Trước tiên chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cô giáo trong khoa Điện Điện Tử nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua. Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy. Ths: Phạm Quốc Khanh , là người trực tiếp giúp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn trong suốt quá trình làm tiểu luận. Trong thời gian làm việc để hoàn thành tiểu luận này, chúng em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập trong trường cũng như công tác sau này khi đã tốt nghiệp. Với thời gian thực hiện đề tài ngắn, kiến thức còn hạn hẹp, dù nhóm đã rất cố gắng nhưng vẫn không tránh khỏi những sai sót, nhóm rất mong nhận được lời chỉ dẫn thêm của quý thầy cô và bạn bè.. NHÓM SINH VIÊN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………….………..…………………………………………………………………….…..………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………..…………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………….….………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………….….…………..…………………………………………………………………….………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………..……………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………..………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………..…………………..………………………………………………..………..…..…………………………………………………………………..……………....………………………………………………………………..…………………………………… GVHD TỔNG QUAN Máy bơm nước đơn giản là động cơ giúp chuyển dịch dòng nước, vận chuyển dòng nước từ nơi này sang nơi khác, chuyển đổi năng lượng điện năng sang cơ năng tác dụng lực vào dòng nước. Máy bơm nước có thể dùng điện hoặc nhiên liệu: như xăng, dầu,.... Máy bơm ngày càng đóng vai trò quan trong trong cuộc sống của chúng ta. Máy bơm được ứng dụng hầu hết trong việc cung cấp nước sạch, phòng chống lũ lụt, khử mặn nước biển, xử lý nước thải. + Máy bơm nước dùng trong gia đình Để cung cấp nước sinh hoạt hàng ngày, tăng áp và lưu lượng nước cho hệ thống nước trong gia đình gọi là máy bơm nước dân dụng. + Máy bơm nước dùng trong các ngành công nghiệp Dùng để chế biến, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp khai thác ... Các loại máy bơm đó được gọi là: Máy bơm công nghiệp, máy bơm công suất lớn,... + Máy bơm nước dùng trong nông nghiệp Dùng như để bơm tưới tiêu hoa màu, bơm chống ngập úng hoa màu, bơm hệ thống nước ruộng. Máy bơm nước giúp đưa nước từ độ sâu của giếng, ao, hồ, sông suối lên mặt đất và cung cấp nước cho các hệ thống cây trồng, chăn nuôi như một nguồn nước nhân tạo, vì thế nó có ý nghĩa trong nông nghiệp. Người ta gọi là máy bơm nông nghiệp. + Máy bơm chữa cháy Dùng bơm nước cứu hỏa cháy rừng, cháy nổ khu dân cư ...được gọi là máy bơm PCCC. + Máy bơm nước dùng trong việc vệ sinh môi trường Các Bơm như bơm chìm nước thải, bơm hút nước thải, máy bơm hút bùn. Máy bơm nước dùng trong xây dựng như cung cấp nguồn nước xây dựng, bơm hút hố móng, bơm chìm hố móng ... Máy bơm nước dùng trong nghiên cứu khoa học. Tất cả gọi chung là máy bơm chuyên dụng. Máy bơm nước công nghiệp xuất hiện giống như một cuộc cách mạng lớn trong lĩnh vực máy móc. Nó giúp con người thực hiện nhiều việc một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn. Trong lĩnh vực xây dựng: Máy bơm nước công nghiệp có giá trị đặc biệt quan trọng trong việc xây dựng các đập nước, giếng nước, hồ chứa nước… Trong xây dựng thường