Hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động

MỤC LỤC CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY 1.1 Thông tin chung 2.1 Quy trình sản xuất của nhà máy CHƯƠNG 2 : HỆ THỐNG BÁO,CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG CÔNG TY VIET PAN PACIFIC 2.1 Vai trò. 2.2 Cấu trúc của hệ thống  Giải thích nguyên lý hoạt động của hệ thống 2.3 Các thành phần trong hệ thống(thông số ký thuật)  Thiết bị của hệ thống  Thiết bị cảm biến hệ thống 2.4 Sơ đồ mạch điện  Mạch lực  Mạch điều khiển 2.5 Nhận xét CHƯƠNG 3 TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG 3.1 Nguyên lý điều khiển tự động của hệ thống 3.2 Xây dựng thuật toán 3.3 Xây dựng bảng thông số vào ra 3.4 Lựa chọn thiết bị điều khiển 3.5 Sơ đồ mạch điều khiển 3.6 Chương trình điều khiển

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống của chúng ta luôn tồn tại những khu vực dễ cháy, nên việc lắp đặt

hệ thống báo cháy có tầm quan trọng hết sức lớn lao Nó giúp chúng ta phát hiện nhanh chóng, chữa cháy kịp thời ngay khi vụ cháy xảy ra đem lại sự bình yên cho mọi

người,bảo về tài sản cho nhân dân, nhà máy xí nghiệp xưởng sản xuất…

Ngày nay, việc phòng cháy chữa cháy trở thành mối quan tâm hàng đầu của nước

ta cũng như nhiều nước trên thế giới Nó trở thành nghĩa vụ của mỗi người dân Trên các phương tiện thông tin đại chúng luôn tuyên truyền giáo dục cho mỗi người dân ý thức phòng cháy chữa cháy,nhằm mục đích hạn chế những vụ cháy đáng tiếc xảy ra

Xuất phát từ những ý tưởng trên và được đi thực tập thực tế nên chúng em đã chọn đề tài “Hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động” cho đồ án tốt nghiệp

Do kiến thức và sự hiểu biết còn hạn chế nên chắc chắn trong quá trình làm chúng em còn nhiều thiếu sót,nên mong quý thầy cô và các bạn chân thành góp ý

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Tự Động Hóa Xí Nghiệp Mỏ và Dầu Khí, các thầy cô trong khoa Cơ Điện và toàn thể anh chị cán bộ, công nhân, nhân viên trong Công Ty TNHH Việt Pan Pacific Nam Định đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp

đỡ em hoàn thành đồ án này

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY

1.1 Thông tin chung

2.1 Quy trình sản xuất của nhà máy

CHƯƠNG 2 : HỆ THỐNG BÁO,CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG CÔNG TY VIET PAN PACIFIC 2.1 Vai trò

2.2 Cấu trúc của hệ thống

 Giải thích nguyên lý hoạt động của hệ thống

2.3 Các thành phần trong hệ thống(thông số ký thuật)

 Thiết bị của hệ thống

 Thiết bị cảm biến hệ thống

2.4 Sơ đồ mạch điện

 Mạch lực

 Mạch điều khiển

2.5 Nhận xét

CHƯƠNG 3 TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG

3.1 Nguyên lý điều khiển tự động của hệ thống

3.2 Xây dựng thuật toán

3.3 Xây dựng bảng thông số vào ra

3.4 Lựa chọn thiết bị điều khiển

3.5 Sơ đồ mạch điều khiển

3.6 Chương trình điều khiển

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY

1.1 Thông tin chung

* Tên pháp lý : CÔNG TY TNHH VIỆT PAN – PACIFIC NAM ĐỊNH

* Tên viết tắt : VPN

* Logo :

* Địa chỉ : Thôn Giao Cù Trung , Xã Đồng Sơn , Huyện Nam Trực , Tình Nam Định

* Điện thoại : 03503914066

* Fax : 03503914065

* Chủ sở hữu : Ông Park Sun Heum

* Giấy phép kinh doanh : 071043000168

* Ngành nghề chính: Sản xuất trang phục

Hình 1.1 Nhà máy may mặc thời trang của công ty VPN.

