HỆ THỐNG BƠM ĐIỀU ÁP ỔN ĐỊNH ÁP LỰC CHO PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT THỦY SẢN

Do nhu cầu sử dụng nước cảu các hộ tiêu thụ nước (gia đình, cơ quan, nhà hàng, khách sạn, ….) rất khác nhau trong thời điểm của ngày, (cao điểm và thấp điểm tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng nước của hộ tiêu thụ), và đặc biệt là cho những phân xưởng, nhà máy sản xuất thủy sản mà đồ án này hướng tới, yêu cầu đặt ra là phải giải quyết được việc tự động ổn định áp suất trên đường ống nước cấp và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống cấp nước. Để đáp ứng được những yêu cầu về cấp nước với áp suất không đổi trong công nghiệp, dân dụng, cũng như các hệ thống tưới tiêu tiết kiệm nước trong nông nghiệp các dòng biến tần đã ra đời tích hợp công nghệ điều khiển tốc độ qua tần số, công nghệ PLC và bộ điều khiển PID để có thể ứng dụng trong các hệ thống điều khiển theo vòng kín.

Tudonghoa-online.com Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI “HỆ THỐNG BƠM ĐIỀU ÁP ỔN ĐỊNH ÁP LỰC CHO PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT THỦY SẢN” 1.1 Lý chọn đề tài Trên giới Việt Nam nhu cầu tiêu thụ lượng tăng dần có nhiều cảnh báo tiết kiệm lượng Các ngành công nghiệp nói chung ngành cấp thoát nước ngày sử dụng công nghệ truyền động không thích hợp, điều khiển thụ động không linh hoạt Điều kiểm trứng với nhà máy nước hay hệ thống cấp nước xí nghiệp, phân xưởng hoạt động, điều kiện làm việc khác xa so với thiết kế Chúng ta biết yếu tố cấu thành giá nước chi phí điện bơm nước chiếm tỷ lệ lớn khoảng 30 – 35%.Trước có tồn quan điểm cho việc đầu tư vào tiết kiệm lượng công việc tốn không mang lại hiệu thiết thực Với công nghệ biến tần tính toán việc đầu tư vào hệ thống điều khiển tiết kiệm lượng cho trạm bơm cấp II trạm bơm cấp nước cho xí nghiệp hoạt động chủ yếu vào nước cấp có thời gian hoàn vốn đầu tư ngắn làm giảm chi phí cho công tác quản lý vận hành thiết bị Máy bơm ứng dụng thích hợp với truyền động biến đổi tốc độ tiết kiệm lượng Vì phạm vi đồ án đề cập đến việc sử dụng thiết bị biến tần kết hợp với PLC điều khiển tốc độ, điều tiết áp suất lượng nước cấp, tiết kiệm lượng cho máy bơm nước, tiết kiệm chi phí cho phân xưởng Trong nước xuất thủy sản giới, Việt Nam coi nước có tốc độ tăng trưởng thủy sản nhanh Hiện nay, hàng thủy sản Việt Nam ngày chiếm vị trí cao thị trường quốc tế Cả nước có khoảng 700 nhà máy chế biến thủy sản quy mô công nghiệp Mặt hàng thủy sản Việt Nam có mặt nhiều quốc gia vùng lãnh thổ giới Từ ý nghĩa thực tiễn ổn định áp suất tiết kiệm lượng nghĩ đến việc áp dụng chúng cho phân xưởng, nhà máy chế biến chế biến thủy sản, nhu cầu dùng nước lớn từ nâng cao suất lao động, tăng sản lượng sản phẩm xuất cho ngành SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY Tudonghoa-online.com Là người sinh gắn bó với ngư dân biển, tâm tìm cách giảm chi phí sản xuất tiết kiệm kinh tế cho nhà máy phân xưởng, nhóm định chọn đề tài "Hệ thống bơm điều áp ổn định áp lực cho phân xưởng sản xuất thủy sản " để nghiên cứu thực hiện, với mong muốn sát với công việc thực tế trường Hy vọng với việc làm thiết thực đảm bảo phát triển bền vững hiệu ngành thời gian tới, góp phần tăng lợi cạnh tranh giảm nghèo cho ngư dân 1.2 Yêu cầu đề tài Do nhu cầu sử dụng nước cảu hộ tiêu thụ nước (gia đình, quan, nhà hàng, khách sạn, ….) khác thời điểm ngày, (cao điểm thấp điểm tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng nước hộ tiêu thụ), đặc biệt cho phân xưởng, nhà máy sản xuất thủy sản mà đồ án hướng tới, yêu cầu đặt phải giải việc tự động ổn định áp suất đường ống nước cấp tiết kiệm lượng cho hệ thống cấp nước Để đáp ứng yêu cầu cấp nước với áp suất không đổi công nghiệp, dân dụng, hệ thống tưới tiêu tiết kiệm nước nông nghiệp dòng biến tần đời tích hợp công nghệ điều khiển tốc độ qua tần số, công nghệ PLC điều khiển PID để ứng dụng hệ thống điều khiển theo vòng kín Việc ứng dụng biến tần vào hệ thống cấp nước đem lại nhiều lợi có chi phí thấp, mức độ tự động hóa cao, đầy đủ chức bảo vệ, dễ dàng vận hành mang lại hiệu rõ ràng tiết kiệm nước lượng tiêu thụ Đây hướng nhóm tập trung bào khai thác để giải yêu cầu nêu 1.3 Những nghiên cứu thực Do nhiều hạn chế kiến thức thiết bị kiểm nghiệm thực tế nên số nội dung đề tài tạm thời chưa hoàn thiện, nhóm cố gắng để hoàn thành số ứng dụng quan trọng đề tài Hai thành viên nhóm làm đề tài thật tốt đố án chuyên ngành để để lại mô hình chất lượng cho khóa sau SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY Tudonghoa-online.com Các ngành công nghiệp nói chung ngành cấp thoát nước ngày sử dụng công nghệ truyền động không thích hợp, điều khiển thụ động không linh hoạt Điều khiển theo phương pháp không tiết kiệm lượng điện tiêu thụ mà gây nên hỏng hóc thiết bị đường ống chấn động đóng mở van gây nên, đồng thời máy bơm cung cấp không bám sát chế độ tiêu thụ mạng lưới Để giải vấn đề kể sử dụng phương pháp điều khiển truyền động biến đổi tốc độ thiết bị biến tần Thiết bị biến tần thiết bị thay đổi tốc độ cách thay đổi tần số dòng điện cung cấp cho động Hiện thiết bị biến tần giới có nhiều nhà cung cấp Danfoss, Siemens, ABB, Ormon, Mitsubishi, Delta….không cung cấp thiết bị cho ngành cấp thoát nước mà cho nhiều ngành công nghiệp khác Nói tóm lại đề tài nhóm nghiên cứu tìm hiểu phương pháp ổn định áp lực phương pháp sử dụng biến tần phương pháp tối ưu nay, mặt tiết kiệm lượng mặt giải yêu cầu đề Ý nghĩa thực tế đề tài 1.4 Khi dùng biến tần kết hợp với PLC điều khiển bơm, ta muốn giảm lưu lượng xuống 80% so với định mức Ta cần điều chỉnh biến tần để giảm tốc độ động xuống Quan hệ moment tải tốc độ động (với tải bơm) : 𝑀 = 𝑛2 Công suất: 𝑃 = 𝑀 𝑛 Vậy : 𝑃 = 𝑛3 Nếu ta giảm tốc độ xuống 80% (0.8) công suất cần 0.5 Điều cho ta thấy bơm hoạt động với 50% công suất định mức đạt 80% lưu lượng - > tiết kiệm điện Từ dễ dàng nhận thấy, số trường hợp mà công nghệ sản xuất đòi hỏi phải điều chỉnh lưu lượng, áp suất động máy bơm theo mức tải phù hợp với thời điểm khác việc thay đổi tốc độ động dẫn động xem thích hợp SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY Tudonghoa-online.com nhất, đặc biệt tiết kiệm điện Giải pháp sử dụng biến tần điều chỉnh tốc độ bơm lựa chọn cho khả tiết kiệm điện cao so với động làm việc không đổi Trong thời điểm kinh tế nước ta khó khăn, doanh nghiệp phải đương đầu với lãi suất ngân hàng, sức tiêu thụ giảm đặc biệt Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam liên tục thua lỗ kiên đòi tăng giá điện năm 2012 Do mà yêu cầu cấp thiết đặt Doanh Nghiệp không đâu xa nhà máy, phân xưởng sản xuất thủy sản phải tự tìm biện pháp tiết kiệm tối đa chi phí sản xuất mà đảm bảo tính cạnh tranh chất lượng sản phẩm Nhu cầu sử dụng bơm cho hệ thống cấp nước Chung Cư, Nhà cao tầng, nước sinh hoạt,Cấp nước phân xưởng nhà máy sản xuất thủy sản lớn Chi phí đầu tư biến tiết kiệm điện không nhỏ, với thực trạng có lẽ nên suy ngẫm lại lợi ích trước định đầu tư 1.5 Mô tả hoạt động hệ thống Hệ thống bơm nước cho nhà máy phân xưởng sản xuất thủy sản không đòi hỏi vấn đề lưu lượng yêu cầu đặt phải giải ổn định áp suất Lý do: Từ nhu cầu dùng nước công nhân, tổ, lúc sản phẩm nhiều, lúc sản phẩm đặc biệt vào mùa thu hoạch hay mùa khan sản phẩm nhà máy hay phân xưởng sản xuất mà áp suất đường ống tăng cao hay giảm thấp, áp lực lưu lượng đường ống thay đổi hàng theo nhu cầu Như với việc đưa biến tần vào hệ thống hoạt động bám sát theo thực tế lưu lượng phụ tải, giảm đáng kể lượng tiêu hao không cần thiết vào thấp điểm phân xưởng Sơ lược hệ thống: -PLC S7-200 : điều khiển trung tâm, xử lý tín hiệu thu thập từ hệ thống để điều khiển động Các động điều khiển chạy thông qua biến tần contactor -Biến tần : Điều khiển trơn tốc