Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu MỤC LỤC1HÌNH VẼ3BẢNG BIỂU3LỜI NÓI ĐẦU3CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT,XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG61.1 Giới thiệu hệ thống xăng dầu.1.2 Khảo sát công nghệ81.3 Các chỉ tiêu an toàn và phòng chống cháy nổ của hệ thống xăng dầu13CHƯƠNG 2 : TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC,THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN152.1 Chọn thiết bị động lực152.1.1 Tính và lựa chọn cho trạm bơm152.1.2 Lựa chọn van.172.2 Lựa chọn thiết bị đóng cắt202.2.1 Lựa chọn biến tần202.2.2 Chọn aptomat.212.2.3 Chọn dây dẫn232.2.4 Chọn role nhiệt.262.3 Thiết bị điều khiển272.3.1 Cảm biến nhiệt độ272.3.2 Cảm biến mức282.3.3 Lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng302.4 Sơ đồ mạch điều khiển32CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN PLC333.1 Tổng quan về thiết bị logic khả trình PLC333.2 Lựa chọn PLC và CPU.35CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG404.1 Tổng quát về phương pháp lập trình bằng Grafcet.404.2 Phân tích các tín hiệu vàora và mối quan hệ.414.2.1 Đầu vào.414.2.2 Đầu ra.424.2.3 Lập bảng phân công địa chỉ vàora.424.2.4 Xây dựng grafcet:444.2.5 Phân tích Grafcet.44CHƯƠNG 5 :THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT,ĐIỀU KHIỂN525.1 Giới thiệu chung về WINCC FLEXIBLE525.2Thiết kế màn hình HMI535.3 Thiết kế tính năng của màn hình55CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG MÔ HÌNH586.1 Tổng quan về mô hình586.2 Các cơ cấu của mô hình586.2.1 Các bộ phận của tủ điện.586.2.2 Các bộ phận của tủ điện.596.2.3 Sơ đồ đấu nối tủ điện.606.3 Sơ đồ điều khiển606.4 Chương trình điều khiển trên STEP7 Microwin61KẾT LUẬN75TÀI LIỆU THAM KHẢO76 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống bơm xăng dầu
KHẢO SÁT,XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG
Giới thiệu hệ thống xăng dầu Error! Bookmark not defined
Trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhiên liệu đóng vai trò quan trọng trong sản xuất và di chuyển Để đáp ứng nhu cầu xăng dầu, nhiều cửa hàng xăng dầu đã được mở ra, phục vụ đời sống và sản xuất Tại Việt Nam, hệ thống xăng dầu ngày càng phát triển với sự xuất hiện của nhiều cửa hàng vừa và nhỏ, cùng với các trạm chung chuyển xăng dầu quy mô lớn.
Với cửa hàng xăng dầu bán lẻ thì hệ thống gồm:
- Hệ thống bể chứa của các cửa hàng xăng dầu bán lẻ thường được xây ngầm nằm dưới mặt đất, và thể tích nhỏ hơn 100m 3 Ưu điểm :
+ An toàn cao, đảm bảo phòng cháy tốt, nếu rò rỉ thì cũng không lan ra xung quanh + Ít bay hơi
Hệ thống bơm xăng dầu
Khâu nhập xuất dầu ra
Những nhược điểm của cửa hàng xăng dầu bán lẻ
+ Người công nhân vận hành theo dõi lượng hàng qua màn hình và đóng mở van bằng tay nên độ chính xác không cao
Việc đo đạc tự động các thông số như lượng hàng, nhiệt độ và kết nối vào máy tính vẫn chưa được thực hiện Sai số trong các phép đo thủ công rất cao và thường bị ảnh hưởng bởi yếu tố chủ quan của con người.
+ Chưa có sự kết nối chặt chẽ giữa hệ thống thông tin quản lý, kinh doanh và bộ phận xuất hàng tại họng xuất
+Phải viết hóa đơn bằng tay, thủ tục tương đối rườm rà, khách hàng phải qua lại nhiều công đoạn
+ Quá trình điều động thủ công, dễ gây ách tắc, tốn nhiều thời gian, điều động chưa hợp lý và theo chủ quan con người
Việc giám sát lượng hàng xuất do công nhân điều hành là rất quan trọng, vì điều này có thể dẫn đến hiện tượng tràn xe, gây ra nguy cơ mất an toàn cho toàn bộ khu vực bến xuất.
+ Công nhân vận hành do phải quan sát trực tiếp lượng hàng tại miệng xe nên chịu tác động lớn của hơi xăng dầu tới sức khoẻ
+ Chưa có sự kiểm soát tự động các chế độ an toàn trong quá trình đang xuất hàng như: tiếp đất, tăng áp suất đột ngột
+ Máy in là giao diện duy nhất giữa người vận hành và bộ phận xuất hàng
+ Tăng chi phí bảo trì
Với trạm xăng dầu chung chuyển cỡ lớn gồm
- Hệ thống bể chứa của trạm trung chuyển thường là bể nổi được xây dựng trên mặt đất Ưu điểm:
+ Dễ thi công xây dựng
+Chi phí xây dựng thấp
+Dễ dàng phát hiện vị trí dò rỉ xăng ra bên ngoài
+ Nếu chứa dầu nhẹ làm tăng hao hụt bay hơi
+ Không an toàn về mặt cháy nổ, phải có hệ thống an toàn phòng cháy chữa cháy cố định
- Hệ thống bơm xăng dầu
- Các hệ thống van từ động
- Các hệ thống xuất nhập bằng tự động
1.2 Khảo sát về công nghệ
Bài toán đặt ra là thiết kế hệ thống bơm xăng với dung tích lưu trữ 2000m³, nhằm xây dựng một trạm chung chuyển xăng dầu Từ đó, chúng ta tiến hành thiết kế hệ thống xăng dầu phù hợp với chức năng của một trạm chung chuyển xăng dầu.
Cửa hàng xăng dầu cần tích trữ tổng cộng 2000m³ dầu, vì vậy đã chia thành 2 bồn chứa chính, mỗi bồn có dung tích 1000m³ Ngoài ra, cửa hàng còn sử dụng 1 bồn lọc cặn với dung tích 100m³ để đảm bảo chất lượng dầu.
