Thiết kế lắp đặt tủ điện điều khiển tự động 03 máy bơm nước theo yêu cầu công nghệ

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ chế tạo thiết bị tự động hóa, kết hợp với thành tựu cơng nghệ điều khiển Logo! RC230 công nghệ thông tin cho phép tạo nên nhiều giải pháp tự động hóa hồn tồn nhiều lĩnh vực Có thể nói, tự động hóa trở thành xu hướng tất yếu bất kỹ quốc gia lãnh thổ Tự động hóa ứng dụng nhiều lĩnh vực khác sản xuất, chế biến thực phẩm, sản xuất xi măng, gạch ngói… Tự động hóa ứng dụng nhiều lĩnh vực khác y tế, quân sự… tự động hóa sử dụng nhiều lĩnh vực nông nghiệp Hiện nước ta, Logo! RC230 đưa vào sử dụng nhiều nhà may, xí nghiệp để giám sát chặt chẽ quy trình cơng nghệ, kỹ thuật phức tạp, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành, đáp ứng kịp thời yêu cầu ngày cao xã hội Để có hệ thống tủ điện máy bơm nước tự động hồn hảo ngồi việc xây dựng hệ thống phần cứng đạt chuẩn cần phải thiết kế tủ điện điều khiển với độ tin cậy cao đảm bảo điều khiển hệ thống vận hành xác hiệu bao gồm từ việc thu thập xác thơng tin trạng mơi trường để đưa định điều khiển đúng, giảm thiểu tượng báo giả Với lý đó, nhóm chúng em lựa chọn đề tài “Thiết kế lắp đặt tủ điện điều khiển tự động 03 máy bơm nước theo yêu cầu công nghệ” với hướng dẫn thầy giáo: ThS Trương Vĩnh Tuấn đễ làm đề tài tốt nghiệp khóa học Đồ án thực với nội dung sau: Chương Tổng quan hệ thống trạm bơm nước Chương Giới thiệu điều khiển lập trình Logo! Chương Giới thiệu thiết bị tủ điện điều khiển 03 bơm tự động Chương Thiết kế hệ thống tử điều khiển tự động 03 máy bơm chương trình điều khiển tự động 03 máy bơm Chương Thi công lắp đặt tủ điều khiển thực tế đánh giá kết đạt Trong suốt thời gian thực đồ án em nhận giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo mơn Hệ Thống Điện - Khoa Kỹ thuật Công nghệ thông tin, đặc biệt hướng dẫn tận tình, chi tiết thầy giáoTh.S Trương Vĩnh Tuấn, để em hoàn thành đồ án Mặc dù cố gắng song chắn đề tài cịn có nhiều thiếu sót Kính mong giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy cô giáo Em xin chân thành cảm ơn Quảng Bình, ngày tháng năm 2019 Sinh viên Lê Cơng Chí – Vương Q Sửu NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN: MỤC LỤC Tên đề mục Chương 1.1 1.2 1.3 1.4 Chương 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Chương 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Chương 4.1 4.2 4.3 4.4 Chương 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 LỜI MỞ ĐẦU Tổng quan hệ thống trạm bơm nước Hệ thống bơm tưới Hệ thống bơm tiêu Hệ thống bơm cấp nước sinh hoạt Hệ thống bơm nước khác Giới thiệu điều khiển lập trình Logo! Tổng quát Các ứng dụng công nghiệp dân dụng Ưu điểm nhược điểm Bộ điều khiển lập trình loại nhỏ logo! hãng SIEMENS Chức Logo! Các chức đặc biệt Logo! Giới thiệu thiết bị tủ điện điều khiển 03 bơm tự động Nút ấn Công tắc 03 vị trí Áp tơ mát pha, pha Cơng tắc tơ Rơ le trung gian Thiết kế tủ điều khiển tự động 03 máy bơm nước chương trình điều khiển tự động 03 máy bơm nước Yêu cầu cơng nghệ Xác định tính tốn thiết bị điện cần thiết Sơ đồ đấu nối Chương trình điều khiển Thi công lắp đặt tủ điều khiển thực tế đánh giá kết Lựa chọn tủ điện Bố trí thiết bị Lựa chọn cách dây Kết Đánh giá kết kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 4 12 15 18 18 18 19 19 28 31 50 50 50 51 52 52 54 54 54 55 56 58 58 58 59 59 61 62 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÁC TRẠM BƠM NƯỚC 1.1 Hệ thống bơm tưới Hệ thống bơm tưới hay gọi Trạm bơm tưới có đặc điểm sau đây: - Làm việc vào thời kỳ khô hạn năm; - Việc ngừng làm việc cho phép tùy thuộc vào cấp an tồn cấp nước; - Nói chung khơng u cầu nước phải bùn cát vật nổi, cần khơng để đối tượng hạt có khả mài mịn làm hư hỏng bánh xe cơng tác máy bơm Riêng trạm bơm cấp nước cho máy tưới phun mưa yêu cầu nước phải qua lưới lọc kỹ để loại bỏ hạt có đường kính lớn lấp nhét lổ phun; Do trạm bơm làm việc theo mùa cho phép đơn giản nhiều kết cấu nhà máy, giảm yêu cầu khả ổn định nhiệt trang thiết bị kết cấu bao che; Nhà trạm cịn thay trạm di động phao nhẹ nhàng máy bơm nhỏ nhẹ Gian máy cho phép thấp đặt cần trục bên Việc bố trí trạm bơm tưới lấy nước mặt đa dạng; kiểu bố trí hay gặp vẽ Ngồi cơng trình cịn có nhà máy phụ, đường sá, cầu, cơng trình dẫn nước, tiêu nước, phần xây áp để đặt thiết bị điện, tường chắn v.v Sơ đồ cơng trình trạm bơm lấy nước mặt 1- nguồn nước mặt; 2,6,10- cơng trình tương ứng: cửa lấy nước, lưới chắn rác bể tháo; 3- bể lắng cát; 4,11- kênh dẫn, kênh tháo; 5- bể tập trung nước; 7- bể hút; 8- nhà máy; 9,12- ống đẩy ống hút Việc lựa chọn thành phần cơng trình tùy thuộc vào điều kiện thực tế Ví dụ, cống điều tiết đầu nút cửa vào kênh dẫn có mặt có nhu cầu điều chỉnh mực nước yêu cầu làm khô để sữa chữa phận cơng trình nằm mực nước kênh Cùng với cống điều tiết thường có bố trí cơng trình bảo vệ cá Bể lắng cát đưa vào thành phần trạm nước có chứa nhiều bùn cát lơ lửng hạt có hại cho an toàn máy bơm làm lắng đọng mạng lưới tưới Để làm nước khỏi bùn cát xây túi bắt cát dùng rãnh tháo cát Hình vẽ thể việc bố trí phần diện tích xây áp sát nhà máy để đặt thiết bị phân phối điện trạm máy biến áp, mối quan hệ vị trí nhà máy thiết bị trạm bơm tưới loại lớn Mặt diện tích xây áp trạm bơm lớn 1- bể tập trung nước; 2- lưới chắn rác; 3- kết cấu ngăn cá; 4- gian máy ; 5- trạm phân phối ; 6- trạm Máy biến áp Trong thực tế xây dựng Thủy lợi hay gặp trường hợp như: giao động mực nước nguồn lớn m, bãi tràn rộng 300 m, bờ sông không đủ chiều cao, lớp nước tràn dày mang đầy bùn cát, điều kiện địa chất bất lợi việc xây dựng kênh dẫn nhà máy bơm, đoạn lịng sơng ổn định không đủ độ sâu để bố trí lỗ nhận nước vv , nhà máy cần phải chìa phía lịng sơng hồ chứa (ngồi vùng dịng chảy bờ ) Trong trường hợp này, chọn sơ đồ nhà máy kết hợp với lưới chắn rác, cơng trình bảo vệ cá bể hút thành khối, khơng cịn cống điều tiết kênh dẫn bể tập trung Trạm bơm tưới bố trí bên cạnh đập, nhà máy trạm thường đặt trụ đập tràn hạ lưu Trong trường hợp kích thước phần khối nhà máy thường lấy theo kích thước đập nhà máy trở thành phần đập bị cắt khỏi mái hạ lưu đập Thông thường nhà máy thích hợp với bơm trục đứng lưu lượng lớn Trường hợp khác, cột nước cần bơm lớn cột nước mà máy bơm có khả tạo ra, lúc tuyến dẫn xây dựng hai hai trạm bơm nối tiếp Khi trước trạm bơm số hai trạm bơm (nếu có) người ta xây dựng