độ động cơ, với biến tần động chạy với hiệu suất cao hoạt động tốc độ thấp Biến tần làm cho hệ thống hoạt SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY Tudonghoa-online.com động tiết kiệm lượng điện so với cách hoạt động cũ trạm -> mong muốn yêu cầu đồ án -Đầu đo áp suất : mục đích để đo áp suất mạng Với tín hiệu đo từ đầu đo áp suất đưa PLC xử lý điều khiển tốc độ bơm Với đầu đo PLC giám sát áp suất nước mạng Khi hệ thống bơm cấp nước hoạt động, đường ống gắn cảm biến áp suất để phát thay đổi áp suất đường ống (sự thay đổi nhu cầu tiêu thụ nước thay đổi gây ra) Cảm biến đưa tín hiệu (dòng áp) thay đổi PLC Với việc hỗ trợ chức điều khiển PID, sau tính toán so sánh với giá trị áp suất đặt, PLC tự động thay đổi tín hiệu gửi tín hiệu cho biến tần làm thay đổi tần số động bơm đồng thời dựa vào tín hiệu để yêu cầu biến tần điều khiển nhiều bơm điều áp ổn định áp lực Vì việc khống chế áp lực đường ống trở nên dễ dàng nhiều Trong hệ thống gồm bơm phân công làm việc sau: 12 tiếng đầu bơm chạy biến tần, bơm chạy thiếu áp 12 tiếng sau bơm chạy biến tần, bơm bơm chạy thiếu áp Trong thời gian bơm chạy mà áp lực đường ống xuống thấp áp suất đặt tức nhu cầu sử dụng nước phân xưởng tăng cao lúc cần áp lực đường ống cao PLC nhận tín hiệu báo từ cảm biến tự động gửi tín hiệu cho biến tần điều khiển động tăng dần tốc độ để trì áp lực mục đích đưa áp suất đạt tới điểm cài đặt, biến tần chạy với tần số tối đa (tốc độ động max) mà áp suất thấp lúc bơm ngắt khỏi biến tần đồng thời đóng điện trực tiếp cho bơm chạy, biến tần lúc khởi động điều khiển tốc độ cho động nối với bơm 2, tiếp tục tăng tốc áp lực chưa đủ để trì áp lực đạt giá trị cài đặt trước Ngược lại nhu cầu sử dụng nước thấp trở lại, cần áp lực thấp, PLC gửi tín hiệu để biến tần điều khiển động giảm tốc độ xuống dừng hẳn động bơm 2, lúc biến tần quay trở lại điều khiển bơm 1, tăng giảm dựa vào nhu cầu sử dụng nước phân xưởng Trong thời gian bơm hoạt động trình tương tự bơm Mục đích phân thời gian hoạt động để kéo dài tuổi thọ hệ thống, động kết cấu khí khác SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY Tudonghoa-online.com Với thiết kế hệ thông trên, hệ thống tự động giám sát áp suất nước đường ống mạng điều khiển ngược lại để đảm bảo giữ áp suất theo yêu cầu PLC điều khiển áp suất nước đường ống mạng theo đồ thị phụ tải ngày, tức hệ thống điều khiển áp suất theo thời gian thực Hệ thống điều khiển tự động số chức sau: -Đo lường : đầu đo áp suất đo lường chuyển đổi đưa CPU S7-200 -Xử lý thông tin : Bộ điều khiển trung tâm đảm nhiệm vấn đề -Điều khiển : S7-200 phối hợp với biến tần làm việc theo yêu cầu -Giám sát : S7-200 kết đầu đo áp suất để giám sát hệ thống hoạt động -Giao tiếp người vận hành thiết bị : phần mềm WinCC thực -Hệ thống có chuyển đổi qua lại motor bơm chạy với biến tần nhằm mục đích nâng cao tuổi thọ bơm, phục vụ bảo trì bảo dưỡng mà không làm gián đoạn sản xuất -Đồng thời phép mở rộng phụ tải phát triển phụ tải sau Chúng ta gặp lại hệ thống chương đồ án, sẽ hiểu rõ hệ thống SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY Tudonghoa-online.com Chương 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH ÁP LỰC Khái niệm hệ thống tự động ổn định áp lực a) Giới thiệu Hệ thống tự động ổn định áp lực hệ có chức tạo áp lực áp lực luôn phải giữ không đổi giới hạn cho phép điều kiện đầu vào hay phụ tải thay đổi tác động nhiễu từ bên Hệ thống tự động ổn định áp lực sử dụng nhiều đời sống sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, y tế; Nó đóng vai trò quan trọng việc nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao suất lao động Hệ thống ổn định áp lực chia làm hai hệ : - Hệ thống tự động ổn định chất khí : Hệ thống ổn định áp lực khí ga vào buồng đốt, ổn định áp suất khí ôxy, không khí vào lò - Hệ thống tự động ổn định áp lực chất lỏng : Hệ thống tự động ổn