sử dụng những loại máy bơm như máy bơm nước chìm, máy bơm tăng áp, máy bơm dewaterring công nghiệp… Trong lĩnh vực nông nghiệp: Các máy bơm nước trong nông nghiệp có khả năng cung cấp một lượng nước lớn trong một thời gian nhất định vì thế nó rất hữu ích trong nông nghiệp trồng trọt và chăn nuôi. Máy bơm nước giúp đưa nước từ độ cao thấp lên mặt đất và cung cấp nước cho các hệ thống cây trồng, chăn nuôi như một nguồn nước nhân tạo, vì thế nó có ý nghĩa trong nông nghiệp. Thông thường, người ta hay sử dụng máy bơm chìm để lấy nước từ bể nước đi những nơi xa. Tuy nhiên một số máy bơm nước công nghiệp khác như máy bơm hút đôi, máy bơm nước hydromatic, máy bơm ly tâm cũng giúp ích nhiều trong các ngành công nghiệp hiện đại. I. Một Số Hệ Thống Bơm Công Nghiệp Tại Nhà Máy • Một số loại máy bơm chính + Máy bơm ly tâm : Bơm ly tâm chiếm đa số trên thị trường, dùng bơm nước gia đình hoặc sản xuất. Việc mồi nước luôn luôn quan trọng và cần thiết đối với bơm ly tâm vì gia tốc của nước đẩy ra qua ống đẩy chính là nguồn gốc của lực ly tâm. Khi không có hoặc có quá ít nước trong thân bơm, tốc độ nước chuyển động sẽ không đủ lớn để tạo nên áp lực hút. + Máy bơm chìm : Bơm điện chìm có đặc điểm là toàn bộ thân bơm được đặt chìm dưới nguồn nước. Thực chất nguyên lý hoạt động của nó là loại bơm ly tâm kết hợp. Điện năng truyền qua dây dẫn làm quay motor. Nước được hút lên từ miệng hút nhờ lực hút từ cánh quạt của bơm ly tâm, sau khi vận chuyển qua thân bơm được đưa qua ống đẩy nước lên… Ưu điểm của bơm này là gọn nhẹ, cơ động và hiệu suất cao. Nhược điểm của nó là khó sửa chữa nếu bị hư hỏng vì luôn yêu cầu cao về độ kín nước. + Bơm phun tăng áp : Bơm phun hoạt động trên nguyên tắc là dùng một bơm phụ hoặc khí nén tạo ra sự dịch chuyển ban đầu trong thân bơm. Sự dịch chuyển của dòng khí hay chất lỏng từ bơm phụ tạo ra vùng áp suất thấp phía sau thân bơm. Nhờ đó nước được vận chuyển qua thân bơm. + Bơm Piston : Bơm piston là loại chuyên dụng trong sản xuất, hoạt động nhờ tạo lực hút và lực đẩy hoàn toàn dựa vào hành trình nén và xả của piston trong xi lanh. Nguyên tắc làm việc của bơm piston rất đơn giản, nhưng hiệu suất lại rất cao. Tuy nhiên, hiện loại bơm này ít được sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt và trong nông nghiệp vì hành trình của piston là chuyển động trượt. Điều đó hết sức bất lợi cho việc cơ khí hay điện khí hóa vì muốn chuyển từ chuyển động quay sang chuyển động trượt phải có thêm cơ cấu cam và cơ cấu biên tay quay (tay dên), cồng kềnh và phức tạp. Hiện nay nó vẫn được sử dụng trong các bơm truyền động thủ công như bơm hút khô dưới tàu thuyền, bơm xe đạp, xe máy. Chỉ đến khi hệ thống truyền động thủy lực và khí nén ra đời, bơm piston mới trở lại vị trí thống trị của nó trong công nghiệp vì ở hai loại truyền động hiện đại này việc điều khiển hành trình hút và nén của piston hoàn toàn nhờ vào áp suất của dòng khí nén hoặc chất lỏng. + Máy bơm khí nâng : Bơm khí nâng được sử dụng để tạo dòng, phun nước, nó hoạt động trên nguyên tắc khí được bơm xuống phần thân bơm dưới nước. Tại đây khí sẽ được pha trộn với nước tạo thành hỗn hợp khí nước. Do hỗn hợp này nhẹ hơn nước nên dễ dàng trào lên tạo thành dòng áp suất đưa nước lên qua thân máy bơm. II. Phân Loại Các Hệ Thống Bơm Nước Người ta chia máy bơm nước ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như: nguyên lý tác động của cánh bơm vào dòng nước, dạng năng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm ... Trong đó thường dùng đặc điểm thứ nhất để phân loại máy bơm; theo đặc điểm này máy bơm được chia làm hai nhóm: Bơm động học và Bơm thể tích. 1. Bơm Động Học + Bơm Động Học: Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng được nhận năng lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của bơm. Loại máy bơm này gồm có những bơm sau : Bơm cánh quạt ( gồm máy bơm nước li tâm, hướng trục, cánh chéo ): Trong loại máy bơm này, các cánh quạt gắn trên bánh xe công tác ( BXCT ) sẽ truyền trực tiếp năng lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển. Loại bơm này thường có lưu lượng lớn, cột áp thấp ( trong bơm nước gọi cụ thể là cột nước ) và hiệu suất tương đối cao, do vậy thường được dùng trong nông nghiệp và các ngành cấp nước khác. Bơm xoắn: Chất lỏng qua các rãnh BXCT của máy bơm sẽ nhận được năng lượng để tạo dòng chảy xoắn và được đẩy khỏi cửa ra BXCT. Người ta dùng máy bơm này chủ yếu trong công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu hỏa... Bơm tia: Dùng một dòng tia chất lỏng hoặc dòng khí bên ngoài có động năng lớn phun vào buồng công tác của bơm nhờ vậy hút và đẩy chất lỏng. Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dùng để hút nước giếng và dùng trong thi công Bơm rung: Cơ cấu công tác của bơm này là pít tôngvan giao động qua lại với tầng số cao gây nên tác động rung cơ học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất lỏng. Loại bơm này có lưu lượng nhỏ, thường được dùng bơm nước giếng và giếng mỏ. Bơm khí ép: Loại bơm này nhờ tạo hỗn hợp khí và nước có trọng lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước để dâng nước cần bơm lên cao. Loại bơm này thường dùng để hút nước bẩn hoặc nước giếng. Bơm nước va ( bơm Taran ): Lợi dụng hiện tượng nước va thủy lực để đưa nước lên cao. Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dùng cấp nưóc cho vùng nông thôn miền núi. 2. Bơm Thể Tích + Bơm thể Tích: Nguyên lý làm việc của loại bơm này là thay đổi có chu kỳ thể tích của buồng công tác truyền áp lực hút đẩy chất lỏng. Máy bơm nước thể tích có những loại sau: Bơm pít tông: Pít tông chuyển động tịnh tiến qua lại có chu kỳ trong buồng công tác để hút và đẩy chất lỏng. Loại bơm này tạo được cột áp cao, lưu lượng nhỏ nên trong nông nghiệp ít dùng, thường được dùng trong máy móc công nghiệp Bơm rô to: Dùng cơ cấu bánh răng hoặc bánh vít, cánh trượt đặt ở chu vi phần quay của bơm để đẩy chất lỏng. Bơm này gồm có: bơm răng khía, bơm pít tông quay, bơm tấm trượt, bơm vít, bơm pít tông quay, bơm chân không vòng nước ... Bơm rô to có lưu lương nhỏ thường được dùng trong công nghiệp Ngoài ra còn có rất nhiều loại bơm động học và bơm thể tích khác được sử dụng trong thực tế sản xuất và đời sống. CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. Các Phương Pháp Bơm Cấp Nước 1.1 Các yêu cầu cơ bản đối với một hệ thống cấp nước là: Bảo đảm đưa đầy đủ và liên tục lượng nước cần thiết đến các nơi tiêu dùng. Bảo đảm chất lượng nước đáp ứng các yêu cầu sử dụng Giá thành xây dựng và quản lý rẻ Thi công và quản lý dễ dàng thuận tiện, có khả năng tự động hoá và cơ giới hoá việc khai thác, xử lý và vận chuyển nước…
