Lập trình điều khiển lôgic cho hệ thống xả tràn bể chứa nước thải tự động

MỤC LỤC Lời mở đầu CHƢƠNG HỆ THỐNG CHỨA NƢỚC THẢI 1.1 TÌNH HÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI Ở VIỆT NAM 1.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI ĐANG ĐƢỢC SỬ DỤNG 1.2.1 Xử lý nƣớc thải sinh hoạt 1.2.2 Xử lý nƣớc thải công nghiệp 1.3 CÁC CÔNG ĐOẠN XỬ LÝ NƢỚC THẢI GIA DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 1.3.1 Điều lƣu trung hòa 1.3.3 Tuyến 12 1.3.5 Xử lý cấp 14 1.4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC ( VI SINH BÙN HOẠT TÍNH) 16 1.4.1 Phƣơng án công nghệ 16 1.4.2 Trình tự tính tốn 17 1.4.2.1 Tính bể aerotank 17 1.4.2.2 Tính tốn nhu cầu cấp ơxy 18 1.4.2.3 Tính độ sinh trƣởng bùn ( tuổi bùn) 19 1.4.2.4 Tính thiết bị lắng 19 1.4.2.5 Đặt vấn đề 21 CHƢƠNG 22 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN LÔGIC 22 2.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 22 2.1.1 Khái niệm logic trạng thái: 22 2.1.2 Các hàm đại số logic tính chất chúng: 23 2.1.2.1 Hàm logic biến: 23 2.1.2.2 Hàm logic hai biến y = f(x1,x2) 23 2.1.2.3 Định lý -tính chất -hệ số đại số logic 25 2.1.2.4 Các phƣơng pháp biểu diễn hàm logic : 27 2.1.2.5 Phƣơng pháp biểu diễn bảng Karnaugh: 29 2.1.2.6 Phƣơng pháp tối thiểu hoá hàm logic : 29 2.2 MẠCH TỔ HỢP VÀ MẠCH TRÌNH TỰ 33 2.2.1 Mơ hình tốn mạch tổ hợp 33 2.2.2 Phân tích mạch tổ hợp 34 2.2.3 Tổng hợp mạch tổ hợp 35 2.2.4 Một số mạch tổ hợp thƣờng gặp hệ thống : 36 2.2.5 Khái niệm mạch trình tự (hay mạch dãy) _ sequential circuits 36 2.2.6 số phần tử mạch trình tự 38 2.2.6.1 Rơle thời gian 38 2.2.6.2.Các mạch lật 39 2.2.7 Phƣơng pháp mô tả mạch trình tự 40 2.2.7.1 Phƣơng pháp bảng chuyển trạng thái : 40 2.2.7.2 Phƣơng pháp hình đồ trạng thái : 42 2.3 BÀI TOÁN LOGIC VÀ CÁC BƢỚC GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN LOGIC 44 2.3.1 Bài toán logic 44 2.3.2 Các bƣớc giải toán logic 44 CHƢƠNG 47 GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN LOGIC THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 47 3.1 Giải toán logic: 47 3.1.1 Sơ đồ dạng đồ họa sơ đồ thuật toán toán: 47 3.1.1.1 Sơ đồ dạng đồ họa: 47 3.1.1.2 Cây sơ đồ thuật toán: 47 3.1.2 Xác định ma trận MI 48 3.1.3 Rút gọn ma trận MI đƣợc ma trận MII 49 3.1.4 Xác định biến trung gian: 49 3.1.5 Xác định hàm điều khiển: 49 3.1.6 Mạch điều khiển: 51 3.2 Các phần tử mạch động lực 52 3.2.1 Bơm 52 3.2.1.1 Khái niệm chung bơm 52 3.2.1.2 Điều chỉnh suất máy bơm 54 3.3 Mạch động lực: 62 Lời mở đầu Trong công phát triển xây dựng đất nƣớc khơng thể thiếu đóng góp to lớn khoa học kỹ thuật, đặc biệt ngành công nghiệp với dây truyền sản xuất sử dụng đa dạnh linh kiện điện tử số, thiết bị điều khiển tự động