1.2 Quy trình sản xuất của nhà máy

Là một công ty chuyên về may mặc nên các sản phẩm sau khi xuất xưởng phải uy tín, đảm bảo cung cấp các mặt hàng và dịch vụ chất lượng, vì vậy các sản phẩm của VPN

trước khi xuất xưởng phải chắc chắn được sản xuất theo một quy trình nghiêm ngặt và đầy đủ các công đoạn

Với tiêu chí sự hài long của khách hàng là động lực phát triển của Công ty Các sản phẩm của VPN được sản xuất với tiêu chí chất lượng và sự hài lòng của khách hàng là tiền để cho mọi ý tưởng từ lập kế hoạch dự án cho tới khi đóng gói xuất hàng Các chi tiết sản phẩm được gia công bằng các máy tự động hóa có độ chính xác cao Công đoạn cắt ,

là được thực hiện cẩn thận và chính xác bởi những người thợ lành nghề và kinh nghiệm Mọi công đoạn đều được kiểm tra trước khi hoàn thành và bàn giao sang bộ phận khác

Hình 2.1 Quy trình sản xuất của nhà máy Với mục tiêu đáp ứng chất lượng sản phẩm đến tay khách hàng, việc đầu tư công nghệ vào quá trình sản xuất là yêu cầu bắt buộc trong công cuộc phát triển của công ty Chính

vì vậy, công ty VPN đã sớm đầu tư các máy móc tự động hóa hiện đại được nhập khẩu từ nước ngoài nhằm phục vụ quá trình sản xuất và gia công hoàn thiện sản phẩm

CHƯƠNG 2 : HỆ THỐNG BÁO CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG CỦA CÔNG TY

2.1 Vai trò

Hệ thống phòng cháy chữa cháy là một trong những hệ thống quan trọng và không thể thiếu đối với công ty, xí nghiệp may vietpan pacific Nó đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc bảo vệ tài sản và tính mạng con người

Hệ thống thiết bị phòng cháy chữa cháy được chia ra làm nhiều loại như: thiết bị báo cháy, thiết bị báo cháy sớm, thiết bị chữa cháy, thiết bị chữa cháy tự động… công nghệ phòng cháy hiện đại ngày nay tập trung nhiều vào việc báo cháy sớm và chữa cháy, khi ngọn lửa mới xảy ra thì các đầu báo cháy và các thiết bị phòng cháy có thể phát hiện và dập tắt nhanh chóng và kịp thời

Các thiết bị phòng cháy tiêu biểu như các đầu báo cháy,các cảm biến,hệ thống chữa cháy sprinkler… đi đôi với đó là các tủ trung tâm báo cháy và các hệ thống chữa cháy tự động, khi các đầu báo cháy cảm thấy có dấu hiệu của cháy nổ nó sẽ truyền tín hiệu về tủ trung tâm, tủ trung tâm sẽ truyền tín hiệu dập cháy đến các hệ thống chữa cháy tự động, hoặc các thiết bị phòng cháy tự động sẽ tự phun nước dập cháy

Hệ thống là một phần không thể thiếu trong mỗi công trình, các công trình cần có đầy đủ các tiêu lệnh chữa cháy cũng như trang thiết bị cần thiết nhằm bảo đảm an toàn trước các tai họa cháy nổ có thể xảy ra Các nhà xưởng ,nhà kho và bếp ăn…… chứa nhiều chất liệu cháy nổ cũng rất cần có những thiết bị phòng cháy hiệu quả và an toàn và các thiết bị soi sáng chỉ dẫn khi có sự cố xảy ra

2.2 Cấu trúc của hệ thống

hình 2.2.1 sơ đồ cấu trúc của hệ thống

 Hệ thống báo cháy

Quy trình hoạt động của hệ thống báo cháy là một quy trình khép kín Khi có hiện tượng về sự cháy (chẳng hạn như có sự xuất hiện của khói hoặc các tia lửa) các thiết bị đầu vào (đầu báo, công tắc khẩn) nhận tín hiệu và truyền thông tin của sự cố về trung tâm báo cháy Tại đây trung tâm sẽ xử lý thông tin nhận được, xác định vị trí nơi xảy ra sự cháy và truyền thông tin đến các thiết bị đầu ra (bảng hiển thị phụ, chuông, còi, đèn), các thiết bị này sẽ phát tín hiệu âm thanh, ánh sáng để mọi người nhận biết khu vực đang xảy

ra sự cháy, đồng thời trung tâm điều khiển hệ thống vòi phun để xử lý kịp thời

Giúp cho:

 Thứ nhất, nó cung cấp một phương tiện để phát hiện đám cháy đang bùng phát theo phương pháp thủ công hoặc tự động

 Thứ hai, nó cảnh báo cho cư dân trong tòa nhà biết có cháy và sự cần thiết phải sơ tán

 Một chức năng phổ biến là truyền tín hiệu thông báo cháy cho cơ quan PCCC hoặc tổ chức ứng phó khẩn cấp khác