Sử dụng 2 họng nhập dầu để bơm dầu vào bồn chứa, và 2 họng xuất dầu để xuất dầu ra từ bồn chứa
Xăng được vận chuyển đến và nhập vào bể chứa thông qua màn hình cảm ứng, nơi người dùng nhập số lít cần thiết Hệ thống sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để kiểm soát lượng dầu nhập vào, tự động ngắt bơm khi bể đã đầy hoặc đạt đủ lượng dầu Khi xuất hàng, bơm sẽ hút xăng từ bể qua các van, đồng thời cũng sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để theo dõi lượng dầu chảy ra Nếu bể chứa báo hết hoặc đạt đủ lượng dầu, hệ thống sẽ tự động ngắt bơm.
Quá trình xuất nhập dầu được quản lý thông qua máy tính công nghiệp trong phòng server, giúp kiểm soát chính xác lượng dầu được nhập vào bồn chứa và xuất ra ngoài.
Từ đó xây dựng được sơ đồ của hệ thống :
Hình 1.1: Sơ đồ tổng quan về hệ thống bơm xăng dầu
Để kiểm soát lượng dầu trong quá trình xuất nhập, chúng ta sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để theo dõi lượng dầu nhập và xuất Dữ liệu này sẽ được truyền tín hiệu đến PLC và hiển thị trên màn hình, giúp quản lý hiệu quả quy trình.
Trong quá trình vận chuyển, đường ống và bể chứa có thể xuất hiện các tạp chất Để tách biệt các tạp chất này, người ta sử dụng bình lọc.
- Ngoài ra trong khâu xuất nhập dầu người ta còn sử dụng các van đóng nhanh, van một chiều, van chặn để điều chỉnh dòng chảy của dầu
Hệ thống nhập Đồng hồ đo lưu lượng Đồng hồ đo lưu lượng
- Trạm bơm đóng vai trò quan trọng trong quá trình xuất nhập tại kho, mọi vận chuyển đều liên quan đến trạm bơm
- Trạm bơm đóng vai trò quan trọng trong việc cứu hỏa, làm mát kho xăng dầu
Trạm bơm đóng vai trò thiết yếu trong quá trình bơm chuyển, với việc xác định vị trí phù hợp dựa trên lưu lượng và cột áp của đường ống cũng như bể chứa Điều này đảm bảo trạm bơm hoạt động hiệu quả và đạt hiệu quả kinh tế cao.
- Để điều chỉnh lượng lưu lượng dầu thì ta sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ bơm, tốc độ dòng chảy
- Bơm thường được đặt ở vị trí trung tâm của kho, có khoảng cách từ bơm tới các bể và gian xuất là ngắn nhất
- Bể chứa dầu có nhiệm vụ chính là
+ Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình khép kín (cấp và nhận dầu chảy về)
+ Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc
+ Lắng đọng các chất cặn bã trong quá trình làm việc
- Thông số công nghệ của bồn chứa cần đảm bảo
+Thể tích của bồn chứa V
- Các thiết bị lắp đặt trong bồn:
+Thiết bị đo nhiệt độ
+Thiết bị đo mực chất lỏng
- Vị trí lắp đặt của các thiết bị trong bồn
- Ngoài ra còn dụng các ống giảm tốc, để giảm tốc độ của dầu khi xuống bể
Trong quá trình làm việc, dầu thường bị nhiễm bẩn từ các chất bẩn bên ngoài hoặc do chính bản thân dầu tạo ra Những chất bẩn này có thể làm kẹt các khe hở và tiết diện chảy nhỏ trong hệ thống, gây trở ngại và hư hỏng trong hoạt động Do đó, việc sử dụng các bộ lọc là cần thiết để ngăn ngừa sự xâm nhập của chất bẩn vào các cơ cấu và dầu.
Bộ lọc dầu thường được lắp đặt tại ống hút của máy bơm để đảm bảo dầu sạch Nếu cần dầu sạch hơn, có thể lắp thêm một bộ lọc ở cửa ra của bơm và một bộ ở ống xả của hệ thống.
- Dùng các bộ lọc dầu
+ Bộ lọc thô : lọc chất bẩn đến 0.1 mm
+ Bộ lọc tinh : lọc những chất bẩn đến đến 0.005 mm
+ Bộ lọc trung bình : lọc chất bẩn đến 0.01 mm
+ Bộ lọc tinh đặc biệt : lọc những chất bẩn đến 0.001 mm
Sau khi khảo sát thực tế và nghiên cứu về trạm xăng dầu, chúng tôi sẽ thiết kế hệ thống bơm xăng dầu bao gồm 2 bồn chứa dầu, 2 họng xuất dầu để chở đi và 2 họng nhập dầu từ nơi khác Hệ thống sẽ sử dụng 3 động cơ không đồng bộ 3 pha, trong đó mỗi động cơ có khả năng xuất hoặc nhập dầu vào bồn chứa Hai động cơ sẽ hoạt động thường xuyên, trong khi một động cơ sẽ được giữ làm dự phòng.
Tại khu vực xuất nhập dầu, sẽ có 4 màn hình cảm ứng cho phép người dùng nhập số lít cần xuất hoặc nhập Quá trình xuất nhập sẽ tự động dừng khi đã đạt đủ lượng dầu yêu cầu Tất cả thông tin về quá trình này sẽ được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của một máy tính công nghiệp đặt trong phòng server.
Để xây dựng hệ thống bơm xăng dầu, chúng ta cần thu thập và xuất dữ liệu báo cáo dưới dạng Excel theo các khoảng thời gian như ngày, tuần, tháng và năm khi cần thiết.
- 4 màn hình cảm ứng đặt vị trí xuất /nhập dầu
- 4 đồng hồ đo lưu lượng chảy dầu qua ống
- 20 van điện tại ống dẫn dầu khu vực 3 máy bơm để lựa chọn bơm, bồn dầu và lựa chọn bồn dầu
- 2 cảm biến nhiệt độ đặt trong bể dầu để đo nhiệt độ của bể dầu
- 2 cảm biến mức đặt ở bể dầu để đo chiều cao bể dầu trong bể
Các chỉ tiêu an toàn và phòng chống cháy nổ của hệ thống xăng dầu
Các yêu cầu kỹ thuật về an toàn và phòng chống cháy nổ là điều kiện tiên quyết trong hệ thống công nghiệp xăng dầu Xăng dầu là chất lỏng dễ bay hơi, dễ bắt lửa ở nhiệt độ thấp, không hòa tan trong nước và có tỷ trọng nhẹ hơn nước Hơi xăng dầu nặng hơn không khí 5,5 lần và dễ cháy ở thể hơi Ngoài ra, xăng dầu có khả năng sinh tĩnh điện khi bơm rót và khi cháy tỏa ra nhiệt lượng lớn.