bể điều tiết hở (như kênh bể điều tiết) tháp điều áp Nhà máy trạm bơm II trạm bơm nâng (khi làm việc đường ống) bố trí theo cách để bảo đảm máy bơm ln làm việc chế độ nước dâng không lớn Nhờ tháp điều áp đặt ống áp lực nên áp lực nước tác động lên máy bơm không vượt trị số an toàn khởi động máy trạm bơm nâng số II (khi lưu lượng trạm bơm II 0, cột nước trạm bơm I tạo thành làm tăng cột nước cưả vào trạm bơm II) nhờ có tháp điều áp mà giảm trị số áp lực nước va tác động lên máy bơm trạm số II Sơ đồ bố trí nối tiếp bậc thang trạm bơm 1- nguồn nước; 2,5- trạm bơm nâng số I số II; 3- đường ống áp lực; 4- tháp điều áp ( tháo cố ); 6- kênh tháo; 7,8,9- biểu đồ cột nước tương ứng: hai trạm làm việc bình thường, QI,II = ngắt cố , bơm II có QII = tháo cố Ở vùng núi trung du, khu tưới thường có đặc điểm: ruộng đất có độ dốc lớn ruộng bậc thang, diện tích tưới nhỏ, phân tán, khu tưới lại xa nguồn nước, sơng suối miền núi có lưu lượng thay đổi lớn lũ kiệt, dòng chảy mang nhiều phù sa mùa lũ, cao trình đặt máy lại cao so với mực nước biển đặc điểm gây bất lợi giá thành lẫn vấn đề khí thực Do bố trí trạm cần phải có giải pháp thích hợp để giảm đầu tư đảm bảo an tồn cho trạm, như: + Vì ruộng bậc thang nên cần phân cấp trạm bơm theo khu tưới để tiết kiệm lượng bơm; + Do ống đẩy dài, cột nước cao để giảm giá thành ống cần giảm hợp lý đường kính ống đẩy phải kiểm tra nước va đường ống dừng máy đột ngột; + Giao động mực nước hai mùa kiệt lũ lớn , cao trình đặt máy lại cao so với cao trình biển, dịng chảy nhiều bùn cát việc chọn cao trình đặt máy cần phải đảm bảo chống khí thực v.v Có cách bố trí sau áp dụng với trạm bơm tưới vùng cao: Bố trí trạm bơm cấp (Hình a): Dùng trạm bơm có bể tháo đặt cao trình khống chế tồn diện tích tưới Sơ đồ thường thích hợp với vùng đồi ven sông, khu tưới rãi thành rẻo nhỏ; Bố trí trạm bơm bơm lên nhiều bể tháo có cao trình khác , bể tháo khống chế khu tưới ( Hình b): dùng ống đẩy chung phân nhánh đưa nước bể tháo cao độ khống chế; Một số sơ đồ bố trí trạm bơm tưới vùng cao c) Nhiều trạm riêng biệt ; d) Trạm bơm nhiều cấp Bố trí nhiều trạm bơm riêng biệt cung cấp nước cho khu tưới có cao trình khống chế khác (Hình c) Cách bố trí thường áp dụng khu tưới trải dọc theo bờ nguồn nước; Bố trí trạm bơm nhiều cấp, nối tiếp từ trạm cấp lên đến trạm cấp cuối Ở cấp cấp nước tưới tương ứng bơm tiếp lên trạm (Hình d) Những cách bố trí sau đem lại lợi ích kinh tế so với việc dùng trạm tưới cho vùng có cao trình khác 1.2 Hệ thống bơm tiêu Hệ thống bơm tiêu hay gọi Trạm bơm tiêu có đặc điểm sau: Trạm bơm tiêu xây dựng để bơm nước từ kênh tiêu hở, từ giếng khoan đứng, từ hố móng vùng ngập nước Ở nước ta sơng chia cắt ruộng đất thành vùng có đê ngăn lũ bảo vệ, mùa mưa, lũ mực nước sông lên cao mặt ruộng đồng , nước thừa đồng không tiêu tự chảy sông gây nên úng ngập đồng, cần phải bơm tiêu úng chủ động Trạm bơm tiêu phân loại: Trạm tiêu nước mặt, trạm tiêu nước ngầm, trạm bơm tiêu kết hợp nước mặt lẫn nước ngầm Thời gian làm việc trạm bơm tiêu khác nhau: Các trạm bơm tiêu nước lũ nước mưa rào làm việc có tính chu kỳ, thời gian ngắn năm, bơm nước ngầm thông thường làm việc quanh năm Ở nước ta chủ yếu tiêu