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TIỂU LUẬN CUỐI KỲ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG NƯỚC HỆ THỐNG BƠM NƯỚC GVHD: Thầy: Phạm Quốc Khanh SVTH: Lớp : 19542TKS2 Tp Hồ Chí Minh, Ngày tháng năm 2021 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh LỜI NÓI ĐẦU Trước tiên chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô giáo trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung thầy cô giáo khoa Điện - Điện Tử nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Ths: Phạm Quốc Khanh , người trực tiếp giúp đỡ, bảo, hướng dẫn suốt trình làm tiểu luận Trong thời gian làm việc để hoàn thành tiểu luận này, chúng em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em q trình học tập trường cơng tác sau tốt nghiệp Với thời gian thực đề tài ngắn, kiến thức hạn hẹp, dù nhóm cố gắng khơng tránh khỏi sai sót, nhóm mong nhận lời dẫn thêm q thầy bạn bè NHĨM SINH VIÊN Nhóm: 16 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………….……… …………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………….… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………….….………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………… ……………………………………………… ……… … ………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………… …………………………………… GVHD Nhóm: 16 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh TỔNG QUAN Máy bơm nước đơn giản động giúp chuyển dịch dòng nước, vận chuyển dòng nước từ nơi sang nơi khác, chuyển đổi lượng điện sang tác dụng lực vào dịng nước Máy bơm nước dùng điện nhiên liệu: xăng, dầu, Máy bơm ngày đóng vai trị quan trong sống Máy bơm ứng dụng hầu hết việc cung cấp nước sạch, phòng chống lũ lụt, khử mặn nước biển, xử lý nước thải + Máy bơm nước dùng gia đình - Để cung cấp nước sinh hoạt hàng ngày, tăng áp lưu lượng nước cho hệ thống nước gia đình gọi máy bơm nước dân dụng + Máy bơm nước dùng ngành công nghiệp - Dùng để chế biến, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp khai thác Các loại máy bơm gọi là: Máy bơm cơng nghiệp, máy bơm công suất lớn, + Máy bơm nước dùng nông nghiệp - Dùng để bơm tưới tiêu hoa màu, bơm chống ngập úng hoa màu, bơm hệ thống nước ruộng Máy bơm nước giúp đưa nước từ độ sâu giếng, ao, hồ, sông suối lên mặt đất cung cấp nước cho hệ thống trồng, chăn ni nguồn nước nhân tạo, có ý nghĩa nơng nghiệp Người ta gọi máy bơm nông nghiệp + Máy bơm chữa cháy - Dùng bơm nước cứu hỏa cháy rừng, cháy nổ khu dân cư gọi máy bơm PCCC + Máy bơm nước dùng việc vệ sinh môi trường - Các Bơm bơm chìm nước thải, bơm hút nước thải, máy bơm hút bùn Máy bơm nước dùng xây dựng cung cấp nguồn nước xây dựng, bơm hút hố móng, bơm chìm hố móng Máy bơm nước dùng nghiên cứu khoa học Tất gọi chung máy bơm chuyên dụng Nhóm: 16 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh - Máy bơm nước công nghiệp xuất giống cách mạng lớn lĩnh vực máy móc Nó giúp người thực nhiều việc cách nhanh chóng dễ dàng Trong lĩnh vực xây dựng: Máy bơm nước cơng nghiệp có giá trị đặc biệt quan trọng việc xây dựng đập nước, giếng nước, hồ chứa nước… Trong xây dựng thường sử dụng loại máy bơm máy bơm nước chìm, máy bơm tăng áp, máy bơm dewaterring công nghiệp… Trong lĩnh vực nông nghiệp: Các máy bơm nước nơng nghiệp có khả cung cấp lượng nước lớn thời gian định hữu ích nơng nghiệp trồng trọt chăn nuôi Máy bơm nước giúp đưa nước từ độ cao