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 GVHD Trần Thị Phương Thảo H.
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 GVHD: Trần Thị Phương Thảo HỌ VÀ TÊN Vũ Đức Long MSV 78883 LỚP ĐTĐ59ĐH HẢI PHÒNG – 2021 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần với việc phát triển ngày mạnh mẽ lĩnh vực khoa học, ứng dụng chúng vào công nghiệp nói chung cơng nghiệp điện tử nói riêng, thiết bị điện tử có cơng suất lớn chế tạo ngày nhiều, đặc biệt ứng dụng vào ngành kinh tế quốc dân đời sống hàng ngày đã, phát triển mạnh mẽ Với tiến không ngừng khoa học kỹ thuật ngày nay, hệ thống đại hóa, cơng nghiệp hóa có vai trò quan trọng lĩnh vực: sản xuất, dịch vụ, tiêu dùng Các q trình cơng nghệ sản xuất ứng dụng tự động hóa để tăng suất, giảm sức lao động người đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Các hệ thống trạm lạnh áp dụng công nghệ đề giúp kiểm soát việc vận hành đảm bảo độ an tồn Vì điều khiển với cơng nghệ đại ngày phát triển Với sinh viên chun ngành điện tự động cơng nghiệp kiến thức điện tử công suất cần thiết Do sinh viên cần trang bị cho trình độ hiểu biết sâu rộng lĩnh vực Chính thiết kế mơn học Điện tử công suất yêu cầu cần thiết cho sinh viên, đánh giá khả tự tìm hiểu nghiên cứu người Được hướng dẫn, bảo tận tình cô giáo Trần Thị Phương Thảo giúp đỡ bạn lớp em hoàn thành xong tập lớn Tuy nhiên kiến thức cịn hạn chế khơng thể tránh khỏi sai sót mong nhận góp ý bạn để tập em trở nên hoàn thiện hơn.1 MỤC LỤ CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ TRẠM LẠNH TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 Giới thiệu khái quát, tham số trạm lạnh cần thiết k ế 1.2 Đề xuất yêu cầu điều khiển trạm lạnh 1.3 Chọn phương án thiết kế từ yêu cầu điều khiển 1.4 Sơ đồ P&ID hệ thống thiết kế CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TRẠM LẠNH CÓ NHIỀU MÁY NÉN LẠNH 10 2.1 Lựa chọn thiết bị, trang bị cho trạm lạnh 10 2.2 Thiết kế tủ động lực, mạch động lực điều khiển cho trạm lạnh 17 2.2.1 Mạch cấp nguồn cho mạch động lực mạch điều khiển 17 2.2.2 Mạch rơ le trung gian .19 2.2.3 Bố trí tủ điều khiển giám sát 57 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO TRẠM LẠNH 59 3.1 Xây dựng thuật toán điều khiển chương trình điều ển phần mềm PLC .59 3.2 Kết mô 69 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 DANH MỤC HÌNH Ả Hình 1 Cấu trúc điều khiển hệ thống lạnh Hình Sơ đồ P&ID hệ thống lạnh 9Y Hình Rơle áp suất thấp Danfoss KP1 12 Hình Mạch cấp nguồn cho mạch động lực mạch điều khiển 20 Hình Mạch động lực động .22 Hình 12 Mạch rơle trung gian cho aptomat(1/2) 29 Hình 13 Mạch rơle trung gian cho aptomat (2/2) .30 Hình 14 Mạch rơ le trung gian cho rơ le nhiệt cao (1/2) .32 Hình 15 Mạch rơle trung gian cho rơle nhiệt cao(2/2) 33 Hình 19 Mạch rơle trung gian cho cơng tắc tơ (1/2) .40 Hình 20 Mạch rơle trung gian cho công tắc tơ (2/2) .41 Hình 33 Tủ cấp nguồn điều khiển .59 Hình 34 Tủ giám sát động 1,2 59 Hình 35 Tủ giám sát động 3,4 60 Hình Lưu đồ thuật tốn điều khiển nhiệt độ kho