TỔNG QUAN VỀ XỬ LÍ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA
ĐẶT VẤN ĐỀ
Bia được sản xuất tại Việt Nam cách đây trên 100 năm tại nhà máy Bia Sài Gòn và Hà Nội Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong trời gian ngắn, ngành sản xuất bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ Mức tiêu thụ bia bình quân theo đầu người vào năm 2011 dự kiến là 28 lít/người/năm Bình quân lượng bia tăng 20% mỗi năm.
Tuy nhiên, sự tăng trưởng của ngành sản xuất bia lại kéo theo các vấn đề môi trường như: vấn đề chất thải sản xuất, đặc biệt là nước thải có độ ô nhiễm cao Nước thải do sản xuất rượu bia thải ra thường có đặc tính chung là ô nhiễm hữu cơ rất cao, nước thải thường có màu xám đen và khi thải vào các thuỷ vực đón nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân huỷ của các chất hữu cơ diễn ra rất nhanh Thêm vào đó là các hoá chất sử dụng trong quá trình sản xuất như CaCO3, CaSO4, H3PO4, NaOH, Na2CO3… Những chất này cùng với các chất hữu cơ trong nước thải có khả năng đe dọa nghiêm trọng tới thuỷ vực đón nhận nếu không được xử lý Kết quả khảo sát chất lượng nước thải của các cơ sở sản xuất bia trong nước ở Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Hoà Bình cho thấy, nước thải từ các cơ sở sản xuất bia nếu không được xử lý, có COD, nhu cầu oxy sinh hoá BOD, chất rắn lơ lửng SS đều rất cao.
NGUỒN GỐC VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA
1 Nguồn gốc nước thải: ã Nấu – đường húa: Nước thải của cỏc cụng đoạn này giàu cỏc chất hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột, các cục vón… cùng với xác hoa, một ít tanin, các chất đắng, chất màu ã Cụng đoạn lờn men chớnh và lờn men phụ: Nước thải của cụng đoạn này rất giàu xỏc men – chủ yếu là protein, các chất khoáng, vitamin cùng với bia cặn ã Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bóo hũa CO2, chiết bock, đúng chai, hấp chai Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ra ngoài…
Nước thải từ quy trình sản xuất bao gồm:
- Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường Để bã trên sàn lưới, nước sẽ tách ra khỏi bã
- Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men và các loại thiết bị khác
- Nước rửa chai và két chứa
- Nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàng trữ
- Nước thải từ nồi hơi
- Nước vệ sinh sinh hoạt
- Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorit cao (tới 500 mg/l), cacbonat thấp
2 Thành phần nước thải: thông số đơn vị đầu vào đầu ra pH - 6-9 6-8
TSS mg/l 200 < 100 nhiệt độ độ C 25-35 < 40 tổng nito mg/l 16-30 < 30 tổng photpho mg/l 22-25 < 10
Bảng 1 1 Thành phần nước thải
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA
Hình 1 1 Bản vẽ công nghệ
Hình 1 2 Quy trình công nghệ
Bước 1: Nước thải từ các nguồn theo mương dẫn chảy về hệ thống xử lý tập trung, qua song chắn rác để lo.ại bỏ các tạp chất có kích thước lớn, sau đó chảy vào hố thu và bơm lên bể điều hòa
Bước 2: Bể điều hòa sẽ được bổ sung hóa chất nhằm điều chỉnh pH tạo điều kiện bể UASB hoạt động tốt Mặt khác bể sẽ được bố trí hệ thống phân phối khí để các chất bẩn được hòa tan, điều nồng độ, ngăn cản quá trình lắng cặn
Bước 3: Nước thải từ bể điều hòa chảy sang bể lắng 1 để diễn ra quá trình lắng, các chất có trọng lượng lớn sẽ lắng xuống đáy bể, nước thải sau khi lắng sẽ qua máng thu và chảy vào bể UASB, bùn lắng được thu gom và đưa sang bể chứa bùn
Bước 4: Tại bể UASB nhờ hệ thống có đục lỗ nên nước thải được phân phối đều Dưới tác động của vi sinh vật kỵ khí các chất hữu cơ hòa tan trong nước được phân hủy và chuyển hóa thành khí Các hạt bùn cặn bám vào các bọt khí nổi lên bề mặt va phải các tấm chắn, vỡ ra, khí thoát lên trên được thu vào hệ thống thu khí, cặn rơi xuống, tuần hoàn lại vùng phản ứng kỵ khí Bùn dư đưa sang bể chứa Lúc này nước trong ra khỏi bể có hàm lượng chất hữu cơ tương đối thấp, chảy qua bể Aeroten nhờ máng thu nước
Bước 5: Nước thải tại bể Aerotank được trộn với bùn hoạt tính diễn ra quá trình phân hủy
12 nhờ vi sinh vật hiếu khí, các chất được phân hủy thành CO2, nước, tế bào vi sinh vật Kết quả thu lại là nước thải đã được làm sạch Bùn và nước được đưa sang bể lắng bậc 2
Bước 6: Ở bể lắng bậc 2 sẽ thực hiện quá trình lắng các bông bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng Bùn hoạt tính sẽ được bơm sang bể chứa bùn để bơm tuần hoàn lại cho bể Aerotank, phần còn lại chuyển qua bể nén bùn
Bước 7: Bùn từ bể lắng 1, bể UASB được bơm vào bể, sau đó bơm lên bể nén, sau khi nén sẽ qua máy ép để giảm độ ẩm, thể tích rồi tiến hành thu bùn để chôn lấp, làm phân bón Nước từ quá trình nén bùn sẽ được đưa về hố thu gom để tiếp tục làm sạch
Bước 8: Nước trong từ bể lắng 2 sẽ được khử trùng để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh Cuối cùng nước thải đạt chuẩn sẽ đổ vào cống thoát nước chung của khu vực là hoàn thành quy trình xử lý nước thải nhà máy bia.
NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG TỪNG BỂ
- Lượng nước thải trung bình của một ngày là 2000 m 3 /ngày
- Lượng nước thải min Qtb = 83m 3 /h
- Lượng nước thải max Qmax-h = 300m 3 /h
Hình 1 3 Sơ đồ bể tiếp nhận
Là nơi tiếp nhận nước thải từ nhà máy trước khi qua các công trình tiếp theo Được xây dựng bằng bê tông
Nước thải của nhà máy khi sản xuất và nước thải sinh hoạt của công nhân được chảy vào trong bể tiếp nhận Trước khi chảy vào bể tiếp nhận, nước thải phải đi qua song chắn rác Rác thải có kích thước to gồm: cát đá vụn, gỗ, giấy, … sẽ được giữ lại tránh gây ra các sự cố trong quá trình vận hành ở các công trình sau như làm tắc bơm, đường ống dẫn đảm bảo an toàn và thuận lợi cho các hệ thống trong quá trình vận hành b Các thiết bị trong bể:
Phao mức thấp Z1.PT, phao mức trung bình Z1.PTB
Bơm Z1.B1 và bơm Z1.B2 c Nguyên lý hoạt động:
Ban đầu khi bắt đầu hoạt động nước thải của nhà máy sẽ chảy qua đường ống đi vào bể tiếp nhận nước thải, nước vào bể tiếp nhận được đưa qua song chắn rác để loại bỏ các vật liệu có kích thước lớn Trong bể gồm 2 bơm chìm (Z1.B1, Z1.B2) hoạt động luân phiên Sau khi nước thải chảy vào bể dâng lên đến phao mức trung bình Z1.PTB thì 2 bơm bắt đầu hoạt động luân phiên đưa nước qua bể điều hòa, sau khi nước hạ xuống lại dưới mức phao thấp Z1.PT thì bơm sẽ dừng
2 Bể điều hòa và bồn acid:
Hình 1 4 Sơ đồ bể điều hoà a Giới thiệu:
Bể điều hòa là bể xử lí cần thiết với bất kì hệ thống xử lí nước thải nào, đặc biệt là xử lí nước thải trong công nghiệp Nhờ có bể điều hòa mà nước thỉa được xử lý tuần tự, liên tục nối tiếp nhau Tùy vào từng điều kiện cụ thể mà bể điều hòa có thể đảm bảo để xử lý được nhiều nguồn thải đảm bảo lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm
Bể acid là giai đoạn tách riêng của công nghệ xử lý nước thải UASB Khác biệt ở chỗ là trong UASB giai đoạn acid hóa và Methane hóa xảy ra chung 1 bể nên giai đoạn methane hóa sẽ bị ảnh hưởng xấu do pH thấp từ giai đoạn acid hóa
Bể acid sẽ diễn ra quá trình thủy phân và acid hóa riêng ra, giai đoạn methane hóa ở bể thứ 2 nên có thể khống chế được pH b Các thiết bị trong bể:
Phao mức thấp Z2.PT, phao mức trung bình Z2.PTB, phao mức cao Z2.PC
Bơm Z2.B1, bơm Z2.B2, bơm dự phòng Z2.BDP
Máy khuấy bể acid Z2.MK1, Z2.MK2
Van bể acid Z2.V c Nguyên lý hoạt động:
Nước sau khi ra khỏi bể tiếp nhận thì được đưa vào bể điều hòa Mực nước trong bể điều hòa được đo bằng 3 cấp phao Khi nước dâng lên đến phao mức thấp Z2.PT thì sẽ khởi động máy sục khí Z2.MSK, khi nước bắt đầu lên cao hơn đến phao mức trung bình Z2.PTB thì sẽ khởi động 2 bơm Z2.B1 và Z2.B2 hoạt động luân phiên đưa nước qua bể lắng 1 và đồng thời đo độ pH trong nước nếu độ ph quá thấp sẽ mở van Z2.V bồn acid và đồng thời bật máy khuấy Z2.MK1 và Z2.MK2 hoạt động luân phiên trong 1 khoảng thời gian ngắn và khóa lại, khi nước lên tới mức cao Z2.PC thì sẽ hoạt động song song 2 máy Z2.B1 và Z2.B2 cho đến khi phao Z2.PTB ngừng tác động thì sẽ bơm luân phiên 2 bơm Khi mực nước trong bể xuống dưới mức phao Z2.PT thì sẽ tắt hết thiết bị trong bể Đồng thời có máy bơm dự phòng Z2.BDP sẽ thay thế nếu 1 trong 2 bơm có sự cố
Hình 1 5 Sơ đồ bể lắng 1 a Giới thiệu:
Bể lắng 1 có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng trong nước để giảm hàm lượng chất ô nhiễm nhằm tạo điều kiện thuận lợi để xử lí cho các công trình phía sau và giảm chi phí xử lí Tại đây các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn sẽ được lắng xuống đáy, tại đây bùn được thu gom
16 bằng thanh gạt bùn được đặt ở đáy bể lắng được chuyển động bằng động cơ đặt trên ống trung tâm bể Các chất có tỷ trọng nhẹ hơn sẽ được nổi trên mặt nước và được thiết bị gạt cặn tập trung tại hố ga đặt ở bên ngoài bể
Sau đó nước thải được di chuyển qua bể UASB
Trên bể lắng có đặt bộ lọc rác tinh Bộ lọc rác tinh có nhiệm vụ loại thải có kích thước nhỏ thất thoát do quá trình thu gom không đảm bảo Các chất rắn được tách ra được thu gom để bán làm thức ăn gia súc b Các thiết bị trong bể:
Phao đo mức bùn Z3.PB
Máy bơm bùn Z3.BB c Nguyên lý hoạt động:
Khi bùn trong bể chạm phao đo mức bùn Z3.PB thì sẽ kích hoạt bơm bùn Z3.BB trong thời gian 30 phút nhằm đưa bùn sang bể chứa bùn Khi nước dâng cao sẽ tự động chảy qua bể uasb thông qua đường ống nước đặt trên gần miệng bể
Hình 1 6 Sơ đồ bể UASB a Bể uasb là gì ?