nước mặt cho trồng Trạm bơm tiêu có đặc điểm sau: - Lưu lượng bơm không lớn Mức độ không tùy thuộc nhiều vào giao động nước mặt nước ngầm - Làm việc gián đoạn Thời gian trạm không làm việc tùy thuộc vào sưc chứa dung tích điều tiết thời gian ngập cho phép khu vực.Thời gian trạm bơm tiêu làm việc năm căng thẳng - Cột nước cần bơm thấp thay đổi liên tục - Lưu lượng tính tốn máy bơm trạm bơm tiêu chọn cần phải tính đến ngập cục xảy thời gian ngắn Bởi phần kết cấu nước nhà máy sàn phần nhà máy cần phải đặt cao từ ≥ 0,5 m so với cao trình mực nước tính tốn lớn có sóng dâng Trong điều kiện vào thời điểm kênh tiêu có khả tháo tự chảy cần xem xét tính hợp lý việc xây dựng cơng trình tháo tự chảy Cơng trình tháo tự chảy đặt tách biệt với nhà máy bơm lưu lượng tháo tự chảy lớn lưu lượng trạm bơm; cơng trình tự chảy kết hợp với nhà máy lưu lượng không vượt lưu lượng trạm bơm không mở rộng phần nước nhà máy Để mái dôc kênh tháo khơng bị phá hoại lưu lượng trạm cần thay đổi cách đặn Yêu cầu đạt trạm bơm có số lượng tổ máy bơm nhiều có đặt máy bơm "thay thế" máy bơm có khả khả thay đổi số vòng quay Một số trạm bơm tiêu chênh lệch lưu lượng cột nước tiêu nhiều phải chọn số máy bơm khác loại nhà máy để tránh việc chọn q nhiều máy bơm khơng kinh tế Tuy nhiên chọn gây khó khăn cho quản lý, vận hành Kênh tiêu thường mang lượng rác vật trôi lớn trạm bơm tiêu phải trang bị lưới chắn rác an tồn Hình trình bày sơ đồ chung trạm bơm tiêu Thành phần trạm phụ thuộc vào thông số trạm điều kiện thiên nhiên nơi đặt trạm: - Khi cột nước trạm tương đối nhỏ (đến m) với việc dùng máy bơm lớn, nhà máy bơm làm kết hợp với cơng trình tháo Thường dùng đường ống dẫn để đưa nước cần tiêu đến nhà máy bơm Khi đường ống làm chức kênh vận chuyển nước trạm bơm thiết kế trạm bơm nâng cấp II thơng thường Cịn đường ống làm việc với chế độ thường xuyên khơng đầy, trước nhà máy đặt bể điều tiết lấy mực nước lớn bể thấp tâm đường ống Các sơ đồ trạm bơm tiêu a), ) - Sơ đồ bố trí tách biệt kết hợp nhà máy với công tháo tự chảy ; b) - sơ đồ trạm khơng có cơng trình tháo tự chảy ; ) - trạm bơm bố trí ống tiêu ;  ) - trạm bơm lấy nước từ giếng tháo: 1- sông ( hồ chứa ); 2- đê; 3- cống tháo tự chảy; 4bể tập trung; 5- kênh dẫn; 6,10 - lưới chắn rác bể tháo; - bể hút ; - nhà máy; ống đẩy; 11- giếng góp nước tiêu Ở nước ta việc tưới tiêu nước cho vùng sản xuất nông nghiệp đặc điểm thường gặp cơng tác thủy lợi canh tác nơng nghiệp có hai ba vụ năm, mưa nắng lại bất thường gây nên lúc úng lúc hạn xen kẻ Do vậy, xây trạm bơm tưới tiêu kết hợp nâng cao hiệu sử dụng máy cơng trình, hạ giá thành so với việc xây trạm bơm tưới trạm bơm tiêu riêng Vì lợi ích nên có điều kiện cho phép cần quan tâm đến việc chọn sơ đồ trạm tưới tiêu kết hợp Với 10 Giản đồ thời gian: Trg: Ngõ vào kích tính thời gian cho chức cơng tắc đèn cầu thang T: Sau thời gian T trôi qua ngắt mạch ngõ Độ phân giải mặc định phút Q: Ngõ Q bị ngắt mạch hết thời gian T Trước hết thời gian T 15s có tín hiệu cảnh báo ngõ chuyển từ "1" xuống "0" Mô tả: Nếu trạng thái tín hiệu ngõ vào Trg thay đổi từ "1" xuống "0" thời gian hành Ta bắt đầu tính ngõ trạng thái "1", 15s trước Ta = T ngõ set "0" 1s Nếu thời