lạnh 61 Hình Cấu hình trạm PLC 62 Hình 3 Bảng khai báo biếnXây dựng chương trình điều khiển PLC 63 Hình Chương trình điều khiển (1/10) .64 Hình Chương trình điều khiển (2/10) .65 Hình Chương trình điều khiển (3/10) .65 Hình Chương trình điều khiển (4/10) .66 Hình Chương trình điều khiển (5/10) .66 Hình Chương trình điều khiển (6/10) .67 Hình 10 Chương trình điều khiển (7/10) .67 Hình 11 Chương trình điều khiển (8/10) .68 Hình 12 Chương trình điều khiển (9/10) .69 Hình 13 Chương trình điều khiển (10/10) 70 Hình 14 Thực mơ step7 71 DANH MỤC BẢNG Bảng Thông số rơle Danfoss KP1 13 Bảng 2: Thông số rơle Saginomiya sns-c135x 14 Bảng 3: Thông số rơle Danfoss MP55 17 CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ TRẠM LẠNH TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 Giới thiệu khái quát, tham số trạm lạnh cần thiết kế Trong hệ thống lạnh, máy nén lạnh thiết bị quan trọng nh ất Nó định vấn đề sau: - Năng suất lạnh, suất tiêu hao điện - Tuổi thọ - Độ tin cậy an tồn hệ thống lạnh Do đó, tự động hóa máy nén lạnh đóng vai trị quan tr ọng nh ất đ ối với việc tự động hóa hệ thống lạnh Tự động hóa máy nén l ạnh bao g ồm: - Điều chỉnh tự động suất lạnh - Điều khiển, bảo vệ hệ truyền động điện lai máy nén lạnh - Bảo vệ máy nén khỏi điều kiện làm việc nguy hiểm nh áp suất đầu đẩy cao, áp suất cửa hút thấp, hiệu áp suất dầu bôi trơn thấp, nhiệt độ dầu đẩy cao, nhiệt độ dầu bôi trơn cao thấp, áp suất lưu lượng nước làm mát, nhiệt đ ộ nước làm mát cao - Hệ thống giám sát: thị báo động tình trạng công tác máy nhằm đảm bảo vận hành tự động toàn hệ thống lạnh 1.2 Đề xuất yêu cầu điều khiển trạm lạnh Một hệ thống lạnh có nhiều máy nén lạnh cơng nghiệp hiêu đ ại cần phải thoả mãn yêu cầu sau đây: + Điều chỉnh tự động xuất lạnh + Bảo vệ máy nén khỏi điều kiện làm việc nguy hiểm nh áp suất dầu bôi trơn thấp, áp suất cửa hút thấp + Yêu cầu điện khiển: có thiể điều khiển (tại chỗ, từ xa, ) có th ể giám sát thành phần thiết bị thuộc hệ thống +Yêu cầu đo lường: đảm bảo phải thu thập đầy đủ liệu đo đạc hay quan sát liên quan đến hệ thống +Yêu cầu hiển thị: thơng số hiển thị phải xác, rõ ràng, đ ầy đủ có cố xảy phải kịp thời cảnh báo để nh ận biết kh ắc ph ụ 1.3 Chọn phương án thiết kế từ yêu cầu điều khiển Cấu trúc điều khiển hệ thống lạnh Hình 1 Cấu trúc điều khiển hệ thống lạnh Ta đề xuất phương án thiết kế + Trạm lạnh có máy nén lạnh + Điều khiển kiểu “ON-OFF” thay đổi chu kì đóng cắt máy nén + Các máy nén khởi động tam giác + Điều khiển PLC 1.4 Sơ đồ P&ID hệ thống thiết kế Hình Sơ đồ P&ID hệ thống lạnh Trong đó: PG : Đồng hồ áp suất PT : Thiết bị đo áp suất TT : Thiết bị đo nhiệt độ 10 2.2.5 Bố trí tủ điều khiển giám sát Tủ Đ iê`u Khiển Tủ nguồn động lực điờ`u khiĨn STOP START B¸o ngn 380v ( 1WL ) B¸o nguån 220v ( 2WL ) B¸o nguån 24v ( 3WL ) Cảnh báo đảo pha ( 8WL ) Cấp nguồn cho động cơ1 ( 4WL ) Cấp nguồn cho động cơ2 ( 5WL ) Cấp nguồn cho động cơ3 ( 6WL ) Cấp nguồn cho động cơ4 ( 7WL ) Chọn bơm chủ Loạ i bỏ bơm 1TRL ( 17WL ) Hình 10 Tủ cấp nguồn