bán tự động Các công nghệ cũ dần đƣợc thay thiết bị đại kèm công nghệ đại Thiết bị tiên tiến với hệ thông điều khiển lập trình điều khiển, hệ thống lập trình điều khiển, vi xử lý, PLC, điều khiển lôgic Đƣợc ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp phát triển đại Các nghành kĩ thuật trƣờng Đại học, Cao đẳng, trung cấp sơm đƣa kiến thức khoa học thiêt bị đại vào giảng dạy Để giúp cho sinh viên có cách nhìn cụ thể hệ thống, dây truyền tự động đƣợc lập trình điều khiển tự động Em thực đề tài : “ Lập trình điều khiển lôgic cho hệ thống xả tràn bể chứa nước thải tự động” Dƣới bảo thầy giáo, thạc sĩ Nguyễn Đức Minh đến đồ án em hoàn thành, em xin chân thành cảm ơn thầy tận tâm bảo Em xin chân thành cảm ơn ! CHƢƠNG HỆ THỐNG CHỨA NƢỚC THẢI 1.1 TÌNH HÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI Ở VIỆT NAM Ơ nhiễm mơi nƣớc thải gây đƣợc chuyên gia môi trƣờng đánh giá mức nghiêm trọng, thực trạng đƣợc thể báo cáo Bộ tài nguyên Môi trƣờng, Ủy ban bảo vệ môi trƣờng lƣu vực: sông Cầu, sông Đáy, sông Nhuệ sông Đồng Nai, báo cáo sở tài nguyên môi trƣờng tỉnh, thành phố nƣớc từ thực tế quan sát đƣợc sông hồ nội thành thành phố Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh… Tại số thành phố lớn, thị trấn thị xã số khu vực dân cƣ có hệ thống cống rãnh thải nƣớc thải sinh hoạt hàng ngày song hệ thống thƣờng đƣợc dùng chung với hệ thống nƣớc mƣa thải trực tiếp mơi trƣờng tự nhiên ao hồ sông suối thải biển Hầu nhƣ khơng có hệ thống thu gom trạm xử lý nƣớc thải riêng biệt Số liệu thống kê cho thấy, trung bình ngày có 41% nƣớc thải sinh hoạt, 57% nƣớc thải công nghiệp, 2% nƣớc thải bệnh viện Chỉ có 4% nƣớc thải đƣợc xử lý Phần lớn nƣớc thải không đƣợc xử lý đổ vào sông hồ gây ô nhiễm sông khu vực dân cƣ dọc theo sông Hầu nhƣ thành phố lớn nhƣ Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải phịng, Huế, Đà Nẵng, Hải Dƣơng… nƣớc thải sinh hoạt không đƣợc xử lý độ ô nhiễm nguồn nƣớc nơi tiếp nhận nƣớc thải ô nhiễm mức cho phép, thông số chất lơ lửng (SS), BOD; Nhu cầu oxy hóa học (COD); oxy hịa tan (DO) vƣợt từ 5–10 lần, chi 20 lần tiêu chuẩn cho phép Tại vùng nông thôn, cụm dân cƣ tình hình vế sinh mơi trƣờng cịn đáng lo ngại Phần lớn gia đình thải nƣớc thải sinh hoạt trực tiếp môi trƣờng tự nhiên Về tình trạng nhiễm nƣớc nơng thơn khu vực sản xuất nông nghiệp, Việt Nam co gần 75% dân số sinh sống nông thơn nơi sở hạ tầng cịn lạc hậu, phần lớn chất thải cảu ngƣời gia súc không đƣợc xử lý thấm xuống đất bị rửa trơi, làm cho tình trạng nhiễm nguồn nƣớc mặt hữu vi sinh vật ngày cao Theo báo cáo Bộ nông nghiệp Phát triển nông thôn, số vi khuẩn E.coliform trung bình biến đổi từ 1500-3500MNP/100ml vùng ven sơng, tăng tới 3800-12500MNP/100ml