định áp lực hệ thống thủy lực, hệ thống phân phối nước mạng lưới cấp nước sinh hoạt, xử lý nước thải, hệ thống máy nén khí, hệ thống cấp nước nhà cao tầng, khách sạn, khu đô thị, siêu thị, khu công nghiệp, khu dân cư, trạm cấp nước nông thôn… b) Các phương pháp sử dụng Các trạm bơm nước phổ biến thiết kế theo phương pháp truyền thống với đặc điểm sau: + Trạm thường có tối thiểu bơm trở lên, cấp nước vào đường ống + Các bơm khởi động trực tiếp sao/tam giác tất động hoạt động tốc độ định mức (50Hz, 1450 v/p) SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY Tudonghoa-online.com + Trong trình trạm bơm hoạt động, thường luôn để bơm chế độ dừng (mang tính dự phòng) Việc điều chỉnh áp lực (hoặc lưu lượng) đường ống thực cách: + Thay đổi góc mở van (van tay van điện) trường hợp thay đổi áp lực khoảng cho phép + Trường hợp áp lực thiếu thừa ta ngắt đóng thêm bơm (có thể nhiều bơm) Nhưng với phương pháp truyền thống gặp nhiều hạn chế nhược điểm mà xét kỹ mục Để đáp ứng yêu cầu cấp nước với áp suất không đổi công nghiệp dân dụng, ngày biến tần giải pháp tuyệt vời đặc biệt để ứng dụng hệ thống cấp nước có yêu cầu tự động điều chỉnh áp suất ổn định Dưới chúng em giới thiệu giải pháp + Chạy đa cấp tốc độ kết hợp biến tần với PLC điều khiển, dùng PLC đọc tín hiệu analog từ cảm biến áp suất đưa Nếu áp suất thấp áp suất đặt tăng tốc độ motor lên thêm cấp Nếu áp suất đo lớn áp suất đặt giảm tốc độ động xuống cấp Còn áp suất đo với áp suất đặt giữ nguyên tốc độ + Sử dụng phương pháp điều khiển vòng kín PID: dùng hàm PID PLC, xuất tín hiệu analog đưa vào input biến tần theo tín hiệu ngõ vào từ cảm biến Biến tần tự hoạt động theo tín hiệu PLC + Đưa trực tiếp tín hiệu analog vào biến tần, dùng PID biến tần để điều khiển tốc độ động từ trì áp suất Phương pháp đòi hỏi biến tần có tích hợp PID giá thành cao so với phương pháp SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY Tudonghoa-online.com Các phương pháp điều chỉnh tự động ổn định áp lực 2.2.1 Phương pháp điều khiển tự động ổn định áp lực cách sử dụng hệ thống nhiều bơm a) Sơ đồ nguyên lý U~ MCCB PR M1 B1 M2 M3 B2 M4 B3 B4 PS Hình 2.1 Hệ thống ổn định áp lực sử dụng nhiều bơm Trong đó: - MCCB: Aptomat tổng - M1, M2, M3… contactor để đóng mở bơm - B1, B2, B3… Các bơm nước - PS : cảm biến áp suất SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY Tudonghoa-online.com - PR: Bộ đo điều khiển áp suất b) Nguyên lý hoạt động Hệ thống sử dụng nhiều bơm có công suất công suất khác nhau, để điều khiển hoạt động bơm nhờ điều khiển áp suất Giả sử hệ thống làm việc mà áp lực giảm xuống lượng P so với giá trị mong muốn, cảm biến áp suất PS nhận biết đưa tín hiệu cho điều khiển áp suất PR, sau thời gian định tác động đóng thêm bơm vào hệ thống, đóng thêm bơm chưa đủ tiếp tục đóng thêm bơm áp lực ổn định phạm vi nguyên Nếu trình làm việc áp suất tăng lên sử dụng điều khiển cắt hay nhiều bơm để áp lực ổn định giới hạn sai lệch c) Ưu nhược điểm + Ưu điểm : Đối với hệ thống ta thấy đơn giản, dễ lắp đặt, dễ vận hành, nhiều bơm nên công tác sửa chữa khắc phục cố tương đối thuận tiện, giá thành hạ + Nhược điểm : - Các bơm chạy đầy tải liên tục, điều gây lãng phí lượng điện có thời điểm nhu cầu sử dụng nước giảm xuống bơm cần chạy 50% hay 60% công suất đáp ứng - Việc vận hành khó khăn tốn chi phí nhân công phải cần công nhân vận hành trực tiếp để điều khiển tắt mở bơm - Hệ thống có độ sai lệch lớn, điều khiển có cấp, độ ổn định kém, tải thay đổi nhiều làm cho contactor đóng cắt liên tục làm giảm tuổi thọ contactor động - Các bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ phần khí - Do đóng cắt contactor nên chế độ khởi động dừng mềm nên lần đóng cắt làm cho áp lực thay đổi đột ngột dừng động SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 10 Tudonghoa-online.com Khi chạy thời gian thực Alarm Logging ghi thông