Vận hành hệ thống lạnh cú sử dụng thiết bị PLC

2.1. Tỡm hiểu cấu tạo, hoạt động của hệ thống lạnh 2.1.1. Tỡm hiểu cấu tạo, hoạt động của hệ thống lạnh

Kho lạnh dựng trữ đụng nhiệt độ kho -18oC. Hệ thống gồm cỏc thiết bị chớnh sau đõy:

- Mỏy nộn: Hệ thống sử dụng mỏy nộn nửa kớn Mycom 1 cấp. -Thiết bị ngưng tụ: sử dụng dàn ngưng tụ đối lưu cưỡng bức. -Thiết bị bay hơi: sử dụng dàn bay hơi làm lạnh khụng khớ.

-Van tiết lưu: hệ thống sử dụng van tiết lưu nhiệt loại cõn bằng trong.

Hệ thống lạnh xả băng bằng gas núng được trớch ở phớa sau bỡnh tỏch dầu. 2.1.2. Cấu tạo, nguyờn lý làm việc của hệ thống lạnh cú sử dụng thiết bị PLC

1/ Cấu trỳc và hoạt động của PLC * Cấu trỳc:

Một hệ thống lập trỡnh cơ bản phải gồm cú hai phần: khối xử lý trung tõm (Central Processing Unit: CPU) và hệ thống giao tiếp vào/ra (Input/Output).

Input Area: cỏc tớn hiệu nhận vào từ cỏc thiết bị đầu vào bờn ngồi (Input Devices) sẽ được lưu trong vựng nhớ này.

Output Area: Cỏc lệnh điều khiển đầu ra sẽ được lưu trong vựng nhớ này. Cỏc mạch điện tử trong PLC sẽ xử lý lệnh và đưa ra tớn hiệu điều khiển thiết bị ngồi.

CPU: Là nơi xử lớ mọi hoạy động của PLC bao gồm việc thực hiện chương trỡnh.

Khối điều khiển trung tõm (CPU) gồm ba phần: Bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và hệ thống nguồn cung cấp.

Processo (bộ xử lý): nơi thực hiện chương trỡnh.

Memory (bộ nhớ): Là nơi lưu chương trỡnh điều khiển và cỏc trạng thỏi trug gian trong quỏ trỡnh thực hiện.

Cú hai loại bộ nhớ như sau:

-Bộ nhớ RAM (Random Access Memory): RAM là bộ nhớ chớnh trong mọi mỏy tớnh kể cả PLC. Bộ nhớ RAM cú lợi điểm là dung lượng lớn nhưng giỏ rẻ. RAM là loại bộ nhớ cú thể đọc/ghi chương trỡnh dễ dàng. Tuy nhiờn dữ liệu trog RAM sẽ bị xúa sạch khi sự cố về điện. Vỡ vậy muốn lưu trữ chương trỡnh trong bộ nhớ RAM thỡ người ta nuụi bộ nhớ Ram bằng một nguồn pin.

-Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): ROM là bộ nhớ chỉ đọc. Bộ nhớ chú đặc tớnh trỏi ngược với bộ nhớ RAM là rất khú xúa nờn khi gặp sự cố về điện thỡ nội dung chương trỡnh vẫn lưu trong bộ nhớ.

Power Supply (bộ nguồn): cú nhiệm vụ chuyển đổi điện ỏp AC thành điện ỏp thấp cho bộ vi xử lý và cho cỏc mạch điện trong cỏc module cũn lại. Cỏc điện ỏp ra thường là 5V để cung cấp cho cỏc vi xử lý, 24V để cấp cho cỏc module

* Hoạt động của PLC: Được chia làm 3 giai đoạn:

-Giai đoạn 1: Đọc dữ liệu ngừ nhập - hay cũn gọi là đầu vào - (dạng Binary hoặc Analog) vào PLC và lưu trữ trong bộ nhớ (lưu trữ ở dạng Binary

-Giai đoạn 2: Xử lý dữ liệu theo trật tự logic sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ. -Giai đoạn 3: Xuất kết quả ra ngồi PLC, tớn hiệu ngừ ra PLC sẽ đưa đến cơ cấu chấp hành.