kênh tƣới tiêu Việc thu gom xử lý nƣớc thải tập trung bất cập hạn chế Công tác xử lý nƣớc thải chƣa đƣợc đẩy mạnh, số đô thị có xây dựng số trạm xử lý nƣớc thải cục cho bệnh viện nhƣ ( Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh…) nhƣng nhiều nguyên nhân nhƣ thiết kế, vận hành, bảo dƣỡng, khơng có kinh phí mà nhiều trạm xử lý sau thời gian ngắn hoạt động xuonngs cấp ngừng hoạt động Do đó, kế hoạch đầu tƣ cho dự án xây dựng trung tâm xử lý nƣớc thải sinh hoạt cuối nguồn phải đơi với việc hồn chỉnh việc xây dựng lại hệ thống thoát nƣớc thải để thu gom dẫn chúng đến trung tâm xử lý.… Các giải pháp công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt Việt Nam đƣợc nhiều tổ chức khoa học doanh nghiệp nƣớc đề xuất thử nghiệm nhiều năm qua, hầu hết giải pháp đƣợc thiết kế chế tạo nƣớc, chất lƣợng thiết kế chƣa hồn chỉnh, cơng nghệ chế tạo chƣa đạt hiệu cao… Vì vậy, khơng đƣa đƣợc kết xử lý nhƣ mong muốn, sau thời gian hoạt động ngắn hệ thống xử lý bị trục trặc 1.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI ĐANG ĐƢỢC SỬ DỤNG 1.2.1 Xử lý nƣớc thải sinh hoạt Đề cập tới giải pháp để cải thiện môi trƣờng hiệu Việt Nam nên quan tâm đến hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt nguồn (Johkasou) đƣợc Nhật Bản ứng dụng rộng rãi toàn xã hội từ 60 năm qua Bởi theo số chuyên gia thực trạng Việt Nam tƣơng đối giống với Nhật Bản năm nên việc áp dụng hệ thống Johkasou Việt Nam lúc phù hợp thuận lợi Đƣợc biết, thiết bị Johkasou gồm phần vỏ đƣợc chế tạo vật liệu Dicyclopentadiene – Polymer nhựa Coposite kết hợp sợi hóa học, máy bơm bể lọc khí, bể lọc màng sinh học – vi sinh khí bể trữ nƣớc qua xử lý, có khoang khử trùng clo…Hệ thống thiết bị đƣợc thiết kế gọn nhẹ, tối ƣu nhằm đem lại cho đơn giản lắp đặt sử dụng Bên cạnh cịn có hãng MCTECH cung cấp giải pháp xử lý nƣớc thải tiên tiến cho khu đô thị, nƣớc thải sản xuất, trung tâm thƣơng mại Nƣớc sau xử lý sử dụng để cung cấp làm nƣớc tƣới cho công viên, khu vực công cộng, sân golf trồng rau Thực dự án theo hình thức chìa khóa trao tay BOT cho thành phố với kích thƣớc phù hợp thiết kế nhỏ gọn MCTECH cung cấp hệ thống xử lý, lọc sáng tạo để đáp ứng tiêu môi trƣờng Hệ thống tái chế nƣớc thải nhỏ gọn đƣợc lắp đặt khách sạn, cung cấp xử lý nƣớc thải hoàn chỉnh cho tất - nhà bếp, toilet, phòng tắm giặt Xử lý nƣớc thải tái sử dụng để tƣới tiêu cho vƣờn hoa, khuôn viên Dành cho đối tƣợng : - Khu chung cƣ trung bình nhỏ - Khách sạn, khu resort, - Bệnh viện - Trung tâm thƣơng mại… Hình 1.1 Nhà máy xử lý nƣớc thải thành phố 1.2.2 Xử lý nƣớc thải công nghiệp Trong nghành công nghiệp nhƣ : - Vi điện tử ngành công nghiệp bán dẫn - Công nghệ sinh học - Dƣợc phẩm Công nghiệp - Nhà máy bia nhà máy