Đồ án điều khiển bơm ổn định áp suất cho chung cư

ĐỀ TÀI BAO GỒM: LỰA CHỌN VÀ GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG, MẠCH ĐIỆN TỦ ĐIỆN, CÀI ĐẶT BIẾN TẦN I . GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài : Bơm ổn định áp suất , điều khiển bơm cấp nước ổn định áp suất cho một chung cư khi các hộ sử dụng không có quy luật . Lưu lượng tối đa 0.3 m3/s, cột áp 40 m. Chọn bơm , động cơ , biến tần , cảm biến áp suất. Điều khiển ổn định áp suất nước.

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG



BÁO CÁO ĐỒ ÁN

KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Đề tài : ĐIỀU KHIỂN BƠM ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT

Link full ( bản vẽ +báo cáo )

https://drive.google.com/file/d/

0B9T4DzC_gfCHQ0VOeG5hZzlxM0E/edit?usp=sharing

I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Đề tài : Bơm ổn định áp suất , điều khiển bơm cấp nước ổn định áp suất cho một

chung cư khi các hộ sử dụng không có quy luật Lưu lượng tối đa 0.3 m3/s, cột áp

40 m Chọn bơm , động cơ , biến tần , cảm biến áp suất Điều khiển ổn định áp suấtnước.

II TÌM HIỂU VỀ VẤN ĐỀ

 Nhu cầu sử dụng nước trong khu công nghiệp, khu dân cư rất khác nhau trong các thời điểm của ngày (cao điềm và thấp điểm), yêu cầu đặt ra là phải giải quyết được việc tự động ổn định áp suất trên đường ống cấp nước và tiếtkiệm năng lượng cho hệ thống cấp nước

 Để đáp ứng nhu cầu áp lực nước trong hệ thống luôn đủ khi nhu cầu sử dụngnước thay đổi bất thường, máy bơm trong hệ thống luôn làm việc liên tục ởchế độ đầy tải Tuy nhiên điều này dẫn đến 1 số bất lợi sau:+Áp lực nước trong hệ thống đôi khi tăng lên quá cao không cần thiết, 1 sốthời điểm nhu cầu sử dụng nước giảm xuống nhưng hệ thống bơm vẫn chạyđầy tải Điều này gây lãng phí năng lượng rất lớn và áp lực lên đường ốngcao

+ Bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ cơ khí

Đặc tính của bơm :

Đặc tính của bơm là mối quan hệ giữa lưu lượng và cột áp

Đặc tính làm việc của bơm khi dùng biến tần

biến tần sẽ tự động điều khiển động cơ quay ở tốc độ cao nhất để duy trì áplực, ngược lại khi nhu cầu xử dụng nước thấp, cần áp lực thấp, biến tần sẽđiều khiển động cơ giảm tốc độ xuống hoặc dừng hẳn Khi đó năng lượngđiện được tiết kiệm

Khi dùng biến tần thì dòng khởi động được hạn chế sẽ không gây sụt áp khi khởiđộng để tránh ảnh hưởng tới các thiết bị khác

Quá trình START , STOP của bơm được êm hơn, tác dụng giảm tác hại cho động

cơ về mặt cơ khí.Chi phí bão dưỡng giảm

Tiết kiệm năng lượng khi nhu cầu sử dụng thay đổi nhiều

Có các chức năng bảo vệ : quá áp , thấp áp , quá nhiệt, bảo vệ nhiệt động cơ ,bảo

Từ yêu cầu bơm nước với lưu lượng tối đa là:

Q= 0.3 (m3/s) = 18(m3/min) =1080 (m3/h)

Cột áp H= 40 m

Cho nên nhóm chọn bơm nổi tiếng của hãng abara ( xuất xứ : Ý )

Bơm có các thông số như sau:

Model code : 250x200 FS4LA5 150

Có catalogue kèm theo –trang 9

2 Chọn thiết bị điện chính

2.1 Chọn biến tần

Với tải bơm này thì động cơ làm việc ở chế độ dài hạn momen khởi động khônglớn Do đó dòng biến tần VFD-F của Delta được thiết kế đặc biệt để ứng dụngtrong các hệ thống cấp nước có yêu cầu tự động điều chỉnh áp suất ổn định với việc hỗ trợ chức năng điều khiển PID, biến tần sẽ nhận tín hiệu analog (dònghoặc áp) từ sernsor áp suất (được gắn trên đường ống chính) đưa về, biến tần sẽ tựđộng thay đổi tần số, từ đó thay đổi tốc độ bơm, vì thế việc khống chế áp lực trên

Chọn biến tần theo công suất của động cơ Động cơ 160kw do đó biến tần cần chọn có công suất 160kw.

Nhóm chọn biến tần VFD-1600F 43Hcủa hãng Delta, chuyên dụng trong việc cấpthoát nước , bơm, quạt…

Biến tần có các thông số như sau :

 Công suất : 160kw (215 HP)

 Điện áp vào : 3pha 380 to 480 v 50/60 hz

 Dòng vào biến tần : 300A

Có Catologue hướng dẫn sử dụng kèm theo

2.2 chọn phụ kiện cho biến tần

2.2.1 chọn điện trở hãm

Chọn điện trở hãm ( brake resistos ) dựa vào hướng dẫn của NSX biến tần nhưsau :

2.2.2 Chọn cuộn dây AC :

Dựa vào hướng dẫn của nsx biến tần nhóm chọn :

input acline reactor :

Chọn cuộn dây có mã số : 3PR-0320C5H

Có catague kèm theo – trang9

output ac line reactor

Chọn cuộn dây có mã số : 3PR-0320C5H

Có catalogue kèm theo trang-9

+Chọn Zero Phase Reactor (RF220X00A): chọn theo NSX biến tần

Có catalogue kèm theo – trang 1

Chọn CB cho mạch động lực

Nhóm chọn theo dòng điện mà NSX biến tần đã hướng dẫn

Nhóm chọn MCCB của Mitsubishi

Có catologue kèm theo _ trang 21

Có catalogue kèm theo – trang 21

Contactor

Dựa vào dòng vào của biến tần là 300A, điện áp 380 VAC

Chọn contactor có các thông số như sau:

Có catalogue kèm theo – trang 103

Chọn biến áp cách ly cho mạch điều khiển

Biến áp cách ly : ST-1000VA-BACL

Có catalogue kèm theo – trang 11

Có catalogue kèm theo – trang 2,3

Có catalogue kèm theo – trang 5

Loại dây có tiết diện dây dẫn 0.5 loại 2 lõi

Có catalogue kèm theo – trang 6

Chọn cảm biến áp suất

Dựa vào áp suất của bơm nhóm chọn cảm biến áp suất 0~4 bar (phản hồi tínhiệu 4~20 mA )

Mã số : SEN-3245 B085 ( Của hãng KOBOLD ):

IV THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC

File autocard : mạch động lực và mạch điều khiẻn

MCCB : CB bảo vệ ngắn mạch ( có ngắn mạch thì MCCB tác động

trước ) đóng CB để cấp nguồn cho mạch động lực

SN : tiếp điểm chính của contactor , dùng để đóng -ngắt mạch động

lực

AC LINE REACTOR : Dùng để giảm sóng hài có tác dụng bảo vệ

biến tần khi có đột biến quá áp hoặc sụt áp dạng xung nhọn đầu vào.Nếu đầu ra nối động cơ bằng dây cáp dài thì cũng cần sử dụng đểtránh tăng áp

Zero-phase Reactor : có tác dụng giảm nhiễu âm thanh khi biến tần

đặt gần các thiết bị phát ra âm thanh Để tăng khả năng chống nhiễumắc ở cả đầu vào và đầu ra