thấp lên mặt đất cung cấp nước cho hệ thống trồng, chăn nuôi nguồn nước nhân tạo, có ý nghĩa nông nghiệp Thông thường, người ta hay sử dụng máy bơm chìm để lấy nước từ bể nước nơi xa Tuy nhiên số máy bơm nước công nghiệp khác máy bơm hút đôi, máy bơm nước hydromatic, máy bơm ly tâm giúp ích nhiều ngành công nghiệp đại I Một Số Hệ Thống Bơm Công Nghiệp Tại Nhà Máy Một số loại máy bơm + Máy bơm ly tâm : Bơm ly tâm chiếm đa số thị trường, dùng bơm nước gia đình sản xuất Việc mồi nước luôn quan trọng cần thiết bơm ly tâm gia tốc nước đẩy qua ống đẩy nguồn gốc lực ly tâm Khi khơng có có q nước thân bơm, tốc độ nước chuyển động không đủ lớn để tạo nên áp lực hút + Máy bơm chìm : Bơm điện chìm có đặc điểm tồn thân bơm đặt chìm nguồn nước Thực chất nguyên lý hoạt động loại bơm ly tâm kết hợp Điện truyền qua dây dẫn làm quay motor Nước hút lên từ miệng hút nhờ lực hút từ Nhóm: 16 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh cánh quạt bơm ly tâm, sau vận chuyển qua thân bơm đưa qua ống đẩy nước lên… Ưu điểm bơm gọn nhẹ, động hiệu suất cao Nhược điểm khó sửa chữa bị hư hỏng ln u cầu cao độ kín nước + Bơm phun tăng áp : Bơm phun hoạt động nguyên tắc dùng bơm phụ khí nén tạo dịch chuyển ban đầu thân bơm Sự dịch chuyển dịng khí hay chất lỏng từ bơm phụ tạo vùng áp suất thấp phía sau thân bơm Nhờ nước vận chuyển qua thân bơm + Bơm Piston : Bơm piston loại chuyên dụng sản xuất, hoạt động nhờ tạo lực hút lực đẩy hồn tồn dựa vào hành trình nén xả piston xi lanh Nguyên tắc làm việc bơm piston đơn giản, hiệu suất lại cao Tuy nhiên, loại bơm sử dụng rộng rãi sinh hoạt nơng nghiệp hành trình piston chuyển động trượt Điều bất lợi cho việc khí hay điện khí hóa muốn chuyển từ chuyển động quay sang chuyển động trượt phải có thêm cấu cam cấu biên tay quay (tay dên), cồng kềnh phức tạp Hiện sử dụng bơm truyền động thủ công bơm hút khô tàu thuyền, bơm xe đạp, xe máy Chỉ đến hệ thống truyền động thủy lực khí nén đời, bơm piston trở lại vị trí thống trị cơng nghiệp hai loại truyền động đại việc điều khiển hành trình hút nén piston hồn tồn nhờ vào áp suất dịng khí nén chất lỏng + Máy bơm khí nâng : Bơm khí nâng sử dụng để tạo dịng, phun nước, hoạt động nguyên tắc khí bơm xuống phần thân bơm nước Tại khí pha trộn với nước tạo thành hỗn hợp khí nước Do hỗn hợp nhẹ nước nên dễ dàng trào lên tạo thành dòng áp suất đưa nước lên qua thân máy bơm II Phân Loại Các Hệ Thống Bơm Nước Người ta chia máy bơm nước nhiều loại dựa vào đặc điểm như: nguyên lý tác động cánh bơm vào dòng nước, dạng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm Trong thường dùng đặc điểm thứ để phân loại máy bơm; theo đặc điểm máy bơm chia làm hai nhóm: Bơm động học Bơm thể tích Bơm Động Học Nhóm: 16 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh + Bơm Động Học: Trong buồng công tác máy bơm động học, chất lỏng nhận lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho suốt từ cửa vào đến cửa bơm Loại máy bơm gồm có bơm sau : - Bơm cánh quạt ( gồm máy bơm nước li tâm, hướng trục, cánh chéo ): Trong loại máy bơm này, cánh quạt gắn bánh xe công tác ( BXCT ) truyền trực tiếp lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển Loại bơm thường có lưu lượng lớn, cột áp thấp ( bơm nước gọi cụ thể cột nước ) hiệu suất tương đối cao, thường dùng nông nghiệp ngành cấp nước khác - Bơm