gian Ta = T ngõ bị reset "0" Nếu có tín hiệu ngõ vào thời gian Ta Ta bị reset Trong trường hợp có cố nguồn thời gian tính bị reset v Công tắc hai chức (MULTIPLE – FUNCTION switch) Kí hiệu logo!: Giản đồ thời gian: Trg: Ngõ vào đóng mạch nhờ ngõ vào Trg Khi ngõ Q đóng mạch, bị reset tín hiệu Trg Par: Sau thời gian TH ngõ bị ngắt, TL khoảng thời gian đặt cho ngõ vào để kích hoạt chức đèn sáng Q: Ngõ đóng mạch tín hiệu ngõ vào Trg ngắt mạch hết thời gian đặt trước, phụ thuộc vào độ dài xung Trg bị reset có thêm xung ngõ vào Trg Mơ tả: Nếu trạng thái tín hiệu ngõ vào Trg thay đổi từ "0" lên "1", bắt đầu tính thời gian hành Ta ngõ trạng thái "1" Nếu thời gian Ta = TH ngõ Q bị reset "0" Nếu có cố nguồn thời gian tính bị reset 48 Nếu trạng thái tín hiệu thay đổi từ "0" lên "1" ngõ vào Trg mức "1" trì tối thiểu suốt thời gian TL chức đóng mạch đèn sáng liên tục kích hoạt ngõ Q "1" x Hiển thị thông báo người dùng (MESSAGE TEXTS) Kí hiệu logo!: En: Khi trạng thái tín hiệu ngõ vào En thay đổi từ "0" lên "1" hiển thị text thông báo P: Cấp ưu tiên text thông báo Par: Là text thơng báo Q: Có trạng thái với ngõ vào En Mơ tả: Nếu trạng thái tín hiệu ngõ vào thay đổi từ "0" lên "1" text thông báo hiển thị chế độ RUN Nếu trạng thái tín hiệu ngõ vào thay đổi từ "1" xuống "0" text thơng khơng hiển thị Nếu có nhiều thơng báo kích tín hiệu ngõ vào En thơng báo có cấp ưu tiên cao hiển thị Giới hạn tối đa thông báo 49 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ CỦA TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 03 BƠM TỰ ĐỘNG 3.1 Nút nhấn - Nút điều khiển hay cịn gọi nút ấn, loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa thiết bị điện từ khác nhau, dụng cụ báo hiệu để chuyển đổi mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động, bảo vệ vv mạch điện chiều điện áp 440V xoay chiều 500V - Nút ấn thông dụng để khởi động, dừng đảo chiều quay động điện cách đóng ngắt mạch cuộn dây hút công tắc tơ, khởi động từ mắc mạch lực động - Theo hình dáng chia làm loại: + Loại hở + Loại bảo vệ + Loại bảo vệ chống nước chống bụi + Loại bảo vệ chống nổ - Theo yêu cầu điều khiển: Loại nút, nút, nút - Theo kết cấu: Loại có đèn báo, loại khơng có đèn báo 3.2 Cơng tắc vị trí - Cơng tắc loại khí cụ đóng cắt dịng điện tay kiểu hộp, dùng để đóng ngắt mạch điện có cơng suất bé, có điện áp chiều đến 440V, điện áp xoay chiều đến 500V - Công tắc hộp thường dùng làm cầu dao tổng cho máy công cụ, dùng đóng mở trực tiếp cho động điện cơng suất bé, dùng để đổi nối, khống chế mạch điện tự động Có dùng để đổi chiều quay động điện đổi nối saotam giác - Theo hình dáng bên ngồi, chia cơng tắc làm loại: + Loại hở + Loại bảo vệ + Loại kín - Theo cơng dụng: + Cơng tắc đóng ngắt trực tiếp 50 + Công tắc chuyển mạch cơng tắc vạn năng: Dùng để đóng ngắt, chuyển đổi mạch điện cuộn dây hút công tắc tơ, khởi động từ, chuyển đổi mạch điện dụng cụ đo lường + Cơng tắc hành trình cuối hành trình: Dùng để đóng ngắt mạch điện điều khiển truyền động điện tự động hóa, tự động điều khiển hành trình làm việc 3.3 Áp tơ mát pha, pha - Áptơmát khí cụ điện dùng để tự động cắt mạch điện, bảo vệ tải, ngắn mạch, sụt áp - Thường gọi áptơmát khơng