báo chấp nhận thông báo Nó chuẩn bị thông báo cho hiển thị lưu trữ Sau bạn mở hệ thống cấu hình WinCC Alarm, cửa sổ soạn thảo chia thành ba khu vực xuất Thanh menu định vị cửa sổ Nó bao gồm menu thả xuống Thanh công cụ nằm menu Những chức sử dụng để thành biểu tượng bar Cửa sổ dự án chia thành cửa sổ nhỏ: dẫn đường, liệu, bảng Ta thay đổi kích thước cửa sổ Phía cửa sổ chứa trạng thái hiển thị thông tin trình thời b) Một số khái niệm alarm Logging Lưu trữ Phụ thuộc vào lớp thông báo, thay đổi xuất trạng thái thông báo viết cho lưu trữ thông báo định hình SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 118 Tudonghoa-online.com -Cho lưu trữ ngắn hạn, kích thước lưu trữ định nghĩa số thông báo lưu trữ Một lưu trữ ngắn hạn tạo lưu trữ liên tục số lưu trữ thông báo đạt đến cực đại, thống báo cũ ghi đè lên, lên tới 10.000 thông báo tình trạng thay đổi cất giữ lưu trữ ngắn hạn Những thông báo mà cất giữ lưu trữ ngắn hạn hiển thị cửa sổ thông báo -Cho lưu trữ dài hạn, kích thước lưu trữ xác định khoảng thời gian qua thông báo lưu giữ Một lưu trữ dài hạn liên tục nối tiếp Trong lưu trữ liên tục, thông báo cũ ghi đè lên sau, lưu trữ thông báo có đạt đến cực đại Trong lưu trữ nối tiếp, lưu trữ tiếp tục hết khả môi trường chứa Những thông báo mà cất giữ lưu trữ dài hạn hiển thị cửa sổ thông báo Thông báo đơn, thông báo nhóm -Với thông báo đơn, kiện gán thông báo -Thông báo nhóm sử dụng để tổng kết nhiều thông báo đơn Những kiện liên kết tới thông báo đơn thúc đẩy việc nhóm chung thông báo lại Thông báo đơn mà thúc đẩy thông báo nhóm xác định Một thông báo nhóm thiết lập kiểu lớp loại thông báo Hơn nữa, thông báo nhóm tạo sử dụng thông báo đơn Sự ghi nhận đơn, ghi nhận nhóm : Một thông báo chưa định thừa nhận hai cách sau: -Những thông báo mà thuộc tính “ghi nhận nhóm” phải ghi nhận riêng -Sư ghi nhận nhóm sử dụng để tập hợp lại ghi nhận tất thông báo riêng lẻ có thuộc tính “ghi nhận nhóm” hiển thị cửa sổ thông báo Sự kiện : Với kiện, khác kiện nhị phân kiện giám sát -Những kiện nhị phân thay đổi trạng thái Tag Tag SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 119 Tudonghoa-online.com -Alarm không hỗ trợ việc trực tiếp việc giám sát kiện, mà giám sát kiện: tràn lưu trữ nhớ đọc, in thông báo, lỗi Server, xử lý ngắt truyền thông Thông báo : Mục đích thông báo hệ thống theo thứ tự thời gian báo hiệu lưu trữ kiện tâm điểm xuất không thường xuyên suốt trình Một thông báo gây kiện khung thông báo -Nói chung, có loại thông báo hoạt động hệ thống thông báo lỗi thông báo hệ thống Những thông báo hoạt động sử dụng để hiển thị trạng thái trình Những thông báo lỗi sử dụng để hiển thị lỗi trình Những thông báo hệ thống sử dụng để hiển thị thông báo lỗi từ ứng dụng khác -Trong Alarm Logging, thông báo với hành vi tương tự (màu trạng thái thông báo) nhóm lại vào kiểu lớp loại thông báo Kiểu thông báo, lớp thông báo -Những lớp thông báo khác từ ghi nhận xử Những thông báo với ghi nhận xử tích hợp lớp thông báo đơn -Những kiểu thông báo nhóm lớp thông báo khác màu trạng thái thông báo Có tới 16 kiểu thông báo tạo WinCC cho lớp thông báo Khối thông báo : Sự thay đổi trạng thái thông báo hiển thị thời gian thực hàng thông báo Thông tin trình bày hàng thông báo định nghĩa sử dụng khối thông báo Có ba kiểu khác : -System blocks : Những khối hệ thống (ví dụ ngày tháng, thời gian, khoảng thời gian…) dễ dàng ghi thông tin định nghĩa trước không sử dụng tùy thích Với khối hệ thống, giá trị khối thông báo (ví dụ thời gian) hiển thị hàng thông báo -Uset text blocks : Những khối văn người dùng cho bạn gán cho thông báo lên tới mười, có khác la định nghĩa tùy thích văn SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 120 Tudonghoa-online.com Với khối văn người dùng, nội dung khối văn bạn định nghĩa hiển thị hàng thông báo -Process value blocks : Sử dụng khối giá trị trình, bạn