 Chúng cũng có thể ngắt nguồn điện, điều khiển thiết bị xử lý không khí, hoặc các hoạt động đặc biệt khác (thang máy, cửa ngăn cháy ) Và nó có thể được sử dụng để khởi động hệ thống chữa cháy Hệ thống báo cháy tự động là hệ thống gồm tập hợp các thiết bị

có nhiệm vụ phát hiện và báo động khi có cháy xảy ra Việc phát ra các tín hiệu cháy có

ĐẦU RA BÁO CHÁY ĐẦU VÀO CẢM BIẾN TỦ ĐIỀU KHIỂN

HỆ THỐNG SPRINKLER

VÒI SPRINKLER

thể được thực hiện tự động bởi các đầu dò (khói, nhiệt, lửa, ) hoặc bởi con người (thông qua nút nhấn khẩn cấp) Hệ thống phải hoạt động liên tục 24/24 giờ kể cả khi mất điện

 Hệ thống chữa cháy

2.22 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống đầu phun sprinkler

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

Hệ thống đường ống ướt là hệ thống Sprinkler tiêu chuẩn thường xuyên nạp đầy nước có áp lực ở cả phía trên và phía dưới van báo động đường ống ướt Bình thường

NGUỒN CẤP NƯỚC

MÁY BƠM ĐIỆN

MÁY BƠM BÙ

MÁY BƠM DẦU

TỦ ĐIỀU

KHIỂN

BÌNH TÍCH ÁP

ĐẦU PHUN SPRINKLER

trong mạng đường ống luôn được duy trì một áp lực làm việc nhất định , áp lực này có được là do bơm bù tạo ra

Do điều kiện khách quan, luôn luôn có sự thất thoát nước từ mạng đường ống về nguồn cấp nước do độ kín của các van Khi đó áp lực trong hệ thống sẽ giảm chậm đến giá trị ngưỡng áplực khởi động của công tắc áp lực điều khiển bơm bù, khi đó công tắc

áp lực điều khiển bơm bù làm việc tạo tín hiệu điện truyền về trung tâm điều khiển, trung tâm điều khiển sẽ điều khiển các rơle cấp điện cho bơm bù hoạt động bù vào lượng nước

bị hao hụt trên đường ống, đồng thời tạo ra tín hiệu báo chế độ làm việc của bơm bù Khi áp lực trong đường ống đạt đến giá trị áp lực làm việc ban đầu, công tắc áp lực đạt ngưỡng ngắt, tạo tín hiệu điện truyền về trung tâm điều khiển và qua các rơle sẽ cắt nguồn điện cung cấp cho bơm bù, bơm bù sẽ tự ngắt Khi có cháy nhiệt độ tại nơi cháy tăng lên và đạt đến nhiệt độ làm việc của vòi phun Vòi phun làm việc và nước trong đường ống dưới áp lực qua đầu phun sẽ phun vào đám cháy, khi đó bơm bù làm việc Do lưu lượng nước chữa cháy lớn, áp lực trong hệ thống giảm rất nhanh., bơm bù làm việc nhưng không bù đủ lượng nước chữa cháy, nên áp lực trong hệ thống đường ống tiếp tục giảm Khi áp lực nước trong đường ống giảm đến mức ngưỡng làm việc của công tắc áp lực điều khiển bơm chữa cháy, thì công tắc áp lực của máy bơm chữa cháy sẽ làm việc, thông qua trung tâm điều khiển sẽ khởi động máy bơm chữa cháy hoạt động tiếp tục cấp nước cho hệ thống chữa cháy Khi đó trung tâm điều khiển sẽ điều khiển rơle ngắt điệm bơm bù, máy bơm bù sẽ không làm việc, đồng thời trung tâm cũng phát ra tín hiệu báo động và báo trạng thái làm việc của các bơm

Trong trường hợp máy bơm chữa cháy chính không hoạt động vì hư hỏng thì sau một thời gian nhất định, trung tâm điều khiển chữa cháy tự động sẽ điều khiển rơle khởi động máy bơm chữa cháy dự phòng hoạt động cung cấp nước cho quá trình chữa cháy ( sử dụng encoder để nhận biết máy bơm chính bị hư hỏng => sử dụng máy bơm dầu)

