Xây dựng mô hình điều khiển hệ thống cung cấp không khí và quạt thông gió của lò đốt ứng dụng plc

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG…………… Luận văn Xây dựng mô hình điều khiển hệ thống cung cấp không khí quạt thông gió lò đốt ứng dụng plc Footer Page of 126 Header Page of 126 LỜI MỞ ĐẦU Hiện sản phẩm công nghiệp đóng vai trò quan trọng kinh tế quốc dân Đặc biệt thành tựu khoa học kỹ thuật lại phát triển mạnh mẽ áp dụng phổ biến, rộng rãi vào lĩnh vực công nghiệp Nhận thức tầm quan trọng vấn đề có ảnh hưởng lớn đến vận mệnh phát triển đất nước Nhà nước ta sức đào tạo nghiên cứu khoa học kỹ thuật, khuyến khích đầu tư nhằm thúc nhanh mục tiêu công nghiệp hoá, đại hoá đất nước Là sinh viên chuyên ngành điện Sau tháng năm học hỏi tu dưỡng Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Từ thầy cô, từ sách Đoàn, Đảng Em nhận thức đường em chọn đắn Đặc biệt với ngành điện quan trọng thiếu cho lĩnh vực nào, quốc gia Khi giao đồ án tốt nghiệp, xác định công việc quan trọng để nhằm đánh giá lại toàn kiến thức mà tiếp thu, với đề tài: “ xây dựng mô hình điều khiển hệ thống cung cấp không khí quạt thông gió lò đốt ứng dụng plc ” Sau tháng tìm hiểu tham khảo, với ý thức nỗ lực thân thầy, cô, đặc biệt thầy giáo Th.s Nguyễn Đức Minh ,Th.s Nguyễn Đồng Khang hướng dẫn, giúp đỡ tận tình Em kết thúc công việc giao Hải Phòng, ngày….tháng…năm2012 Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ QUẠT THÔNG GIÓ Quạt thiết bị thường gặp hệ thống ĐHKK thông gió công trình Bài viết cung cấp số thông tin loại quạt dùng phổ biến , tên gọi thường dùng đặc tính kĩ thuật tóm gọn chúng.Ngoài , viết giúp giải thích thông số kĩ thuật thường gặp quạt , việc nắm rõ thông số giúp thiết kế đề yêu cầu kĩ thuật hợp lý cho quạt phù hợp với mục đích sử dụng, thi công nắm rõ đặc tính quạt để lắp ráp vận hành 1.1.CÁC LOẠI QUẠT THÔNG GIÓ HIÊN NAY 1.1.1.Theo nguyên lí Có loại: - Cánh nâng - Li tâm 1.1.2.Theo chức - Li tâm: Loại nối ống gió bên hông, dẫn động trực tiếp qua đai, thường có nhiều biến thể 1.1.3 số loại quạt thƣờng gặp 1.1.3.1 quạt li tâm cánh nghiêng sau + Đặc điểm: Cánh nghiêng sau cong, hiệu suất cao, chống tải Hình 1.1: Quạt li tâm cánh nghiêng sau Footer Page of 126 Header Page of 126 1.1.3.2 quạt li tâm cánh hƣớng trƣớc li tâm cánh lồng sóc + Đặc điểm: Cánh dạng cong trước, lưu lượng lớn, giá rẻ không chống tải Hình 1.2 : Quạt li tâm cánh nghiêng trước 1.1.3.3 Plenumfan + Đặc điểm: Dùng cánh nghiêng sau, motor dẫn động trực tiếp, dùng tong ứng dụng phòng AHU phòng để tạo Hình 1.3: Qlenumfan Footer Page of 126 Header Page of 126 1.1.3.4.Gắn tƣờng Hình 1.4: Quạt gắn tường 1.1.3.5.Gắn mái Hình 1.5: Quạt gắn mái 1.1.3.6.Quạt hút bụi +đặc điểm: Quạt có khả tạo áp suất cao từ 2000Pa trở lên, chuyên dùng cho hệ thống hút lọc bụi ( dust collector) Footer Page of 126 Header Page of 126 Hình 1.6: Quạt hút bụi 1.1.3.7 Jetfan + Đặc điểm: chuyên dùng cho thông gió tầng hầm đường hầm Hình 1.7: Quạt jetfan 1.