Các thiết bị trong hệ thống cần không chỉ đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật mà còn phải có khả năng phòng chống cháy nổ hiệu quả, nhằm giảm thiểu nguy cơ xảy ra sự cố Điều này rất quan trọng, đặc biệt trong môi trường có nguy cơ lan truyền nhanh và sản xuất sản phẩm cháy độc hại.
- Ngoài ra khi thi công lắp đặt thiết bị cho hệ thống cần làm tốt những yêu cầu về an toàn phòng chống cháy nổ sau:
Việc thi công lắp đặt đường ống và thiết bị phải được thực hiện cẩn thận, không được hàn cắt tại khu vực xuất nhập và trạm bơm Gia công ống thép bảo vệ cùng các tủ điện cần tiến hành bên ngoài khu vực nguy hiểm cháy nổ Nếu có hàn cắt, công việc này phải được thực hiện ngoài khu vực kho và sau đó cần làm nguội trước khi đưa vào lắp đặt.
Khi thực hiện cắt phá bê tông, cần tưới nước đều lên bề mặt để hạn chế nguy cơ phát sinh tia lửa Đồng thời, việc ngăn cách khu vực thi công bằng hàng rào di động cũng rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho công nhân và khu vực xung quanh.
+Khi tháo lắp vặn chuyển thiết bị phải nhẹ nhàng tránh va đập mạnh gây phát sinh tia lửa
+Các trang thiết bị đưa vào lắp đặt và toàn bộ hệ thống cáp phải đặt trong ống thép bảo đảm bảo tiêu chuẩn phòng nổ theo quy định
+Trước khi đưa vào chạy thử phải tiến hành đo kiểm tra cách điện toàn bộ cáp và các thiết bị có sử dụng điện
+Trong thời gian thi công, các vật tư dụng cụ phải để gọn gàng không gây ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất tại kho và công tác PCCC
+ Đo kiểm tra nồng độ xăng dầu khu vực thi công Nếu nồng độ xăng dầu vượt quá quy định cho phép thì không được đục cắt bê tông
+ Bố trí đầy đủ trang thiết bị phòng cháy chữa cháy
TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC,THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN
Chọn thiết bị động lực
2.1.1 Tính và lựa chọn cho trạm bơm
Thiết bị bơm xăng dầu có chức năng chuyển sản phẩm từ bể chứa đến các họng xuất và ngược lại, đảm bảo hiệu quả trong việc xử lý chất lỏng có độ nhớt cao và dễ cháy nổ Loại bơm cánh gạt được sử dụng chuyên dụng trong ngành xăng dầu và hóa chất, nhờ vào khả năng đáp ứng tốt các yêu cầu của hệ thống với chi phí hợp lý.
Bơm cánh gạt là thiết bị lý tưởng để bơm xăng dầu, các chất lỏng có độ nhớt cao, và những chất dễ cháy nổ mà các loại bơm thông thường không thể xử lý Ngoài ra, bơm cánh gạt còn phù hợp cho việc bơm các chất lỏng chứa hạt và thực phẩm, mang lại hiệu suất vượt trội trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Bơm xăng dầu là một trong những loại bơm phổ biến nhất và được nghiên cứu kỹ lưỡng, với công nghệ chế tạo hoàn chỉnh nhất trong tất cả các loại máy bơm hiện nay.
- Bơm cánh gạt Đặc điểm:
+ Đảm bảo một lưu lượng đều hơn
+ Hiệu suất thể tích cao hơn
+ Điều chỉnh được lưu lượng
Tính toán công suất cho bơm
- Công suất làm việc P i là công suất để đưa một lượng Q chất lỏng lên độ cao H trong một đơn vị thời gian (s)
Trong đó: Q: lưu lượng bơm ( 𝑚 3
S: Hiệu suất bơm, thường chọn S = 0,8 γ : khối lượng riêng của xăng dầu lấy γ = 1000 kg/m 3
Từ đó với dữ kiện Q ( 𝑚 ℎ 3 ) và h@ m H20
Lựa chọn bơm công suất 12,5 (kW)
Bảng 2.1 Thông số máy bơm cánh gạt PENTAX CM 50-200C
Số lượng (cái) PENTAX CM 50-200C 12,5 24-72 24,5-
Từ đó với dữ kiện Q ` ( m h 3 ) và h 5 m H20
Lựa chọn bơm với công suất 11(kW)
Bảng 2.2 : Thông số máy bơm cánh gạt Pentax CM50-160A
Tốc độ vòng quay (vòng/phút) Điện áp sử dụng (V)
- Chọn van theo các yêu cầu sau
+ Chỉ tiêu kinh tế : chọn thiết bị có giá thành phải chăng, tiết kiệm
Các van được chế tạo từ các chất liệu kim loại bền bỉ, chắc chắn, đảm bảo khả năng chống ăn mòn trong môi trường xăng dầu Chúng có khả năng chịu nhiệt và áp lực cao, đồng thời dễ dàng điều khiển và hoạt động hiệu quả trong môi trường dầu.
Van một chiều là thiết bị bảo vệ đường ống dẫn, cho phép chất lỏng hoặc khí chỉ đi qua theo một hướng nhất định và ngăn chặn dòng chảy ngược lại Thiết bị này rất quan trọng trong các mạch thủy lực, giúp bảo vệ ống dẫn, máy bơm và bình chứa khỏi các vấn đề do dòng chảy ngược gây ra.
Tiêu chuẩn Áp lực làm việc max (kg/m 3 )
Nhiệt độ làm việc max( o C)
Bảng 2.3 Thông số van một chiều xăng dầu BS1868
Van an toàn đường ống
Van an toàn là thiết bị thủy lực quan trọng dùng để điều chỉnh áp suất trong mạch thủy lực, thuộc nhóm thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào Nhiệm vụ chính của van an toàn là bảo vệ mạch thủy lực khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức Trong quá trình hoạt động, van an toàn luôn ở trạng thái đóng, và khi áp suất đầu vào vượt quá giá trị định mức, van sẽ mở ra, cho phép một phần chất lỏng chảy qua van trở về thùng chứa.
Tên Mã Chất liệu Kết nối Áp suất
Van an toàn đường ống
Bảng 2.4 Thông số van an toàn đường ống C3604
Khi van được mở hoàn toàn, cửa van không cản trở dòng chảy vật chất, dẫn đến độ cản trở dòng chảy rất nhỏ Điều này giúp hạn chế sự sụt áp và mất năng lượng tối thiểu khi vật chất đi qua van.