UASB là tên gọi viết tắt của cụm từ Upflow Anearobic Sludge Blanket – Tạm dịch là bể
17 xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí Trên thực tế được thiết kế dành cho xử lí nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp Nồng độ COD đầu vào được giới hạn ở mức min là 100mg/l, nếu SS > 3000mg/l/ thì không thích hợp để xử lý UASB
Xử lý nước thải UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải sẽ được phân phối từ dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp là: V < 1m/h Thông thường, cấu tạo của một bể UASB gồm có 3 phần: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lí và hệ thống tách pha b Các thiết bị trong bể:
2 máy khuấy Z4.MK1 và Z4.MK2
Phao đo mức bùn Z4.PDMB và phao trung bình Z4.PTB
Máy bơm bùn Z4.MBB c Nguyên lý hoạt động:
Nước sau khi ra khỏi bể lắng 1 được đưa vào bể uasb, khi nước trong bể uasb dâng lên tới phao mức trung bình Z4.PTB thì 2 máy khuấy Z4.MK1 và Z4.MK2 hoạt động luân phiên Khi mức bùn đo được đạt mức phao đo mức bùn Z4.PĐMP thì sẽ bắt đầu hoạt động máy bơm bùn Z4.MBB qua bể nén bùn trong thời gian 30 phút rồi ngừng nhằm đảm bảo lượng bùn trong bể
Hình 1 7 Sơ đồ bể aerotank
Là hệ thống bể phản ứng sinh học hoạt động theo nguyên lý hiếu khí bằng cách thổi khí kết hợp với khuấy trộn để tăng tiếp xúc giữa lớp bùn hoạt tính, vi sinh vật cũng như các chất ô nhiễm có trong nước thải b Các thiết bị trong bể:
Hệ thống máy sục khí gồm 6 máy: Z5.MSK1, Z5.MSK2, Z5.MSK3, Z5.MSK4,
Z5.MSK5, Z5.MSK6 c Nguyên lý hoạt động:
Nước được đưa đến bể aerotank thông qua ống dẫn nước sau bể uasb Khi mực nước trong bể chạm vào phao đặt ở mức thấp Z5.PT thì hệ thống máy sục khí sẽ được kích hoạt, hoạt động theo chu kì 45p chạy 15p nghỉ Đầu ra sẽ tràn qua bể lắng 2 thông qua ống dẫn nước
6 Lắng bậc 2 và bể chứa bùn:
Hình 1 8 Sơ đồ bể lắng 2 và bể chứa bùn
KẾT LUẬN
Chương này giới thiệu tổng quan về sơ đồ công nghệ và nguyên lí hoạt động của hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Trình bày ngắn gọn cách vận hành, nguyên lí làm việc của từng bể Đưa ra bản vẽ công nghệ một cách tổng quan nhất
CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH TRONG HỆ THỐNG
CÁC CẢM BIẾN
• Giới thiệu chung: Nước thải cần xử lí được thu từ nhiều nguyền thải nên vấn đề chứa các thành phần chất hoá học mang tính axit hay bazo là không tránh khỏi Vậy nên cần lắp đặt các cảm biến đo độ pH ở các hệ thống xử lí Ở đây bể điều hoà nước thải cần đảm bảo sự giám sát và kiểm sát độ pH thông qua các công nghệ xử lí nhằm đưa độ pH về mức cho phép trước khi thải ra nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ tiếp theo
• Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Đầu đo của máy đo độ pH được cấu tạo bởi 2 phần: điển cực đo và điện cực tham chiếu
Hình 2 1 Cấu tạo cảm biến đo pH Điện cực đo là phần cảm nhận pH trong dung dịch Nó bao gồm một trục thuỷ tinh với màng thuỷ tinh mông ở cuối, nhạy cảm với ion H+ Phần bên ngoài và bên trong màng thuỷ tinh này tạo thành một lớp gell khi màng tiếp xúc với dung dịch nước Các ion H+ bên trong và xung quanh lớp gel có thể khuếch tán vào hoặc ra khỏi lớp này
23 Điện cực tham chiếu cần được làm băng thuỷ tinh không nhạy cảm với H+ trong dung dịch Mục đích của điện cực tham chiếu là cung cấp một điện thế tham chiếu xác định và ổn định để đo điện thế cảm biến pH
Hình 2 2 Cảm biến đo pH
Nguyên lý làm việc: Giá trị pH được tính theo nống độ ionH+, khi có sự chênh lệch bên trong điện cực đo (bâu kính) và trong dung dịch đo, ion H+ sẽ chuyển vào bên trong điện cực đo để cân bằng pH Lúc này chênh lệch điện áp giữa điện cực tham chiếu và điện cực đo sẽ được cảm biến xác định và chuyển thành giá trị pH
Ta chọn cảm biến Hach DPDIRI với đặc điểm kỹ thuật:
• Có bù trừ nhiệt tự động bằng NTC 3002
• Dòng nước tại điểm làm việc không quá 3m/s
• Cầu muối là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với dung dịch đo, gồm 3 bộ phận chính: điện cực đo là bầu kính, điện cực nổi đất Titan và điện cực mẫu Vỏ cảm biến làm bằng nhựa Ryton có khả năng chống ăn mòn bởi hóa chất
• Đầu cảm biến chịu được áp suất 6.9bar ở 70 C
• Điện áp đầu ra đã qua khâu khuếch đại: 0 - 10V
Hình 2 3 Cảm biến HACH DPD1R1
• Cách lắp đặt đầu đo pH:
Cảm biến đo pH DPD1R1 có đầu kết nối tới bộ điều khiển dạng plup in, ta có thể dễ dàng kết nối và sử dụng.Trường hợp khoảng cách xa, hãng sản xuất có hổ trợ cáp digital mở rộng và termination box giúp tăng khoảng cách lên tới 1000m
Hình 2 4 Lắp đặt cảm biến DPD1R1 trên đường ống
Với kiểu thiết kế convertiable cảm biến đo pH DPD1RI khi lắp trên đường ông sư dụng ống nổi T, ren trong gắn đầu dò 1"NPT
Hình 2 5 Lắp đặt cảm biến DPD1R1 trong bể
Khi lắp tại bế hở, cảm biến đo pH DPD1R1 có thể được lắp kèm theo phao cầu và gây nối, giúp đầu dò nổi trên mặt nước
2 Cảm biến đo mức bùn:
Cảm biến báo mức chất rắn dạng xoay: Là loại cảm biến báo mức dạng xoay được thiết kế dành riêng cho báo mức các loại chất rắn như bột cám, cát, đá, bùn, sử dụng báo mức trong các bồn chứa, xilo, tank, báo mức xi măng Trong đồ án này ta chọn cảm biển báo mức chất rấn dạng xoay của hãng Orion-USA với nhiều ưu điểm: chaU lượng, độ tin cậy cao, khá năng chịu nhiệt, chju áp tốt cũng như dễ dàng đấu nối
• Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: chọn loại cảm biến ROT320L-220 của hãng Orion-
Hình 2 6 Cảm biến đo mức bùn loại ROT320L-220
Cảm biến đo mức bùn này gồm 4 bộ phận chính: Nguồn, trục, cánh quay và phần truyền động Bên trong có một lò xo móc vào bốn vị trí, mỗi vị trí là 1 lựa chọn lực xoay, momen xoắn của motor cánh quay
Nguyên lý làm việc: Khi hoạt động thì bên trong cảm biến báo mức chất rắn có một motor chuyển động làm cho trục và cánh xoay quay liên tục Khi có vật tác động vào cánh xoay làm cánh xoay ngừng lại, lúc này sẽ tạo ra một lực tác động vào một công tắc bên trong làm cho motor ngừng quay và đồng thời tác động thêm một công tắc để tạo một tín hiệu báo trạng thái mức chất rắn
• Lựa chọn cảm biến đo mức bùn:
Các thông số của cảm biến ROT320L-220:
- Tốc độ quay của cảm biến: 8 vòng/phút
- Chiều dài trục cánh xoay: 150mm
- IP: 68 chống bụi và chống nước, sử dụng trong các môi trường âm cao, vật liệu xây dựng, cát, đá
- Tín hiệu ngõ ra: Tiếp điểm relay NO và NC
• Lắp đặt cảm biến đo mức bùn:
Hình 2 7 Lắp đặt cảm biến đo mức bùn
Cảm biến đo mức bùn dạng xoay ROT320L có thể được lắp đặt từ trên nốc hoặc lắp bên hông bê như hình trên Nên tùy vào mục đích sử dụng của chúng ta cần báo mức bùn ở vị trí nào mà lắp cảm biến ở vị trí phù hợp
Phao điện tự động máy bơm về cơ bản là một công tắc gồm các tiếp điểm được tác động thông qua các các cấu vật lý có liên quan đến sự thay đổi của mực nước cần giám sát Sự thay đổi của mức nước sẽ tác động đến các cơ cấu cơ khí làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm từ đóng sang mở và ngược lại
• Nguyên lí hoạt động của phao:
Hoạt đông dựa trên vị trí tương đối của quả phao so với quả cân, quả bi có tiếp xúc với tiếp điểm hay không, từ đó sẽ đóng hay ngắt máy bơm
Phao điện về cơ bản là một công tắc với các tiếp điểm dẫn điện được tác động bởi các cơ cấu cơ khí có liên quan đến sự thay đổi của mức nước cần giám sát Sự thay đổi của mức nước sẽ tác động đến các cơ cấu cơ khí và làm thay đổi trạng thái tiếp điểm của phao điện từ đóng sang mở hoặc ngược lại
Cấu tạo phao điện kín nước float switch:
Hình 2 8 Cấu tạo phao điện kín nước Float switch
Cấu tạo phao điện kiểu công tắc điện phao nước:
Hình 2 9 Cấu tạo phao điện kiểu công tắc.