2.3 Các thành phần trong hệ thống và thông số kỹ thuật

 Thiết bị hệ thống

• Vòi phun sprinkler

Hình 2.3.1 vòi phun sprinkler

Hình 2.3.2 vòi phun sprinkler khi hoạt động

Mỗi đầu phun kín được giữ ở trạng thái đóng bởi một trong hai bóng đèn thủy tinh nhạy nhiệt hoặc một liên kết 2 phần giữa kim loại cùng với hợp kim nóng chảy Bóng đèn thủy tinh hoặc liên kết áp dụng áp lực để một nắp đậy hoạt động như một công tắc có tác dụng ngăn cản nước chảy cho đến khi nhiệt độ môi trường xung quanh vòi phun nước đạt đến nhiệt độ thiết kế kích hoạt các đầu phun Trong một hệ thống đầu phun nước ướt tiêu chuẩn, mỗi đầu phun kích hoạt độc lập khi mức nhiệt được xác định trước được đạt tới Bởi vì điều này, số lượng các vòi phun nước hoạt động được giới hạn chỉ những người gần đám cháy (trong thực tế, thông thường một hoặc hai sẽ kích hoạt), qua đó phát huy tối đa áp lực nước có sẵn trên điểm xuất phát lửa Điều này cũng giảm thiểu thiệt hại nước khi xây dựng

Khi xảy ra hỏa hoạn, cháy nổ , các đầu nổ xẽ hấp thụ nhiệt xung quanh, khi nhiệt độ đạt đến ngưỡng nhiệt độ nổ ( 57 độ C (135 độ F)

 Đường ống

hình 2.3.3 đường ống

hình 2.3.4 đường ống chính từ máy bơm nước

Cung cấp nước từ máy bơm đến đầu phun sprinkler để dập tắt đám cháy

 Van an toàn

Van một chiều: là thiết bị bảo vệ đường ống dẫn , cho phép dòng chất lỏng-khí đi qua chỉ theo 1 hướng nhất định và ngăn cản dòng theo hướng ngược lại Van một chiều được sử dụng để bảo vệ các thiết bị của mạch thủy lực như ống dẫn, máy bơm, bình chứa, … Ngoài ra van một chiều còn có tác dụng ngăn ngừa sự mất mát chất lỏng-khí khi có sự cố

rò rỉ, hỏng hóc ống dẫn

Chức năng quan trọng của van một chiều đó là đảm bảo chế độ vận hành chuẩn của cả

hệ thống Ta có thể xem xét trường hợp khi hệ thủy lực được cung cấp chất lỏng bởi 1 trạm máy bơm gồm nhiều máy bơm ghép song song

Khi có sự cố tụt áp tại một máy bơm, nếu không có van 1 chiều lớp ở cửa đẩy của máy bơm đó , thì một phần lưu lượng chất lỏng có thể chảy ngược về máy bơm bị tụt

áp Điều này không có lợi trong quá trình vận hành hệ thống

hình 2.3.4 hình ảnh van an toàn 1 chiều

 Bình tích áp

Bình áp lực nhằm tạo áp suất ổn định cho công tắc áp lực, bình áp lực đặt trong nhà bơm được nối với mạng đường ống.Công tắc áp lực được gắn vào bình áp lực sẽ điều khiển hoạt động của máy bơm bù Bình áp lức được chọn là bình 300 lít do các nước thuộc G7 sản xuất

hình 2.3.5 bình tích áp

Cấu tạo của bình:

Gồm 2 phần vỏ và lõi:

Vỏ: Thép chịu lực chịu được áp suất rất cao

Lõi: gồm 2 phần cơ bản

+ Phần 1 bọc cao su sẽ chứa dầu thủy lực khi hoạt động liên thông với cửa dầu thủy lực vào

- ra

+ Phần 2 là phần bao quanh chứa khí Ni-tơ với một áp suất nhất định cung cấp tối đa khi hoạt động Máy bơm này thường có công suất nhỏ hơn máy bơm chính Các áp lực đường ống đẩy kên cao thường có thêm bình tích áp vào trong hệ thống này nhằm đảm bảo áp lực đường ống luôn đảm bảo

 Máy bơm chính(bơm điện)

Máy bơm cứu hỏa Ebara – FS2 JA 545

Là máy bơm chuyện dụng cho hệ thống phòng cháy chữa cháy hiện nay, có công suất lớn

hình 2.3.6 máy bơm chính

bảng 2.3.7 bảng thông số kỹ thuật máy bơm

 Máy bơm phụ(bơm dầu diezen)

Đây là loại bơm không sử dụng điện, mà sử dụng diesel hoặc xăng làm nguồn cung cấp năng lượng chính Loại bơm này có thể đạt lưu lượng tối đa 300 lít/giây, tương đương

