Để cú thể làm chủ và dần dần nắm bắt được cụng nghệ này, giảm thiểu sự lệ thuộc việc nhập ngoại, vấn đề tự thiết kế hệ điều khiển tự động đỏnh chỡm và làm nổi cho cỏc õu đó và đang được
Bộ giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học bách khoa hà nội NGUYN VN TON Nghiên cứu, thiết kế hệ thống tự động điều khiển trình đánh chìm làm âu 8.500t phục vụ cho việc đóng sửa chữa tàu biển luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: tự động hoá MÃ số: 20506 Ng-ời h-ớng dẫn khoa học: TS.Đặng Xuân hoài hà nội-2005 17083300277576f8b22da-9bc7-4a91-826a-1aa9ce994ac9 17083300277573e07eb6b-bbe8-412f-8fba-f8c5b7de95f5 170833002775601cd3d49-3433-49df-ab5c-1f700a53c535 Luận văn tốt nghiệp cao học Danh mục bảng biểu, hình vẽ Hình 1.1 Sơ đồ bố trí sensor Hình 1.2 Các tr-ờng hợp nghiêng lệch âu Hình 1.3 ảnh số âu giới Hình 1.4 Sơ đồ bố trí chung âu Hình 1.5 Sơ đồ phân vùng khoang dằn Biểu 1.1 Nhóm bơm xả cho 14 khoang BiĨu 1.2 Nhãm van nh¸nh cho 14 khoang 10 BiÓu 1.3 Nhãm van thu cho 14 khoang 10 BiĨu 1.4 Nhãm van x¶ cho 14 khoang 11 10 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý điều khiển bơm xả 12 11 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý điều khiển van xả n-ớc 13 12 Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý điều khiển van thu n-ớc 14 13 Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý điều khiển van nhánh 15 14 Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 17 15 Hình 2.2 Bàn điều khiển tập trung 18 16 Hình 2.3 Bố trí thiết bị ngăn 03 20 Nguyễn Văn Toán Lớp Cao học Tự động hoá 2003-2005 ĐHBKHN Luận văn tốt nghiệp cao học 17 Hình 2.4 Bố trí thiết bị ngăn 04 21 18 Hình 2.5 Bố trí thiết bị ngăn 05 22 19 Hình 2.6 Nguyên lý phát góc nghiêng âu 23 20 Hình 3.1 Thiết bị phát độ nghiêng lệch âu 33 21 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý đấu dây sensor 34 22 Hình 3.3 Sơ đồ đấu dây E5EK 37 23 Hình 3.4 Nguyên tắc tự động ngắt nhóm trình đánh chìm 43 24.Hình 3.5 Nguyên tắc tự động ngắt thu trình đánh chìm 45 25.Hình 3.6 Nguyên tắc tự động ngắt nhóm trình làm 50 26.Hình 3.7 Nguyên tắc tự động ngắt xả trình làm 53 27 Hình 4.1 Khung ch-ơng trình soạn thảo SYSWIN 3.4 65 28 Biểu 4.1 Chi tiết địa vào/ra CPU CMP2A-40CDR-A 66 29 Biểu 4.2 Chi tiết địa vào/ra modul mở rộng CMP1A-20EDR1 67 30 Biểu 4.3 Chi tiết địa vào/ra modul mở rông CMP1A-20EDR1 68 30 Biểu 4.4 Chi tiết địa vào/ra modul mở rộng CMP1A-20EDR1 68 31 Hình 4.2 CPU CMP2A-40CDR-A modul mở rộng CMP1A-20EDR1 69 Nguyễn Văn Toán Lớp Cao học Tự động hoá 2003-2005 ĐHBKHN Luận văn tốt nghiệp cao häc Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn thực nỗ lực cố gắng thân mình, khơng chép ti liu khỏc Hc viờn NGUYN VN TON Nguyễn Văn Toán Lớp Cao học Tự động hoá 2003-2005 ĐHBKHN Luận văn tốt nghiệp cao học MC LC DANH MC CC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG TIỆN ÂU NỔI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Sơ đồ khoang dằn âu 1.3 Trang bị truyền động điện bơm, van 11 1.3.1 Bơm xả truyền động điện bơm xả 11 1.3.2 Van xả truyền động điện van xả 12 1.3.3 Van thu truyền động điện van thu 13 1.3.4 Van nhánh truyền động điện