khí hồ quang dập tắt khơng khí - Có u cầu áptômát sau: + Chế độ làm việc định mức áptômát phài chế độ làm việc dài hạn, nghĩa trị số dòng điện định mức chạy qua áptômát lâu + áptômát phải ngắt trị số dịng điện ngắn mạch lớn, lên đến vài chục kilơampe Sau ngắt dịng điện ngắn mạch, áptômát phải đảm bảo làm việc tốt trị số dòng điện định mức + Để nâng cao tính ổn định nhiệt điện động thiết bị điện,hạn chế phá hoại dòng điện ngắn mạch gây ra, aptơmát phải có thời gian cắt bé - Theo kết cấu: Một cực, hai cực, bao cực - Theo thời gian thao tác: Tác động tức thời, tác động không tức thời - Theo công dụng bảo vệ: áptơmát dịng cực đại, áptơmát dịng cực tiểu, áptơmát điện áp thấp, áptơmát dịng điện ngược 51 3.4 Công tắc tơ - Công tắc tơ thiết bị tự động điều khiển từ xa dùng để đóng ngắt mạch điện động lực chiều xoay chiều, có giá trị dịng điện lớn 5A - Khởi động từ khí cụ kết hợp công tắc tơ rơle nhiệt để điều khiển động bảo vệ động khỏi tải + Khởi động từ đơn gồm công tắc kết hợp với hai rơle nhiệt dùng để điều khiển động xoay chiều pha quay chiều + Khởi động từ kép gồm hai công tắc tơ kết hợp với hai rơle nhiệt (hoặc hai công tắc tơ kết hợp với rơle nhiệt) dùng để điều khiển động xoay chiều ba pha quay hai chiều Hai công tắc tơ dùng để đảo chiều quay động không hút đồng thời gây chập mạch pha Để tránh cố người ta dùng mạch khoá chéo điện 3.5 Rơ le trung gian Rơ le trung gian kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp điểm Rơle trung gian gọi rơ le kiếng công tắc chuyển đổi hoạt động điện Gọi cơng tắc rơ le có hai trạng thái ON OFF Rơ le trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dịng điện chạy qua rơ le hay không Các loại rơ le trung gian: Có nhiều loại rơ le trung gian khác với kết cấu tùy thuộc vào nhà sản xuất: + Rơ le trung gian 12v + Rơle trung gian chân 52 + Rơ le trung gian 14 chân + Rơle trung gian 220v Cấu tạo nguyên lý làm việc rơ le trung gian: Thiết bị nam châm điện có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh cuộn dây Cuộn dây bên cuộn cường độ, cuộn điện áp, cuộn điện áp cuộn cường độ Lõi thép động găng lị xo định vị vít điều chỉnh Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm nghịch tiếp điểm nghịch + Khi có dịng điện chạy qua rơ le, dòng điện chạy qua cuộn dây bên tạo từ trường hút Từ trường hút tác động lên đòn bẩy bên làm đóng mở tiếp điểm điện làm thay đổi trạng thái rơ le Số tiếp điểm điện bị thay đổi nhiều, tùy vào thiết kế + Rơ le có mạch độc lập họạt động Một mạch để điều khiển cuộn dây rơ le: Cho dịng chạy qua cuộn dây hay khơng, hay có nghĩa điều khiển rơ le trạng thái ON hay OFF Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm sốt có qua rơ le hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF rơ le Công dụng rơle trung gian làm nhiệm vụ "trung gian" chuyển tiếp mạch điện cho thiết bị khác, ví bảo vệ tủ lạnh chẳng hạn - điện yếu rơle ngắt điện ko cho tủ làm việc cịn điện hoẻ nóp lại cấp điện bình thường.Trong nạp ắc quy xe máy, tơ máy phát điện đủ khoẻ rơ le trung gian đóng mạch nạp cho ác quy 53 CHƯƠNG THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 03 MÁY BƠM NƯỚC VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 