Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 47 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
47
Dung lượng
1,63 MB
Nội dung
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG Mục lục trang Lời giới thiệu 3 Chương 1: Tổng quan vềmáynénkhí 1.1. Giới thiệu vềmáynénkhí 4 1.2. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máynénkhí 5 1.2.1. Máynén pittong 5 1.2.2. Máynén roto cánh trượt 7 1.2.3. Máynén trục vít 8 1.2.4. Máynén ly tâm 9 1.2.5. Máynén hướng trục 11 Chương 2 : Thiếtkế hệ thốngđiềukhiểnhệ truyền động điện chotrạmkhínéncónhiềumáynénkhí 2.1. Yêu cầu cơ bản về truyền động điện và trang bị điện chomáynén 13 2.1.1. Cơ sở tính toán hệ truyền động điện máynénkhí 13 2.1.2. Yêu cầu về trang bị điện – điện tử điềukhiểnmáynén 14 và hệthốngkhínén 2.2. Các cảm biến và bảo vệ an toàn trong hệthốngmáynénkhí 15 2.2.1. Cầu chì 15 2.2.2. Role nhiệt 16 2.2.3. Áptômát 17 2.2.4. Thermistor bảo vệ động cơ 18 2.2.5. Rơle hiệu áp dầu 19 2.2.6. Rơle áp suất cao và thấp 20 1 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG 2.2.7. Bảo vệ nhiệt độ đầu đẩy 21 2.3. Lựa chọn cấu hình trạmnénkhí 21 2.4. Sơ đồ động lực và điềukhiểnhệthống 23 Chương 3: Chươngtrìnhđiềukhiển 3.1. Cấu hình trạm PLC 30 3.2. Liệt kê các đầu vào ra 31 3.3. Lưu đồ thuật toán 34 3.3.1. Lưu đồ thuật toán điềukhiển toàn bộ trạmkhínén 34 3.3.2. Lưu đồ thuật toán chọn máy chủ 35 3.3.3. Các bước chuẩn bị khởi động máynénkhí 36 3.3.4. Các bước khởi động máynénkhí 37 3.3.5. Điều chỉnh tự động máynénkhí 38 3.4. Chươngtrình 39 Kết luận 46 Tài liệu tham khảo 47 2 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG Lời giới thiệu Ứng dụng khínén đã có từ thời trước Công Nguyên, tuy nhiên sự phát triển của khoa học khĩ thuật thời đó không đồng bộ, nhất là sự kết hợp các kiến thức vềcơ học, vật lý, vật liệu… cồn thiếu, chonên phạm vi ứng dụng của khínén còn rât hạn chế. Mãi đến thế kỷ thứ 19 các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khínén lần lượt được phát minh. Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượn điện , vai trò sự dụng năng lượng bằn khínén bị giảm dần. Tuy nhiên, việc sử dụng năng lượng bằng khínén vãn đóng một vai trò cốt yếu trong một số lĩnh vực mà sử dụng điện không an toàn, không hiệu quả kinh tế. Khínén được sử dụng ở một số các dụng cụ nhỏ nhưng có yêu cầu về tốc độ cao và ó năng lượng lớn như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh …. nhất là các dụng cụ đồ gá kệp chặt trong các máy. Sau chiến tranh thế giới thứ 2, việc sử dụng khínén ngày càng phát triển mạnh mẽ. những dụng cụ, thiết bị, phần tử khínén mới được sáng chế và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự kết hợp khínén với điện – điện tử sẽ quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điềukhiển trong tương lai. Vì nhưng ưu điểm của khínén như là có độ nhớt động học cao nên việc truyền tải đi xa trong các đường ông có hiệu suât cao tổn thất it, hơn nữa việc sử dụng khínén là rất an toàn trong việc phòng tránh cháy nổ. Và hơn nữa việc sử dụng khínén là rất sạch không gây ô nhiễm môi trường, chi phí cho việc sử dụng khínén là thấp…. Chính vì những ưu điểm đó của khínén mà hiện nay ứng dụng của nó trong một số ngành công nghiệp tỏ ra rất là hiệu quả và đạt được lợi nhuận về khinh tế cao. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀMÁYNÉNKHÍ 3 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG 1.1. Giới thiệu tổng quan vềmáynénkhíKhínéncónhiều công dụng: là nguyên liệu sản xuất ( trong công nghiệp hóa học ), là tác nhân mang năng lượng ( khuấy trộn tạo phản ứng ), là tác nhân mang tín hiệu điềukhiển ( trong kỹ thuật tự động bằng khínén ), là nguồn động lực , cấp hơi cho kích, tua bin… Để tạo ra các nguồn khínén này ta phải cần cómáynénkhí. Nhiệm vụ chủ yếu của máynénkhí là tạo ra áp suất cho một nguồn khí nào đó trong bình chứa hay còn gọi là bình tích. Sáu đó nhờ áp suất lớn trong bình khí sẽ được truyền đi để cấp cho một quá trình công nghệ nào đó( và ở đây ta chủ yếu xét đến máynén không khí ). Máynéncó thể được phân loại như sau [ tr 139,2]: a) Máynén làm việc theo nguyên lý thể tích gồm có: máynén pittông, máynén roto cánh trượt, máynén trục vít v.v…; b) Máynén ly tâm ; c) Máynén làm việc theo nguyên lý cánh nâng; d) Máynén tuy e; e) Máynén một hoặc nhiều cấp; f) Theo đối tượng nén: máynén không khí , máynénkhíCO 2 , máynén hơi NH 3 , máynén hơi phreon v.v…; g) Theo đặc điểm cáu tạo: máynén kín, nửa kín và nửa hở ( đối với động cơ ) 1.2. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của một số loại máynénkhí 4 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG 1.2.1. Máynén pittong a. Cấu tạo Kết cấu cụ thể của các máynén pittong là rất đa dạng, tuy vậy từng máy đều có các bộ phận chính chu yếu sau: Thân máy, trục khủy hay lệch tâm, xi lanh, pittong, biên, con trượt, ắc pittong, các van hút và van đẩy, hệthông bơm dầu bôi trơn, hệthống làm mát máy, các đồng hồ đo áp lực dầu, áp lực mỗi cấp nén, hộp đệm kín cho cán pittong và đầu trục ra của máynén phía nhận truyền truyền động từ động cơ, các van chặn ở cửa hút, đẩy, van trên đường nối tắt, van an toàn, bảng điều khiển…[2] Máynén kiểu pittong được chia ra làm hai loại: + Máynén một cấp + Máynénnhiều cấp Sau đây là cấu tạo đơn giản của máynén pittong một cấp Hình 1.2.1 : Cấu tạo của máynén pittong 1 – Pittong , 2 – Xilanh , 3 – Con đẩy , 4 – Con trượt , 5 – Thanh truyền 6 – Tay quay , 7 – Van nap , 8 - Van xả b. Nguyên lý hoạt động 5 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG Hình 1.2.2 : Nguyên lý hoạt động của máynén pittong – một cấp Máynénkhí pittong một cấp ở kì nạp, chân không được tạo lập phía trên pittong, do đó không khí được đẩy vào buồng nén không qua van nạp. Van này mở tự động do sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề mặt pittong. Khi pittong đi xuống tới “ điểm chết dưới ” và bắt đầu đi lên, không khí đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới nên van nạp đóng lại và quá trìnhnénkhí bắt đầu xảy ra. Khi áp suất trong buồng nén tăng tới một mức nào đó sẽ làm cho van thoát mở ra, khínén sẽ thoát qua van thoát để đi vào hệthốngkhí nén. Cả hai van nạp và thoát thường có lò xo và cả 2 van đóng mở tự động do sự thôngkhí sự chênh lệch áp suất ở phía của mỗi van. Sau khi pittong lên đến “ điểm chết trên ” và bắt đầu đi xuống trở lại, van thoát đóng và một chu trìnhnénkhí mơi bắt đầu. Máynénkhí kiểu piston một cấp có thể hút được lượng đến 10m/phút và áp suất nén được 6 bar, có thể trong một số trường hợp áp suất nén đến 10 bar. Máynénkhí kiểu piston 2 cấp có thể nén đến áp suất 15 bar. Loại máynénkhí kiểu piston 3,4 cấp có thể nén áp suất đến 250 bar. 6 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG Hình 1.2.3 : Nguyên lý và cấu tạo của máynén pittong 3 cấp Loại máynénkhí một cấp và hai cấp thích hợp hệthốngđiềukhiển bằng khínén trong công nghiệp. 1.2.2. Máynén roto cánh trượt a. Cấu tạo Máynén rôt cánh trượt cũng làm việc theo nguyên lý thể tích. Cấu tạo và hoạt động của nó được thể hiện ở hình 1.2.4. Trong đó 1 cánh trượt, trượt trên roto và stato. Roto 3 được đặt lệch tâm một khoảng e nào đó vì vậy khi roto quay sẽ làm thay đổi thể tích khí từ đầu vào đến đầu ra. 7 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG Hình 1.2.4 : Cấu tạo máynénkhí roto cánh trượt b. Nguyên lý hoạt động Từ hình 1.2.4 ta thấy, khi roto 1 đặt lệch tâm với stato 2 một khoảng là e quay theo chiều kim đồng hồ thì các cánh 4 sẽ luôn tỳ cạnh ngoài vào thành trong của stato 2. Dung tích khoảng 3 chứa đầy khí ( hoặc hơi ) vừa hoàn thành quá trình hút sẽ bắt đầu quá trìnhnéncho tới khi cánh phía trước đến cửa đẩy.Quá trình đẩy hết khínén ra khỏi khoang 3 khi cánh 4 đến cửa đẩy. Phía sau cánh 4 lại có dung tích khí tiếp theo.[2,6] Năng suất của máynén phụ thuộc vào kích thước của roto, stato và số vòng quay của roto. 1.2.3. Máynén trục vít a. Cấu tạo Máynén trục vít cũng làm việc theo nguyên lý thể tích. Cấu tạo và hoạt động của nó được thể hiện ở hình 1.2.5. Nó gồm hai trục vít nhiều mối răng ăn khớp và quay ngược chiều nhau. Một trục dẫn, nhận truyền động từ động cơ, và truyền cho trục bị dẫn qua cặp bánh răng nghiêng. 8 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG Hình 1.2.5: Cấu tạo máynén trục vít b. Nguyên lý hoạt động Khi các trục vít quay nhanh, không khí được hút vào bên trong vỏ thông qua cửa nạp và đi vào buồng khí ở giữa các trục vít và ở đó không khí được nén giữa các răng khi buồn khí nhỏ lại, sao đó khínén đi tới cửa thoát. Cả cửa nạp và cửa thoát sẽ được đóng hoặc được mở tự động khi các trục vít quay hoặc không che các cửa. Ở cửa thoát của máynénkhícó lắp một van một chiều để ngăn các trục vít tự quay khi quá trìnhnén đã ngừng. Máynénkhí trục vít cónhiều tính chất giống với máynénkhí cánh gạt, chẳng hạn như sự ổn định và không dao động trong khí thoát, ít rung động và tiếng ồn nhỏ. Đạt hiệu suất cao