Hình 2.1: Van chặn điện từ Yoshitake DP-10
Bảng 2.5: Thông số van chặn van điện từ Yoshitake DP-10
Van đóng nhanh là thiết bị ngắt tin cậy cho hệ thống đường ống dầu nhiên liệu, có chức năng cách ly két chứa dầu trong trường hợp hỏa hoạn Thiết bị này giúp ngăn chặn việc cung cấp nhiên liệu cho đám cháy khi các bộ phận của đường ống bị hư hại, đảm bảo an toàn cho hệ thống.
- Van đóng nhanh dùng trong hệ thống ống dẫn, lưu trữ hay vận chuyển các loại xăng dầu, khí LPG trong các trường hợp khẩn cấp
Kết nối Áp suất làm việc
Nối bích theo tiêu chuẩn JIS 5K
Lựa chọn thiết bị đóng cắt
Biến tần cho bơm cánh gạt (MB-01)-(MB-03)
Biến tần cho bơm cánh gạt đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tốc độ động cơ bơm, giúp cung cấp lượng xăng dầu cần thiết cho bồn chứa Với công suất bơm cánh gạt là 11 kW, việc lựa chọn biến tần phù hợp là rất cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.
20 công 11 x 1 5 = 16,5(kW) Vì không có biến tần loại 16,5 kW nên ta chọn biến tần công suất 18 ( kW )
Model Hãng SX Công suất (Kw)
Tần số (Hz) Điện áp (V)
Bảng 2.7: Thông số biến tần cho bơm cánh gạt (MB-01)-(MB-03)
Biến tần cho bơm cánh gạt (MB-02)
Biến tần cho bơm cánh gạt MB-02 có chức năng điều chỉnh tốc độ động cơ bơm để bơm dầu từ bồn chứa đến họng xuất Với công suất bơm cánh gạt là 12,5 kW, ta cần chọn biến tần có công suất 18,75 kW (12,5 x 1,5) Tuy nhiên, do không có biến tần 18,75 kW, lựa chọn tối ưu là biến tần có công suất 22 kW.
Model Hãng SX Công suất(Kw)
Ngõ vào analog (mA) Điện áp (V)
Số lượng (cái) ATV212WD75N4 Control
Bảng 2.8: Thông số kĩ thuật biến tần cho bơm cánh gạt (MB-02)
Aptomat, hay còn gọi là cầu dao tự động, là thiết bị điện quan trọng được sử dụng để tự động ngắt mạch điện Nó giúp bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố như quá tải, ngắn mạch và sụt áp.
Khi chọn aptomat ta cần quan tâm đến các thông số sau:
Chế độ làm việc của aptomat cần đảm bảo ở mức định mức trong thời gian dài, cho phép dòng điện định mức chạy qua mà không bị ảnh hưởng.
Aptomat cần có khả năng ngắt dòng điện ngắn mạch lớn, có thể lên đến vài chục kA Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, nó phải đảm bảo hoạt động hiệu quả ở trị số dòng điện định mức.
Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của thiết bị điện, cũng như hạn chế sự cố ngắn mạch do dòng điện ngắn mạch, aptomat cần có thời gian cắt ngắn Điều này thường yêu cầu sự kết hợp giữa lực thao tác cơ học và thiết bị dập hồ quang bên trong aptomat Để bảo vệ một cách chọn lọc, aptomat cần có khả năng điều chỉnh dòng điện tác động và thời gian tác động.
- Aptomat được chọn theo 3 điều kiện sau:
Aptomat bảo vệ cho biến tần bơm cánh gạt 18 KW
- Công suất động cơ P = 18 KW
- Dòng điện tính toán Itt cos
I dmA ≥ I tt = 34,18 (A) và U dmA ≥ U Vậy ta chọn aptomat có I dm = 40(A) Chọn aptomat có số thông số như sau :
Loại Hãng sản xuất Dòng điện
Bảng 2.9: Thông số kĩ thuật aptomat biến tần bơm cánh gạt
Aptomat bảo vệ biến tần bơm cánh gạt 22 KW
- Công suất động cơ P = 22(Kw)
- Dòng điện tính toán I tt cos
I dmA ≥ I tt = 41,83 (A)và U dmA ≥ U Vậy ta chọn aptomat có I dm = 63(A) Chọn aptomat có số thông số như sau :
MITSUBISHI NF63-HV 63A Hàn quốc 63 400 10 1
Bảng 2.10 Thông số kĩ thuật aptomat biến tần bơm cánh gạt
Lựa chọn aptomat tổng cho 3 biến tần
- Dòng điện tính toán Itt cos
I dmA ≥ I tt = 99,25(A) và U dmA ≥ U Vậy ta chọn aptomat có I dm = 125(A) Chọn aptomat có số thông số như sau :
Loại Hãng sản xuất Dòng điện
Bảng 2.11 Thông số kĩ thuật aptomat tổng
- Để chọn tiết diện cáp động lực cho động cơ truyền động ta cần chú ý :
+ Nếu chọn dây có tiết diện lớn quá thì vốn đầu tư cao, nhưng điện dẫn xuất lớn, điện trở nhỏ
+ Nếu chọn tiết diện dây nhỏ vốn đầu tư ít, nhưng nếu nhỏ hơn dẫn đến cáp bị quá tải gây chập cháy giữa các pha trong cáp
Để lựa chọn cáp phù hợp, cần dựa vào các thông số kỹ thuật đã được tính toán, đảm bảo đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật trong khi vẫn đảm bảo tính hợp lý về yêu cầu kinh tế.
- Nguồn điện cung cấp cho hệ thống có 2 loại :
+ Nguồn 3 pha 380V cung cấp cho các bơm cánh gạt (công suất 11kW), cánh gạt (công suất 12,5kW)
Tính chọn cáp động lực cho bơm cánh gạt
- Bơm cánh gạt: đây là loại động cơ không đồng bộ 3 pha với công suất 11(kW) với dòng định mức Δ/Υ : 36,18/20,89 (A)
- Công thức tính tiết diện dây 1 sợi : tt tb kt
+ Trong đó : I tb dòng điện làm việc định mức điện có J kt = 2 ÷ 2, 25 (A/mm²), ta chọn J kt = 2, 089 (A/mm²)
Chọn tiết diện theo tiêu chuẩn : S = 10 (mm²) Đường kính dây tính toán : Dtt = √ 4∗𝑆𝑡𝑡
Để đảm bảo an toàn và hiệu suất, cần chọn đường kính cáp lớn hơn 12,73 mm cho sợi cáp Loại cáp phù hợp là cáp 3 pha 3 sợi với lõi bằng đồng, được bọc nhựa cho từng sợi và có vỏ cao su bảo vệ bên ngoài Cáp này được sản xuất bởi hãng CADI-SUN, với tiết diện mỗi sợi là 10 mm².