CƠ CẤU CHẤP HÀNH
Van điều khiển được định nghĩa như là một van tiết lưu (Throttling Valve) nhưng được trang bị một vài bộ phận dẫn động (Actuator) được thiết kế để làm việc trong các vòng điều khiển (Control Loops) Được biết đến như là một bộ phận điều khiển cuối cùng trong vòng điều khiển, van điều khiển là một phần của vòng điều khiển, song hành với van điều khiển còn có bộ phận cảm biến (Sensing Element) và bộ điều khiển (Controller) Bộ phận cảm biến sẽ đo các giá trị như áp suất, nhiệt độ, mức,…của quy trình, sau đó sẽ chuyển tín hiệu với các thông tin về điều kiện của quá trình vừa đo ở trên đến bộ phận điều khiển Bộ phận điều khiển nhận thông tin đầu vào từ bộ phận cảm biến và so sánh các giá trị đó với giá trị cài đặt sẵn (Set Point) hay một giá trị mong muốn đạt được ở vị trí đó
• Cấu tạo của van điều khiển bằng điện:
- Phần điều khiển có vai trò như đầu não của van Nó hoạt động phần cơ của van điện áp của van bao gồm 24V hoặc 220V hoặc 380V Có thể dùng nguồn điện 3 pha hay 2 pha đều được
- Phần cấu tạo của cơ van :
+ Phần cơ được lắp đặt trực tiếp trên đường ống nó đóng mở trực tiếp dựa trên phần điều khiển của van ( Phần van có thể là van bướm, van bi , van cổng, van cầu)
+ Thân van : làm bằng chất liệu inox, gang ,
+ Trục van : làm kín bình thường lò xo ở số 8 sẽ tác động ép kín, làm cho van đóng + Dây điện được kết nối bên ngoài
+ Đĩa van inox hoặc nhựa,… cho phép lưu chất chảy trong tâm giữa van
Dựa trên cơ cấu dẫn truyền, vai trò của bộ điều khiển giống như một cái motor Khi chúng ta cấp điện cho bộ điều khiển thì motor sẽ quay và chuyển động quay xuống trục của van Trục của van điều khiển cánh van làm cho van đóng mở Nếu là điều khiển tuyến tính thì góc mở của van có thể điều chỉnh nhiều cấp độ khác nhau và chúng có thể cài đặt được khác với van bình thường chỉ có thể đóng và mở
- Thông số kĩ thuật của van điều khiển bằng điện :
+ chất liệu : inox, gang, đồng,…
+ Áp suất làm việc : PN10, PN16, PN25
+ kích thước van : DN10, DN15, DN20, DN25, DN35, DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN200, DN250, DN300, DN400, … DN1200, DN1400
Máy bơm chìm hay còn gọi là máy bơm hỏa tiễn là loại bơm có cấu tạo đa tầng cánh, phương thức hoạt động ly tâm nên đẩy nước lên rất cao, bơm càng nhiều tầng cánh thì cột áp đẩy lên càng cao, phụ thuộc vào công suất từng loại máy mà có số tầng cánh tương ứng
- Máy bơm chìm rất dễ sử dụng, có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, tùy thuộc và chủng loại của máy bơm cũng như mục đích của công việc
- Máy có thể tự mồi dựa vào chất lỏng được bơm,môi trường nước bao quanh giống như một tác nhân giúp cho máy bơm chìm tự mồi giúp người dùng có thể tiết kiệm được khá nhiều thời gian và công sức
- Máy có chung một nguyên lý hoạt động nên dễ dàng vận hành
- Máy được thiết kế sao cho phần đầu máy không tiếp xúc với chất lỏng trong một khoang dầu kín nước, cáp điện sử dụng cũng là loại chống thấm nước Do vậy, động cơ của
31 máy bơm chìm rất an toàn khi vận hành
Một nhược điểm lớn nhất của máy bơm chìm chính là rất dễ bị ăn mòn Do luôn bị ngập trong nước nên các máy bơm chìm nhanh bị ăn mòn hơn so với các loại máy bơm khác
Máy bơm chìm đẩy nước lên bề mặt bằng cách biến lực đẩy ly tâm từ các bánh công tác thành động lực tạo ra năng lượng áp suất Điều này được thực hiện khi nước được tràn vào bơm: Đầu tiên nước đi vào thông qua của hút, tràn đến buồng bơm nơi các cánh quạt đẩy nước thông qua bộ khuếch tán Từ đó, nước được đẩy lên bề mặt
Ta chọn bơm CNP có đặc điểm :
- Có thiết kế nhỏ gọn, dễ di chuyển
- Đầu inox 304 chống ăn mòn, có thể bơm chất lỏng từ -10 ° C đến 90℃
- Hút được với độ cao lên đến 100m
- Có khả năng bơm được các dung dịch ăn mòn
- Động cơ chạy mượt mà không gây tiếng ồn, an toàn khi sử dụng
- Mức độ bảo vệ của động cơ là IP55, ngăn chặn sự xâm nhập của bụi và nước
Thông số máy bơm CNP:
Trong hệ thống xử lí nước thải, chúng ta thường cung cấp khí cho các bể : bể điều hòa và bể aerotank Đối với bể điều hòa là nới tập trung các nguồn nước thải một nguồn duy nhất và đồng thời để chứa cho hệ thống hoạt động liên tục và tính chất cua nước thải dao động theo thời gian trong ngày nên để đảm bảo nhiệm vụ điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định liên tục cho các công trình xử lí, tránh hiện tượng hệ thống xử lý quá tải Nước thải trong bể điều hòa được sục khí liên tục từ máy thổi khí và hệ thống đĩa
32 phân phối khí nhằm tranh hiện tượng yếm khí dưới đáy bể Đối với bể xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính lơ lửng là công trình đơn vị quyết định hiểu quả xử lý của trạm vì phần lớn những chất gây ô nhiễm trong nước thải Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải ở dạng lơ lửng Các vi sinh hiếu khí sẽ tiếp nhận oxy và chuyển hóa chất hữu cơ thánh thức ăn Trong môi trường hiếu khí ( nhờ khí O2 sục vào- hoạt động cung cấp khí), vi sinh hiếu khí tiêu thụ các chất hưu cơ để phát triển, tăng sinh khối và làm giảm tải lượng ô nhiễm trong nước thải xuống mức thấp nhất Vì vậy nhằm đảm bảo lượng oxy cấp vào bể Aerotank đủ cho quá trình Nitrate hóa chúng ta cần phải tính toán chính xác lượng khí cấp vào bể nhằm duy trì DO trong bể đảm bảo nống độ oxy hòa tan luôn
Thiết bị cung cấp khí cho hệ thống gồm: Máy thổi khí Longtech-Đài Loan; đĩa/ống phân phối khí Longtech -Đài loan hoặc Jager-Đức Tính toán lượng khí cần cung cấp( 𝑚 3 /phút) dựa vào những số liệu sau : Công suất xử lí (𝑚 3 / ngày đêm) thể tích bể cần sục khí ( Dài* rộng * cao)
Hình 2 12 Hình dáng và sơ đồ nguyên lý của máy sục khí
Cấu tạo gồm: 1- Ông giảm thanh đầu vào (ống hút)
3- Thân máy thổi khí Heywel RSS-80
8-Khung đế máy thổi khí Jayg Los
9- Ông giảm thanh đầu ra (Ông đẩy) ong eh
10- Khớp nối mềm (Chống rung mặt bích)
Nhờ áp lực hút chân không từ hệ thống ống dẫn trên mặt nước, máy sẽ hút nước vào khu vực hút Khi đó lực hút càng mạnh thì áp lực càng giảm Theo đó, nguồn không khí trên bề mặt được hòa trộn với với nước vì sự chênh lệch bề mặt áp suất đáy với bề mặt không khí Nhờ ống khếch tán mà áp lực cần thiết đẩy dòng sục khí ra ngoài Nhờ quá trình sục khí, oxy được phân tán trong nước thiết bị sục khí đặt dưới nước nên oxy có thể xuống sâu
4 Máy khuấy – máy khuấy chìm Tsurumi:
Máy khuấy chìm được sử dụng bởi một động cơ điện, được kết hợp với cánh quạt của máy trộn, được ghép trực tiếp hoặc thông qua bộ giảm tốc hành trình Cánh quạt quay tạo ra dòng chảy chất lỏng trong bể, cho nên giữ cho chất rắn luôn lơ lửng trong nước tránh bị ngưng tụ Máy khuấy chìm thường được cài đặt đặt trên một bệ cố định đặt trong bể, cho phép máy khuấy chìm được lấy ra để kiểm tra định kỳ và bảo dưỡng dễ dàng
Hình 2 14 Nguyên lý máy khuấy chìm Tsurumi
KẾT LUẬN
Ở chương này, việc tìm hiểu thông tin về các thiết bị hệ thống có vai trò quan trọng trong việc xây dựng hệ thống Nó giúp việc vận hành hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí Trong chương 2 đã giới thiệu về cấu tạo và chức năng của các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành được sử dụng trong hệ thống xử lí nước thải nhà máy bia Những diều này sẽ được sử dụng để phục vụ nghiên cứu xây dựng các nội dung tiếp theo
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
Đặt vấn đề
Hiện nay các nhà máy sản xuất bia hoạt động liên tục để tạo ra sản phẩm bán ra thị trường, dẫn đến lượng nước thải được thải liên tục và khoảng cách từ nhà máy đến hệ thống xử lí nước thải khá xa Yêu cầu nguồn điện cung cấp cho hệ thống xử lí nước thải luôn được đảm bảo và duy trì liên tục
Dẫn đến việc thiết kế riêng một trạm biến áp cho hệ thống xử lí nước thải trong nhà máy bia là cần thiết Đặc điểm của hệ thống điện của hệ thống xử lí nước thải:
- Phụ tải tập trung trong không gian rộng lớn và ngoài trời
- Có hệ thống cấp nguồn dự phòng
- Yêu cầu cao về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng
- Không gian lắp đặt ngoài trời, rộng lớn
Hệ thống xử lí nước thải thuộc phụ tải loại 2 vì vậy cần thiết kế hệ thống cung cấp điện chính xác Việc cung cấp điện thiết kế đảm bảo độ xử lí nước thải và không thiệt hại về kinh tế.