nhất khi hoạt động gần đầy tải. Lưu lượng từ 1,4m/phút và có thể lên tới 60m/phút 1.2.4. Máynén ly tâm a. Cấu tạo - Vỏ máy: Vỏ máy là chi tiết có cấu tạo phức tạp, có khối lượng lớn, là giá đỡ cho các chi tiết khác. Trong vỏ máycó các ổ trục để đỡ các trục máy, có các áo nước để dẫn nước làm mát, có các khoang để dẫn khí. Vỏ máy được chế tạo thành 2 nửa để thuận tiện cho việc tháo lắp, tuy nhiên cũng 9 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG có loại vỏ máy được chế tạo liền khối. Vỏ máy thường được chế tạo bằng gang xám hay bằng gang hợp kim.[6] Hình 1.2.6: Cấu tạo vỏ máy và trục máynén ly tâm - Trục máynén ly tâm: Trục để lắp các bánh công tác lên đó nhận truyền động từ động cơ dẫn động, quay với vận tốc cao để thực hiện quá trìnhnénkhí. Trục máy được lắp vào các các ổ đỡ trên vỏ máy. Trục máy được chế tạo bằng thép hợp kim.[6] - Bánh công tác: Bánh công tác được lắp trên trục máy quay theo trục máy để làm biến đổi động năng chất khí, thực hiện quá trìnhnén khí, trên bánh công tác có các bánh cong. Có 3 loại bánh công tác, bánh công tác hở, bánh công tác nửa hở, bánh công tác kín.[6] Hình 1.2.7: Cấu tạo bánh công tác của máynén ly tâm - Cánh định hướng (hay vách ngăn hay cánh tĩnh- diffuser): Là một tấm kim loại đặt sát với bánh công tác, đóng vai trò dẫn hướng dòng khí đi từ cửa xả của cấp nén này tới cửa nạp của cấp nénkế tiếp, cánh định hướng 10 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 [...]... khínén đến cánh động tiếp theo Quá trình cứ tiếp diễn như vậy cho tới khi đến cánh động và tĩnh cuối cùng 12 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG CHƯƠNG 2 : THIẾTKẾ HỆ THỐNGĐIỀUKHIỂNHỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHOTRẠMKHÍNÉNCÓNHIỀUMÁYNÉNKHÍ 2.1 Yêu cầu cơ bản về truyền động điện và trang bị điện chomáynén 2.1.1 Cơ sở tính toán hệ. .. ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG 3.3 Lưu đồ thuật toán 3.3.1 Lưu đồ thuật toán điềukhiển toàn bộ trạmkhínén Bắt đầu Chọn máy chủ Chuẩn bị khởi động máynénkhí Báo động và không cho hệ thống hoạt động Khởi động máynénkhí Dừng sự cốĐiều chỉnh tự động trạmkhínén Dừng sự cố Dừng máynénkhí Kết thúc 33 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP... khiển của tramkhínéncó thể đặt trực tiếp từ màn hình OP7 hay máy tính điềukhiển trung tâm hoặc được điềukhiển - trực tiếp bằng tay từ các đầu vào của PLC I0.0 :Tín hiệu vào cho phép điềukhiển bằng tay ( B0 ) I0.1 :Tín hiệu cho phép động cơ lai máynénkhí 1 hoạt động(B1) I0.2 :Tín hiệu cho phép động cơ lai máynénkhí 2 hoạt động(B2) I0.3 :Tín hiệu cho phép động cơ lai máynénkhí 3 hoạt động(B3)... hoạt động của máynén - Đo nhiệt độ đầu ra và áp suất công chất làm mát đầu và máynén dùng để giám sát sự hoạt động của máynén 2.2 Các cảm biến và bảo vệ an toàn trong hệ thống máy nénkhí Trong các hệthống máy nénkhícó thể phân loại hai loại thiết bị bảo vệ là các thiết bị bảo vệ động cơ và các thiết bị bảo vệmáynén Các thiết bị bảo