xoắn: Chất lỏng qua rãnh BXCT máy bơm nhận lượng để tạo dòng chảy xoắn đẩy khỏi cửa BXCT Người ta dùng máy bơm chủ yếu công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu hỏa - Bơm tia: Dùng dịng tia chất lỏng dịng khí bên ngồi có động lớn phun vào buồng công tác bơm nhờ hút đẩy chất lỏng Loại bơm bơm lưu lượng nhỏ, thường dùng để hút nước giếng dùng thi công - Bơm rung: Cơ cấu cơng tác bơm pít tơng-van giao động qua lại với tầng số cao gây nên tác động rung học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất lỏng Loại bơm có lưu lượng nhỏ, thường dùng bơm nước giếng giếng mỏ - Bơm khí ép: Loại bơm nhờ tạo hỗn hợp khí nước có trọng lượng riêng nhỏ trọng lượng riêng nước để dâng nước cần bơm lên cao Loại bơm thường dùng để hút nước bẩn nước giếng - Bơm nước va ( bơm Taran ): Lợi dụng tượng nước va thủy lực để đưa nước lên cao Loại bơm bơm lưu lượng nhỏ, thường dùng cấp nưóc cho vùng nơng thơn miền núi Bơm Thể Tích + Bơm thể Tích: Nguyên lý làm việc loại bơm thay đổi có chu kỳ thể tích buồng công tác truyền áp lực hút đẩy chất lỏng Máy bơm nước thể tích có loại sau: - Bơm pít tơng: Pít tơng chuyển động tịnh tiến qua lại có chu kỳ buồng cơng tác để hút đẩy chất lỏng Loại bơm tạo cột áp cao, lưu lượng nhỏ nên nơng nghiệp dùng, thường dùng máy móc cơng nghiệp - Bơm rơ to: Dùng cấu bánh bánh vít, cánh trượt đặt chu vi phần quay bơm để đẩy chất lỏng Bơm gồm có: bơm khía, Nhóm: 16 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh bơm pít tơng quay, bơm trượt, bơm vít, bơm pít tơng quay, bơm chân khơng vịng nước Bơm rơ to có lưu lương nhỏ thường dùng cơng nghiệp Ngồi cịn có nhiều loại bơm động học bơm thể tích khác sử dụng thực tế sản xuất đời sống CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Các Phương Pháp Bơm Cấp Nước 1.1 Các yêu cầu hệ thống cấp nước là: Bảo đảm đưa đầy đủ liên tục lượng nước cần thiết đến nơi tiêu dùng Bảo đảm chất lượng nước đáp ứng yêu cầu sử dụng Giá thành xây dựng quản lý rẻ Thi công quản lý dễ dàng thuận tiện, có khả tự động hố giới hố việc khai thác, xử lý vận chuyển nước… 1.2Sơ đồ khối hệ thống bơm cấp Nhóm: 16 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh LỰA CHỌN THIẾT BỊ I Chọn Thiết Bị 1.1 Chọn Bơm Khi lựa chọn bơm cần phải đảm bảo yêu cầu sau: Nhóm: 16 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh Đặc Tính Của Bơm Là Quan Hệ Giữ Lưu Lượng Và Cột Áp Từ yêu cầu bơm nước với lưu lượng là: Q = 25 (m3/h) = 0.416(m3/min) Cột áp H = 25 m Ta chọn bơm hãng PENTAX CM EN 733 ~ 2900 r.p.m Số hiệu : PENTAX CM 32-200C Xuất xứ : Italy (Ý) Loại bơm : Ly tâm trục ngang Nguồn điện : pha 380V - 50Hz Tốc độ định mức : 2900 vịng/phút ( tần số 50hz) Cơng suất : Kw / 5,5 HP Nhóm: 16 10 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh Lưu lượng : - 27 m³/h Cột áp : Từ 27,6m – 40,1 m (Có catalogue kèm theo) - Pentax CM 32-200C có dải cột áp từ 40,1m - 27,6m tương ứng với dải lưu lượng - 27m³/h Tuy nhiên để máy hoạt động với hiệu suất cao ta nên lựa chọn khoảng đường đặc tính 1.2 Tính Tốn Cơng Suất Và Lưu Lượng Theo Điều Kiện Làm Việc Đường đặc tuyến lưu lượng cột áp Đường đặc tuyến máy bơm a Tính Cơng Suất Hữu Dụng Máy Bơm Ta có cơng thức: Nb = Trong đó: Q: Là lưu lượng bơm (m3/s) D: Tỷ trọng nước (1000 kg/ m3) Hb: Cột áp bơm g: Gia tốc trọng trường ( 9,81 m/s2) Ta có: Nhóm: 16 11 