thiết kế mạch điều khiển động cơ bơm nước tự động lên bồn trạm cấp nước sinh hoạt
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn: - Trường Đại Học Trà Vinh đã tạo cơ hội cho em làm đồ án. - Khoa kỹ thuật và công nghệ đã tạo điều kiện cho em làm tốt đồ án về thiết bị, cũng như kiến thức và tài liệu tham khảo. - Tất cả các thầy cô trong bộ môn Điện – Điện lạnh đặc biệt là Thầy Mã Học Nhân đã tận tình hướng dẫn,cũng như hỗ trợ kiến thức và lời khuyên thiết thực trong suốt quá trình em thực hiện đồ án. - Toàn thể tất cả các bạn trong lớp CA11KD đã giúp đỡ em tận tình trong việc tìm kiếm tài liệu và cũng như hổ trợ kiến thức cho em. Một lần nữa em xin gửi tới thầy hướng dẫn cùng toàn thể thầy cô trong bộ môn lời cảm ơn chân thành nhất. . 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 NHẬN XÉT 2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 LỜI NÓI ĐẦU 3 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển nên việc ứng dụng thành tựu của khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất từ lâu đã không còn xa lạ với con người.Chính vì thế trong công nghiệp, tự động điều khiển đóng một vai trò rất quan trọng nó nâng dần tính hiện đại hóa của công nghiệp đẩy nền công nghiệp từ thô sơ lên một nền đại công nghiệp mà đỉnh cao của nó là tự động hoá một cách hoàn toàn. Nhờ việc ứng dụng công nghệ tự động trong công nghiệp mà sức lao động của con người giảm đi rất nhiều nhờ đó mà năng suất lao động được tăng lên gấp bội, con người ít phải quan tâm đến những vấn đề phụ như là: nhấn nút, bật công tắc…và một người có thể làm công việc của nhiều người. Sau hơn hai năm học tập ngành kỹ thuật điện tại trường Đại học Trà Vinh. Được sự dạy dỗ và chỉ bảo tận tình của thầy cô trong bộ môn Điện – Điện lạnh và nhất là khi được học môn trang bị điện do thầy Mã học Nhân giảng dạy em thấy được đây là một môn học có nhiều ứng dụng vào thực tế.Nên khi thực hiện đồ án môn học 1, em quyết định chọn đề tài: “Thiết kế mạch điều khiển động cơ bơm nước tự động lên bồn Trạm cấp nước sinh hoạt”. Trong quá trình làm đồ án, với kiến thức còn hạn chế, nên bản đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót.vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý bổ sung của thầy,cô để bản đồ án được hoàn thiện hơn. Trà Vinh,tháng 12 năm 2013 Sinh Viên 4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 MỤC LỤC Trang tựa Trang 1.3 Đặc vấn đề 10 1.4 Mục tiêu của đề tài 10 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11 5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH 1.3 Đặc vấn đề 10 1.4 Mục tiêu của đề tài 10 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11 6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu về đề tài 1.1.1 Vai trò của nước đối với con người trong nền kinh tế quốc dân Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu được trong đời sống con người. Trong quá trình hình thành sự sống trên Trái đất thì nước và môi trường nước đóng vai trò quan trọng. Nước tham gia vào vai trò tái sinh thế giới hữu cơ ( tham gia quá trình quang hợp). Trong quá trình trao đổi chất nước đóng vai trò trung tâm. Những phản ứng lý hóa học diễn ra với sự tham gia bắt buộc của nước. Nước là dung môi của nhiều chất và đóng vai trò dẫn đường cho các muối đi vào cơ thể. Trong khu dân cư, nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt, nâng cao đời sống tinh thần cho dân ( một ngôi nhà hiện đại không có nước khác nào một cơ thể không có máu). Nước đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong sản xuất công nghiệp. Đối với cây trồng nước là nhu cầu thiết yếu, đồng thời còn có vai trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất… 1.