Hệ thống cỏc cổng vào/ra dựng để đưa cỏc tớn hiệu ngoại vi vào CPU. Thiết bị đầu vào: nỳt nhấn on, off, reset, tớn hiệu nhiệt độ, ỏp suất, cỏc thiết bị bảo vệ.

Thiết bị đầu ra: cuộn dõy contactor, thiết bị hiển thị như đốn cũi Cuộn từ Đốn Van Hỡnh 6.7: Sơ đồ kết nối PLC

Sau khi nhận được tớn hiệu ở ngừ vào thỡ CPU sẽ xử lý và đưa cỏc tớn hiệu điều khiển qua module xuất ra cỏc thiết bị được điều khiển.

Trong suốt quỏ trỡnh hoạt động, CPU đọc hoặc quột (scan) dữ liệu hoặc trạng thỏi của thiết bị ngoại vi thụng qua ngừ vào, sau đú thực hiện cỏc chương trỡnh trong bộ nhớ như sau: một bộ đếm chương trỡnh sẽ nhặt lệnh từ bộ nhớ chương trỡnh đưa ra thanh ghi lệnh để thi hành chương trỡnh ở dạng STL (StatemenList-dạng lệnh liệt kờ) sẽ được dịch ra ngụn ngữ mỏy cất trong bộ nhớ chương trỡnh, CPU sẽ gửi hoặc cập nhật tớn hiệu tới cỏc thiết bị, được thực hiện thụng qua module xuất. Một chu kỳ gồm đọc tớn hiệu ngừ vào, thực hiện chương trỡnh và gửi cập nhật tớn hiệu ở ngừ ra được gọi là một chu kỳ quột.

2/ Phương phỏp viết chương trỡnh cho PLC

Cỏch lập trỡnh cho S7 - 200 núi riờng và cho cỏc PLC của Siemen núi chung dựa trờn hai phương phỏp cơ bản:

-Phương phỏp hỡnh thang (Ladder Logic viết tắt là LAD) -Phương phỏp liệt kờ lệnh (Statement List viết tắt là STL). Nỳt ấn và cụng tắc logic giới hạn Bộ quan sỏt bỏo động về dầu nhờn và nhiệt đo Bộ khống chế ỏp suất, nhiệt độ và cỏc thụng số nguồn Đầu vào thủcụng P L C

Nếu chương trỡnh được viết theo kiểu LAD hay FBD thỡ thiết bị lập trỡnh sẽ tự tạo ra một chương trỡnh theo kiểu STL tương ứng. Ngược lại khụng phải mọi chương trỡnh được viết theo kiểu STL cũng cú thể chuyển sang được dạng LAD hay FBD.

* Sơ đồ hỡnh thang LAD

LAD là một ngụn ngữ lập trỡnh bằng đồ hoạ. Những thành phần cơ bản dựng trong LAD tương ứng với cỏc thành phần của bảng điều khiển bằng rơ le. Trong chương trỡnh LAD cỏc phần tử cơ bản dựng để biểu diễn lệnh logic như sau:

- Tiếp điểm: Là biểu tượng (symbol) mụ tả cỏc tiếp điểm của rơ le. Cỏc tiếp điểm đú cú thể là thường mở hoặc thường đúng .

- Cuộn dõy (coil): Là biểu tượng mụ tả rơ le được mắc theo chiều dũng điện cung cấp cho rơ le.

- Hộp (box): Là biểu tượng mụ tả cỏc hàm khỏc nhau, nú làm việc khi cú dũng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là cỏc bộ Timer, bộ đếm (counter) và cỏc hàm toỏn học. Cuộn dõy và cỏc hộp phải được mắc đỳng chiều dũng điện.

- Mạng LAD: Là đường nối cỏc phần tử thành một mạch hồn thiện, đi từ đường nguồn bờn trỏi sang đường nguồn bờn phải. Đường nối nguồn bờn trỏi là dõy núng, đường nguồn bờn phải là dõy trung hồ hay là đường trở về nguồn cung cấp. Đường nguồn bờn phải thường khụng được thể hiện khi dựng S7 - 200.

Những người quen với kỹ thuật điều khiển dựng relais và khởi động từ thường chọn loại này.

Biểu thị các chức năng điều khiển bằng ký hiệu sơ đồ mạch với các loại ký hiệu cơng tắc, rơ le, cuộn cảm, dây nối ...