03 MÁY BƠM 4.1 Yêu cầu công nghệ Yêu cầu thiết kế thi công tủ điều khiển 03 máy bơm nước cho trạm bơm nước thủy lợi huyện Đơng Hưng tỉnh Thái Bình với u cầu sau: - Tử điều khiển 03 máy bơm nước, máy có cơng suất 15kW, hoạt động tự động theo công nghệ sau: Chế độ 1: Chế độ tay (Manual): Khi chọn điều khiển chế độ tay, ta chọn vị trí máy bơm ấn nút chạy máy bơm chạy, ấn nút dừng máy bơm chọn dừng Khi bơm chạy, chọn điều khiển bơm khác bơm chạy tự động dừng Chế độ cho phép người dùng chọn ba máy hoạt động theo yêu cầu người dùng Chế độ 2: Chế độ tự động (Auto): Hằng ngày, từ sáng đến 18 chiều, bơm chạy theo chế độ sau: + Từ tháng 6h sáng đến 10h sáng: Bơm bơm chạy, bơm nghỉ + Từ tháng 10h sáng đến 14h chiều: Bơm bơm chạy, bơm nghỉ + Từ tháng 14h chiều đến 18h chiều: Bơm bơm chạy, bơm nghỉ Từ 18 chiều đến sáng hôm sau, bơm chạy theo chế độ sau: + Từ tháng 18h chiều đến 22h tối: Bơm bơm nghỉ, bơm chạy + Từ tháng 22h tối đến 02h khuya: Bơm bơm nghỉ, bơm chạy + Từ tháng 02h chiều đến 06h chiều: Bơm bơm nghỉ, bơm chạy 4.2 Xác định tính tốn thiết bị điện cần thiết 4.2.1 Xác định thiết bị điện cần thiết - Để đóng cắt bảo vệ ngắn mạch cho mạch lực, ta sử dụng áp tơ mát pha - Để đóng cắt bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển, ta sử dụng áp tô mát pha - Để điều khiển hệ thống chạy chế độ tự động tay, ta sử dụng điều khiển lập trình cở nhỏ LOGO! hãng siemens Loại 230RC sử dụng điện áp 220V, có 08 đầu vào 04 đầu - Để lựa chọn chế độ chạy tay hay chạy tự động, ta sử dụng công tắc hai vị trí - Để lựa chọn động khác chạy chế độ tay, ta sử dụng cơng tắc hai vị trí kết hợp với rơ le trung gian 54 - Để hiển thị động chạy hay dừng, ta sử dụng đèn báo Đèn báo màu đỏ thể động dừng, đèn báo màu xanh thể động hoạt động - Để đóng cắt, cấp nguồn hay ngắt nguồn cho máy bơm nước, ta sử dụng công tắc tơ 4.2.2 Tính tốn thiết bị điện cần thiết - Tính chọn cơng tắc tơ: 15000 P(W ) I= = = 27 (A) U cos. 380.√3.0,85.1 Chọn hệ số 1,4, ta có: I = 27 x 1,4 = 37,8 (A) Ta chọn công tắc tơ hãng LS có dịng điện định mức I = 40 (A), điện áp cuộn hút 220V - Tính chọn rơ le nhiệt: Với hệ số bảo vệ 1,4, ta lựa chọn rơ le nhiệt có dịng tác động thuộc dải: I = 27 x 1,4 = 37,8 (A) Ta chọn rơ le nhiệt hãng LS có dải dịng bảo vệ 35A – 54A - Dây đấu nối mạch điều khiển sử dụng cadivi x 1,5 nên áp tô mát pha bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển ta sử dụng áp tơ mát có dịng bảo vệ 10A - Tính chọn áp tơ mát pha: Với tính chất cơng nghệ trên, hệ số đồng thời 2/3 Dòng điện mở máy động 1.5, ta có: I = 27 x x = 54 (A) Ta lựa chọn áp tô mát pha có dịng bảo vệ 60 (A) Riêng áp tô mát bảo vệ ngắn mạch cho động sử dụng áp tô mát pha có dịng bảo vệ 42 (A) - Tra bảng dòng điện cho phép hãng dây Cadivi, ta lựa chọn dây cho mạch lực sau: Dây tổng sử dụng loại dây 3x16 + 1x10 Dây cho động cơ, sử dụng dây 3x10 + 1x6 4.3 Sơ đồ đấu nối - Mạch lực ATM1 ATM2 K1 K2 K2 B1 B2 B2 MACH DK 55 - Mạch điều khiển L N CT1(MAN) I1 CT1(AUTO) I2 R1 I3 R2 I4 R1 R2 I5 Stop I6 start I7 R1 CT2(B1) R2 CT2(B2) Q1(B1) Q2(B2) Q3(B3) K1 K2 K3 4.4 Chương trình điều khiển - Chương trình LAD: 56 - Chương trình FBD: 57 CHƯƠNG 5: THI CÔNG LẮP ĐẶT TỦ ĐIỀU