Cáp 3 sợi Cấu tạo cáp 3 sợi
Hình 2.3 Cấu tạo cáp 3 pha 3 sợi
Tính chọn cáp động lực cho bơm cánh gạt
Bơm cánh gạt: đây là loại động cơ không đồng bộ 3 pha với công suất 12,5 kW với dòng định mức Δ/Υ : 41,12/23,74 (A)
Công thức tính tiết diện dây 1 sợi : tt tb kt
+ I tb dòng điện làm việc định mức điện có J kt = 2 ÷ 2, 25 (A/mm²), ta chọn J kt = 2, 25 (A/mm²)
+ Chọn tiết diện theo tiêu chuẩn : S = 12 (mm²)
+ Đường kính dây tính toán : D tt = √ 4∗𝑆𝑡𝑡
Để đảm bảo chọn đúng kích thước, ta cần chọn đường kính lớn hơn 14,39 mm cho một sợi cáp Loại cáp được lựa chọn là cáp 3 pha 3 sợi với lõi bằng đồng, được bọc nhựa từng sợi và vỏ cao su bên ngoài, do hãng CADI-SUN sản xuất Tiết diện của mỗi sợi cáp là 12 mm².
- Rơ le nhiệt là loại khí cụ điện tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại
Khi thiết kế tủ điện động cơ, rơ le nhiệt bảo vệ quá tải nhiệt là một thành phần thiết yếu Việc lựa chọn rơ le phù hợp rất quan trọng để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả và tự động cắt tải khi gặp tình trạng quá tải nhiệt.
- Khi chọn rơ le nhiệt, quan tâm chính là các thông số sau:
Dòng sản phẩm rơ le nhiệt được thiết kế tương thích với từng loại contactor cụ thể, và nhà sản xuất đã cung cấp khuyến cáo lựa chọn ngay trong catalogue sản phẩm.
+ Dòng rơ le nhiệt ta chọn với hệ số khởi động từ 1.2-1 3 lần I dm
2 1 Sơ đồ nguyên lý mạch động lực
2.2 CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN
-Trong hệ thống bồn bể của công nghiệp dầu khí, người ta thường sử dụng các loại nhiệt kế sau:
+ Nhiệt kế áp suất lò xo
Từ đó, ta chọn loại cảm biến nhiệt độ phù hợp với bài toán công nghệ, ta chọn loại cảm biến nhiệt độ RTD
- Cấu tạo của RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…được quấn tùy theo hình dáng của đầu đo
Nguyên lý hoạt động của thiết bị này dựa trên sự thay đổi điện trở giữa hai đầu dây kim loại khi nhiệt độ biến đổi Mỗi loại kim loại sẽ có độ tuyến tính điện trở khác nhau trong một khoảng nhiệt độ nhất định.
- RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây và loại 4 dây cho kết quả đo chính xác nhất Lựa chọn cảm biến nhiệt độ theo các yêu cầu sau :
+ Môi trường làm việc : Trong môi trường xăng dầu
+ Vị trí đặt cảm biến : Trong bể chứa dầu
+ Thông số cần đo : nhiệt độ ( o C)
- Từ các yêu cầu kỹ thuật của cảm biến nhệt độ thì lựa chọn cảm biến nhiệt độ : PT100- CROSS R-1700
Bảng 2.13 Thông số cảm biến nhiệt độ PT100 - CROSS R-1700
2.2.2 Cảm biến mức cao mức thấp
Khi làm việc với bồn chứa sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng, việc theo dõi mực chất lỏng là rất quan trọng Trong quá trình xuất hàng, không thể xuất hết lượng chất lỏng trừ khi thực hiện vệ sinh bồn, và khi nhập hàng, bồn cũng không được nhập đầy Để đảm bảo an toàn và hiệu quả, người vận hành cần nắm rõ mức chất lỏng trong bồn, sử dụng các dụng cụ đo mực chất lỏng đa dạng và chính xác.
Đầu tiếp xúc trực tiếp (Contact)
- Dụng cụ đo dùng áp suất thủy tĩnh (Hidrostactic Pressure)
- Dụng cụ đo dùng bức xạ (Radioactive Device)
- Dụng cụ đo sự thay đổi khối lượng (Closs Of Weight Divice)
Từ những tìm hiểu trên, để phù hợp với công nghệ bài toán kiểm soát mức bể chứa 10m, ta chọn loại cảm biếnDUT-E
Hình 2.6 : Cảm biến mức cao mức thấp trong bể dầu
Nguyên tắc hoạt động của cảm biến DUT-E :
Mực chất lỏng tại bộ phận đo tạo ra mức điện dung tương ứng, từ đó bộ xử lý trên bảng mạch điện tử tính toán và xuất tín hiệu chỉ thị mức nhiên liệu với độ chính xác lên tới 98% Độ chính xác này phụ thuộc vào sự tương thích với thiết bị GPS và trình độ kỹ thuật của kỹ sư lắp đặt Dữ liệu đo được truyền tới thiết bị GPS để gửi về trung tâm dữ liệu, phục vụ cho lưu trữ và truy xuất khi cần thiết.
Tên Độ chính xác Nguồn điện Tín hiệu ra Chiều dài Nhiệt độ
Bảng 2.14 : Lựa chọn cảm biến mức
2.2.3 Lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng
Đồng hồ đo lưu lượng là thiết bị thiết yếu trong ngành công nghiệp, không chỉ phục vụ cho việc kiểm kê và đo đếm mà còn hỗ trợ tự động hóa quy trình sản xuất.
- Đồng hồ đo lưu lượng là đồng hồ dùng cho các sản phẩm sau
Sơ đồ mạch điều khiển
LỰA CHỌN PLC
Tổng quan về thiết bị logic khả trình PLC
Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) là một thiết bị linh hoạt thực hiện các thuật toán điều khiển số thông qua ngôn ngữ lập trình, thay vì sử dụng mạch số truyền thống PLC có kích thước gọn nhẹ và dễ dàng trao đổi thông tin với các thiết bị khác, bao gồm cả máy tính Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình và được thực hiện theo chu kỳ quét.