1100 m3/h, cột áp tối đa: 16 bar tương đương 16mH2O Công suất tối đa của bơm: 250

kW Đánh lửa bằng bugi, hệ thống khởi động tự động, hệ thống chỉnh gió tự động

hính 2.3.8 máy bơm dầu

Máy bơm chạy bằng dầu diesel là một máy bơm dự phòng khi trường hợp mất điện hoặc máy bơm chính bị hỏng Dùng thay thế máy bơm chính Có bộ đề để khởi động

 Máy bơm bù:

Sử dụng máy bơm bù áp để kết hợp với bình tích áp: là loại máy bơm duy trì áp lục đường ống để luôn đảm bảo nước chữa cháy được cung cấp tối đa khi hoạt động Máy bơm này thường có công suất nhỏ hơn máy bơm chính Các áp lực đường ống đẩy kên cao thường có thêm bình tích áp vào trong hệ thống này nhằm đảm bảo áp lực đường ống luôn đảm bảo

Hình 2.3.9 máy bơm bù

Máy bơm bù áp chữa cháy Pentax

Hình 2.3.10 bảng thông số máy bơm bù áp

 Tủ điều khiển

Tủ điều khiển bơm chữa cháy hoạt động cơ diesel,bơm điện,bơm bù áp kết hợp điều khiển tự động và điều khiển bán tự động bằng tay Tủ điều khiển sử dụng để điều khiển động cơ bơm và giám sát quá trình hoạt độngcủa động cơ bơm Tủ điều khiển động cơ bơm sử dụng nguồn điện khởi động bằng bình ác quy 12v hoặc 24v, tủ điều khiển để khởi động nổ động cơ,giám sát , hiện thị, cảnh báo sớm , ghi nhận quá trình hoạt động của bơm cứu hỏa

hình 2.3.11 tủ điều khiển động cơ

 Thiết bị cảm biến

• Đầu báo khói

2.3.12 cảm biến báo khói

+ Đầu báo quang là loại đầu báo được chế tạo trên nguyên lý khuyếch tán và hấp thụ ánh sáng bởi các phân tử khói khi ánh sáng truyền trong không khí

+ Bộ phận cơ bản trong cấu tạo đầu báo quang theo nguyên lý khuếch tán ánh sáng là một buồng tối, trong đó có các vách ngăn xắp xếp theo hình dích dắc để ngăn không cho đầu thu ( thường là tế bào quang điện) có thể trực thu trực tiếp ánh sáng phát ra từ nguồn phát sáng (thường là các loại diode phát tia hồng ngoại)

+ Khi không có các phân tử khói lọt vào buồng tối tia sáng bị khuếch tán theo nhiều hướng khác nhau làm cho tế bào quang điện có thể thu được một phần ánh sáng phát ra từ nguồn sáng Điện trở nội của tế bào quang điện giảm đi tương ứng với số lượng phân tử khí lọt vào buồng tối Khi điện trở của tế bào quang điện giảm đến một ngưỡng nhất định, đầu báo chuyển sang chế độ hoạt độngvà gửi tín hiệu về trung tâm

+ Đầu báo khói quang chế tạo theo nguyên lý khuyếch tán giá thành hợp lý ,thời gian sử dụng có thể kéo dài hàng chục năm, độ tin cậy tương đối cao và rất dễ bảo trì sửa chữa Khả năng phát hiện sớm đám cháy của các đầu báo quang loại này đối với khói trắng rất tốt (kém tác dụng đối với khói đen) Vì những lý do trên đầu báo quang chế tạo theo nguyên lý khuyếch tán là loại đầu báo được dùng phổ biến nhất hiện nay trong các

hệ thống báo cháy tự động

Đặc tính kỹ thuật của cảm biến

ST

2 Đèn hiển thị Bình thường: nhấp nháyBáo động: sáng liên tục

3 Cường độ dòng điện trong trạng thái báo

4 cảnh giớiCường độ dòng điện trong trạng thái 2mA (đường tín hiệu)

5 Phương thức truyền tin ProtocolDCP-Digital Communication

6 Diện tích bảo vệ của đầu báo:

7 Khoảng cách giữa các đầu báo

8 Khoảng cách từ đầu báo đến tường nhà

9 Ngưỡng tác động

• Nút bấm báo cháy khẩn cấp bằng tay

Trong trường hợp con người phát hiện báo cháy thì có thể báo về trung tâm báo cháy bằng cách ấn vào các nút án báo cháy khẩn cấp, nó được lắp trên tường, với các vị trí mà mọi người có thể quan sát thấy, và cách mặt sàn 1.5 m

Khi đó trung tâm báo cháy sẽ nhận được tín hiệu và phát lệnh báo cháy