van nhánh 14 1.4 Hệ thống đo báo mức nước két, góc âu góc mở van 15 nhánh 1.4.1 Đo mớn nước âu 16 1.4.2 Đo mức nước khoang dằn 16 1.4.3 Đo góc mở van nhánh 16 1.5 Kết luận 16 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH ĐÁNH CHÌM VÀ LÀM NỔI ÂU 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 17 2.2 Bàn điều khiển tập trung 18 2.3 Nguyên lý phát độ lệch âu 23 2.4 Qui trình thao tác trình đánh chìm làm âu 24 2.4.1 Qui trình thao tác trình đánh chìm 2.4.2 Qui trình thao tác trình làm 2.5 Kết luận 24 27 31 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ĐÁNH CHÌM VÀ LÀM NỔI U Nguyễn Văn Toán Lớp Cao học Tự động hoá 2003-2005 ĐHBKHN Luận văn tốt nghiệp cao học 3.1 Thit bị phát độ lệch âu sử dụng sensor tiệm cận 33 3.2 Các hiển thị mức nước 35 3.3 Phân nhóm hệ thống bơm ,van 37 3.4 Thuật tốn q trình đánh chìm làm âu chế độ tự động 39 3.4.1 Thuật tốn q trình đánh chìm âu 40 3.4.1.1 Mơ tả thuật toán 40 3.4.1.2 Nguyên lý tự động ngắt nhóm van theo tín hiệu lệch âu 42 3.4.1.3 Ngun lý tự động ngắt nhóm van theo mớn nước góc âu 45 3.4.2 Thuật tốn q trình làm âu 47 3.4.2.1 Mơ tả thuật tốn 47 3.4.2.2 Ngun lý tự động ngắt nhóm van theo tín hiệu lệch âu 50 3.4.2.3 Nguyên lý tự động ngắt nhóm van theo mớn nước góc âu 52 3.5 Phương trình thực thuật tốn q trình đánh chìm làm 55 3.5.1 Phương trình thực tín hiệu ngắt thu ngắt xả 55 3.5.2 Phương trình thực trình đánh chìm 55 3.5.3 Phương trình thực trình làm 56 3.5.4 Phương trình thực đóng mở van nhánh 56 3.5.5 Phương trình thực đóng mở van thu 59 3.5.6 Phương trình thực đóng mở van xả 59 3.5.7 Phương trình thực khởi động bơm xả 60 3.6 Kết luận 60 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN CĨ KHẢ NĂNG LẬP TRÌNH PLC ĐỂ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ĐÁNH CHÌM VÀ LÀM NỔI ÂU 8.500T 4.1 Giới thiệu chung v PLC Nguyễn Văn Toán Lớp Cao học Tự động hoá 2003-2005 ĐHBKHN 61 Luận văn tốt nghiệp cao häc 4.2 Phần mềm SYSWIN 62 4.3 Lập chương trình với phần mềm SYSWIN 64 4.4 Phân bố địa vào/ra cho CPM2A-40CDR-A modul mở rộng 65 4.4.1 Phân bố địa vào/ra cho CPM2A-40CDR-A 65 4.4.2 Phân bố địa vào/ra cho modul mở rộng CPM1A-20EDR1 66 4.4.3 Phân bố địa vào/ra cho modul mở rộng CPM1A-20 EDR1 67 4.4.4 Phân bố địa vào/ra cho modul mở rộng CPM1A-20 EDR1 68 4.5 Kết luận 70 KẾT LUẬN 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 Nguyễn Văn Toán Lớp Cao học Tự động hoá 2003-2005 ĐHBKHN Luận văn tốt nghiệp cao học LI NểI ĐẦU Âu vỏ thép thường hay sử dụng để đóng sửa chữa phương tiện thủy Thơng thường, để sửa chữa tồn tàu, điều kiện bắt buộc phải cho toàn tàu cách ly khỏi mặt nước Một cách thức cách ly tàu khỏi mặt nước dùng Âu Việc sửa chữa tàu phương tiện thực cách thu nước vào két dằn để làm chìm âu xuống đến mức cho trước, đưa tàu vào lòng âu bơm nước khỏi khoang dằn làm cho âu nâng tàu lên khỏi mặt nước Bằng cách này, tàu nằm âu hồn tồn khơ ráo, bảo đảm điều kiện thuận tiện cho việc sửa chữa Sau công việc sửa chữa hồn tất việc hạ thuỷ tàu đơn giản, cần thực việc đánh chìm âu để đưa tàu ngồi Q trình đóng đơn giản hơn, thực cho âu lịng âu hồn tồn khơ Sau tàu hồn thiện đến cơng đoạn hạ thuỷ, cần thu nước