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh Q = 25m3/h = 0.00694 m3/s Hb = 25m = = = 1,7 kw Đối với bơm ly tâm có cơng suất trung bình ta chọn = 0.6 Nđc = = 2,83 Kw Vậy ta chọn động Kw thỏa mãn yêu cầu 1.3 Xây Dựng Nguyên Lý Điều Khiển Cho Trạm Bơm Nhóm: 16 12 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh Phân tích khối a Khối tín hiệu - Với tín hiệu đo từ cảm biến lưu lượng đưa biến tần xử lý điều khiển tốc độ bơm nhằm theo dõi lượng nuớc cung cấp sử dụng - Đầu đo mực nước bể chứa ngầm: Xác nhận nguồn nước có hay khơng Nếu khơng có Hệ thống ngưng hoạt động - Đầu đo mực nước bể nước : Khi bồn đầy nước, tiếp điểm hở ra, hệ thống ngưng hoạt động b Khối thực thi - Inverter (biến tần): Điều khiển tốc độ động Với biến tần động chạy với hiệu suất cao hoạt động tốc độ thấp Biến tần làm cho hệ thống hoạt động tiết kiệm lượng điện - Bơm : Hoạt động thường xuyên 1.4 Chọn Các Thiết Bị Tương Ứng Cho Hệ Thống a Chọn Biến Tần Nhóm: 16 13 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh Ta chọn theo công suất động cơ, ta chọn điểm làm việc biến tần cao công suất động Chọn theo công suất động Toàn hệ thống bơm, quạt điều khiển thông qua biến tần Với phương pháp điều khiền U/f Có chức bảo vệ: áp, thấp áp, nhiệt, bảovệ nhiệt động cơ, bảo vệ ngắn mạch, đảo pha, kẹt rotor… Ta chọn biến tần: Điện áp đầu vào : pha 200 ~ 230V 50/60 Hz Tần số ngõ : 0.1 ~ 400 Hz Công suất ngõ : 3.7KW Ngõ vào Analog : ( – 20mA, 0- 10V) Ngõ vào số Quá tải 150% phút, 200% 30 giây Điều khiển cấp tốc độ Truyền thông : RS485, Modbus Chức : PID, momet khởi động, DC Braking… Bảo vệ : tải, áp, thấp áp, nhiệt, pha… Sơ đồ kết nối biến tần Nhóm: 16 14 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh b Chọn MCCB - MCCB thiết bị điện dùng để đóng ngắt mạch điện, có cơng dụng bảo vệ tải, ngắn mạch sụt áp… mạch điện - Mạch dòng điện MCCB phải chịu dòng điện lớn (khi có ngắn mạch) lúc tiếp điểm đóng hay đóng - MCCB phải ngắt trị số dịng điện ngắn mạch lớn, có thẻ vài chục KA.Sau ngắt dòng điện ngắn mạch, MCCB đảm bảo làm việc tốt trị số dòng điện định mức Từ cơng suất biến tần ta tính dòng điện định mứ c biến tần làm việc ổn định I = = =7A Áp dụng cơng thức tính nhanh ta lấy hệ số khởi động 1,4 I = 7* 1,4 = 9,8 ( A) Suy ta chọn MCCB = 15(A) Tên sản phẩm: Số cực : Dòng định mức: Dòng ngắn mạch: Hãng sản xuất: MCCB LS ABS33C/15 15 A 14 kA LS Chọn MCB Ta chọn : MCB ABS32C Số cực : 2P Dòng điện định mức : 5A Dòng cắt : kA Điện áp định mức : 230/400 V Nhóm: 16 15 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh c Chọn Contactor - Contactor loại thiết bị điện dùng để đóng ngắt tiếp điểm, điện áp định mức Contactor điện áp mạch điện tương ứng - Tiếp điểm Contactor cho phép dòng điện lớn qua (khoảng 10 lần dòng định mức) mà lực điện động không làm tách rời tiếp điểm - Tính ổn định nhiệt tốt (tiếp điểm khơng bị nóng chảy, hàn dính dịng ngắn mạch chạy qua khoảng thời gian) Ta chọn: LS MC-9B 4kW 1NO Coil 220V Mã sản phẩm: Số cực: Dịng định mức: Cơng suất: Tiếp điểm phụ: Cuộn hút: Kích thước: Độ bền học: Xuất xứ: Bảo hành: MC-9b 220VAC 9A 4kW 1a,1b 200-240VAC 2.5 triệu lần đóng cắt LS Hàn Quốc 12 tháng d Cảm biến lưu lượng - Đo tốc độ dòng chảy, - Theo dõi lượng nước cung cấp sử dụng CHỨC NĂNG DÂY NGÕ RA Màu đỏ: Nguồn: - 24V Dây đen: GND (mass) Dây vàng: Tín hiệu THƠNG SỐ KỸ THUẬT