nƣớc uống có ga - Các ngành công nghiệp chăn nuôi - Các nhà máy đƣờng nhà máy dầu - Rau nhà máy đóng hộp trái - Nhà máy lọc dầu - Hóa chất cơng nghiệp - Các ngành cơng nghiệp thép MCTECH thiết kế sản xuất hệ thống lọc cho công nghiệp ứng dụng đặc biệt nhƣ: lọc chất lỏng có độ pH thấp cao, tùy theo tải trọng chất rắn lơ lửng Các giải pháp cung cấp MCTECH thích hợp nhất, sử dụng vật liệu xây dựng đặc biệt có khả kháng chất lỏng Gồm có công nghệ xử lý: Sàng lọc học Xử lý sinh học Phản ứng màng sinh học Xử lý hóa chất Trao đổi ion Lọc Xử lý bùn Đối với số quy trình cơng nghiệp, nơi nƣớc thải tái chế, cung cấp hệ thống xử lý nƣớc thải tái sử dụng theo chu trình khép kín, hệ thống đƣợc thiết kế để tái chế nƣớc thải liên tục tái sử dụng lại đảm bảo nƣớc có chất lƣợng nhƣ nguồn nƣớc cấp ban đầu, giải đƣợc tốn kinh tế vấn đề mơi trƣờng 1.3 CÁC CƠNG ĐOẠN XỬ LÝ NƢỚC THẢI GIA DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Nƣớc thải từ hoạt động khác ngƣời (sinh hoạt, cơng nghiệp, nơng nghiệp) khơng cịn đƣợc thải thẳng môi trƣờng mà phải qua xử lý Việc xử lý bao gồm chuỗi trình lý học, hóa học sinh học Các q trình nhằm thúc đẩy việc xử lý, cải thiện chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý để sử dụng lại chúng thải môi trƣờng với ảnh hƣởng nhỏ Việc xử lý đƣợc tiến hành qua cơng đoạn sau: Điều lƣu trung hịa Keo tụ, tạo cặn kết tủa Tuyển Xử lý sinh học hiếu khí Lắng Xử lý cấp (Lọc, hấp phụ, trao đổi ion) 1.3.1 Điều lƣu trung hịa Hình 1.2: Bể điều lƣu Điều lƣu q trình giảm thiểu kiểm sốt biến động đặc tính nƣớc thải nhằm tạo điều kiện tối ƣu cho trình xử lý Quá trình điều lƣu đƣợc tiến hành cách trữ nƣớc thải lại bể lớn, sau bơm định lƣợng chúng vào bể xử lý Quá trình điều lƣu đƣợc sử dụng để: Điều chỉnh biến thiên lƣu lƣợng nƣớc thải theo ngày Tránh biến động hàm lƣợng chất hữu làm ảnh hƣởng đến hoạt động vi khuẩn bể xử lý sinh học Kiểm soát pH nƣớc thải để tạo điều kiện tối ƣu cho trình sinh học, hóa học sau Khả chứa bể điều lƣu góp phần giảm thiểu tác động đến mơi trƣờng lƣu lƣợng thải đƣợc trì mức độ ổn định Bể điều lƣu nơi cố định độc chất trình xử lý sinh học làm cho hiệu suất trình tốt Hình 1.3: Bể trung hịa Nƣớc thải thƣờng có pH khơng thích hợp cho q trình xử lý sinh học thải mơi trƣờng, cần phải đƣợc trung hịa Có nhiều cách để tiến hành q trình trung hịa: Trộn lẫn nƣớc thải có pH acid nƣớc thải có pH bazơ Bằng cách trộn lẫn hai loại nƣớc thải có pH khác nhau, đạt đƣợc mục đích trung hịa Q trình địi hỏi bể điều lƣu đủ lớn để chứa nƣớc thải Trung hòa nƣớc thải acid: ngƣời ta thƣờng cho nƣớc thải có pH acid chảy qua lớp đá vôi để trung hồ; cho dung dịch vơi vào nƣớc thải, sau vơi đƣợc tách q trình lắng Trung hòa nƣớc thải kiềm: acid