hiển thị giá trị Tag hàng thông báo Có thể định nghĩa dạng sử dụng Với khối giá trị trình, nội dung khối thông báo, giá trị Tag bạn định nghĩa hiển thị hàng thông báo Cách tạo thông báo hệ thống : Định dạng thông báo hệ thống -Định dạng thông báo lớp thông báo -Nhập xuất thông báo đơn -Nối thông báo tới trình -Định dạng hệ thống WinCC Alarm Control để hiển thị thông báo chạy thời gian thực Các bước xây dựng thông báo hệ thống -Sử dụng wizard để tạo cấu trúc thông báo hệ thống -Định dạng khối thông báo theo yêu cầu bạn -Định dạng hệ thống thông báo +Định dạng lớp thông báo +Định dạng kiểu thông báo +Định dạng thông báo đơn +Định dạng thông báo nhóm -Đặt lưu trữ kiểu liệu +Định dạng lưu trữ +Định dạng ghi -Định dạng hệ thống điều khiển báo động WinCC trình soạn thảo Graphic designer để hiển thị thông báo chạy thời gian thực Sử dụng cửa sổ ứng dụng (Aplication Window) để tạo hệ thống alarm SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 121 Tudonghoa-online.com 8.3 Phần mềm giao tiếp PC Access a) Giới thiệu phần PC Access PC Access phần mềm Siemens chức tên gọi : PC access PLC, phần mềm truy xuất liệu PLC Do S7 200 drive liên kết sẵn wincc ta phải cài đặt driver cho S7 200 , driver phần mềm PC Access V1.0 b) Tạo biến PC Access Giao diện PC Access Chọn trạm PLC địa PLC mạng Tên đuợc chọn tùy ý địa mạng có giá trị từ đến 126 Như có tối đa 125 trạm PLC SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 122 Tudonghoa-online.com Tiếp theo ta chọn folder Items Folder giúp ta phân loại loại tag khác dễ quản lý số lượng tag lớn Items danh sách tag cần đựơc liên kết Ta tạo items hình vẽ: SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 123 Tudonghoa-online.com Như tiến hành xong việc tạo tag cho liên kết với wincc PC access ta lưu lại vào wincc để tiến hành kết nối qua driver OPC c) Liên kết Tag WinCC Khởi động wincc lên Nhấn chuột phải vào tag > management cửa sổ add new driver xuất chọn driver OPC.chn hình để liên kết với S7 200 SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 124 Tudonghoa-online.com Xong việc chọn driver , ta tiến hành liên kết tag cho wincc Nhấn chuột vào OPC > chọn nhấn chuột phải vào OPC Groups( OPCHN Unit#1) > System parameter Cửa sổ OPC Item management xuất Nhấn vào \\ SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 125 Tudonghoa-online.com Chờ chút ta chọn S7200.OPCServer nhấn Brownse Server hình ta Nhấn Next Cửa sổ OPCServer xuất Ta tiến hành chọn PLC tag làm phần OPC nhấn add Item hình SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 126 Tudonghoa-online.com Tiến hành chọn tất tag muốn liên kết với wincc Ta kết tag liên kết với wincc sau 8.4 Cơ sở thiết kế giao diện điều khiển Theo yêu cầu thiết kế hệ thống, giao diện điều khiển phải thể đầy đủ khả điều khiển giám sát Giao diện điều khiển phải trực quan, đơn giản thể đầy đủ thông tin mô hình để người dùng dễ sử dụng SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 127 Tudonghoa-online.com Trên giao diện điều khiển ta thấy có nút nhấn "START_SYS", " STOP_SYS", dùng để khởi động hay dừng hệ thống Chế độ "START_SYS" cho hệ thống sẵn sàng hoạt động Chế độ “STOP_SYS” dừng toàn hoạt động hệ thống Các nút nhấn fame AUTO dùng để khởi tạo chế độ tự động hệ thống Khi chọn chế độ hệ thống hoạt động theo vòng kín, áp suất hồi so sánh với điểm cài đặt PID đưa tín hiệu điều khiển biến tần Tương tự fame MAN dùng để khởi tạo chế độ hoạt động tay Chế độ dùng để thử bơm, “START_P1” để chạy bơm với biến tần, “START_P2” để chạy bơm với biến tần Chế độ thường kiểm tra ngày vào đầu làm việc Tương ứng với chế độ hoạt động, bơm hoạt động hệ thống có hoạt động hay không người ta theo dõi từ bảng đèn báo Bên cạnh có fame để thể thông số, thông số ghi lại ngày dựa vào để biết tình trạng hoạt động hệ thống nào, dư áp hay thiếu áp… SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 