điều khiển Tủ giám sát động cơ2 Tủ giám sát động cơ1 Đ ộng cơ1 tải ( 9WL ) Đ ộng cơ1 chạ y ( 13WL) 1LOCP (18WL) 1RHP (22WL) Đ ộng cơ2 tải ( 10WL ) Đ ộng cơ2 ch¹ y ( 14WL) 1RLP (26WL) 2LOCP (19WL) Hình 11 Tủ giám sát động 1,2 23 2RHP (23WL) 2RLP (27WL) Tủ giám sát động cơ3 Đ ộng cơ3 tải ( 11WL ) Đ ộng cơ3 chạ y ( 15WL) 3LOCP (20WL) Tủ giám sát động cơ4 3RHP (24WL) Đ ộng cơ4 tải ( 12WL ) Đ ộng cơ4 chạ y ( 16WL) 3RLP (28WL) 4LOCP (21WL) Hình 12 Tủ giám sát động 3,4 24 4RHP (25WL) 4RLP (29WL) CHƯƠNG XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO TRẠM LẠNH 3.1 Xây dựng thuật toán điều khiển chương trình điều khiển phần mềm PLC Hình Lưu đồ thuật tốn điều khiển nhiệt độ kho lạnh - Các tín hiệu vào PLC Đầu tiên ta thiết lập trạm PLC S7-300, khai báo cấu hình cho tr ạm : 25 Hình Cấu hình trạm PLC Trạm gồm có: Slot 1: Module nguồn, chọn nguồn nuôi PS 307 10A Slot 2: Module CPU 312 Slot 4: Module đầu vào số DI16/DO16 Ta khai báo tên biến: 26 Hình 3 Bảng khai báo biếnXây dựng chương trình điều khiển PLC - Chương trình điều khiển 27 Hình Chương trình điều khiển (1/10) 28 Hình Chương trình điều khiển (2/10) Hình Chương trình điều khiển (3/10) 29 Hình Chương trình điều khiển (4/10) Hình Chương trình điều khiển (5/10) 30 Hình Chương trình điều khiển (6/10) Hình 10 Chương trình điều khiển (7/10) 31 Hình 11 Chương trình điều khiển (8/10) 32 Hình 12 Chương trình điều khiển (9/10) 33 Hình 13 Chương trình điều khiển (10/10) 34 3.2 Kết mô Thực mô phần mên STEP Hình 14 Thực mơ step7 Thực việc mô việc ấn nút START, STOP, chọn SWITCH có cố tải động lai máy nén, b ảo v ệ áp suất dần bôi trơn, bảo vệ áp suất đầu đẩy cao, bảo vệ áp suất đầu hút thấp 35 KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian thực đồ án môn học, v ới s ự c ố g ắng thân giúp đỡ bạn đến em hồn thành đ ề tài “Thiết kế điều khiển cho trạm lạnh có nhiều máy nén l ạnh” Trong đ ề tài mình, em thực thực yêu cầu sau: - Tìm hiểu hệ thống điều khiển trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh - Lựa chọn thiết bị điều khiển cho trạm - Thiết kế vẽ mạch động lực, mạch đèn báo giám sát, mạch role trung gian, mạch PLC - Ứng dụng PLC lập trình điều khiển hệ thống Hải phòng, ngày tháng 12 năm 2021 Sinh viên thực 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Hồng Xn Bình “Trang bị điện – điện tử máy công nghiệp dùng chung” – Nhà suất 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 ... thống thiết kế CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TRẠM LẠNH CÓ NHIỀU MÁY NÉN LẠNH 10 2.1 Lựa chọn thiết bị, trang bị cho trạm lạnh 10 2.2 Thiết kế tủ động lực, mạch động lực điều. .. xuất phương án thiết kế + Trạm lạnh có máy nén lạnh + Điều khiển kiểu “ON-OFF” thay đổi chu kì đóng cắt máy nén + Các máy nén khởi động tam giác + Điều khiển PLC 1.4 Sơ đồ P&ID hệ thống thiết kế. .. mình, em thực thực yêu cầu sau: - Tìm hiểu hệ thống điều khiển trạm lạnh có nhiều máy nén lạnh - Lựa chọn thiết bị điều khiển cho trạm - Thiết kế vẽ mạch động lực, mạch đèn báo giám sát, mạch role