Tính toán thiết kế trạm biến áp
I Tính toán các công trình và xác định công suất của động cơ:
- Lượng nước thải trung bình của một ngày là 2000 m 3 /ngày
- Lượng nước thải min Qtb= 83.3m 3 /h
- Lượng nước thải max Qmax-h = 300m 3 /h
Ngăn tiếp nhận nước thải đặt ở vị trí cao để nước thải có thể tự chảy qua từng công trình đơn vị của trạm xử lý
Từ lưu lượng tính toán ở trên Qmax-h = 300 m 3 /h
Thể tích bể tiếp nhận: W= Qmaxh.t = 300 0,5 = 150 m 3
Trong đó: t: thời gian lưu nước trong bể tiếp nhận, t= 30 phút
Chọn độ sâu lưu nước Hh.ích =2m Độ sâu xây dựng H = 2 + 0,5 = 2,5m
Diện tích mặt thoáng của bể:
Thể tích thực của bể: V = L.B.H = 2,5.3.7 = 52,5 m 3
Chọn đường kính ống là 140 mm
Chọn vận tốc nước trong ống là 1,5m/s
Tiết diện ướt của ống F = Qmax,s / v = 0,083/ 1,5 = 0,0553 m 2
Tính toán công suất động cơ
Công suất bơm nước thải: N = 𝑄𝑚𝑎𝑥.𝐻.𝜌.𝑔
1000.0,8 = 5,17 kW Trong đó: H: chiều cao cột áp (chọn cột áp cao 5m)
𝜌: Khối lượng riêng của nước, bằng 1000
Suy ra chọn 2 động cơ, mỗi động cơ có công suất 5,5 kW
Tính toán song chắn rác:
Chọn 2 song chắn rác lấy rác bằng cơ giới (1 công tác và 1 dự phòng), gốc nghiêng của song chắn rác lấy bằng 60 0 Mỗi xong chắn rác có tiết diện vuông mỗi cạnh Bm = 1,25 m Chọn thanh đan của song chắn rác có tiết diện vuông a x a = 10mm x 10mm
Chiều cao lớp nước qua song chắn rác bằng chiều cao lớp nước trong mương dẫn
Số lượng khe hở qua song chắn rác n = 𝑄𝑚𝑎𝑥.𝐾
- v là vận tốc chảy qua, chọn v = 0,9 m/s ( 0,6 m/s – 1 m/s )
- h là độ sâu mực nước ở chân , h = 0,45m
- l là khoảng cách giữa các khe hở, chọn l = 20mm = 0,02 m ( đối với nước thải sinh hoạt có thể chọn 16mm – 25 mm )
- K là hệ số tính đến sự thu hẹp dòng chảy, lấy K = 1,05
2 Bể điều hòa và bồn acid: a Tính toán kích thước bể điều hoà:
• Thể tích nước đệm trong bể lấy bằng 20% thể tích bể điều hòa là:
• Tổng thể tích bể: Vt = V + Vđ = 600 + 120 = 720 (m 3 ) Để đảm bảo việc thổi khí được hiệu quả ta chọn chiều cao mực nước công tác: H = 4 m
Diện tích bề mặt bể:
4 = 180 (m 2 ) Chiều cao lớp nước đệm:
Chiều cao xây dựng bể: H = 4 + 0.5 = 4.5 (m) (0.5 m là chiều cao an toàn của bể)
Thời gian lưu nước của bể:
2000 = 0.36 (ngđ) = 8.64 (h) b Tính toán hệ thống phân phối khí Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi từ bể điều hoà cần cung cấp một lượng khí thường xuyên Sử dụng 2 máy sục khí (một máy hoạt động và một máy dự phòng)
• Lưu lượng khí cần thiết cung cấp cho bể điều hoà:
Với qkk – Lượng khí cần thiết để xáo trộn, qkk = 0.01-0.015 m 3 / phút, chọn qkk = 0.015 m 3 / phút
• Không khí được phân phối qua hệ thống ống châm lỗ với đường kính 4mm, khoảng cách giữa các tâm lỗ là 150mm Khi đó số lỗ phân phối trên mỗi ống nhánh là:
Với diện tích đáy bể là 20 x 9, ta cho sục khí đặt dọc theo chiều dài bể, các ống được đặt trên các giá đỡ có độ cao 20cm so với đáy bể
• Khoảng cách giữa các ống nhánh là 1.5m các ống cách tường 0.75m Khi đó số ống nhánh được phân bố là: n = 𝐵−2∗1
1.5 = 5 (ống) Vận tốc khi ra khỏi lỗ thường là 5-20m/s Chọn vlỗ = 15m/s
• Lưu lượng khí đi qua từng ống nhánh: q(kn) = 𝑄(𝑘𝑘)
• Lưu lượng khí đi qua các lỗ sục khí:
• Khi đó đường kính lỗ: d = √ 4∗0.016
Chọn đường kính của ống nhánh 65mm Khi đó vận tốc khí trong ống nhánh là: v(n) = 𝑄(𝑘𝑛)∗4
𝜋∗0.065 2 = 651 (m /phút) Chọn đường kính ống chính là 170mm Khi đó vận tốc khí trong ống chính là: v(c) = 𝑄(𝑘𝑘)∗4
• Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén:
Trong đó: hd: Tổn thất áp lực theo chiều đi trên đường ống dẫn, m hc: Tổn thất qua thiết bị phân phối
Tổn thất hd + hc không vượt quá 0.4m hf: Tổn thất cục bộ của ống phân phối khí, m
Tổn thất cục bộ không vượt quá 0.5m
Lượng không khí cần cấp cho quá trình xử lý nước thải tính theo công thức Độ ngập của thiết bị phân tán khí trong nước (m)
• Áp lực của máy thổi khí tính theo công thức: p = (10.33 + Hs)/10.33 = 1.47 atm
Suy ra chọn máy nén có công suất 3,4 kW (DG – 600 – 26)
Lắp đặt 3 bơm nhúng chìm (2 bơm hoạt động lưu phiên và 1 bơm dự phòng) Đặc tính bơm: Qbơm = 88 m 3 /h
Cột áp H: 4m và bơm chìm đặt sâu 4.5m
Hệ số an toàn cho bơm thường: 0.43
Chọn máy bơm 7.5 kW c Tính chọn trong bồn acid:
Chọn kích thước bồn chứa acid:
Chọn máy khuấy bể clo là 2 máy khuấy 2.5kW Để đảm bảo hoá chất luôn ổn định nồng độ
Giả sử tải trọng thích hợp cho loại cặn này là v0 = 40 m 2 /m 2 ngày Vậy diện tích bề mặt bể lắng là:
𝑣0 = 2000/ 40Pm 2 Đường kính bể lắng
Chọn Dbể = 8m Đường kính ống trung tâm: d = 20%D = 0,2.8 = 1,6m
Bể lắng có dạng hình trụ có đổ thêm bê tông dưới đáy để tạo độ dốc 10% Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính bể Chọn chiều cao hố thu bùn là 0,4m, chiều sâu hữu ích bể lắng là 3m, chiều cao lớp bùn lắng là 0,8m, chiều cao lớp trung hòa là 0,2m, chiều cao bảo vệ là 0,3 Vậy tổng chiều cao bể lắng I là:
Chiều cao ống trung tâm h = 60%H = 1,8m
Tải trọng thủy lực của máng thu
Kiểm tra các thông số thiết kế bể:
Thời gian lưu nước: t = W/Qtnh = 86,6/83,3=1,03 h
Vận tốc giới hạn vùng lắng:
VH = 0,0686 m/s (Theo sách tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải- Trịnh Xuân Lai)
Vận tốc nước chảy trong vùng lắng ứng với Qmaxh:
Xác định lượng bùn sinh ra
Xác định hiểu quả khử BOD5 và SS:
R = t/ a+b.t Trong đó t: Thời gian lưu nước, t= 1,03h a, b: Các hằng số thực nghiệm (a = 0,018; b= 0,020; đối với SS thì a = 0,0075; b= 0,014.) RBOD = 26,6%
Lượng bùn khô sinh ra mỗi ngày:
Thể tích bùn sinh ra một ngày
Trong đó C: hàm lượng chất rắn trong bùn, dao động trong khoảng 40 đến 120 kg/m3, lấy C
Tính công suất máy bơm bùn: : N = 𝑄𝑤 𝑟 ∗𝜌∗𝑔∗𝐻
Suy ra chọn máy bơm bùn có công suất 0,5 kW ( tích bùn trong 6h)
Sau khi qua các công trình xử lý trước đó hàm lượng COD giảm từ 20- 40%, chọn hiệu quả xử lý COD tại các công trình trước đó là 30% Qtb = 300 (m 3 /ngày)
Thông số đầu vào UASB:
Tỉ lệ COD không tan(%)
Tải trọng thể tích ở 30 0 C, (KgCOD/m 3 ngày)
Bùn hạt (không khử SS)
Bảng 3.1 Tải trọng thể tích hữu cơ của bể UASB bùn hạt và bùn bông ở các hàm lượng COD và tỉ lệ chất không tan khác nhau a Tính toán kích thước:
Việc tính toán kích thước bể phản ứng kị khí UASB phụ thuộc các thông số “tải trọng hữu cơ thể tích”, “vận tốc nước dâng trong bể” và” lưu lượng vào” theo các công thức sau: v = 𝑄
𝐸 Trong đó: v: vận tốc nước dâng trong bể UASB (m/s)
Vhi: thể tích hữu ích (m 3 )
Vt: thể tích thực phần phản ứng (m 3 )
S0: Nồng độ COD vào (kgCOD/m 3 )
Lorg: tải trọng hữu cơ thể tích (kgCOD/m 3 ngày)
E: hệ số hiệu quả, là tỉ số giữa thể tích hữu ích trên thể tích thực phần phản ứng
F: Bể UASB làm việc trong điều kiện SS 150 (mg/L) Kiểm soát quá trình bùn yếm khí trong bể UASB ở dạng hạt
Tra bảng ta có Lorg 8 (kgCOD/m 3 ngày)
Chọn hiệu suất UASB là H 75 (%)
Nồng độ COD đầu ra : S = So ( 1- H )
=1,638 ( 1- 75% ) =0,41 (kgCOD/m 3 ) Thể tích hữu ích:
Chọn vận tốc nước dâng trong bể v =1,1 (m/s)
Diện tích mặt cắt ngang của bể:
Chọn xây dựng bể có dạng trụ vuông có cạnh là a: a = 8.7(m)
Chiều cao phần phản ứng trong bể:
Mỗi phễu thu khí có chiều cao là 3,5 m bao gồm chiềub cao bảo vệ chọn bằng hbv =0,5 m Chiều cao mực nước trong phần lắng là 3m
Tổng chiều cao trong bể UASB là:
Chọn chiều cao của bể UASB là 10 m
Thời gian lưu bùn trong bể UASB khoảng (60-100) ngày tuỳ theo tính chất chất hữu cơ trong nước thải Do nước thải nhà máy bia là loại dễ phân huỷ nên chọn thời gian lưu bùn thấp
Thời gian lưu bùn T = 60(ngày) b Tính toán chi tiết:
Nước thải sau phản ứng kị khí vào ngăn lắng Ngăn lắng được cấu tạo bởi các tấm phẳng cố định trong bể với góc nghiêng (45 60 o ), có tác dụng tách hai pha nước và khí Chọn góc đặt tấm chắn khí là 60 o
Tổng diện tích các khe hẹp (Ftổngkhe) chiếm 15- 20% diện tích mặt cắt bể (A)
Tổng số khe của bể là 8, vậy diện tích một khe là:
Bề rộng khe = (tiết diện khe)/(chiều dài khe) (chọn chẵn) b = 1.51
8,7 = 0.173(m) = 173(mm) c Sơ đồ cấu tạo phần phễu thu khí:
Ghi chú: 1-tấm chắn khí 1
2-tấm chắn khí 2 3-khe hẹp
4-tấm hướng dòng Chọn chiều cao tấm chắn khí 1 là : h1 = 1 m
Chọn chiều cao tấm chắn khí 2 là : h2 = 0,8 m
Góc hợp bởi hai cánh so với phương ngang là 60 o
Chiều rộng tấm chắn khí 1: b1 = 1000/sin60 o = 1154,7 (mm)
Chiều rộng tấm chắn khí 2: b2 = 800/sin60 o = 923,8 (mm)
Khoảng cách 2y giữa 2 tấm chắn khí là:
Ta chọn góc hợp bởi 2 tấm hướng dòng là 60 0
Chọn khoảng cách D sao cho lớn hơn 2y, D= 400 (mm)
Vậy bề rộng tấm hướng dòng là bhd = 500 (mm)
Khoảng cách từ thành bể UASB đến vị trí mép trên của tấm chắn khí b1 kí hiệu là X
X = a/4 – (chiều cao phễu thu)/ tag60 o
Thông số Kí hiệu Giá trị(mm)
Chiều cao tấm chắn khí 1 h1 1000
Chiều cao tấm chắn khí 2 h2 800
Chiều cao bảo vệ hbv 500
Bề rộng tấm chắn khí 1 b1 1155
Bề rộng tấm chắn khí 2 b2 924
Bề rộng khe hẹp bk 68
Khoảng cách đáy giữa 2 tấm hướng dòng D 400
Khoảng cách giữa 2 tấm chắn khí bên dưới 2y 157
Khoảng cách từ thành bể đến vị trí mép trên của tấm khí b1 X 100
Bảng 3.2 Bảng tóm tắt thông số tính toán phần thu khí d Tính lượng bùn sinh ra:
Lượng bùn sinh ra trong bể UASB hay hệ số sản lượng tế bào có giá trị trong khoảng (0,05 - 0,10)kgVSS/KgCODlọaibỏ
Chọn hệ số sản lượng tế bào
Thể tích bùn sinh ra:
110 = 1.563 m 3 / ngày Thể tích bùn sinh ra trong một tháng:
Thời gian lưu bùn đã chọn ở trên:
Thể tích bùn sinh ra trong 2 tháng:
Sau 2 tháng xả bùn một lần Chọn thời gian xả bùn là 4h Lưu lượng bùn xả:
Hình dạng máy khuấy: Hình chữ nhật dạng 7, k = 1.2
1000 = 12.6 kW ( Công suất yêu cầu)
Vì vậy sử dụng 2 máy khuấy chìm – TBM mỗi máy công suất 6.3 kW suy ra chon máy khuấy có công suất 7.5 kW
300 = 390 phút = 6.5 (h) f Máy bơm bùn Z4.MBB:
Chọn máy bơm chìm nước thải Tsurumi KTZ 411 11kW
Dung tích hữu ích của aerotank được tính theo công thức:
3200×(1+0.05×20) = 1500m 3 Trong đó: Ɵ𝑐 thời gian lưu bùn (ngày)
𝑌 hệ số sản lượng bùn
𝑆𝑜 BOD5 của nước thải đầu vào (mg/l)
X nồng độ VSS trong hỗn hợp bùn hoạt tính (mg/l)
Kd hệ số phân huỷ nội bào, Kd = 0,05 ngày -1
Hệ số tăng trưởng bùn:
1+(0.05×20) = 0.25 Lượng bùn gia tăng mỗi ngày tính bằng MLVSS:
Px = Yb×Q×(So-S) = 0.25×2000×(500-20) = 240000g/ngày = 240kg/ngày
Tổng lượng bùn hoạt tính gia tăng tính theo MLSS:
Lượng bùn tuần hoàn: Qr = 3/17 × 2000 = 353m 3 /ngày (14.7m 3 /h)
Hệ thống làm thoáng (thổi khí)
Lượng oxy yêu cầu, kg O2/ngày:
Tốc độ cung cấp oxy từ thiết bị làm thoáng bề mặt là 1,4 kgO2/h.HP
Năng lượng tổng cộng yêu cầu = 44.6
Suy ra cần chọn 6 bơm sục khí, mỗi bơm 5 kW
Thể tích không khí theo yêu cầu = 1070
6 Bể lắng 2 và bể chứa bùn:
Diện tích bề mặt cần thiết:F = 𝑄
𝐿 𝑏 = 2000/15 = 133.3 m 2 Chọn 2 bể ly tâm có đường kính 9.5m
Diện tích bề mặt thực = 𝜋 × 9.5 2
4 × 2 bể = 141.76 m 2 Kiểm tra tốc độ chảy tràn:
2×𝜋×9.5 = 33.5 kg/m 3 ngày < 150kg/m 3 ngày Đối với chiều cao công tác của bể lắng 2 ta chọn 4m Nhưng để nước trong bể không tràn
50 trong quá trình xử lý nước của bể khử trùng nên ta tăng chiều cao bể lắng 5.5m
• TÍNH TOÁN BỂ CHỨA BÙN
+ Ta chọn thời gian lưu bùn là trong bể là 4h Dung tích chứa bùn sẽ là :
+ Chọn chiều cao bảo vệ là 0,5m
+ Chọn chiều cao xây dựng là 4,5m
+ Chiều dài và chiều rộng bể là 10m và 8,6m
Tại bể chứa bùn có đặt 2 máy bơm tuần hoàn về 2 bể aerotank và bể nén bùn
+ Công suất máy bơm bùn tuần hoàn :
0,8∗1000 = 0,222kW Trong đó 𝑄 𝑟 là lượng bùn tuần hoàn trong ngày (𝑚 3 /𝑠 )
𝜌 khối lượng riêng của chất lỏng, 𝑝 𝑛ướ𝑐 00kg/𝑚 3 , 𝑝 𝑏ù𝑛 = 1006kg/𝑚 3
𝑔 là gia tốc trọng trường, g = 9.81m/𝑠 2
𝜂 là hiệu suất máy bơm, 𝜂 = 0,73 ÷ 0,93 chọn 𝜂=0,8
+ Công suất thực tế của bơm :
𝑁 𝑡𝑡 = 1,5 * N = 0,222.1,5 =0,333 kW => Chọn 2 máy bơm có công suất 0,5 kW
7 Bể khử trùng: a Tính bể khử trùng:
Bể khử trùng có thể tích nhỏ Lựa chọn xây dựng bể khử trùng có kích thước đủ để chứa lượng nước trong vòng 1 giờ (V > Qtb):
Thể tích bể: 85m 3 > 83m 3 b Tính bể clo:
Lượng Clo hoạt tính được quy định đối với xử lý nước khiểu sinh học không hoàn toàn là
51 g = 5g/m 3 Lượng clora cần dùng 1 ngày đêm:
M = g×Q×t = 5×83×24 = 9960g = 9.96kg Thể tích dung dịch cần pha trong 1 ngày đêm :
2 ×25 = 124.5 lít Cho bể chứa clo trong thời gian 25 ngày Thể tích bể V = 124.5 × 25 = 3.1125 m 3
Vậy kích thước bể chứa clo:
Chọn máy khuấy bể clo là 2 máy khuấy 3kW Để đảm bảo hoá chất luôn ổn định nồng độ c Tính bể tiếp xúc:
Dung tích hữu ích của bể tiếp xúc:
W = Q × t = 300 × 0.5 = 150 m 3 Chiều sâu lớp nước trong bể được chọn: H = 1,5m diện tích mặt thoáng hữu ích của bể tiếp xúc khi đó sẽ là:
1.5 = 100 m 2 Chọn bể tiếp xúc gồm 5 ngăn, kích thước mỗi ngăn:
+ Chiều cao của bể từ 3-3,7m
+ Tải trọng chất rắn trong ngày = 35kg/𝑚 2 ngày
+ Tải trọng thủy lực = 20 m3/m2.ngày
𝜋 = 5m Trong đó F (diện tích bề mặt yêu cầu) = 20m2
𝑣 ℎℎ.𝑟ắ𝑛 = 30 𝑚 3 /ngày Bùn xả ra từ bể lắng I 5,12𝑚 3 /ngày
Bùn xả ra từ bể uasb 1,563 𝑚 3 /ngày
Bùn xả từ bể aerotank 30 𝑚 3 /ngày
Lượng bùn tuần hoàn 353 𝑚 3 /ngày
Lượng bùn dư dẫn đến bể nén bùn :
Diện tích hữu ích của bể nén bùn :
Với v1 : tốc độc chảy của chất lỏng ở vùng lắng trong bể nén bùn kiểu lắng đứng v1 0,1mm/s
Diện tích ống trung tâm bể nén bùn :
Với v2 : tốc độ chuyển động của bùn trong ống trung tâm, v20mm/s
Diện tích tổng cộng bể nén bùn :
Chiều cao phần lắng bể :
Với t : thời gian lắng , chọn 5h
Chiều cao ống trung tâm: ℎ 𝑡𝑡 = 0,6 𝐻 𝑙 = 1,08m
Chọn máy ép bùn có công suất 1.5kW
Bể Chiều cao Chiều dài Chiều rộng
Bảng 3.3 Kích thước từng bể
Hình 3.2 Sơ đồ mặt bằng của khu xử lý nước thải
Cáp tủ 1 đến máy bơm bể tiếp nhận 9 Cáp tủ 1 đến máy bơm điều hoà 29 Cáp tủ 1 đến máy thổi khí bể điều hoà 6 Cáp tủ 2 đến máy bơm bùn bể uasb 5 Cáp tủ 2 đến máy khuấy bể uasb 5 Cáp tủ 3 đến máy sục khí bể aerotank 0.5 Cáp tủ 4 đến máy khuấy bể clo 11 Cáp tủ 4 đến máy khuấy bể acid 0.6 Cáp tủ 5 đến máy bơm bùn bể lắng 1 25.44 Cáp tủ 5 đến máy bơm bùn bể chứa bùn 3.6
Cáp tủ 5 đến máy ép bùn 6.6
Bảng 3.4 Chiều dài dây dẫn
II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN:
Các chỉ tiêu sử dụng điện trong công trình được đặt ra theo yêu cầu và đặc điểm công trình:
- Chiếu sáng gara, hành lang, cầu thang 7 (W/m2)
- Ổ cắm điện văn phòng, dịch vụ công cộng 500(W/ổ cắm)
Trên cơ sở các chỉ tiêu trên để tính toán công suất máy biến áp (MBA)
Khi thiết kế cung cấp điện cho một khu vực bất kì, nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế là xác định phụ tải điện của công trình đấy Tuỳ theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải
55 kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm , 10 năm hoặc lâu hơn nữa.Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hoặc dài hạn
Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay khi công trình đi vào hoạt động Phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính toán người thiết kế cần biết được phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như: máy biến áp , dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ ,vv để tính được các tổn thất công suất, để chọn các thiết bị bù,vv
Như vậy phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện
Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : công suất và số lượng thiết bị, chế độ vận hành, quy trình công nghệ sản suất, vv vì vậy xác định phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng bởi vì nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, dễ dẫn tới nổ, cháy gây nguy hiểm cho tài sản và tính mạng của con người và ngược lại nếu phụ tải tính toán lớn hơn so với yêu cầu thì sẽ gây lãng phí do các thiết bị được chọn chưa hoạt động hết công suất
KẾT LUẬN
Việc tính toán, lựa chọn các thiết bị cho trạm biến áp cực kì quan trọng trong việc cung cấp một hệ thống điện cho nhà hệ thống xử lí nước thải bia Nhằm đảm bảo làm việc liên tục, không trì trễ và đảm bảo an toàn cho phần cấp điện Ở chương này tính toán cụ thể và thể hiện kết quả qua các bảng
THIẾT KẾ MẠCH KHỞI ĐỘNG VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Lựa chọn các thiết bị cho mạch điện khởi động động cơ
Các phụ tải trong trạm xử lí nước thải là các động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc Các động cơ này có dòng điện khởi động Ikđ = (3-7) Iđm Việc khởi động các động cơ này sẽ được thực hiện bằng cách đóng trực tiếp vào lưới điện (nếu động cơ có công suất nhỏ hơn 5.5kW) Đối với các động cơ có công suất lớn, dòng khởi động sẽ rất lớn, gây sụt điện áp lưới, phát nóng và hư hỏng cho động cơ,… Vì vậy, để động cơ làm việc an toàn, hiệu quả thì điều quan trọng là ta phải đảm bảo giảm dòng khởi động của động cơ
Có nhiều cách để giảm dòng khởi động như sử dụng máy biến áp tự ngẫu, sử dụng khởi động với các cấp điện trở phụ, khởi động đổi nối sao tam giác
Hình 4.1 Hai chế độ khởi động của động cơ
1 Khởi động bằng phương pháp đổi nối sao tam giác:
Các phụ tải của trạm xử lí nước chủ yếu là các máy bơm, máy nén bùn,… Nên không yêu cầu động cơ phải đảo chiều hoạt động, vì vậy ta lựa chọn phương án đổi nối
107 sao tam giác để khởi động cho các động cơ Phương án này còn có ưu điểm là dòng khởi động nhỏ hơn phương khác và tính tự động tương đối cao Để thực hiện khởi động động cơ bằng cách đổi nối sao – tam giác ta cần có bộ khởi động từ
Bộ khởi động từ là một khí cụ điện dùng để điều khiển việc đóng, ngắt, đảo chiều và bảo vệ quá tải cho động cơ vì có tích hợp với role nhiệt Động cơ có thể làm việc hiệu quả và liên tục trong thời gian dài được hay không phụ thuộc đáng kể vào mức độ tin cậy của khởi động từ Do đó, bộ khởi động từ cần thoả mãn các yêu cầu sau:
• Tiếp điểm có độ bền chịu mài mòn cao
• Khả năng đóng cắt cao
• Thao tác đóng cắt dứt khoát
• Bảo vệ tin cậy động cơ điện khỏi bị quá tải lâu dài (role nhiệt)
Khởi động từ dùng để chuyển đổi sao – tam giác gồm có 3 công tắc tơ Ngoài ra, còn đi kèm thêm một role thời gian để đặt thời gian chuyển đổi sao – tam giác
2 Lựa chọn role nhiệt cho khởi động từ của các động cơ
Role nhiệt là một loại khí cụ điện để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải, thường dùng kèm với contactor
Role nhiệt không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn, phải cần thời gian để phát nóng Thời gian làm việc từ khoảng vài giây đến vài phút, nên không dùng để bảo vệ ngắn mạch
Quá tải thường đưa đến một trong hai trường hợp sau:
• Quá tải ngắn hạn: do khởi động hoặc phanh hãm động cơ hoặc kẹt tức thời động cơ Kết quả là không có hoặc ít có nguy cơ gây hư hỏng nếu quá tải không thường xuyên xảy ra Bảo vệ được dự kiến báo hiệu cho biết và không cắt
• Quá tải dài hạn: do mất điện một pha hay động cơ bị quá tải kết quả sẽ dẫn đến phát nóng, già hoá chất cách điện dẫn đến nhanh chóng hỏng cách điện, thời gian lâu dài có thể gây cháy nổ và hoả hoạn nên cần thiết được cắt kịp thời