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA QUẠT 1.2.1.Thông số liên quan đến đặc tính quạt + Lưu lượng( flowrate): Một số đơn vị thể thường dùng: m3/h (CMH), m3/s (CMS), liter/s (Ls), F3/h (CFM) Footer Page of 126 Header Page of 126 + Cột áp: Một số khái niệm:  Áp suất tĩnh( theo AMCA 210-99 ANSI/ ASHRARE 511999) la phần áp suất không khí tồn tác động lực nén  Áp suất vận tốc( theo AMC 210-99 ANSI/ ASHRAE 51- 1999) phần áp suất không khí tồn tác động vận tốc chuyển động  Áp suất tổng tổng đại số áp suất tĩnh áp suất động điểm khỏa sát Khi tính toán trở lực đường ống, ta giá trị tổn thất Tổn thất cộng với giá trị áp suất vận tốc miệng hệ thống ( terminal) giá trị A A cột áp tổng mà quạt phải tạo hệ thống + Hiệu suất: Quạt hướng trục hiệu suất tối đa khoảng 80% quạt li tâm 90% + Vận tốc thổi( Outet velocity): Vận tốc miệng quạt  Giá trị vận tốc ảnh hưởng đến tổn thất áp suất hệ thống độ ồn quạt  Không nên đưa giá trị vận tốc nhỏ hay lớn thiết kế( vận tốc lớn chưa hẳn ồn vận tốc nhỏ)  Tuy nhiên số trường hợp cần thiết, yêu cầu vận tốc đầu quạt + Tốc độ vòng quay quạt:  Đối với quạt dẫn động trực tiếp, số vòng quay phụ thuộc số vong quay motor, thường 720rpm, 960rpm, 1450rpm, 2850rpm  Đối với quạt dẫn động qua đai, số vòng quay phụ thuộc truyền  Nếu dùng biến tần, số vòng quay thay đổi tù theo tân số  Số vòng quay lớn độ ồn cao, tuổi thọ quạt giảm, tổn thất đầu lớn Footer Page of 126 Header Page of 126 + Độ ồn: Độ ồn máy móc nói chung quạt nói riêng đo theo dải octan tần số tâm 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000k Sau giá trị độ ồn tổng đo điểm (overall) tính toán theo công thức Đối với người sử dụng, thông số cần quan tâm là: - Mức công suất âm Lw: giá trị dùng để so sánh độ ồn nhà sản xuất, Lưu - Mức âm suất âm Lp: giá trị thể độ ồn thực mà tai người nghe Giá trị này không dùng để so sánh quạt với 1.2.2.Thông số liên quan đến động + Công suất: Thông số kỹ thuật quạt thường thể công suất: - Công suất thực tế mà quạt sử dụng ( Absorb power) - Công suất động ( rating power).Công suất chọn dựa yếu tố sau: o Mức độ an toàn yêu cầu o Dải công suất nhà sản xuất động o Đặc tính loại quạt + Thông số điện: - Thường dùng loại: 220 – 240/1/50 380-440/3/50 - Ngoài quạt có công suất nhỏ sử dụng động pha theo chuẩn nhà sản xuất nơi điện pha, nói chung nên ưu tiên sử dụng động pha giá thành rẻ hiệu suất cao + Số cực động - Động thường có loại sau: cực, cực, cực, cực - Số cực động dùng cho quạt nhỏ, giá thành rẻ Lí do: Footer Page of 126 Header Page of 126 o Động cực giá rẻ động nhều cực o Quạt dùng động cực có số vòng quay cánh quạt lớn, theo định luật quạt size quạt nhỏ lại => giá quạt rẻ + Mật độ bảo vệ IP – Ingress protection Đây thông số thường thể thiết bị điện có động quạt Thông số cho