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển ngành kỹ thuật cấp nước trên thế giới và Việt Nam Theo lịch sử ghi nhận hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện sớm nhất tại La Mã vào năm 800 TCN. Điển hình là công trình dẫn nước vào thành phố bằng kênh tự chảy, trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo đường ống dẫn nước đến các nhà quyền quí và bể chứa công cộng cho người dân sử dụng. 300 năm TCN đã biết khai thác nước ngầm bằng cách đào giếng. Người Babilon có phương pháp nâng nước lên độ cao khá lớn bằng ròng rọc, guồng nước. Thế kỷ thứ XIII, các thành phố ở châu Âu đã có hệ thống cấp nước. Thời đó chưa có các loại hóa chất phục vụ cho việc 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 keo tụ xử lý nước mặt, người ta phải xây dựng các bể lắng có kích thước rất lớn (gần như lắng tĩnh) mới lắng được các hạt cặn bé. Do đó công trình xử lý rất cồng kềnh, chiếm diện tích và kinh phí xây dựng lớn. 1600 việc dùng phèn nhôm để keo tụ nước được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha phổ biến tại Trung Quốc. 1800 các thành phố ở châu Âu, châu Mỹ đã có hệ thống cấp nước khá đầy đủ thành phần như công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới … 1810 hệ thống lọc nước cho thành phố được xây dựng tại Paisay- Scotlen. 1908 việc khử trùng nước uống với qui mô lớn tại Niagara Falls, phía Tây nam New york. Thế kỷ XX kỹ thuật cấp nước ngày càng đạt tới tình độ cao và còn tiếp tục phát triển, các loại thiết bị cấp nước ngày càng đa dạng phong phú và hoàn thiện. Thiết bị dùng nước trong nhà luôn được cải tiến để phù hợp và thuận tiện cho người sử dụng.Kỹ thuật điện tử và tự động hóa cũng được sử dụng rộng rãi trong cấp thoát nước.Có thể nói kỹ thuật cấp nước đã đạt đến trình độ rất cao về công nghệ xử lý, máy móc trang bị thiết bị và hệ thống cơ giới hóa, tự động hóa trong vận hành, quản lý. Ở Việt Nam, hệ thống cấp nước đô thị được bắt đầu bằng khoan giếng mạch nông tại Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh (Sài Gòn) cũ vào năm 1894. Nhiều đô thị khác như Hải Phòng, Đà Nẵng…hệ thống cấp nước đã xuất hiện, khai thác cả nước ngầm và nước mặt. Hiện nay hầu hết các khu đô thị đã có hệ thống cấp nước.Nhiều trạm cấp nước đã áp dụng công nghệ tiên tiến của các nước phát triển như Pháp, Phần Lan, Australia… Những trạm cấp nước cho các thành phố lớn đã áp dụng công nghệ tiên tiến và tự động hóa. Hiện nay Đảng và nhà nước đang quan tâm đến vấn đề cấp nước cho nông thôn, đòi hỏi các chuyên gia trong lĩnh vực cấp nước cần phải đóng góp sức mình và sáng tạo nhiều hơn để đáp ứng yêu cầu thực tế. 8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 1.2 Khái niệm chung về hệ thống cấp nước 1.2.1 Các thành phần cơ bản của hệ thống cấp nước và chức năng từng công trình Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của công trình cấp nước. Ký hiệu và chức năng từng công trình. 1- Công trình thu nước: dùng để thu nước từ nguồn. 2- Trạm bơm cấp1: dùng để bơm nước từ công trình thu lên các công trình xử lý (trạm xử lý). 3- Trạm xử lý: dùng để làm sạch nước theo yêu cầu của đối tượng sử dụng nước. 4- Các bể chứa nước sạch: dùng để chứa nước đã làm sạch, dự trữ nước chữa cháy và điều hòa áp lực giữa xử lý (trạm bơm 1) và trạm bơm 2. 