Nguồn: – 24V - Dòng tiêu thụ: < 10mA - Chịu áp lực đến: 1.75Mpa Nhóm: 16 16 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh Lưu lượng đo: – 30 (L/min) Nhiệt độ hoạt động: < 120 độ C Độ ẩm: 35% – 90% RH - Kích thước: 61 x 36 x 34mm - e Chọn điều khiển cấp thoát nước - Nguồn cấp: 110/220VAC Điện áp điện cực: 8VAC Khoảng cách cáp nối điện cực: 1km max Nhiệt độ làm việc: -10oC~55oC Tuổi thọ: Điện: 500 000 lần tối thiểu, Cơ: 5.000.000 lần tối thiểu f Chọn Relay Chọn relay hãng ABB MÃ HÀNG CR-M230AC2 Điện áp: 230VAC Tiếp điểm: 2NC/NO g Bộ nguồn 24V - Yêu cầu kỹ thuật: Vì sử dụng cảm biến lưu lượng, ta nên dùng nguồn nuôi riêng để cảm biến hoạt động ổn định Mã số: 1606-XPL15E hãng RockWell Điện áp vào/ra Cơng suất Nhóm: 16 240VAC/24VDC 15W 17 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh Dòng điện 0.6A SƠ ĐỒ KẾT NỐI CÁC THIẾT BỊ Yêu cầu kỹ thuật: - Nguồn điện áp vào pha: 380VAC/ 50Hz - Bảo vệ nối đất biến tần động - Sử dụng nguồn 24V DC để cung cấp nguồn cho cảm biến I Sơ Đồ Mạch Điều Khiển Nguyên lý hoạt động mạch Nhóm: 16 18 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh - Đóng MCCB mạch động lực MCB mạch điều khiển, nhấn nút ON cuộn hút contactor KM có điện đóng tiếp điểm bên mạch động lực cấp nguồn cho biến tần điều khiển kiểm tra mức GF1, GF2; đồng thời đóng tiếp điểm trì bên mạch điều khiển để trì nguồn điện, đèn SUPLY sáng - Nhấn START, cuộn hút role CR1 có điện đóng tiếp điểm thường hở bên biến tần điều khiển động quay để hệ thống hoạt động Tiếp điểm thường mở bên mạch điều khiển đóng lại để trì dịng qua CR1, đèn báo RUN sáng Đến bồn đầy nước, tiếp điểm GF2 mở, máy bơm ngừng hoạt động - Nhấn STOP để dừng động Khi đó, cuộn hút role CR1 điện đèn RUN tắt Cuộn hút role CR1 điện nên tiếp điểm bên mạch động lực mở động dừng hoạt động - Khi bồn tiếp điểm thường đóng GF1 mở làm cho cuộn hút role CR1 điện nên tiếp điểm bên mạch động lực mở làm cho động dừng bơm - Khi bồn tràn nước tiếp điểm đóng GF2 mở làm cho cuộn hút role CR1 điện nên tiếp điểm bên mạch động lực mở làm cho động dừng bơm - Trong trường hợp xuất lỗi động hoạt động (quá momen, q dịng, thấp áp…), tiếp điểm thường đóng role output (RONC) biến tần mở tiếp điểm thường mở đóng lại làm cho cuộn hút role CR2 có điện đóng tiếp điểm thường hở CR2 ,đèn ERROR sáng; đồng thời cuộn hút role CR3 có điện mở tiếp điểm thường đóng CR3 làm cho cuộn hút role CR1 điện làm cho động dừng hoạt động II Nhóm: 16 Sơ Đồ Mạch Động Lực 19 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động Nhóm: 16 GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh 20 Lớp: 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động Nhóm: 16 GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh 21 Lớp: 19542TKS2 ... Dùng bơm nước cứu hỏa cháy rừng, cháy nổ khu dân cư gọi máy bơm PCCC + Máy bơm nước dùng việc vệ sinh môi trường - Các Bơm bơm chìm nước thải, bơm hút nước thải, máy bơm hút bùn Máy bơm nước. .. 19542TKS2 Tiểu Luận Cuối Kỳ Hệ Thống Điều Khiển Tự Động GVHD: ThS Phạm Quốc Khanh bơm pít tơng quay, bơm trượt, bơm vít, bơm pít tơng quay, bơm chân khơng vịng nước Bơm rơ to có lưu lương nhỏ... Loại bơm có lưu lượng nhỏ, thường dùng bơm nước giếng giếng mỏ - Bơm khí ép: Loại bơm nhờ tạo hỗn hợp khí nước có trọng lượng riêng nhỏ trọng lượng riêng nước để dâng nước cần bơm lên cao Loại bơm