biết khả bảo vệ chống lại xâm nhập vào bên thiết bị chất lỏng chất rắn IP: thông số tiêu chuẩn quốc tế: IEC – 60529 – Degrees of protection provided by enclosures Một số thông số IP điển hinh có dạng: IPXY X: ( Từ – ) mức độ bảo vệ chống lại xâm nhập vật rắn Y: ( từ – ) mức độ bảo vệ chống lại xâm nhập chất lỏng + Chuẩn cách nhiệt: IEC 34 -1, BS4999, AS 1359.32 Chuẩn dùng để phân loại động theo khả chịu nhiệt Động theo tiêu chuẩn phân loại khả chịu nhiệt theo chữ A,E,B, F, H - Các loại quạt dùng thông gió thông thường có tiêu chuẩn từ Class A –F - Với động này, để hoạt động tôt nhiệt độ môi trường không cao 400C Và thấp – 200C Ngoài tùy theo Class cách nhiệt mà cho phép nhiệt độ tăng cuộn dây ( VD Class F 800) - Ở ứng dụng cần quạt chống cháy hút khói hành lang, hút khói tầng hầm, quạt bắt buộc phải sử dụng động Class H với nhiệt độ cho phé cuộn dây lên đến 150C - Ứng với Class, yêu cầu nhiệt độ đảm bảo, tuổi thọ động theo tiêu chuẩn phải đạt 20.000h Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 - Ứng với 100 C tăng mức cho phép, tuổi thọ động giảm ½ 1.3 THÔNG GIÓ 1.3.1.Khái niệm, mục đích phân loại hệ thống thông gió • Khái niệm Trong trình sản xuất sinh hoạt người không gian điều hòa thường sinh chất độc hại nhiệt thừa, ẩm thừa làm cho thông số khí hậu thay đổi, mặt khác nồng độ ôxi cần thiết cho người giảm, sinh mệt mỏi ảnh hưởng lâu dài sức khoẻ Vì cần thiết phải thải không khí bị ô nhiễm (bởi chất độc hại nhiệt) bên ngoài, đồng thời thay vào không khí xử lý, chất độc hại, có nhiệt độ phù hợp lượng ôxi đảm bảo Quá trình gọi thông gió Quá trình thông gió thực chất trình thay đổi không khí phòng ô nhiễm không khí bên trời qua xử lý • Mục đích thông gió Thông gió có nhiều mục đích khắc nhau,tùy thuộc vào công trình phạm vi định muc đích bao gồm: - Thải chất độc hại phòng bên Các chất độc hại bao gồm nhiều liệt kê mức độ ảnh hưởng Trong không gian sinh hoạt chất độc hại phổ biến CO2 - Thải nhiệt thừa ẩm thừa bên - Cung cấp lượng ôxi cần thiết cho sinh hoạt người - Trong số trường hợp đặc biệt mục đích thông gió để khắc phục cố lan toả chất độc hại hoả • Phân loại: Footer Page 10 of 126 Header Page 51 of 126 Hoạt động mô hình * Khi nhấn nút I0.0 = 1,hệ thống bắt đầu hoat động *khi nhấn nút I0.3 quạt gặp cố => quạt chạy Nếu quạt không chạy báo động dừng hệ thống,1 quạt không chạy sau 10s báo động dừng * Khi nhấn nút I0.4 = Mặc định quạt 1,2 chạy Nếu quạt không chạy báo động ngay, quạt 2,3 chạy.Nếu hỏng quạt 3,4 hoat động.nếu quạt 3,4 hỏng dừng hệ thống * Khi nhấn nút I0.5 = cố mặc định quạt chạy.nếu quạt hỏng quạt chạy.Nếu 1,2 hỏng quạt chạy,nếu quạt 1,2,3 hỏng quạt chạy.Nếu quạt 1,2,3,4 hỏng báo động dừng hệ thống * Nút 4: I0.2 = Reset hệ thống * Nút 5: I0.1 = stop (dừng hệ thống) *Cách đấu nối đầu vào PLC 0V 24V L M 24V I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 I0.3 Q0.2 I04 I05 Q0.3 