Mỗi động cơ phải được bảo vệ đối với quá tải và sự mất cân bằng giữa các pha bằng role nhiệt
Thiết bị điện Số lượng Pđm Kiểu khởi động Ilvmax
3 7.5 đổi nối sao tam giác 12.73
Máy thổi khí bể điều hòa 1 3.4 trực tiếp 6.54
2 7.5 đổi nối sao tam giác 12.73
1 11 đổi nối sao tam giác 18.7
Máy thổi khí bể aerotank 6 5 trực tiếp 10.58
Máy bơm bùn bể chứa bùn 2 0.5 trực tiếp 0.85
Máy bơm bùn bể lắng 1
Bảng 4.1 Kết quả lựa chọn contactor và role nhiệt đi kèm
• Lựa chọn role thời gian cho bộ khởi động từ:
Role thời gian là role tạo trễ đầu ra, nghĩa là khi có tín hiệu điều khiển ở đầu vào thì sau một thời gian nào đó, đầu ra mới có tác động (tiếp điểm role mới đóng hoặc mở) Lựa chọn role thời gian AH 3-3 Role thời gian có điện áp DC 24V phù hợp với điện áp ra của PLC Role thời gian có 2 cặp tiếp điểm delay và các thông số trong bảng
Hình 4.2 Thông số role thời gian
• Lựa chọn role trung gian:
Role trung gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, cơ cấu kiểu điện từ
Role trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển
Hình 4.3 Hình ảnh role trung gian
Cấu tạo của role trung gian bao gồm 2 phần chính: cuộn hút (nam châm điện) và mạch tiếp điểm (mạch lực)
+ Nam châm điện: bao gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây Cuộn dây được dùng để cuộn cường độ, điện áp hoặc cuộn cả điện áp lẫn cường độ Trong đó, lõi thép động được định vị bằng vít điều chỉnh găng bởi lò xo
+ Tiếp điểm: bao gồm các cặp tiếp điểm thường đóng và thường mở
Nguyên lý hoạt động: Để tạo ra được từ trường hút, thì dòng điện cần chạy qua rơ le trung gian, sau đó dòng điện chạy qua cuộn dây tạo thành từ trường hút Giúp tạo đòn bẩy làm đóng hoặc mở tiếp điểm điện và làm thay đổi trạng thái của rơ le trung gian Tùy vào thiết kế mà số tiếp điểm điện sẽ thay đổi khác nhau
Lựa chọn loại role trung gian Omron 24V-10A 8P có 2 cặp tiếp điểm thông số kĩ thuật:
+ điện áp vào relay 24VDC
Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển
Hình 4.4 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 1
Hình 4.5 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 2
Hình 4.6 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 3
Hình 4.7 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 4
Hình 4.8 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 5
Tổng kết nối dây PLC:
Hình 4.9 Sơ đồ nối dây PLC
Việc thực hiện vẽ sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển yêu cầu phải chính xác và hợp lí Nhằm đảm bảo đúng mục đích vận hành của hệ thống xử lí nước thải nhà máy bia
LỰA CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC VÀ THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG
Giới thiệu PLC
Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay đã làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng: hệ thống ngõ vào có thể tăng lên đến 8000 cổng vào ra, dung lượng bộ nhớ chương trình tăng lên hơn
128000 từ bộ nhớ Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp số lượng cổng vào/ra lớn Trong tương lai hệ PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thông qua CIM để điều khiển các hệ thống: Robot, Cad/Cam… ngoài ra các nhà thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC với các chức năng điều khiển thông minh còn gọi là các siêu PLC ở tương lai PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hỏa các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động trễ như thời gian định thời hau các sự kiện được đếm Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập tình, PLC ra đời nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:
• Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học
• Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa
• Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp
• Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp
• Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính , nối mạng, các module mở rộng
• Giá cả có thể cạnh tranh được
Trong PLC phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển hoặc xử lý hệ thống Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ PLC Mặt khác, PLC có khả năng kết nối mạng và kết nối các thiết ngoại vi rất cao giúp việc điều khiển được dễ dàng
Thành phần chính của PLC bao gồm:
• Phần đầu vào/ra: phần đầu vào bao gồm các thiết bị như cảm biến, công tắc,… Đầu vào từ các nguồn được kết nối với PLC thông qua đường ray đầu nối đầu vào Phần đầu ra có thể là các thiết bị như: động cơ, solenoid, đèn, được điều khiển bằng cách thay đổi các tín hiệu đầu vào
• Một bộ nhớ chương trình RAM ở bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM)
• CPU: là đơn vị xử lý trung tâm
Bên cạnh đó một bộ PLC hoàn chỉnh còn có thêm một đơn vị lập trình bằng tay hoặc
120 bằng máy tính xách tay hoặc máy tính chuyên dụng Nếu đơn vị lập trình là xách tay thì RAM thường loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hộ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS442, RS458,…
Khối điều khiển trung tâm (CPU) gồm ba bộ phận: bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ, hệ thống nguồn cung cấp
Hình 5.2 Cấu tạo của CPU PLC a Đơn vị xử lý trung tâm:
CPU là đơn vị xử lý trung tâm Nó là một bộ vi xử lý mà có thể kết hợp với các hoạt động của hệ thống PLC CPU thi hành chương trình xử lý các tín hiệu I/O thông qua các tuyến đường dây thích hợp bên trong PLC Và tòa bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ b Hệ thống Bus:
Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song:
• Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Module khác nhau
• Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu
• Control Bus: được CPU sử dụng để liên lạc với các thiết bị khác trong máy tính, mang các lệnh từ CPU và trả về tín hiệu trạng thái từ thiết bị
Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lí và các module vào ra thông qua Data bus Address Bú và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song
Nếu một module đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất cả trạng thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu xuất hiện trên Address Bus, module đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data bus Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế
Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bên cạnh đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1,8 MHZ Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống c Bộ nhớ:
PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp:
• Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O
• Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các Relay Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ đều được đnhs số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo Với một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đấu ra, quá trình này được gọi là quá trình đọc
Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khả năng chứa 2000÷16000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch Trong PLC các bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng
RAM (Random Access Memory) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung bất kỳ lúc nào Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất Để tránh tình trạng này các PLC đều được trạng bị một pin khô, có khả năng cung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình Khuynh hướng hiện nay dùng CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn
EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được Nội dung của
EPROM không khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã được nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớ thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC trên PG có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM
Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong máy lập trình Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài
• Các loại PLC nhỏ có thể chứa từ 300÷1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo
• Các loại PLC lớn có kích thước từ 1K÷16K, có khả năng chứa 2000÷16000 dòng lệnh d Các ngõ vào ra I/O:
Giới thiệu một số PLC của hãng MITSUBISHI ELECTRIC
PLC Mitsubishi là một trong các dòng PLC đang được dùng phổ biến nhất trên thế giới và Việt Nam, được sản xuất bởi tập đoàn Mitsubishi Electric (Nhật Bản)
Với đặc điểm tích hợp nhiều tính năng, giá thành phải chăng cộng với phần mềm dễ sử dụng nên PLC mitsubishi được sử dụng tương đối rộng rãi trong ngành điện cơ khí tự động hóa Hiện nay tại một số trường đại học có chuyên khoa về cơ khí điện tự động hóa thì plc mitsu cũng đã được đưa vào nhiều chương trình giảng dạy
PLC Mitsubishi có ưu điểm lớn về:
• Khả năng đáp ứng đa dạng các cấu hình yêu cầu tính năng như:
- Ngõ vào ra tương tự
- Bộ đếm ngõ vào tốc độ cao
- Ngõ ra phát xung tốc độ cao
- Các module đọc nhiệt độ
- Loadcell, … Ở Việt Nam, PLC Mitsubishi được dùng nhiều trong ngành dệt sợi, bao bì giấy, carton, nilon, nhựa, thực phẩm, cơ khí chính xác, chế tạo máy,…
2 Các dòng Mítubishi thông dụng:
FX1N PLC thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầu vào ra trong khoảng 14-60 I/O (14,24,40,60 I/O) Tuy nhiên, khi sử dụng các module vào ra mở rộng, FX1N có thể tăng cường số lượng I/O lên tới 128 I/O FX1N được tăng cường khả năng truyền thông, nối mạng, cho phép tham gia trong nhiều cấu trúc mạng khác nhau như Ethernet, ProfileBus, CC-Link, CanOpen, DeviceNet,… FX1N có thể làm việc với các module analog, các bộ điều khiển nhiệt độ Đặc biệt, FX1N PLC được tăng cường chức năng điều khiển vị trí với 6 bộ đếm tốc độ cao (tần số tối đa 60kHz), hai bộ phát xung đầu ra với tần số điều khiển tối đa là 100kHz Điều này cho phép các bộ điều khiển lập trình thuộc dòng FX1N PLC có thể cùng một lúc điều khiển một cách độc lập hai động cơ servo hay tham gia các bài toán điều khiển vị trí (điều khiển hai toạ độ độc lập)
Nhìn chung, dòng FX1N PLC thích hợp cho các ứng dụng dùng trong công nghiệp chế biến gỗ, trong các hệ thống điều khiển cửa, hệ thống máy nâng, thang máy, sản xuất xe hơi, hệ thống điều hoà không khí trong các nhà kính, hệ thống xử lý nước thải, hệ thống điều khiển máy dệt,…
- Điện áp nguồn cung cấp: 12-24VDC hoặc 100/230VAC
- Bộ nhớ chương trình: 8000 bước
- Kết nối truyền thông: cung cấp chuẩn kết nối RS485/RS422/RS232 thông qua board mở
- Bộ đếm tốc độ cao: 1 phase: 6 đầu vào max 60KHZ, 2 phases: 2 đầu vào max 30KHZ
- Loại ngõ ra: relay, transistor
- Phát xung tốc độ cao: 2 chân phát xung max.100khz
- Có thể mở rộng lên tới 132 I/O thông qua module
- Có thể mở rộng tối đa lên tới 2 module chức năng
FX2N được trang bị tất cả các tính năng của dòng FX1N, nhưng tốc độ xử lý được tăng cường, thời gian thi hành các lệnh cơ bản giảm xuống cỡ 0.08us FX2N thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầu vào ra trong khoảng 16-128 đầu vào ra, trong trường hợp cần thiết FX2N có thể mở rộng đến 256 đầu vào ra Ngoài ra, FX2N còn được trang bị các hàm xử lý PID với tính năng tự chỉnh, các hàm xử lý số thực cùng đồng hồ thời gian thực tích hợp sẵn bên trong Những tính năng vượt trội trên cùng với khả năng truyền thông, nối mạng nói chung của dòng FX1N đã đưa FX2N lên vị trí hàng đầu trong dòng FX, có thể đáp ứng tốt các đòi hỏi khắt khe nhất đối với các ứng dụng sử dụng trong các hệ thống điều khiển cấp nhỏ và trung bình FX2N thích hợp với các bài toán điều khiển sử dụng trong các dây chuyền sơn, các dây chuyền đóng gói, xử lý nước thải, các hệ thống xử lý môi trường, điều khiển các máy dệt, trong các dây truyền đóng, lắp ráp tàu biển
- Điện áp nguồn cung cấp: 24VDC hoặc 100/230VAC
- Bộ nhớ chương trình: 16000 bước
- Kết nối truyền thông: cung cấp chuẩn kết nối RS485/RS422/RS232 thông qua board mở rộng
- Bộ đếm tốc độ cao: max 60KHZ, 2 phases: 2 đầu vào max 30KHZ
- Loại ngõ ra: relay, transistor
- Phát xung tốc độ cao: 2 chân phát xung max.20khz
- Có thể mở rộng lên tới 256 I/O thông qua module
- Có thể mở rộng tối đa lên tới 8 module chức năng
FX1S PLC có số lượng I/O trong khoảng 10-30 I/O FX1S không có khả năng mở rộng module Tuy nhiên, FX1S được tăng cường thêm một số tính năng đặc biệt:
- Tăng cường hiệu năng tính toán, khả năng làm việc với các đầu vào ra tương tự thông qua các card chuyển đổi, cải thiện bộ đếm tốc cao
- Trang bị thêm các chức năng truyền thông thông qua các card truyền thông lắp thêm trên bề mặt cho phép FX1S có thể tham gia truyền thông trong mạng (giới hạn số lượng trạm tối đa 8 trạm) hay giao tiếp với các bộ HMI đi kèm
FX1S thích hợp với các ứng dụng trong công nghiệp chế biến gỗ, đóng gói sản phẩm, điều khiển động cơ, máy móc, hay các hệ thống quản lý môi trường
- Điện áp nguồn cung cấp: 24VDC hoặc 100/240VAC
- Bộ nhớ chương trình: 2000 bước
- Kết nối truyền thông: chuẩn RS422
- Bộ đếm tốc độ cao: 1 phase: 6 đầu vào max 60KHZ, 2 phases: 2 đầu vào max 30KHZ
- Loại ngõ ra: relay, transistor
- Phát xung tốc độ cao: 2 chân phát xung max.100khz
- Không có khả năng mở rộng thêm module chức năng
PLC FX3G được cải tiến từ dòng FX1N, nó được kế thừa tất cả những tính năng của dòng PLC FX kết hợp với sự tiến bộ vượt bậc của dòng PLC thế hệ FX3 nhắm đến sự đổi mới công nghệ mang đến cho người dùng sự ổn định và tính linh hoạt cao
Dòng FX3G PLC được tích hợp bộ nhớ trong lên đến 32Kb, tốc độ xử lý một lệnh đơn logic trong thời gian 0.21às Thờm vào đú, nú cho phộp xử lý trờn số thực và cỏc ngắt
Việc lập trình trên FX3G dễ hơn bao giờ hết nhờ vào sự thực thi thông qua đồng thời
2 cổng truyền thông tốc độ cao là RS422 & USB Còn với dòng FX3G ngõ ra kiểu transistor cho phép phát xung độc lập trên 3 ngõ ra lên đến 100 kHz, được nhà sản xuất tích hợp và cải tiến nhiều tập lệnh điều khiển vị trí
Số I/O của FX3G linh hoạt: 14/24/40/60 I/O Ngoài ra việc kết nối mở rộng thông qua 2 bus bên trái và bên phải cho phép kết nối mở rộng thêm các khối chức năng đặc biệt như analog / truyền thông nối mạng…vv để đạt được hiệu suất làm việc tốt hơn Thông số kỹ thuật:
- Điện áp nguồn cung cấp: 24VDC hoặc 100/240VAC
- Bộ nhớ chương trình: 32000 bước
- Kết nối truyền thông: hỗ trợ kết nối RS232, RS485, USB, Ethernet, CAN, Cclink
- Bộ đếm tốc độ cao: max: 60 kHz
- Loại ngõ ra: relay, transistor
- Phát xung tốc độ cao: lên tới 3 chân 100kHZ
- Có thể mở rộng lên tới 128 I/O thông qua module hoặc 256 I/O thông qua mạng CC- Link
Dòng sản phẩm mới PLC FX3U là thế hệ thứ ba trong gia đình họ FX-PLC, là một PLC dạng nhỏ gọn và thành công của hãng Mitsubishi Electric
Sản phẩm được thiết kế đáp ứng cho thị trường quốc tế, tính năng mới đặc biệt là hệ thống “adapter bus” được bổ hữu ích cho việc mở rộng thêm những tính năng đặc biệt và khối truyền thông mạng Khả năng mở rộng tối đa có thể lên đến 10 khối trên hệ thống mới này
Với tốc độ xử lý cực mạnh mẽ, thời gian chỉ 0.065às trờn một lệnh đơn logic, cựng với 209 tập lệnh được tích hợp sẵn và cải tiến liên tục đặc biệt cho việc điều khiển vị trí Dòng PLC mới này còn cho phép mở rộng truyền thông qua cổng USB, hỗ trợ cổng Ethernet và cổng lập trình RS-422 mini DIN Với tính năng mạng mở rộng làm cho PLC này nâng cao được khả năng kết nối tối đa lên đến 384 I/O, bao gồm cả các khối I/O qua mạng
- Điện áp nguồn cung cấp: 24VDC hoặc 100/240VAC
- Bộ nhớ chương trình: 64000 bước
- Kết nối truyền thông: hỗ trợ kết nối RS232, RS485, USB, Ethernet, profibus, CAN, CClink
- Bộ đếm tốc độ cao: max 100kHz, lên tới 200kHz với module chức năng
- Loại ngõ ra: relay, transistor
- Phát xung tốc độ cao: max 100kHz, lên tới 200kHz hoặc 1Mhz với module chức năng
- Có thể mở rộng lên tới 256 I/Os thông qua module hoặc 384 I/O thông qua mạng CC-
• PLC MITSUBISHI FX5U: Được thiết kế lấy người dùng làm trung tâm, tính năng điều khiển vượt trội, điều khiển định vị tốt hơn, Series MELSEC iQ-F của Mitsubishi (FX 5U) đã được thiết kế phát triển dựa trên Series MELSEC-F
THIẾT KẾ LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN
1 Lưu đồ thuật toán cho từng bể:
Hình 5.4 Lưu đồ thuật toán bể tiếp nhận
• Vùng 2: bể điều hoà và bồn acid:
Hình 5.5 Lưu đồ thuật toán bể điều hoà và bồn acid
Hình 5.6 Lưu đồ thuật toán bể lắng 1
Hình 5.7 Lưu đồ thuật toán bể UASB
Hình 5.8 Lưu đồ thuật toán bể aerotank
• Vùng 6: Bể lắng 2 và bể chứa bùn:
Hình 5.9 Lưu đồ thuật toán bể lắng 2 và bể chứa bùn
Hình 5.10 Lưu đồ thuật toán bể khử trùng
TT Kí hiệu Địa chỉ Mô tả
1 Z1.PT X000 Phao mức thấp bể thu gom
2 Z1.PTB X001 Phao mức trung bình bể thu gom
3 Z1.TĐPB1 X002 Tiếp điểm phụ contactor K1 bơm bể thu gom
4 Z1.TĐPB2 X003 Tiếp điểm phụ contactor K2 bơm bể thu gom
5 Z2.PT X004 Phao mức thấp bể điều hoà
6 Z2.PTB X005 Phao mức trung bình bể điều hoà
7 Z2.PC X006 Phao mức cao bể điều hoà
8 Z2.TĐPB1 X007 Tiếp điểm phụ contactor K1 bơm bể điều hoà
9 Z2.TĐPB2 X010 Tiếp điểm phụ contactor K2 bơm bể điều hoà
10 Z2.TĐPMK1 X011 Tiếp điểm phụ contactor K1 máy khuấy 1 bồn acid
11 Z2.TĐPMK2 X012 Tiếp điểm phụ contactor K2 máy khuấy 1 bồn acid
12 Z3.PĐMB X013 Phao đo mức bùn ở bể lắng 1
13 Z4.PTB X014 Phao mức trung bình bể UASB
14 Z4.TĐPK1 X015 Tiếp điểm phụ contactor K1 bể UASB
15 Z4.TĐPK2 X016 Tiếp điểm phụ contactor K2 bể UASB
16 Z4.PĐMB X017 Phao đo mức bùn bể UASB
17 Z5.PT X020 Phao mức thấp bể aerotank
18 Z6.PĐMB X021 Phao đo mức bùn bể lắng 2
19 Z6.PĐMBT X022 Phao đo mức bùn thấp
20 Z6.PĐMBC X023 Phao đo mức bùn cao
21 Z6.TĐPBB1 X024 Tiếp điểm phụ contactor máy bơm bùn 1
22 Z6.TĐPBB2 X025 Tiếp điểm phụ contactor máy bơm bùn 2
23 Z7.PC X026 Phao mức cao bể khử trùng
24 Z7.PT X027 Phao mức thấp bể khử trùng
25 Z7.TĐPMK X030 Tiếp điểm phụ contactor máy khuấy 1 bể clo
Bảng 5.1 Phân kênh tín hiệu đầu vào
TT Kí hiệu Địa chỉ Mô tả
6 Z2.BDP Y004 Bơm dự phòng điều hoà
7 Z2.MSK Y005 Máy sục khí bể điều hoà
9 Z2.MK1 Y007 Máy khuấy 1 bồn acid
10 Z2.MK2 Y010 Máy khuấy 2 bồn acid
11 Z3.MBB Y011 Máy bơm bùn bể lắng 1
12 Z4.MK1 Y012 Máy khuấy 1 bể UASB
13 Z4.MK2 Y013 Máy khuấy 2 bể UASB
14 Z4.MBB Y014 Máy bơm bùn bể UASB
15 Z6.VB Y015 Van bùn bể lắng 2
16 Z6.BB1 Y016 Máy bơm bùn 1 bể lắng 2
17 Z6.BB2 Y017 Máy bơm bùn 2 bể lắng 2
18 Z5.MSK1 Y020 Máy sục khí 1 bể aerotank
19 Z5.MSK2 Y021 Máy sục khí 2 bể aerotank
20 Z5.MSK3 Y022 Máy sục khí 3 bể aerotank
21 Z5.MSK4 Y023 Máy sục khí 4 bể aerotank
22 Z5.MSK5 Y024 Máy sục khí 5 bể aerotank
23 Z5.MSK6 Y025 Máy sục khí 6 bể aerotank
24 Z7.VI Y026 Van đầu vào bể khử trùng
25 Z7.VO Y027 Van đầu ra bể khử trùng
26 Z7.VC Y030 Van clo bể khử trùng
27 Z7.MK Y031 Máy khuấy bể clo
28 Z7.MKDP Y032 Máy khuấy dự phòng bể clo
Bảng 5.2 Phân kênh tín hiệu đầu ra.