KHIỂN THỰC TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 5.1 Lựa chọn tủ điện Với loại thiết bị lựa chọn tính tốn, ta sử dụng tủ điện công nghiệp loại nổi, dập ép tôn loại dày có kích thước 600 x 800 x 250 Tuy nhiên, đây, khuôn khổ đồ án này, với mục đích chứng minh tính tủ điện hoạt động đáp ứng yêu cầu công nghệ đề đảm bảo gọn gàng, dễ dàng vận chuyển nên chúng em sử dụng 03 máy bơm nước gia đình thiết bị điện thay nhỏ để phù hợp với công suất máy Cụ thể sau: - Sử dụng 03 máy bơm nước gia đình loại 370W, sử dụng điện áp 200V - Để bảo vệ cho mạch lực, sử dụng áp tô mát 03 pha loại 20A (Chỉ sử dụng điện áp pha để mô phỏng) - Để bảo vệ cho mạch điều khiển, sử dụng áp tô mát 01 pha loại 10A - Để cấp ngắt nguồn cho máy bơm, sử dụng công tắc tơ 9A LG - Các thiết bị điều khiển tín hiệu hóa khác sử dụng củ Với thiết bị với công suất nhỏ trên, chúng em lựa chọn tủ điện có kích thước nhỏ gọn để tiện việc thi công, lắp đặt vận chuyển Cụ thể: - Sử dụng tủ điện 400 x 600 x 200, dập ép tơn 5.2 Bố trí thiết bị Các thiết bị bố trí tủ điện thiết kế sau: B1 B2 B3 ATM OFF Auto MAn ROLE B2 B1 B3 LOGO! OFF ON CONG TAC TO NHUA DAU DAY 58 5.3 Lựa chọn cách dây Dây theo sơ đồ thiết kế dấu nhựa dấu dây - Mạch lực dây x 2,5 mm2 - Mạch điều khiển dây x 1,5 mm2 5.4 Kết a Bố trí thiết bị b Đấu nối thiết bị 59 c Hoàn thiện 60 5.5 Đánh giá kết kiến nghị Sau thời gian thực công việc, hướng dẫn tận tình ThS Trương Vĩnh Tuấn Nhóm chúng em hồn thành hồn tồn nội dung cơng việc giao Kết thi cơng hồn thiện 01 tủ điện điều khiển 03 máy bơm nước hoạt động theo yêu cầu công nghệ đề Với kết nghiên cứu thi công nên sản phẩm trên, qua trình vận hành chạy thử, nhóm chúng em nhận thấy hoạt động tin tưởng tủ điện, khả lỗi hư hỏng q trình vận hành khơng có Nhóm chúng em có kiến nghị đề xuất vận dụng tủ điện vào thực tế sản xuất nông nghiệp địa phương, ngồi cịn mở rộng thêm q trình điều khiển để áp dụng vào hệ thống cung cấp nước sinh hoạt nhà máy nước góp phần tự động hóa hệ thống cấp nước cho thành phố 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch Hệ thống cung cấp điện cho Xí nghiệp cơng nghiệp Đơ thị nhà cao tầng Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội 2001 Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV Nhà xuất khoa học kỹ thuật , Hà Nội 2002 ThS Luyện Quốc Vương Giáo trình lập trình cở nhỏ Trường Cao đẳng nghề điện Ha nội – Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn, Hà nội 2011 Nguyễn Đình Thắng, Nguyễn Minh Chước Kỹ thuật An toàn điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật 62 ... gian Thiết kế tủ điều khiển tự động 03 máy bơm nước chương trình điều khiển tự động 03 máy bơm nước Yêu cầu cơng nghệ Xác định tính tốn thiết bị điện cần thiết Sơ đồ đấu nối Chương trình điều khiển. .. điểm Bộ điều khiển lập trình loại nhỏ logo! hãng SIEMENS Chức Logo! Các chức đặc biệt Logo! Giới thiệu thiết bị tủ điện điều khiển 03 bơm tự động Nút ấn Công tắc 03 vị trí Áp tơ mát pha, pha Công. .. giản, việc chọn công nghệ xử lý nước hợp lý yếu tố giải vấn đề 1.3.2 Giới thiệu hệ thống trạm bơm nước nông thôn Trạm bơm nước nông thôn bao gồm máy bơm nước chính, máy bơm nước phụ thiết bị hỗ trợ