Hỡnh 6.8: Sơ đồ LAD * Phương phỏp liệt kờ lệnh (Statement list- STL)

Phương phỏp liệt kờ lệnh là phương phỏp thể hiện chương trỡnh dưới dạng tập hợp cỏc cõu lệnh. Đõy là dạng ngụn ngữ lập trỡnh thụng thường của mỏy tớnh. Một chương trỡnh được ghộp bởi nhiều cõu lệnh theo một thuật toỏn nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều cú cấu trỳc chung: "tờn lệnh"+"toỏn hạng". ( ) I 0.0 I 0.1 Q 1.0

004 A I 0.2

Hỡnh 6.9: Sơ đồ kiểu STL

- Địa chỉ của lệnh: số thứ tự dũng lệnh.

- Lệnh: Nội dung thao tỏc mà PLC phải tỏc động lờn đối tượng lệnh.

- Đối tượng lệnh cú 2 phần: + Tờn và loại đối tượng lệnh.

+ Tham số xỏc định cụ thể đối tượng lệnh.

2.2.1. Đọc bản vẽ sơ đồ nguyờn lý, điện và cơ khớ: 1/ Sơ đồ nguyờn lý kho trữ đụng

Hỡnh 6.10: Sơ đồ nguyờn lý kho trữ đụng

Lệnh

(operation)

Địa chỉ của lệnh

Đối tượng lệnh

(operand)

Tờn và loại đối tượng

1. Mỏy nộn 2. Bỡnh tỏch dầu 3. Dàn ngưng 4. Bỡnh chứa cao ỏp 5. Dàn lạnh 6. Bỡnh tỏch lỏng

7. Van tiết lưu 8. Van điện từ cấp dịch 9. Van điện từ xả băng

Hỡnh trờn là sơ đồ nguyờn lý hệ thống kho trữ đụng cụng suất 2000kg/mẻ cấp dịch trực tiếp. Theo sơ đồ này, hệ thống sẽ được xả băng bằng gas núng được trớch từ sau bỡnh tỏch dầu.

2.2. Kiểm tra hệ thống lạnh, điện và cài đặt chế độ vận hành trờn bộ PLC 2.2.1. Đọc bản vẽ và nhật ký cụng trỡnh

Đọc và nắm được sơ đồ nguyờn lý của hệ thống lạnh, kiểm tra lại cỏc thiết bị được lắp đặt.

2.2.2. Sử dụng thành thạo cỏc dụng cụ đo

Nắm được cụng dụng, đọc và hiệu chỉnh được cỏc thiết bị đo lường. 2.2.3. Hiểu cấu tạo và vận hành của thiết bị lạnh

- Kiểm tra điện ỏp nguồn khụng được sai lệch định mức 5%: 360V < U < 400V

- Kiểm tra bờn ngồi mỏy nộn và cỏc thiết bị chuyển động xem cú vật gỡ gõy trở ngại sự làm việc bỡnh thường của thiết bị khụng.

- Kiểm tra số lượng và chất lượng dầu trong mỏy nộn. Mức dầu thường phải chiếm 2/3 mắt kớnh quan sỏt. Mức dầu quỏ lớn và quỏ bộ đều khụng tốt.

- Kiểm tra cỏc thiết bị đo lường, điều khiển và bảo vệ hệ thống.

- Kiểm tra hệ thống điện trong tủ điện, đảm bảo trong tỡnh trạng hoạt động tốt.

- Kiểm tra tỡnh trạng đúng mở của cỏc van:

+ Cỏc van thường đúng: van xả đỏy cỏc bỡnh, van nạp mụi chất, van by- pass, van xả khớ khụng ngưng, van thu hồi dầu hoặc xả bỏ dầu, van đấu hồ cỏc hệ thống, van xả air. Riờng van chặn đường hỳt khi dừng mỏy thường phải đúng và khi khởi động thỡ mở từ từ.

+ Tất cả cỏc van cũn lại đều ở trạng thỏi mở. Đặc biệt lưu ý van đầu đẩy mỏy nộn, van chặn của cỏc thiết bị đo lường và bảo vệ phải luụn luụn mở.

+ Cỏc van điều chỉnh: Van tiết lưu tự động, rơ le nhiệt, rơ le ỏp suất vv... Chỉ cú người cú trỏch nhiệm mới được mở và điều chỉnh.