Lựa chọn thiết bị cho hệ thống
MELSEC FX có nhiều loại phiên bản khác nhau tuỳ thuộc vào bộ nguồn hay công nghệ của ngõ ra Ta có thể lựa chọn bộ nguồn cung cấp 100 – 220V AC, 24V DC hay 12- 24V DC, ngõ ra là relay hoặc transistor
Với yêu cầu sử dụng cần sử dụng:
• 25 đầu vào digital, 1 đầu vào analog
Vậy ta cần sử dụng bộ điều khiển phải đáp ứng đủ đầu vào và đầu ra
Vậy nhóm quyết định sử dụng chọn bộ điều khiển FX3U-64MR/ES-A và dùng thêm
146 module mở rộng FX3U-4AD để có đầu vào là analog
Giới thiệu về bộ điều khiển dùng trong hệ thống:
• Cấu tạo của PLC FX3U-64MR/ES-A:
Hình 5.11 PLC FX3U-64MR/ES-A thực tế
Hình 5.12 Kích thước PLC FX3U-64MR/ES-A
• Thông số kĩ thuật PLC FX3U-64MR/ES-A:
- Bộ nhớ EEPROM dung lượng lớn, lên tới 64000 dòng lệnh(steps)
- Tốc độ xử lý cao (0.065μs/ lệnh với lệnh cơ bản và 0.642 - 100μs/ lệnh với các lệnh phức tạp)
- Có khả năng mở rộng bằng module vào/ra, các module đặc biệt
- Có tích hợp đồng hồ thời gian thực
- Gồm có 64 I/O: 32 đầu vào và 32 đầu ra với ngõ ra dạng relay
- Xuất xứ: Mitsubishi Electric – Nhật Bản
Hình 5.13 Sơ đồ chân của FX3U-64MR/ES
L,N Chân cấp nguồn cho PLC (100-240VAC)
S/S Chân này ta nối về 0V thì sẽ sử dụng kiểu nối source (dòng đi vào
PLC là dòng dương, dòng đi ra là dòng âm)
Nếu nối S/S và 24V sẽ trở thành kiểu nối source quy ước ngược lại với kiểu sink
0V, 24V Khi cấp nguồn xoay chiều cho PLC, trên 2 chân này sẽ có nguồn điện 1 chiều với điện áp 24V để sử dụng cho các kết nối X0- X37 Các đầu vào digital
Các chân chung của các ngõ ra của PLC, mỗi chân chung sẽ được kết nối với một số ngõ ra nhất định sẽ kí hiệu trên PLC
Bảng 5.3 Ý nghĩa của các chân
Hình 5.14 Hình ảnh thực tế FX3U-4AD-ADP
Hình 5.15 Sơ đồ kích thước của FX3U-4AD-ADP
• Sơ đồ đấu dây ngõ vào analog:
Hình 5.17 Sơ đồ đấu dây đầu vào analog
151 Đối với FX3U series PLC (AC loại điện), các nguồn cung cấp phục vụ 24V DC cũng có sẵn
[FG] thiết bị đầu cuối và các nối đất của thiết bị đầu cuối được kết nối trong nội bộ
Sử dụng một dây bọc xoắn 2 lõi cho dòng đầu vào tương tự, và tách nó ra từ đường dây điện khác hoặc các dòng cảm ứng Đối với các đầu vào dòng điện, ngắn mạch [V] thiết bị đầu cuối và các [I+] thiết bị đầu cuối
Nếu có điện áp gợn trong điện áp đầu vào hoặc không có tiếng ồn ở bên ngoài hệ thống dây điện, kết nối một tụ điện khoảng 0.1 đến 0.47μF 25V
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN NGÔN NGỮ SFC KÈM GIẢI THÍCH: 152 VI KẾT LUẬN
Khởi động từ S0 đến S6 khi bắt đầu mở PLC
Thực hiện các phép toán để đo tín hiệu analog cho độ pH
Transition 0: Chuyển từ step 0 sang step 20 khi phao Z1.PTB được tác động
Step 20: Kính hoạt bơm Z1.B1 trong vòng 30 phút, nếu tiếp điểm contactor Z1.B1 báo về bơm 1 không hoạt động thì chuyển sang bơm Z2.B2
Transition 1: Chuyển từ step 20 sang step 21 khi timer 0 tác động
Transition 3: Chuyển từ step 20 về step 0 khi phao Z1.PT ngừng tác động
Step 21: Kính hoạt bơm Z1.B2 trong vòng 30 phút, nếu tiếp điểm contactor Z1.B2 báo về bơm 2 không hoạt động thì chuyển sang bơm Z2.B1
Transition 2: Chuyển từ step 21 về step 20 khi timer 1 tác động
Transition 4: Chuyển từ step 21 về step 0 khi phao Z1.PT ngừng tác động
Transition 0: Chuyển từ step 1 sang step 22 và step 33 khi phao Z2.PT được tác động
Step 22: Gửi tín hiệu kích hoạt máy sục khí hoạt động
Step 33: Step trống để chờ tín hiệu tiếp tục của transition 9
Transition 1: Chuyển từ step 22 sang step 23 khi phao Z2.PTB được tác động
Transition 9: Chuyển từ step 33 sang step 29 và step 30 khi bit M0 nhảy lên 1
Transition 14: Chuyển từ step 33 về step 1 khi phao Z2.PT ngừng tác động
Step 23: Kích hoạt bơm Z2.B1 trong vòng 30 phút, nếu tiếp điểm phụ của contactor Z2.B1 báo về bơm 1 không hoạt động thì chuyển sang Z2.BPD và duy trì tác động của máy sục khí Z2.MSK
Step 29: Kích hoạt mở van Z2.V trong vòng 5 phút
Step 30: Kích hoạt máy khuấy Z2.MK1 trong vòng 30 phút, nếu tiếp điểm phụ của contactor Z2.MK1 báo về máy khuấy 1 không hoạt động thì chuyển sang máy khuấy Z2.MK2
Transition 12: Chuyển từ step 29 sang step 32 khi timer 5 tác động
Transitionk 10: Chuyển từ step 30 sang step 31 khi timer 7 tác động
Transition 2: Chuyển từ step 23 sang step 24 khi timer 2 tác động
Transition 4: Chuyển từ step 23 về step 1 khi phao Z2.PT ngừng tác động
Transition 6: Chuyển từ step 23 sang step 25 khi phao Z2.PC tác động
Step 24: Kích hoạt bơm Z2.B2 trong vòng 30 phút, nếu tiếp điểm phụ của contactor Z2.B2 báo về bơm 2 không hoạt động thì chuyển sang Z2.BPD và duy trì tác động của máy sục khí Z2.MSK
Step 32: Step 32 dùng để nghỉ sau khi mở van bồn clo
Step 31: : Kích hoạt máy khuấy Z2.MK2 trong vòng 30 phút, nếu tiếp điểm phụ của contactor Z2.MK2 báo về máy khuấy 2 không hoạt động thì chuyển sang máy khuấy Z2.MK1
Transition 13: Chuyển từ step 32 về step 1 khi timer 6 tác động
Transition 11: Chuyển từ step 31 về step 1 khi timer 8 tác động
Transition 3: Chuyển từ step 24 về step 23 khi timer 3 tác động
Transition 5: Chuyển từ step 24 về step 1 khi phao Z2.PT ngừng tác động
Transition 7: Chuyển từ step 24 sang step 25 khi phao Z2.PC tác động
Step 25: Kích hoạt 2 máy bơm Z2.B1 và Z2.B2 đồng thời duy trì hoạt động máy sục khí Z2.MSK, nếu 1 trong 2 tiếp điểm phụ của contactor Z2.B1 hoặc Z2.B2 báo về không hoạt động thì sẽ chuyển sang Z2.BDP
Transition 8: Chuyển từ S25 về S23 khi phao Z2.PTB ngừng tác động
Transition 0: Chuyển từ step 2 sang step 26 khi phao Z3.PB được tác động
Step 26: Kích hoạt bơm bùn Z3.BB trong vòng 30 phút
Transition 1: Chuyển từ step 26 về step 2 khi timer 4 tác động
Transition 0: Chuyển từ step 3 sang step 27 và step 34 khi phao Z4.PTB được tác động
Step 27: Kích hoạt máy khuấy Z4.MK1, nếu tiếp điểm phụ contactor của máy khuấy Z4.MK1 báo về máy khuấy Z4.MK1 không hoạt động thì chuyển sang máy khuấy
Step 34: Step trống để chờ tín hiệu tiếp tục của transition 3
Transition 1: Chuyển từ step 27 sang step 28 khi timer 9 tác động
Transition 3: Chuyển từ step 34 sang step 35 khi phao Z4.PDMB tác động
Step 28: Kích hoạt máy khuấy Z4.MK2, nếu tiếp điểm phụ contactor của máy khuấy Z4.MK2 báo về máy khuấy Z4.MK2 không hoạt động thì chuyển sang máy khuấy
Step 35: Kích hoạt máy bơm bùn Z4.MBB trong thời gian 30 phút
Transition 2: Chuyển từ step 28 về step 3 khi timer 10 tác động
Transition 4: Chuyển từ step 35 về step 3 khi timer 11 tác động
Transition 0:Chuyển từ step 4 sang step 36 khi phao Z5.PT được tác động
Step 36: Set hoạt động các máy sục khí Z5.MSK1 đến Z5.MSK6 trong thời gian 45 phút
Transition 1: Chuyển từ step 36 sang step 37 khi timer 12 tác động
Step 37: Reset các máy sục khí Z5.MSK1 đến Z5.MSK6, và nghỉ trong vòng 15 phút
Transition 2: Chuyển từ step 37 về step 4 khi timer 13 tác động
Transition 0: Chuyển từ step 5 sang step 38 khi phao Z6.PTB tác động
Step 38: Kích hoạt mở van bùn Z6.VB
Transition 1: Chuyển từ step 38 sang step 39 khi phao Z6.PC tác động
Step 39: Kích hoạt máy bơm bùn Z6.BB1 trong thời gian 15 phút, đồng thời duy trì mở van bùn Z6.VB, nếu tiếp điểm phụ contactor Z6.BB1 báo về bơm Z6.BB1 không hoạt động thì chuyển sang Z6.BB2
Transition 2: Chuyển từ step 39 sang step 40 khi timer 14 tác động
Transition 4: Chuyển từ step 39 về step 5 khi phao Z6.PT tác động
Step 40: Kích hoạt máy bơm bùn Z6.BB2 trong thời gian 15 phút, đồng thời duy trì mở van bùn Z6.VB, nếu tiếp điểm phụ contactor Z6.BB2 báo về bơm Z6.BB2 không hoạt động thì chuyển sang Z6.BB1
Transition 3: Chuyển từ step 40 về step 39 khi timer 15 tác động
Transition 5: Chuyển từ step 40 về step 5 khi phao Z6.PT tác động
Step 6: Kích hoạt mở van Z7.VI
Transition 0: Chuyển từ step 6 về step 41 khi phao Z7.PC tác động
Step 41: Mở van Z7.VC và đồng thời kích hoạt máy khuấy Z7.MK trong thời gian 5 phút nếu tiếp điểm phụ contactor của máy khuấy Z7.MK báo về Z7.MK không hoạt động thì
172 chuyển sang máy khuấy dự phòng Z7.MKDP
Transition 1: Chuyển từ step 41 về sang 42 khi timer 16 tác động
Step 42: Kích hoạt mở van Z7.VO
Transition 2: Chuyển từ step 42 về step 6 khi phao Z7.PT tác động
VI KẾT LUẬN Ở chương này giới thiệu về PLC một cách tổng quát Phân kênh đầu ra đầu vào một cách hợp lí Giải thích rõ chương trình điều khiển và lưu đồ thuật toán
Sau hơn 3 tháng làm đề tài, với sự nổ lực học hỏi của nhóm và sự chỉ bảo tận tình của Thầy Nguyễn Kim Ánh, Thầy Võ Quang Sơn, Thầy Nguyễn Văn Tấn, đề tài: “Xây dựng hệ thống điều khiển cho nhà máy xử lí nước thải” của nhóm đã hoàn thành đúng thời gian và thực hiện được các nội dung chính sau:
- Mô tả quy trình công nghệ của hệ thống (bản vẽ công nghệ trên đó có bố trí các thiết bị, nguyên lý làm việc, các chế độ vận hành bình thường, các chế độ lỗi nếu có)
- Nghiên cứu và lựa chọn bộ điều khiển; thiết bị vận hành, cảm biến, thiết bị chỉ thị và cơ cấu chấp hành; phân chia kênh vào/ra; thiết kế sơ đồ mạch điện điều khiển
- Thiết kế sơ đồ mạch trung gian, mạch động lực có tích hợp thiết bị bảo vệ
- Thiết kế cung cấp điện cho toàn bộ dây chuyền (kể cả chống sét, tiếp địa,…)
- Xây dựng thuật toán (kèm theo giải thích); viết chương trình điều khiển (kèm theo giải thích), mô phỏng và phân tích kết quả
Vì thời gian có hạn và kiến thức cùng kinh nghiệm của bản thân các thành viên nhóm còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót Rất mong các Thầy và các bạn xem xét và đóng góp những ý kiến quý báu để đồ án được hoàn thiện hơn
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các Thầy đã hết lòng truyền đạt những kiến thức quý báu cho chúng em trong PBL3
Chúng em xin chân thành cảm ơn.