5- Trạm bơm 2: dùng để bơm nước từ bể chứa nước sạch lên đài hoặc vào mạng phân phối cung cấp cho các đối tượng sự dụng. 6- Đài nước: dùng để dự trữ nước, điều hòa áp lực cho mạng giữa các giờ dùng nước khác nhau. 7- Các đường ống chuyển tải: dùng để vận chuyển nước từ trạm bơm cấp 2 đến 9 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 điểm đầu tiên của mạng lưới phân phối nước. 8- Mạng lưới phân phối nước: dùng để vận chuyển và phân phối nước trực tiếp đến các đối tượng phân phối nước. 1.3 Đặc vấn đề Ngày nay, tình trạng thiếu nước sạch sinh hoạt vẫn diễn ra trầm trọng.Đặc biệt nhất là ở những nơi như: khu vực nông thôn, vùng biên giới, hải đảo… ở đó người dân vẫn chưa tiếp cận được với nguồn nước sạch.Họ vẫn đang sử dụng những nguồn nước bị ô nhiễm từ sông ,hồ hoặc suối.Mặc dù họ vẫn đang khát khao có được một nguồn nước sạch để sử dụng. Do đó nhu cầu đặt ra là cần phải xây dựng một trạm cấp nước sinh hoạt để cung cấp nước cho người dân. Tuy nhiên do hoàn cảnh của người dân ở khu vực này vẫn còn khó khăn cho nên nếu xây dựng một trạm cấp nước với quy mô lớn và hiện đại như ở các khu đô thị và thành phố lớn thì sẽ cần một nguồn kinh phí rất lớn,kéo theo là giá thành bán nước cho người dân sẽ ở mức cao, làm cho họ sẽ cảm thấy e ngại và lo lắng về chi phí trong việc sử dụng nước.Chính vì lý do đó, và đồng thời cũng muốn kiểm chứng những kiến thức đã được học tại nhà trường vào công việc thực tế,cũng cố những kiến thức chuyên ngành liên quan từ đó em đã quyết định chọn đề tài: “Thiết kế mạch điều khiển bơm nước tự động lên bồn cho Trạm cấp nước sinh hoạt”. Đề tài này được thực hiện chủ yếu là giảm được chi phí xây dựng cho một trạm cấp nước ở khu vực nông thôn, bởi vì trong đề tài này em cố gắng tìm kiếm và sử dụng những thiết bị ở mức chi phí thấp nhưng vẫn có công dụng không khác gì so với những thiết bị hiện đại,để từ đó có thể góp phần giảm được một phần chi phí tốn kém trong việc xây dựng một Trạm cấp nước. 1.4 Mục tiêu của đề tài - Tìm hiểu và nghiên cứu về các thiết bị liên quan đến ngành cấp thoát nước. - Giúp tiết kiệm một phần chi phí cho người dân khi sử dụng nước sạch sinh hoạt. - Rèn luyện khả năng tìm kiếm tài liệu cũng như việc bản thân tự nghiên cứu cho sinh viên - Rèn luyện kỹ năng thiết kế mạch cho bản thân. 10 [...]... đó em chỉ sử dụng hai động cơ bơm nước chính và một động cơ bơm nước dự phòng.Khi có sự cố xảy ra,ở một trong hai động cơ bơm chính thì động cơ bơm dự phòng sẽ hoạt động, tất cả các động cơ sử dụng trong mạch này đều là ba pha 11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Động cơ bơm nước 2.1.1 Khái niệm Máy bơm nước là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên ngoài ( cơ năng, điện năng, thủy... RUN2 RLN2(NO) SC2 TM2 TM1 RLN3(NC) K3 TM2 SO Ð? M? CH BOM NU? C T? Ð? NG Hình 3.2 Mạch điều khiển bơm nước tự động Chú thích: CB: Aptomat tổng bảo vệ mạch điều khiển S: Công tắc 3 chấu NOMAL: chế độ điều khiển bằng tay AUTO: chế độ điều khiển tự động ON: nút nhấn khởi động mạch điều khiển OFF: nút nhấn tắt mạch điều khiển RLN1, RLN2, RLN3(NC): các tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt 1,2 và 3 RLN1,... dùng bơm nước giếng và giếng mỏ Bơm khí ép: Loại bơm này nhờ tạo hỗn hợp khí và nước có trọng lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước để dâng nước cần bơm lên cao Loại bơm này thường dùng để hút nước bẩn hoặc nước giếng Bơm nước va ( bơm Taran ): Lợi dụng hiện tượng nước va thủy lực để đưa nước lên cao Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dùng cấp nưóc cho vùng nông thôn miền núi - Bơm. .. của các loại thiết bị điện công nghiệp, đồng thời áp dụng các kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn em đã thiết kế được mạch bơm nước tự động lên bồn chứa nước cho Trạm cấp nước sinh hoạt theo đúng yêu cầu của mình đề ra,do thời gian có hạn cũng như kiến thức của bản thân còn hạn chế nên trong đồ án này em chỉ giới hạn thiết kế mạch với quy mô của một trạm cấp nước nhỏ,trong... điều khiển ON thì cuộn dây của contactor K1 được cấp điện hút tiếp điểm K1 đóng lại làm động cơ 1 hoạt động, đèn báo RUN1 sẽ sáng báo là động cơ 1 đang hoạt động bình thường, rơle thời gian TM cũng bắt đầu hoạt động, sau 10s tiếp điểm thường hở TM đóng lại,làm cuộn dây của contactor K2 hút tiếp điểm K2 đóng lại, cấp nguồn cho động cơ 2 hoạt động, khi đó đèn báo RUN2 sáng báo động cơ 2 đang hoạt động. .. khi bồn đầy nước, phao trong bồn nổi lên, tiếp điểm mở, máy bơm ngừng hoạt động + Khi bể chứa hết nước: Khi công tắc S đang bật ở chế độ AUTO nghĩa là đang ở chế độ điều khiển tự động, lúc này nếu nước ở dưới bể chứa hết thì tiếp điểm của công tắc phao CTP2 sẽ hở ra, Mạch điện cấp nguồn cho máy bơm bị ngắt Lúc này máy bơm sẽ không hoạt động cho dù bồn hết nước 3.3 Mạch động lực L1 L2 L3 CB K1 RLN1... bơm ngừng hoạt động 2 Khi bể chứa hết nước: Khi cạn nước, phao sẽ hạ dần xuống và viên bi lăn ra khỏi công tắc làm 2 tiếp điểm bị đứt quãng lúc này nguồn điện được cấp đến cuộn điều khiển của khởi động từ sẽ bị ngắt Tiếp điểm thường đóng của khởi động từ được mở ra Mạch điện cấp nguồn cho máy bơm bị ngắt Lúc này máy bơm sẽ không hoạt động cho dù bồn hết nước 31 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 3.2 Mạch điều khiển N S... sơ đồ mạch điện 28 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 a b c d Tiếp điểm Cuộn dây Tiếp điểm Thường mở đóng chậm Thường đóng mở chậm Tiếp điểm kép (thường đóng mở chậm, thường mở đóng chậm) Hình 2.15 Ký hiệu của rơle thời gian trong sơ đồ mạch điện 29 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 Chương 3: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG 3.1 Sơ đồ nguyên lý Hình 3.1 sơ đồ nguyên lý của mạch điều khiển bơm nước tự động Nguyên lý hoạt động: ... độ điều khiển tự động + khi bể chứa đầy nước: Khi công tắc S đang bật ở chế độ AUTO nghĩa là đang ở chế độ điều khiển tự động, lúc này nếu nước ở bể chứa đầy thì tiếp điểm của công tắc phao CTP1 sẽ đóng lại, đồng thời khi trên bồn chứa hết nước thì tiếp điểm của công tắc phao CTP2 cũng 33 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 đóng lại,khi đó mạch điện được khép kín từ CB đến máy bơm làm máy bơm hoạt động Đến khi bồn đầy nước, ... đầy nước: Khi nước đầy, phao ở dưới bể được dựng đứng lên, bi trong phao sẽ nén công tắc nằm ở dưới phao làm cho 2 tiếp điểm thông nhau, làm cho tiếp điểm thường mở của khởi động từ đóng lại Nếu bồn chứa phía trên hết nước, phao trong bồn trụt xuống, đóng tiếp điểm, mạch điện được khép kín từ CB cấp nguồn đến máy bơm Máy bơm hoạt động Đến khi bồn đầy nước, phao trong bồn nổi lên, tiếp điểm mở, máy bơm . chọn đề tài: Thiết kế mạch điều khiển bơm nước tự động lên bồn cho Trạm cấp nước sinh hoạt . Đề tài này được thực hiện chủ yếu là giảm được chi phí xây dựng cho một trạm cấp nước ở khu vực. hai động cơ bơm nước chính và một động cơ bơm nước dự phòng.Khi có sự cố xảy ra,ở một trong hai động cơ bơm chính thì động cơ bơm dự phòng sẽ hoạt động, tất cả các động cơ sử dụng trong mạch. thực hiện đồ án môn học 1, em quyết định chọn đề tài: Thiết kế mạch điều khiển động cơ bơm nước tự động lên bồn Trạm cấp nước sinh hoạt . Trong quá trình làm đồ án, với kiến thức còn hạn chế,