mạnh (lƣu ý đến tính kinh tế) CO2 dùng để trung hòa nƣớc thải kiềm, sục CO2 vào nƣớc thải, tạo thành acid carbonic trung hịa với nƣớc thải 10 - f(c) = c 3.1.6 Mạch điều khiển: + Mạch điều khiển: + Nguyên lí hoạt động: Ban đầu mực nƣớc chƣa tới b, b = X = 0, x =1 → X = Khi mực nƣớc tới a, a = 1→ A = 1, b 0, x = 1, Bơm A bắt đầu 51 hoạt động bơm chống tràn Khi mực nƣớc bể tới mức b, b = 1, c = → B =1 Bơm B hoạt động với bơm A xả tràn cho bể Khi c = → C = 1, Ba bơm A, B, C đồng thời bơm xả tràn Đến mức nƣớc rút tới mức b, c = → C = 0, Bơm C ngừng bơm bơm A, B hoạt động Khi mức nƣớc tới mức a, b = → B = 0, bơm B ngừng hoạt động lại bơm A tiếp tục bơm Khi nƣớc bể dƣới mức a, a = → A = 0, bơm A ngừng hoạt động trình xả tràn bể chứa nƣớc thải kết thúc 3.2 Các phần tử mạch động lực 3.2.1 Bơm 3.2.1.1 Khái niệm chung bơm Bơm máy thuỷ lực dùng để hút đẩy chất lỏng từ nơi đến nơi khác Chất lỏng dịch chuyển đƣờng ống nên bơm phải tăng áp suất chất lỏng đầu đƣờng ống để thắng trở lực đƣờng ống thắng hiệu áp suất hai đầu Thƣờng sử dụng động điện để làm nguồn lƣợng cấp cho bơm a, Phân loại: -Theo nguyên lý làm việc hay cách cấp lƣợng cho bơm có: • Bơm thể tích: làm việc, khơng gian làm việc thay đổi nhờ chuyển động tịnh tiến pittông (bơm pittông) hay nhờ chuyển động quay rotor (bơm rotor) Kết áp suất chất lỏng tăng lên nghĩa bơm cung cấp áp cho chất lỏng • Bơm động học: chất lỏng đƣợc cung cấp động từ bơm áp suất tăng lên Chất lỏng qua bơm, thu đƣợc động lƣợng nhờ va đập cánh quạt (bơm ly tâm, bơm hƣớng trục) nhờ ma sát tác nhân làm việc (bơm xốy lốc, bơm tia; bơm chấn động, bơm vít xoắn, bơm sục khí) 52 nhờ tác dụng trƣờng điện từ (bơm điện từ) trƣờng lực khác Theo cấu tạo: • Bơm cánh quạt: loại bơm ly tâm chiếm đa số thƣờng gặp (bơm nƣớc) • Bơm pittơng (bơm dầu, bơm nƣớc) • Bơm rotor (bơm dầu, hố chất, bùn…) Ngồi cịn có loại đặc biệt nhƣ bơm màng cách (bơm xăng ôtô), bơm phun tia (tạo chân không bơm lớn nhà máy nhiệt điện) b, Sơ đồ phần tử hệ thống bơm: Hình 3.20: Các phần tử hệ thống bơm - động kéo bơm; - bơm; - lƣới; chắn rác; - bể điều hòa; - ống hút; - van ống hút; 7- van ống đẩy; - ống đẩy; - bể chứa dự trữ; 10 - van đƣờng ống đƣa nƣớc tới bể dự trữ; 11 - chân không kế lắp đầu vào bơm, đo áp suất chân không bơm tạo chất lỏng; 12 - áp kế lắp đầu bơm, đo áp suất dƣ chất lỏng khỏi bơm Bơm hút chất lỏng từ bể điều hòa qua ống hút đẩy chất lỏng qua ống đẩy vào bể chứa dự trữ c Các thông số bơm + Cột áp H (hay áp suất bơm) lƣợng tăng lƣợng riêng cho đơn vị trọng lƣợng chất lỏng chảy qua bơm (từ miệng hút đến miệng 53 đẩy) Cột áp H đƣợc tính mét cột chất lỏng ( hay mét cột nƣớc ) tính đổi áp suất bơm + Lƣu lƣợng (năng suất) bơm: thể tích chất lỏng bơm cung cấp vào 