128 Tudonghoa-online.com Chương 9: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 9.1 Kết luận Đề tài nhóm ứng dụng gặp nhiều thực tế Sử dụng nhiều lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, y tế, hệ thống trạm bơm khu công nghiệp, khu dân cư, chung cư, khách sạn tòa nhà cao tầng, hệ thống phân phối nước mạng lưới cấp nước sinh hoạt, trạm cấp nước nông thôn… Như vậy, đề tài giải vấn đề nêu Với kết nghiên cứu bước đầu, đề tài mong muốn góp phần cung cấp giải pháp vấn đề tự động ổn định áp lực Để từ áp dụng ứng dụng thực tế đưa vào thi công Qua trình thực đề tài, nhóm cố gắng hoàn thiện không kịp tiến độ Đề tài dừng lại mức độ lý thuyết có kiểm tra lại mô chạy thử thiết bị sẵn có, số thiết bị phải giả lập (giả lập cảm biến biến trở điều chỉnh áp) Chưa thể lên mô hình hoàn chỉnh phần kinh phí thời gian ngắn để hoàn thiện mô hình thực tế Nhóm hứa hẹn mô hình thực tế thật hoành tráng Đồ Án Chuyên Ngành 9.2 Hướng phát triển đề tài Hướng phát triển đề tài mô hình thực tế Đồ Án Chuyên Ngành Dưới nhóm giới thiệu sơ lược qua hệ thống Đối với mô hình ứng dụng nhiều môn học học mà thực tế sản xuất Hình bên kích thước tổng thể mặt bảng điều khiển hệ thống Qua mô hình giới thiệu học sau cho sinh viên khóa sau: -Thực hành kết nối lập trình cho PLC S7-200 -Thực hành kết nối lập trình analog với module EM235 -Thực hành kết nối, cài đặt thông số vận hành chạy – dừng biến tần -Thực hành cách chạy cấp tốc độ biến tần SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 129 Tudonghoa-online.com -Thực hành cách điều khiển tần số cho biến tần -Thực hành vẽ đặc tính tốc độ-áp suất hệ thống bơm ly tầm -Xây dựng đặc tính động không đồng thay đổi tần số -Thực hành lắp đặt hệ thống tự động ổn định áp lực -Thực hành kiểm nghiệm luật điều khiển PID -Và nhiều học mà đồ án chuyên ngành nhóm đưa SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 130 Tudonghoa-online.com Để hệ thống tự động ổn định áp suất lĩnh vực cấp nước với tên gọi cần phải phát triển theo hướng tự động hóa hoàn toàn Trong đề tài mượn PID biến tần để ổn định áp suất đường ống cấp nước phân xưởng Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, để đáp ứng yêu cầu cấp nước với áp suất không đổi công nghiệp, dân dụng, hệ thống tưới tiêu tiết kiệm nước nông nghiệp, dòng biến tần thiết kế đặc biệt ứng dụng hệ thống cấp nước với áp suất ổn định Tính điều khiển PID để ứng dụng vào hệ thống điều khiển vòng kín Việc ứng dụng dòng biến tần đại vào hệ thống cấp nước đem lại lợi có chi phí thấp, mức độ tự động hóa cao, đầy đủ chức bảo vệ, dễ vận hành mang lại hiệu rõ ràng tiết kiệm nước lượng tiêu thụ Những dòng biến tần điều khiển bơm (biến tần có công suất với bơm) Như giải pháp giải pháp tuyệt vời cho hệ thống bơm điều áp SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 131 Tudonghoa-online.com SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 132 [...]... tín hiệu điều khiển van tiết lưu mở rộng để tăng lưu lượng làm tăng áp lực đầu ra đến giá trị đặt Nếu áp lực đầu ra mà tăng lên thì quá trình sẽ ngược lại Như vậy hệ thống sẽ luôn luôn tự động ổn định áp lực đầu ra cho bơm mặc dù tải thay đổi c) Ưu nhược điểm: + Ưu điểm : Hệ thống này có thể điều chỉnh vô cấp, độ ổn định cao, khả năng áp ứng nhanh, độ sai lệch rất nhỏ + Nhược điểm : - Hệ thống này... các mối nối Hệ thống này có các chỉ tiêu điều chỉnh không cao, công nghệ đã bị lạc hậu, nó dần dần bị thay thế bởi các hệ thống khác 2.2.2 Phương pháp điều khiển và tự động ổn định áp lực bằng cách sử dụng van tiết lưu a) Sơ đồ nguyên lý U~ MCCB RP B PS IP Hình 2.2 Hệ thống ổn định áp lực sử dụng van tiết lưu SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 11 Tudonghoa-online.com MCCB: Aptomat tổng IP : van... Bộ điều khiển áp suất SVTH : NGUYỄN VĂN HUYÊN & LÊ MINH HUY 13 Tudonghoa-online.com B: Bơm nước b) Nguyên