I0.6 I0.7 Q0.4 R 0V R R R R I1.0 Q0.5 I1.1 R Hình 3.11: Cách đấu nối đầu vào PLC 50 Footer Page 51 of 126 Header Page 52 of 126 3.2.5 Hình ảnh mô hình Hình 3.12: Mô hình thực tế 51 Footer Page 52 of 126 Header Page 53 of 126 *Chương trình điều khiển cung cấp không khí quạt thông gió cuả lò đốt 52 Footer Page 53 of 126 Header Page 54 of 126 53 Footer Page 54 of 126 Header Page 55 of 126 54 Footer Page 55 of 126 Header Page 56 of 126 55 Footer Page 56 of 126 Header Page 57 of 126 56 Footer Page 57 of 126 Header Page 58 of 126 57 Footer Page 58 of 126 Header Page 59 of 126 58 Footer Page 59 of 126 Header Page 60 of 126 59 Footer Page 60 of 126 Header Page 61 of 126 60 Footer Page 61 of 126 Header Page 62 of 126 61 Footer Page 62 of 126 Header Page 63 of 126 KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian ngắn thực đề tài tốt nghiệp, với nỗ lực cố gắng thân giúp đỡ tận tình thầy cô giáo, bạn bè lớp, đến em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Trong đề tài em tìm hiểu thực yêu cầu sau: - Tìm hiểu hệ thống cung cấp không khí quạt thông gió lò đốt - Tìm hiểu trang bị điện cho hệ thống cung cấp không khí quat thông gió - Ứng dụng PLC S7-200 mô hình điều khiển - Xây dựng mô hình điều khiển Tuy nhiên thời gian có hạn trình độ thân nhiều hạn chế nên đề tài thực nhiều thiếu sót Em mong nhận bảo, sửa chữa đóng góp ý kiến thầy cô giáo, bạn lớp để em thựu hoàn thành đề tài tốt Một lần em xin chân thành cảm ơn bảo, hướng dẫn tận tình thạc sĩ Nguyễn Đức Minh,thạc sĩ Nguyễn Đồng Khang, thầy cô khoa, bạn bè lớp giúp đỡ em trình thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Hải phòng, ngày…tháng…năm 2012 Sinh viên thực Đỗ Văn Thuấn 62 Footer Page 63 of 126 Header Page 64 of 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ban điều khiển Cao đẳng Công nghiệp Hà Nội (2002), Khí cụ điện, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Lê Văn Doanh (2007), Điện tử công suất, NXB Khoa học - kĩ thuật Hà Nội GS TSKH Thân Ngọc Hoàn (1999), Máy điện, NXB giao thông vận tải Trần Thế San-Nguyễn Ngọc Phương (2009),PLC lập trình ứng dụng công nghiệp, Nhà xuất khoa học kĩ thuật http://tailieu.vn http://lqv77.com http:// www Google.com.vn 63 Footer Page 64 of 126 Header Page 65 of 126 64 Footer Page 65 of 126 ... đánh giá lại toàn kiến thức mà tiếp thu, với đề tài: “ xây dựng mô hình điều khiển hệ thống cung cấp không khí quạt thông gió lò đốt ứng dụng plc ” Sau tháng tìm hiểu tham khảo, với ý thức nỗ lực... tượng trao đổi không khí nhà trời chênh lệch mật độ không khí Thông gió tự nhiên thực nhờ gió, nhiệt thừa tổng hợp hai Thông gió tự nhiên bao gồm : - Thông gió thẩm lọt - Thông gió khí áp : nhiệt... gió Người ta chia loại sau : - Thông gió kiểu thổi : Thổi không khí vào phòng không khí phòng thải bên qua khe hở phòng nhờ chênh lệch cột áp Hình 1.8: Thông gió kiểu thổi Phương pháp thông gió