để âu chìm đủ mức làm tàu lên Lúc dễ dàng đưa tàu khỏi âu để tiếp tục hồn thiện cơng đoạn khác Chính tiện dụng nên việc trang bị âu cho nhà máy đóng sửa chữa tàu thuỷ, đặc biệt nhà máy có hạn chế mặt để bố trí triền đà bến bãi nhu cầu cần thiết Hiện nay, nước ta, số nhà máy đóng tàu có nhu cầu trang bị loại âu cỡ nhỏ vừa (trọng tải đến 8.500T lớn hơn) nước tự thiết kế đóng Việc đóng sửa chữa tàu lớn địi hỏi âu phải có sức nâng lớn, trang bị phương tiện đại nhằm tổ chức điều hành hoạt động âu cách an tồn hiệu Trên loại âu có trọng tải lớn, trình đánh chìm làm õu s rt phc tp, Nguyễn Văn Toán Lớp Cao học Tự động hoá 2003-2005 ĐHBKHN Luận văn tốt nghiệp cao häc địi hỏi độ xác an tồn cao nên việc điều khiển tay khơng thích hợp Đối với nước có ngành cơng nghiệp đóng tàu tiên tiến, hệ thống điều khiển đánh chìm làm âu thiết kế đại, mang tính tự động hoá cao thường giá thành lớn Cũng mà hệ thống này, hiệu an toàn khai thác chưa phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta phải nhập ngoại có nhu cầu trang bị Để làm chủ nắm bắt công nghệ này, giảm thiểu lệ thuộc việc nhập ngoại, vấn đề tự thiết kế hệ điều khiển tự động đánh chìm làm cho âu đóng nước vấn đề cần thiết góp phần vào chiến lược đại hoá tăng cường lực nội địa hố cho ngành đóng tàu Việt Nam Luận văn “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống tự động hoá trình đánh chìm làm âu 8.500T phục vụ cho việc đóng sửa chữa tàu biển”, thực góp phần giải vấn đề Nội dung luận văn chia làm 04 chương, cụ thể: Chương 1: Tổng quan phương tiện âu Trong chương trình bày cách tổng quan cách thức phương tiện dùng cho mục đích lên đà hạ thuỷ (phục vụ cho việc sửa chữa, đóng phương tiện thuỷ) đặc biệt âu nổi, sơ đồ phân vùng khoang dằn, nguyên lý hoạt động bơm van, trang bị động lực âu Các thiết bị hiển thị đo báo mức khoang dằn âu Chương 2: Nguyên lý hoạt động trình đánh chìm làm âu Nguyễn Văn Toán Lớp Cao học Tự động hoá 2003-2005 ĐHBKHN Luận văn tốt nghiệp cao học Trong chng ny trình bày số vấn đề trang bị điều khiển động lực, nguyên lý thiết bị phát độ lệch âu, nguyên lý hoạt động trình đánh chìm làm âu, quy trình vận hành thao tác trình đánh chìm làm âu Chương 3: Thiết kế hệ thống tự động điều khiển trình đánh chìm làm âu Trong chương đưa nguyên tắc thiết kế hệ điều khiển tự động trình đánh chìm làm âu, thiết lập sơ đồ hệ thóng điều khiển, thuật tốn phương trình điều khiển thực việc điều khiển bơm xả, van xả, van thu van nhánh tương ứng với trình đánh chìm làm Chương 4: Ứng dụng điều khiển có khả lập trình PLC để thiết kế hệ thống tự động điều khiển trình đánh chìm làm âu Chương trình bày vắn tắt ưu nhược điểm PLC, ứng dụng PLC phần mềm SYSWIN để thiết kế chế tạo hệ điều khiển trình đánh chìm làm âu Do thời gian có hạn điều kiện thực tế cịn nhiều khó khăn nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy đồng nghiệp Tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới tập thể thầy mơn Tự động hố trường Đại học Bách khoa Hà nội đặc biệt TS Đặng Xuân Hoài hướng dẫn tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Hc viờn Nguyn Vn Toỏn Nguyễn Văn Toán Lớp Cao học Tự động hoá 2003-2005 ĐHBKHN