PLC (Programmable Logic Controller) có cấu trúc tương tự như một máy tính, bao gồm bộ vi xử lý (CPU), hệ điều hành và bộ nhớ để lưu trữ chương trình điều khiển cùng dữ liệu Ngoài ra, PLC cần có cổng vào/ra để giao tiếp với các đối tượng điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Để phục vụ cho các bài toán điều khiển số, PLC còn được trang bị thêm một số khối chức năng khác.
34 năng đặc biệt như bộ đếm (Counter), bộ định thời (Timer) … và những khối hàm chuyên dùng
Hiện nay, một số PLC được sử dụng trên thị trường Việt Nam:
- Mỹ: Allen Bradley, General Electric, Square D, Texas Instruments, Cutter Hammer…
- Nhật: Mitsubishi, Omron, Panasonic, Fanuc, Mashushita, Fuzi, Koyo…
Và nhiều chủng loại khác
Các sản phẩm như: Logo, Easy, Zen… cũng được chế tạo ra để đáp ứng những yêu cầu đơn giản
Ưu điểm của bộ điều khiển lập trình được so với điều khiển nối dây:
Tính năng mở rộng : khả năng mở rộng xử lý bằng cách thay đổi chương trình lập trình 1 cách dễ dàng
Lượng contact lớn, tốc độ hoạt động nhanh
Cách kết nối các thiết bị điều khiển đơn giản
Hình dáng PLC gọn nhẹ
Phù hợp với môi trường công nghiệp, có thể nối mạng vi tính để giám sát hệ thống
Hạn chế của hệ thống điều khiển dùng PLC
Giá thành khá cao ( tùy theo từng loại máy )
Cần một chuyên viên để thiết kế chương trình cho PLC hoạt động
Các yêu cầu cố định, đơn giản thì không cần dùng PLC
PLC sẽ bị ảnh hưởng khi hoạt động ở môi trường có nhiệt độ cao, rung mạnh
Các ứng dụng của PLC trong việc sản xuất và trong dân dụng:
Điều khiển các robot trong công nghiệp
Hệ thống xử lý nước sạch
Công nghệ chế biến thực phẩm
Công nghệ sản xuất vi mạch
Điều khiển các máy công cụ
Điều khiển và giám sát dây chuyền sản xuất
Điều khiển hệ thống đèn giao thông
Rửa xe ô tô tự động
Báo giờ học, công sở, khu công nghiệp…
Lựa chọn PLC và CPU
Thiết bị điều khiển logic lập trình (PLC) là một công cụ mạnh mẽ cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển số một cách linh hoạt thông qua ngôn ngữ lập trình, thay vì sử dụng mạch số truyền thống.
Để thực hiện một chương trình điều khiển PLC, thiết bị cần có tính năng giống như máy tính, bao gồm bộ vi xử lý (CPU), hệ điều hành, bộ nhớ để lưu trữ chương trình và dữ liệu, cùng các cổng vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều khiển và môi trường xung quanh Ngoài ra, để phục vụ cho các bài toán điều khiển số, PLC còn cần bổ sung các khối chức năng đặc biệt như bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer) và các khối hàm chuyên dụng.
Trong quá trình hoạt động, cảm biến ghi nhận và gửi thông số về bộ điều khiển PLC Từ đó, PLC sẽ xử lý dữ liệu và phát tín hiệu điều khiển các relay trung gian, điều khiển các thiết bị như van điện, contactor và biến tần.
Sau khi thực hiện khảo sát thực tế, chúng tôi đã tiến hành tính toán và lập bảng thống kê số lượng đầu vào và đầu ra của hệ thống Dựa trên bảng thống kê này, chúng tôi đã lựa chọn PLC phù hợp với các chức năng và số lượng đầu vào cần thiết.
Nút nhấn (số) cho phép bật/tắt, khởi động hoặc tạm dừng hệ thống Cảm biến mức giúp phát hiện mức dầu trong bể chứa HMI cung cấp tín hiệu nhập và xuất dầu hiển thị trên màn hình.
Bảng 3.1: Thống kê đầu vào số Đầu vào Chức năng Số lượng Đồng hồ đo lưu lượng Đo lượng dầu xuất nhập 4
Cảm biến nhiệt độ Đo nhiệt độ trong bể dầu 2
Bảng 3.2: Thống kê đầu vào tương tự Đầu ra Chức năng Số lượng
Bơm Bơm dầu từ bể chứa, hoặc bơm dầu vào bể 3
Van điện từ Chặn hoặc mở dòng chảy dầu 20
Bảng 3.3: Thống kê số lượng đầu ra số
Dựa vào tính năng, số lượng đầu vào ra như trên chúng em lựa chọn PLC S7 – 200 CPU 226 AC/DC/Relay của hãng Siemens
Hình 3.2 PLC S7-200 CPU 226 AC/DC/Relay
+ Mã hiệu 6ES7 216 -2BD23 -0XB0
+ Đầu vào số tích hợp sẵn : 24 DI
+ Đầu ra số tích hợp sẵn : 16 DO
Lựa chọn module mở rộng
Do PLC S7-200 CPU 226 chỉ có 16 đầu ra số, trong khi hệ thống cần 23 đầu ra số và 6 đầu vào tương tự, tôi đã quyết định chọn thêm module mở rộng đầu ra số và module mở rộng đầu ra tương tự với các thông số kỹ thuật phù hợp.
Modul mở rộng với đầu ra tương tự
+ Mã hiệu 6ES7231-0HC22-0XA0
+ Số lượng đầu vào tương tự 8AI
Hình3.3 : Modul mở rộng 231 6ES7231-0HC22-0XA0
Modul mở rộng với đầu ra số
+ Mã hiệu 6ES7223-1PL22-0XA0
+ Đầu vào số tích hợp sẵn : 16 DI
+ Đầu ra số tích hợp sẵn : 16 DO
Hình 3.4 : Modul mở rộng EM223 6ES7223-1PL22-0XA0
XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
Tổng quát về phương pháp lập trình bằng Grafcet
Có nhiều phương pháp mô tả thường được dùng trong phân tích và tổ hợp mạch trình tự :
Trong đồ án, chúng tôi tập trung vào phương pháp đồ hình trạng thái GRAFCET Mạng GRAFCET là một công cụ chức năng giúp mô tả các trạng thái hoạt động của hệ thống và thể hiện quá trình điều khiển thông qua các trạng thái và sự chuyển đổi giữa chúng Nó là một đồ hình định hướng được xác định bởi hai phần tử chính: tập hợp các trạng thái và tập hợp các điều kiện chuyển trạng thái.
