + Lựa chọn sensor lắp đặt + Thiết kế tủ điện + Thiết kế mạch cấp nguồn, rơle trung gian Mặc dù cố gắng vận dụng hết khả trình làm đồ án kiến thức hạn chế nên đồ án cịn thiếu sót chưa sâu vào vấn đề thiếu như: + Chưa xây dựng chương trình PLC + Lựa chọn thiết bị chưa đầy đủ + Chưa thiết kế khâu điều khiển chỗ từ xa, mạch điện cho hệ thống giám sát Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS Hồng Xuân Bình giúp đỡ em trình thực đề tài Em mong thầy bảo góp ý, sửa chữa để đồ án hồn thành cách tốt Em xin chân thành cảm ơn! Hải phòng, ngày tháng 12 năm 2022 Sinh viên thực Tài liệu tham khảo [1] PGS TS Hoàng Xuân Bình, Trang bị điện – điện tử máy công nghiệp, Nhà xuất Hàng Hải, 2015 [2] Catalogue rơle áp suất dầu DANFOSS-MP55 [3] Catalogue rơle áp suất thấp Danfoss KP1 [4] Catalogue rơle áp suất Saginomiya sns-c135x ... án ? ?Thiết kế điều khiển trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh khởi động trực tiếp từ lưới điện ” Trong q trình làm đồ án em hồn thành mục tiêu sau: + Đưa yêu cầu hệ thống điều khiển trạm lạnh có nhiều. .. cứu hệ thống trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: xây dựng cấu trúc điều khiển trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh, sơ đồ P&ID phục vụ điều khiển , lựa chọn thiết bị, xâydựng... vận hành, điều khiển đảm bảo độ an toàn hệ thống trạm lạnh vơ cấp thiết Vì thiết kế điều khiển trạm lạnh với công nghệ đại ngày phát triển Mục đích đề tài Thiết kế điều khiển trạm lạnh sử dụng