3 ống đơn vị thời gian; tính m /s, l/s, m /h + Công suất bơm (P hay N): phân biệt loại công suất - Công suất làm việc Ni (cơng suất hữu ích) cơng để đƣa lƣợng Q chất lỏng lên độ cao H đơn vị thời gian (s) - Công suất động kéo bơm (Nđc) công suất thƣờng lớn N để bù hiệu suất truyền động động bơm, ngồi cịn dự phịng q tải bất thƣờng - Hiệu suất bơm (ηb) tỉ số cơng suất hữu ích Ni cơng suất trục bơm N Hiệu suất bơm gồm thành phần: ηb = ηQ ηH ηm Trong đó: ηQ - hiệu suất lƣu lƣợng ηH - hiệu suất thuỷ lực ηm - hiệu suất khí 3.2.1.2 Điều chỉnh suất máy bơm Lƣợng tiêu thụ nƣớc phụ tải thay đổi phạm vi rộng ngày đêm Vì điều chỉnh lƣu lƣợng đóng vai trò quan trọng hệ thống cấp nƣớc a Điều chỉnh lƣu lƣợng bơm cách thay đổi tốc độ động truyền động Đối với hệ thống cấp nƣớc có độ cao cột áp tĩnh lớn (đƣờng b hình 3.21), thay đổi suất từ Q1 đến Q2, tốc độ động truyền động thay đổi không đáng kể (từ n1 đến n2) 54 Đối với hệ thống cấp nƣớc có độ cao cột áp động lớn (đƣờng c hình 3.21), với lƣợng thay đổi suất (từ Q1 đến Q2), tốc độ động truyền động thay đổi đáng kể (từ n1 đến n3) Từ rút kết luận: Điều chỉnh lƣu lƣợng máy bơm cách thay đổi tốc độ động truyền động phù hợp với hệ thống cấp nƣớc có độ cao cột áp tĩnh cao (Hc), cịn hệ thống cấp nƣớc có độ cao cột áp động cao khơng phù hợp tổn thất roto phần ứng động tỷ lệ thuận với tốc độ (hoặc hệ số trƣợt ) động Hình 3.21: Đặc tính bơm điều chỉnh lƣu lƣợng b Điều chỉnh lƣu lƣợng máy bơm van tiết lƣu Là phƣơng pháp điều chỉnh lực cản đƣờng ống van tiết lƣu, điều chỉnh phƣơng pháp dẫn đến xuất áp suất động ΔHđ gây tổn thất công suất van tiết lƣu bằng: ΔP = QΔHđ (2.17) Trị số ΔH hệ thống cấp nƣớc có áp suất động cao lớn so với hệ thống cấp nƣớc có áp suất tĩnh cao 55 3.2.1.3 Tính chọn cơng suất động truyền động Trang bị điện trạm bơm tối thiểu phải có hai hệ truyền động a.Truyền động chính: truyền động quay bơm Hệ truyền động thƣờng dùng động không đồng điện áp thấp (380V) cao áp (3 6kV), động cợ đồng Đối với động có cơng suất ≥ 100kW, thƣờng dùng động cao áp b Hệ truyền động phụ: động truyền động đóng mở van thƣờng dùng động khơng đồng roto lồng sóc điện áp thấp, có đảo chiều quay c Tính chọn cơng suất động : Cơng suất động động bơm đƣợc tính theo biểu thức sau: (2.18) Trong đó: γ – Khối lƣợng riêng chất lỏng Q – Năng suất bơm, m3/s; H – chiều cao cột áp (áp suất) ,m; ηb – Hiệu suất bơm (0,45 ÷ 0,75) η – Hiệu suất cấu truyền lực (0,45 ÷ 0,9) 3.2.2 Lựa chọn dây dẫn: 3.2.2.1 Khái niệm chung: Tiết diện dây dẫn lõi cáp phải đƣợc lựa chọn nhằm đảm bảo làm việc an toàn, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế mạng Các yêu cầu kỹ thuật ảnh hƣởng đến việc chọn tiết diện dây là: 1- Phát nóng dịng làm việc lâu dài (dài hạn) 2- Phát nóng dòng ngắn mạch (ngắn hạn) 3- Tổn thất điện áp dây dẫn cáp trạng thái làm việc bình thƣờng cố 56 4- Độ bền học dây dẫn an toàn 5- Vầng quang điện Với điều kiện ta xác định đƣợc tiết diện, tiết diện dây dẫn bé chúng tiết diện cần lựa chọn thỏa mãn điều kiện kỹ thuật Tuy nhiên có điều kiện kỹ thuật thuộc phạm vi an tồn dây dẫn sau đƣợc lựa chọn theo điều kiện khác phải ý đến điều kiện riêng loại dây dẫn, vị trí mơi trƣờng nơi sử dụng để lựa chọn đƣợc đơn giản xác 3.2.2.2 Sơ đồ dây hệ thống: Hình 3.22: Sơ đồ dây tổng quan 3.2.3 Lựa chọn số thiết bị bảo vệ đóng cắt mạch điện: 3.2.3.1 Aptomat (MCCB) Để đóng ngắt khơng thƣờng xun mạch điện ngƣời ta sử dụng aptomat Cấu tạo aptomat gồm hệ thống tiếp điểm có phận dập hồ quang, phận tự động cắt mạch để bảo vệ tải ngắn mạch Bộ phận 57 cắt mạch điện tác động điện từ theo dòng cực đại Khi dòng vƣợt trị số cho phép chúng cắt mạch điện để bảo vệ thiết bị Nhƣ áptomat đƣợc sử dụng để đóng, ngắt mạch điện bảo vệ thiết bị trong trƣờng hợp tải Hình 3.23: Thiết bị đóng ngắt điện tự động (aptomat) 3.2.3.2 Rơ le nhiệt bảo vệ dòng nhiệt (OCR) Rơ le nhiệt đƣợc sử dụng để bảo vệ dòng nhiệt Khi dòng điện lớn lý nhiệt độ cuộn dây mô tơ cao Rơ le nhiệt ngát mạch điện để bảo vệ mô tơ máy nén Rơ le nhiệt đặt bên bên ngồi máy nén Trƣờng hợp đặt bên rơ le nhằm bảo vệ q dịng thƣờng đƣợc lắp kèm cơng tắc tơ Phần tử rơ le nhiệt cấu lƣỡng kim gồm có kim loại khác chất, có hệ số giãn nở nhiệt khác hàn với Bản lƣỡng kim đƣợc đốt nóng điện trở có dịng điện mạch cần bảo vệ chạy qua Khi làm việc bình thƣờng phát nóng điện trở khơng đủ để cấu lƣỡng kim biến dạng Khi dòng điện vƣợt định mức lƣỡng kim bị đốt nóng bị uốn cong, kết mạch điện thiết bị bảo vệ hở 3.2.3.3 Công tắc tơ rơ le trung gian Các công tắc tơ rơ le trung gian đƣợc sử dụng để đóng ngắt mạch điện Cấu tạo chúng bao gồm phận sau 58 Cuộn dây hút Mạch từ tính Phần động (phần ứng) Hệ thống tiếp điểm (thƣờng đóng thƣờng mở) Hình 3.24: Công tắc tơ Cần lƣu ý tiếp điểm thƣờng mở thiết bị đóng cuộn dây hút có điện ngƣợc lại tiếp điểm thƣờng đóng mở cuộn dây có điện, đóng điện Hệ thống tiếp điểm có cấu tạo khác thƣờng đƣợc mạ kẽm để đảm bảo tiếp xúc tốt Các thiết bị đóng ngắt lớn có phận dập hồ quang ngồi cịn có thêm tiếp điểm phụ để đóng mạch điều khiển - Ngồi cịn có cầu chì, cầu dao đóng cắt bảo vệ phụ tải 59 3.2.3.4 Phao điện (Radar) - Sử dụng cho bồn chứa nƣớc, bồn đầy hay thiếu nƣớc phao tự động tắt /mở máy bơm nƣớc Hình 3.25: Phao điện 60 61 3.3 Mạch động lực: Hình 3.26: Mạch động lực Trong : - MCCB1, MCCB2, MCCB3 : Aptomat - MCP1, MCP2, MCP3 : Tiếp điểm khởi động từ bơm - OCRP1, OCRP2, OCRP3: Rơle nhiệt - 2AB : Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển - 2CD : Cầu dao, cầu chì - 3AB : Biến áp biến đổi dòng xoay chiều thành dòng chiều - V1 : Vôn kế đo điện áp mạch điều khiển 62 + Nguyên lý hoạt động: - Khi đóng aptomat cấp nguồn cho bơm hệ thống hoạt động, nhƣng tiếp điểm khởi động từ MCP1, MCP2, MCP3 mở nên bơm A, B, C chƣa hoạt động Khi nƣớc bể điều hòa đến mức a, phao điện a đóng cuộn hút mạch điều khiển, khơng có cố cuộn dây khởi động từ MCP1 có điện đóng tiếp điểm thƣờng mở MCP1 mạch động lực đƣa bơm A vào hoạt động, tƣơng tự nhƣ nƣớc đến mức b,c phao điện b,c lần lƣợt đóng đƣa bơm B,C vào hoạt động bơm xả tràn cho bể chứa Đến mực nƣớc bể chứa rút xuống dƣới mức c dẫn đến mở phao điện c, mở cuộn hút mạch điều khiển, cuộn dây khởi động từ MCP3 điện mở tiếp điểm thƣờng mở MCP3 mạch động lực Đƣa bơm C khỏi trình hoạt động bơm xả tràn Cũng nhƣ đến nƣớc bể rút đến dƣới mức a tồn hệ thống xả tràn bể đƣợc đƣa vào trạng thái dừng hoạt động 63 KẾT LUẬN Sau hoàn thành xong đề tài tốt nghiệp: “ Lập trình điều khiển logic cho hệ thống xả tràn bể chứa nƣớc thải tự động ” giúp em có nhìn tổng quan lập trình điều khiển logic hệ thống bơm tự động Đồng thời giúp em củng cố lại kiến thức máy điện, trang bị điện, điều khiển logic… học suốt thời gian vừa qua Dƣới hƣớng dẫn Th.s Nguyễn Đức Minh em thực cố gắng để trình bày cách đầy đủ yêu cầu đề tài Mặc dù cố gắng, nhƣng trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu xót Em mong nhận đƣợc đóng góp thầy bạn Sau cuối, lần em xin chân thành cảm ơn Th.s Nguyễn Đức Minh, bạn lớp tận tình giúp đỡ em hồn thành đề tài theo yêu cầu đƣợc giao Em xin chân thành cảm ơn ! 64 Tài liệu tham khảo Lâm Tăng Đức - Nguyễn Kim Ánh, Đề cương môn học điều khiển logic, Bộ môn tự động Đo Lƣờng – Khoa Điện TS Nguyễn Bê (2007), Trang bị điện II, Nhà xuất Đà Nẵng Trƣơng Minh Tân (2009), Giáo trình cung cấp điện, Nhà xuất Quy Nhơn Báo cáo tình hình mơi trường Việt Nam, Việt báo Tô Thị Hải Yến, Nguyễn Thành minh, Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải, Viện Công nghệ môi trƣờng - Trung tâm KHTN&CN Quốc gia Minh châu (2011), Hệ thống xử lý nước thải , Hà Nội 65 ... giúp cho sinh viên có cách nhìn cụ thể hệ thống, dây truyền tự động đƣợc lập trình điều khiển tự động Em thực đề tài : “ Lập trình điều khiển lôgic cho hệ thống xả tràn bể chứa nước thải tự động? ??... thiết bị điều khiển tự động bán tự động Các công nghệ cũ dần đƣợc thay thiết bị đại kèm công nghệ đại Thiết bị tiên tiến với hệ thông điều khiển lập trình điều khiển, hệ thống lập trình điều khiển, ... thống bơm xả tràn đặt nối tiếp với bể điều hòa đồng thời nối tiếp với bể aerotank Trong đồ án, em lập trình điều khiển logic cho hệ thống xả tràn bể chứa nƣớc thải Để bể điều hòa chứa nƣơc thải không