Mạng grafcet mô tả thành chuỗi các giai đoạn trong chu trình sản xuất
Mạng grafcet cho một quá trình sản xuất là một đồ hình khép kín, bắt đầu từ trạng thái đầu và kết thúc ở trạng thái cuối, sau đó quay trở lại trạng thái đầu.
Nội dung phương pháp đồ hình trạng thái :
Một trạng thái được thể hiện qua một hình vuông có số thứ tự, đi kèm với một hình chữ nhật bên cạnh ghi rõ các tác động liên quan Mỗi trạng thái có thể tương ứng với một cột hoặc nhiều hành động trong quy trình sản xuất.
Trạng thái khởi động được thể hiện bằng 2 hình vuông lồng vào nhau, thứ tự thường là
1 Việc chuyển tiếp từ trạng thái này sang trạng thái khác chỉ có thể được thực hiện khi các điều kiện chuyển tiếp được thỏa mãn Để xây dựng mạng grafcet cho một quá trình nào đó thì trước tiên phải mô tả mọi hành vi tự động bao gồm các giai đoạn và các điều kiện chuyển tiếp, sau đó lựa chọn các dẫn động và các cảm biến rồi mô tả chúng bằng các kí hiệu, sau đó kết nối chúng lại theo cách mô tả của grafcet
Quy tắc vượt qua và chuyển tiếp là trạng thái cần thiết trước khi chuyển sang trạng thái tiếp theo Nó đảm bảo rằng quá trình đang hoạt động và đủ điều kiện để thực hiện chuyển tiếp.
41 chuyển tiếp sang trạng thái sau thì giai đoạn sau hoạt động và sẽ khử bỏ hoạt động của trạng thái trước nó.
Phân tích các tín hiệu vào/ra và mối quan hệ
Cảm biến mức cao 1 (CBC1) hoạt động với tín hiệu logic, có trạng thái tích cực ở mức 1 Khi CBC1 được kích hoạt, nó sẽ gửi tín hiệu cho hệ thống để nhận biết rằng lượng dầu đã được nhập đầy vào bể 1.
Cảm biến mức thấp 1 (CBT1) sử dụng tín hiệu logic tích cực ở mức 1 Khi CBT1 được kích hoạt, nó sẽ gửi tín hiệu cho hệ thống, cho biết rằng lượng dầu trong bể 1 đã được xuất hết, do đó không thể tiếp tục quá trình xuất dầu từ bể này.
Cảm biến mức cao 2 (CBC2) sử dụng tín hiệu logic, với tín hiệu tích cực ở mức 1 Khi CBC2 được kích hoạt, nó sẽ gửi tín hiệu cho hệ thống, cho biết rằng lượng dầu đã được nhập đầy vào bể 2.
Cảm biến mức thấp 2 (CBT2) sử dụng tín hiệu logic với mức tích cực là 1 Khi CBT2 ở trạng thái tích cực, nó sẽ gửi tín hiệu cho hệ thống, cho biết rằng lượng dầu trong bể 2 đã được xuất hết, do đó không thể thực hiện quá trình xuất dầu từ bể này.
Cảm biến nhiệt độ 1 (CBN1) là thiết bị sử dụng tín hiệu analog để đo nhiệt độ trong bể dầu 1 Thông qua các bộ chuyển đổi, CBN1 sẽ gửi tín hiệu về PLC, giúp theo dõi và kiểm soát nhiệt độ một cách hiệu quả.
Cảm biến nhiệt độ 2 (CBN2) là thiết bị sử dụng tín hiệu analog để đo nhiệt độ trong bể dầu 2 Thiết bị này gửi tín hiệu về PLC thông qua các bộ chuyển đổi, giúp theo dõi và điều khiển nhiệt độ một cách hiệu quả.
Các nút nhấn và tín hiệu từ HMI (Giao diện người-máy) sử dụng tín hiệu logic để điều khiển hệ thống Chúng cung cấp tín hiệu số nhằm chuyển đổi giữa các chế độ làm việc và dừng hệ thống khi phát hiện sự cố.
Máy bơm nhập ( MB-01) : bơm dầu từ các họng nhập vào bể chứa 1, 2
- Phụ thuộc các đầu vào: CBC1, CBC2, tín hiệu từ 2 HMI ở 2 họng nhập
Máy bơm xuất ( MB-02 ) : bơm dầu từ bể chứa dầu 1, 2 xuất ra các họng xuất
- Phụ thuộc các đầu vào: CBT1, CBT2, tín hiệu từ 2 HMI ở 2 họng xuất
Máy bơm dự phòng ( MB-03) : dự phòng trong khi bơm nhập/xuất gặp sự cố
- Phụ thuộc các đầu vào: tín hiệu sự cố từ biến tần nhập/xuất, CBC1, CBT1, CBC2, CBT2, tín hiệu từ 4 màn hình HMI
Các van nhập ( V09, V13, V23, V25) : nhập dầu vào bể
- Phụ thuộc các đầu vào: CBC1, CBC2, tín hiệu từ 2 HMI ở 2 họng nhập
Các van xuất ( V22, V24, V26, V28, V34, V36, V46, V48) : xuất dầu
- Phụ thuộc các đầu vào: CBT1, CBT2, tín hiệu từ 2 HMI ở 2 họng xuất
Các van của quá trình dự phòng (V05, V11, V07, V18, V20, V15, V30, V32, V46, V48, V23, V25 )
Các đầu vào quan trọng bao gồm tín hiệu sự cố từ biến tần nhập/xuất, CBC1, CBT1, CBC2, CBT2, cùng với tín hiệu từ bốn màn hình HMI Ngoài ra, tín hiệu từ hai HMI ở hai họng xuất cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình giám sát và điều khiển.
4.2.3 Lập bảng phân công địa chỉ vào/ra Địa chỉ Kí hiệu Mô tả
I0.0 Start Khởi động hệ thống
I0.2 HMI1 Tín hiệu yêu cầu nhập dầu ở họng 1
I0.3 HMI2 Tín hiệu yêu cầu nhập dầu ở họng 2
I0.4 HMI3 Tín hiệu yêu cầu xuất dầu ở họng 3
I0.5 HMI4 Tín hiệu yêu cầu xuất dầu ở họng 4
Cảm biến mức I0.6 CBC1 và I0.7 CBT1 được sử dụng để đo lượng dầu trong bể chứa, với CBC1 đo mức dầu cao và CBT1 đo mức dầu thấp trong bể 1 Tương tự, cảm biến mức I1.0 CBC2 đo lượng dầu và mức dầu cao trong bể 2, trong khi I1.1 CBT2 cũng thực hiện chức năng đo lượng dầu trong bể chứa.