V.THIẾT KẾ VÀ THUYẾT MINH MẠCH ĐIỀU KHIỂN

Bản vẽ : File autocard

Thuyết minh mạch điều khiển

o Đóng MCCB để cấp nguồn cho mạch động lực

o Đóng MCB để cấp nguồn cho mạch điều khiển

o Khi nhấn nút ON , contactor SN và đèn supply được cấp điện ,các tiếp điểmthường mở của SN đóng lại tiếp điểm duy trì SN đóng lại để duy trì dòngqua cuộn hút SN khi nhả nút ON tiếp điểm chính SN đóng lại cấp nguồn

o Nhấn nút START, relay SR và đèn RUN có điện động cơ bắt đầu hoạtđộng , đồng thời tiếp điểm duy trì SR đóng lại và tiếp điểm thường đóng SR

mở ra

o Nhấn nút STOP để dừng động cơ , khi đó relay SR và đèn RUN mất điện ,tiếp điểm duy trì SR mở ra và tiếp điểm thường đóng SR đóng lại,đèn STOPsáng báo rằng động cơ đang dừng

o Nhấn nút OFF để cắt nguồn khỏi biến tần và động cơ

o Trong trường hợp xuất hiện lỗi khi động cơ đang hoạt động ( quá tải , thấp

áp …tùy vào cài đặt) tiếp điểm thường đóng RB1-RC1 trong biến tần mở ra,Đồng thời tiếp điểm thường mở RA1-RC1 trong biến tần đóng lại (ĐènALARM sáng báo hiệu lỗi) khi đó cuộn SN mất điện và mở tiếp điểm chính

SN bên mạch động lực do đó biến tần và động cơ được cách ly khỏi lướiđiện

o Khi có ngắn mạch xãy ra thì MCCB tác động và cách ly biến tần, động cơ rakhỏi lưới điện

Thông số Mô tả Cài đặt Đơn vị

Nhóm 2 : thông số ngõ vào / ngõ ra số

02-00 Nguồn tần số yêu cầu 01 Từ ngõ vào anolog AVI02-01 Nguồn hoạt động yêu cầu 01 Được điều khiển bởi các tiếp

điểm ngoài, phím STOP được

sử dụng

Lỗi thiết bị ngoại vi =

dừng tự do02-03 Chọn lựa tần số sóng

mang PWM

02-04 Cho phép quay thuận /

quay nghịch

01 Không cho phép quay nghịch

Nhóm 4: nhóm thông số chức năng đầu vào

Nhóm 6: nhóm các thông số bảo vệ

đặt06-01 Ngăn ngừa quá dòng trong 120 Settings 20~150% so với

dòng định mức biến tần06-02 Ngăn ngừa quá dòng trong

quá trình hoạt động

120 Settings 20~150% so với

dòng định mức06-03 Chọn chế độ phát hiện quá

momen

04 Cho phép phát hiện quá

moment khi hoạt động và khi ngừng hoạt động

06-04 Phát hiện mức quá momen 110 Settings 30~150% so với

Nhóm 7 : nhóm thông số biến tần và động cơ

07-00 Mã nhận dạng biến tần 43 Hiển thị bằng loại model

Nhóm8: thông số đặc biệt

08-17 Tự động tiết kiệm năng

lượng

Nhóm 10 : nhóm các thông số điều khiển

10-00 Ngõ vào tín hiệu hồi tiếp

PID

10-02 Phương pháp điều khiển

PID có hồi tiếp

00 Điều khiển hồi tiếp âm

10-03 Độ lợi điều khiển tỉ lệ

10-10 Xử lý tín hiệu hồi tiếp PID 01 Cảnh báo và dửng từ từ

STT TÊN THIẾT BỊ MÃ SỐ HÃNG SẢN

XUẤT

SỐLƯỢNG

1 BƠM 250x200 FS4LA5 150

( BƠM LY TÂM )

MCB

MCCB: NF630-SW MCB : BH-D6

 Tủ điện có kích thước : Dài 0.885 m * Rộng 0.4m* Cao 1.88m

 Có một quạt bên hông để làm mát các thiết bị bên trong tủ

qua SN khi nhả nút ON , tiếp điểm chính SN3 đóng để cấp nguồn cho biến tần sẵn sàng hoạt động.

-Nhấn nút START , rơle SR và đèn RUN có điện động cơ hoạt động,đồng thời đóng tiếp điểm duy trì SR1 lúc này tiếp điểm SR2 mở ra