vệ động cơ gồm: bộ bảo vệ ngắn mạch, role nhiệt bảo vệ quá tải... gian R6 Q8.7 : Điềukhiển đóng mở role trung gian R7 Q9.0 : Điềukhiển đóng mở role trung gian R8 Q9.1 : Điềukhiển đóng mở role trung gian R9 Q9.2 : Điềukhiển đóng mở role trung gian R10 Q9.3 : Điềukhiển đóng mở role trung gian R11 Q9.4 : Điềukhiển đóng mở role trung gian R12 Q9.5 : Điềukhiển đóng mở van V1 Q9.6 : Điềukhiển đóng mở van V2 Q9.7 : Điềukhiển đóng mở van V3 Q10.0 : Điềukhiển đóng mở... toán điềukhiển toan bộ trạmkhínén 3.3.2 Lưu đồ thuật toán chọn máy chủ Bắt đầu Chọn máy số 1 Máy chủ = 1 Chọn máy số 2 Máy chủ = 2 Chọn máy số 3 Máy chủ = 3 Báo lỗi Kết thúc 34 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG Hình 3.3.2: Lưu đồ thuật toán chọn máy chủ 3.3.3 Các bước chuẩn bị khởi động máynénkhí Bắt đầu Chuẩn bị khởi động máy nén. .. chế nên ở đồ án này em xin dừng ở một trạmkhínéncó 3 máynénkhíThông số của các máynénkhícho ở bảng 2.2 sau: 21 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG Bảng 2.2: Thông số máynénkhí Tên máy HTA-08-VT Quy cách Đơn vị Thông số Đường kính và số lượng xi lanh mm 51x2 Hành trìnhnén mm 114 Tốc độ đầu máy RPM 450 Lít/phút 1424 CFM 50.2 Kg/cm2G... chuẩn bị khởi động máynénkhí 3.3.4 Các bước khởi động máynénkhí Bắt đầu Quá trình khởi động máynénkhí Khởi động động cơ Quá trình khởi động thành công Đ Mở van khínén trên đường ống đẩy và hút Mở van tiết lưu trên đường ống hút Khiểm tra sự cố S Dừng nếu có sự cố xảy ra n=n+1 S n=3 Đ Dừng quá trình khởi động và báo động Kết thúc Hình 3.3.4: Lưu đồ thuật toán khởi động máynénkhí 36 Sinh viên:... vào động cơ khoảng 0.64Uđm Đối với các máynén xung ( máynén pittong ) thì hệ truyền động của nó thường là hệ truyền động có bánh đà Tính động cơ truyền động chomáynéncó thể áp dụng công thức sau[tr 165,5]: Trong đó : Q – năng suất máynén [ m3/phút ] – hiệu suất máynén ( 0,5 ÷ 0.8 ) 13 Sinh viên: Nguyễn Trung Tuấn Lớp : ĐTĐ47-ĐH1 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG – hiệu suất... vào áp suất cần có của khí sau khinén Ta có thể nhìn vào hình 1.2.8 để minh họa chomáynén ly tâm có 4 cấp Giả sử ta đi theo hướng từ của hút khí vào ta thấy dựa vào cấu tạo của bánh công tác, không khí được hút vào sau đó không khí được nén đưa đến bộ khuếch tán rồi tiếp theo đến ống dẫn hướng đến bánh công tác tiếp theo Quá trình này cứ diễn ra cho tới khi tới cấp cuối cùng 1.2.5 Máynén hướng trục . MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO TRẠM KHÍ NÉN CÓ NHIỀU MÁY NÉN KHÍ 2.1. Yêu cầu cơ bản về truyền động điện và trang bị điện cho máy nén 2.1.1 nén pittong 5 1.2.2. Máy nén roto cánh trượt 7 1.2.3. Máy nén trục vít 8 1.2.4. Máy nén ly tâm 9 1.2.5. Máy nén hướng trục 11 Chương 2 : Thiết kế hệ thống điều khiển hệ truyền động điện cho trạm. tích gồm có: máy nén pittông, máy nén roto cánh trượt, máy nén trục vít v.v…; b) Máy nén ly tâm ; c) Máy nén làm việc theo nguyên lý cánh nâng; d) Máy nén tuy e; e) Máy nén một hoặc nhiều cấp; f)