43 đo mức dầu cao thấp trong bể 2 I1.2 CBN1 Cảm biến đo nhiệt độ trong bể chứa 1
I1.3 CBN2 Cảm biến đo nhiệt độ trong bể chứa 2
I1.4 SC xuất Tín hiệu báo bơm xuất gặp sự cố
I1.5 SC nhập Tín hiệu báo bơm nhập gặp sự cố
I1.6 SC dự phòng Tín hiệu báo bơm dự phòng gặp sự cố
Q0.2 Bơm3 Bơm dự phòng nhập, xuất
Bảng 4.1: Bảng phân công địa chỉ vào/ra
Sơ đồ grapcet quá trình nhập khi không sự cố
Sơ đồ grapcet quá trình xuất khi không sự cố
Sơ đồ grapcet quá trình nhập khi có sự cố
Sơ đồ grapcet quá trình xuất khi có sự cố
Quá trình nhập khi không có sự cố
Quá trình cấp nguồn cho hệ thống bắt đầu khi các thiết bị chuẩn bị hoạt động Khi nhấn nút START, bơm S01 sẽ hoạt động ở chế độ dừng và các van sẽ đóng Để thực hiện quá trình nhập, cần có tín hiệu yêu cầu từ màn hình HMI Sau khi nhận tín hiệu, hệ thống sẽ kiểm tra xem có sự cố nào không; nếu không có sự cố, quá trình nhập sẽ diễn ra bình thường Hệ thống cũng sẽ kiểm tra mức dầu trong bể thông qua cảm biến mức cao của cả hai bể Nếu cả hai bể đều đầy, việc nhập dầu sẽ không thể thực hiện được Với hai bể chứa và hai họng nhập, quá trình nhập dầu có thể gặp một số tình huống khác nhau.
Khi nhận tín hiệu từ HMI 1 và bể 1 chưa đầy, dầu sẽ được bơm vào bể 1 Hệ thống S02 sẽ được kích hoạt, dẫn đến việc bơm nhập hoạt động và mở các van V09, V13, V23.
Khi nhận tín hiệu từ HMI 2 và bể 1 chưa đạt mức đầy, dầu sẽ được bơm vào bể 1 Đồng thời, S03 sẽ được kích hoạt, làm cho bơm nhập hoạt động và mở các van V09, V13, V23.
Khi nhận tín hiệu từ HMI 1 và HMI 2, nếu chỉ bể 1 chưa đầy, dầu sẽ được bơm vào bể 1 Đồng thời, S04 sẽ được kích hoạt, khiến bơm nhập hoạt động và mở các van V09, V13, V23.
Khi nhận tín hiệu từ HMI 1 và bể 2 chưa đầy, dầu sẽ được bơm vào bể 2, đồng thời S05 sẽ được kích hoạt Quá trình này bao gồm việc bơm nhập hoạt động và mở các van V09, V13, V25.
Khi nhận tín hiệu từ HMI 2 và bể 2 chưa đầy, dầu sẽ được bơm vào bể 2, kích hoạt S06, đồng thời bơm nhập sẽ hoạt động và mở các van V09, V13, V25.
THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT,ĐIỀU KHIỂN
Thiết kế màn hình HMI
Các bước thực hiện giao tiếp PLC và WinCC Flexible
Bước 1: Tạo tag trong phần mềm WinCC Flexible
Mở phần mềm WinCC Flexible để khai báo các biến cho màn hình HMI, đảm bảo mỗi biến có địa chỉ trùng khớp với địa chỉ đã khai báo trong PLC Đề tài của chúng tôi sử dụng 4 màn hình để quản lý xuất nhập dầu, vì vậy cần chú ý đến bảng Tags xuất hiện dưới đây.
Name: Tên biến sẽ sử dụng lưu ý phải trùng tên với biến trong màn hình hiển thị
The address of the variable can be located on the PLC, whether it is an input, output, or internal variable Additionally, you need to select the appropriate data type for the variable, which can be int, long, byte, or char.
Connection: là biến kết nối với địa chỉ PLC bên ngoài
Hình 5.1 Khai báo biến cho màn hình
Bước 2 : Kết nối với PLC
- Mở phần mềm WinCC Flexible, chọn connections, hiện ra bảng, ta chọn communication – SIMATIC S7200
Hình 5.2 Kết nối địa chỉ giữa WinCC Flexible với PLC S7 200
5.3 Thiết kế tính năng của mỗi màn hình
Hình 5.3 : Màn hình họng nhập 1
Hình 5.4 : Màn hình họng nhập 2
Hình 5.5 : Màn hình họng xuất 1
Hình 5.6 : Màn hình họng xuất 2
XÂY DỰNG MÔ HÌNH
Tổng quan về mô hình
Trong quá trình thiết kế hệ thống bơm xăng dầu để đo lưu lượng xuất nhập và hiển thị trên màn hình máy tính, tôi đã nghiên cứu cấu tạo, linh kiện, cách bố trí và lắp đặt cho hệ thống xăng dầu Từ đó, tôi đã lựa chọn các linh kiện chính cho một hệ thống đo lưu lượng xuất nhập xăng dầu tự động và xây dựng lý thuyết cho hệ thống này Để kiểm nghiệm lý thuyết, tôi đã tạo ra mô hình “Hệ thống xuất nhập dầu của bơm xăng dầu” nhằm mô phỏng các tính năng đã phát triển Mô hình này đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chính của bài toán thiết kế mà tôi đã đề ra.
Sử dụng bộ điều khiển PLC S7 – 200 CPU 226/AC/DC/Relay
Các van điện để đóng mở lượng dầu
Hệ thống máy bơm xuất nhập
Các đèn báo các thiết bị hoạt động
Các cơ cấu của mô hình
- Hệ thống bơm xăng dầu gồm các bộ phận
Cảm biến mức cao, cảm biến mức thấp
Hình 6.1 Mô hình của hệ thống bơm xăng dầu
6.2.2 Các bộ phận của tủ điện
Các nút ấn Start, Stop
Đèn nguồn, đèn start, stop
6.2.3 Sơ đồ đấu nối tủ điện
Hình 6.2 Sơ đồ đấu nối của tủ điện