lý hoạt động : Trong hệ thống sử dụng bộ biến đổi UR để điều chỉnh tốc độ của bơm B và bộ biến đổi UR lại được điều khiển bởi bộ điều chỉnh áp lực RP Giả sử áp lực đầu ra giảm do lưu lượng sử dụng chất lỏng tăng thì lúc này cảm biến áp suất PS sẽ nhận biết đưa tín hiệu về cho bộ điều chỉnh áp lực, ... mặt công nghệ và giải pháp tiết kiệm năng lượng Biến tần được sử dụng ngày càng nhiều cho hệ thống cung cấp nước cho sinh hoạt, cao ốc và trong công nghiệp nhà xưởng Việc ứng dụng biến tần có thể điều chỉnh được áp lực nước và cài đặt áp lực nước cho từng trường hợp ứng dụng Trong điều kiện lưu lượng nước thay đổi liên tục, chẳng hạn như nước sinh hoạt, ứng dụng lắp biến tần cho hệ thống bơm có thể... vẫn được hệ thống đưa và hàng chờ xử lý cho tới khi hoặc các chế độ ngắt được kích hoạt lại hoặc hàng đã đầy 3.5 Bộ PID trong PLC Một hệ thống điều khiển mong muốn: đạt giá trị xác lập với thời gian và sai số nhỏ nhất có thể Để có thể đạt được yêu cầu này thì trước tiên hệ thống điều khiển phải là hệ thống điều khiển vòng kín (nghĩa là phải có vòng hồi tiếp cho hệ thống điều khiển) Yêu cầu hệ thống: ... lưu, để điều khiển lưu lượng PS: Cảm biến áp suất PR: Bộ điều khiển áp suất B: Bơm nước b) Nguyên lý hoạt động: Trong sơ đồ ta sử dụng động cơ điện với tốc độ không đổi, tạo nên một áp lực nhất định, van tiết lưu để điều khiển dòng chất lỏng chảy qua tùy thuộc vào phụ tải Giả sử nếu áp lực đầu ra của bơm giảm xuống thì cảm biến áp suất PS sẽ nhận biết đưa tín hiệu về bộ điều khiển áp lực PR, bộ điều khiển... được tiết kiệm Kết luận hệ thống sẽ tự động điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho áp lực đầu ra luôn đạt một giá trị mong muốn Trong thực tế thì người ta sử dụng hai hệ thống chính đó là hệ thống truyền động một chiều và hệ thống truyền động xoay chiều 1) Hệ thống truyền động một chiều: Động cơ bơm ở đây sử dụng động cơ một chiều, bộ biến đổi UR thường dùng là bộ biến đổi điện áp một chiều dùng Tyristor... dừng bơm -Giảm tốc độ hoạt động tối đa và giảm tiếng ồn khi điều chỉnh được tốc độ bằng cách điều chỉnh tần số trên biến tần -Việc điều chỉnh áp lực trên đường ống hoàn toàn tự động, điều này sẽ tiết kiệm chi phí nhân công vì không cần người vận hành -Áp suất của toàn hệ thống không đổi với mọi lưu lượng (cảm biến áp suất trên đường ống phản hôi thông số về cho PLC điều khiển biến tần) -Với phương pháp...Tudonghoa-online.com dẫn đến áp lực từ đường ống xung trở về có thể làm hỏng van một chiều và làm gãy cánh quạt cũng như các bộ phận cơ khí khác - Khi thay đổi hệ thống hoặc nhu cầu sử dụng nước tăng lên, chi phí đầu tư sẽ tăng lên do phải tăng số lượng bơm, trong khi với biến tần, ta chỉ cần cài áp lực mong muốn trên biến tần là áp ứng được, với điều kiện đường ống chịu được áp lực này - Khó kiểm soát áp lực nước làm... lực, bộ điều chỉnh áp lực sẽ đưa tín hiệu cho bộ biến đổi UR để tăng tốc độ cho động, tốc độ động cơ tăng thì làm áp lực trên đường ống tăng lên bù lại giá trị đã bị giảm Trường hợp áp lực đầu ra tăng thì ngược lại Với việc sử dụng chức năng điều khiển PID của PLC, sensor áp suất được gắn trên đường ống chính đưa tín hiệu về đầu vào analog của PLC Còn biến tần sẽ nhận tín hiệu analog (dòng hoặc áp) từ ... CHUNG VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH ÁP LỰC Khái niệm hệ thống tự động ổn định áp lực a) Giới thiệu Hệ thống tự động ổn định áp lực hệ có chức tạo áp lực áp lực luôn phải giữ không đổi giới hạn cho phép... tâm tìm cách giảm chi phí sản xuất tiết kiệm kinh tế cho nhà máy phân xưởng, nhóm định chọn đề tài "Hệ thống bơm điều áp ổn định áp lực cho phân xưởng sản xuất thủy sản " để nghiên cứu thực hiện,... - Hệ thống tự động ổn định áp lực chất lỏng : Hệ thống tự động ổn định áp lực hệ thống thủy lực, hệ thống phân phối nước mạng lưới cấp nước sinh hoạt, xử lý nước thải, hệ thống máy nén khí, hệ