2.3. Vận hành hệ thống lạnh cú sử dụng thiết bị PLC

1/ Vận hành mỏy nộn:

- Trước khi khởi động lần đầu tiờn (hay sau một thời gian ngừng lõu hàng thỏng), phải bơm nhồi nhớt bằng bơm tay. Nếu khởi động lại sau khi ngừng ngắn hạn thỡ theo cỏc bước tiếp theo sau đõy.

- Cấp nguồn vào bộ sấy nhớt và mở van hỳt 6-8 giờ trước khi khởi động để chưng hết mụi chất ra khỏi nhớt.

- Kiểm tra mức nhớt qua mắt nhớt.

- Bật quạt giú và bơm giải nhiệt dàn ngưng, mở nước làm mỏt mỏy nộn. - Kiểm tra cỏc mức an tồn đĩ cài đặt cho mỏy nộn.

- Mở van chặn đường đẩy của mỏy nộn. - Đặt cụng suất mỏy ở mức thấp nhất. - Để giảm tải, van hỳt chỉ nờn mở vài vũng.

- Đề mỏy, chỳ ý ỏp lực hỳt và ỏp lực dầu. - Thận trọng mở van hỳt cho hết đến hết cỡ. - Mở van chớnh trờn đường dịch lỏng.

- Nếu nhớt sủi bọt, hoặc nghe tiếng mỏy gừ do cỏc giọt bụi lỏng ở đường hỳt thỡ phải lập tức đúng bớt van hỳt lại.

- Mỏy hoạt động bỡnh thường, tăng tải lờn từng bước, chờ chonú ổn định trước khi tăng sang cấp khỏc. Luụn để ý tới nhớt và ỏp lực nhớt.

- Kiểm tra xem đường trả nhớt từ bỡnh tỏch về mỏy cú hoạt động tốt khụng.Ống dẫn thường phải hơi ẩm/núng sau khi mỏy đĩ chạy khoảng 30 phỳt.

- Khụng rời khỏi mỏy trong 15 phỳt đầu sau khi khởi động, và/hoặc khụng được rời khi mỏy chưa chạy ổn định.

2/ Vận hành hệ thống:

* Đưa MCCB chớnh sang vị trớ ON: MCCB phải luụn luụn để ở vị trớ ON để sưởi dầu cho hệ thống. (chỉ OFF MCCB khi dừng hệ thống để phục vụ bảo trỡ, sửa chữa)

* Đưa cỏc MCCB quạt dàn lạnh, quạt dàn núng, mỏy nộn sang vị trớ ON cú 2 chế độ hoạt động hệ thống: Bằng tay & tự động. Chế độ hoạt động bằng tay (MAN) chỉ sử dụng để kiểm tra hoạt động của hệ thống & kiểm tra hệ thống sau khi sửa chữa hoặc theo yờu cầu riờng của người vận hành .

* Khởi động bằng tay: MAN

- Kiểm tra đưa cụng tắc chuyển quạt sang vị trớ MAN. - Đưa cụng tắc điều khiển mỏy nộn sang vị trớ OFF - Ấn nỳt ON khởi động quạt dàn lạnh: sau 1 phỳt - Ấn nỳt ON khởi động quạt dàn núng: sau 1-3 phỳt

- Đưa cụng tắc điều khiển mỏy nộn 1 sang vị trớ Man, mỏy nộn sẽ khởi động sau 3 phỳt.

* Khởi động tự động (auto)

- Đưa cụng tắc điều khiển PLC sang vị trớ ON

- Đưa cụng tắc điều khiển mỏy nộn sang vị trớ auto hệ thống sẽ hoạt động theo thứ tự sau:

+ Sau 3 phỳt: Quạt dàn lạnh hoạt động. + Sau 3 phỳt: Quạt dàn núng hoạt động. + Sau 3 phỳt: Mỏy nộn hoạt động.

2.4. Đo kiểm cỏc thụng số

- Kiểm tra ỏp suất hệ thống: + Áp suất ngưng tụ: P k < 16 kG/cm2 + Áp suất dầu : P d = P h + (2ữ3) kG/cm2

- Ghi lại tồn bộ cỏc thụng số hoạt động của hệ thống. Cứ 30 phỳt ghi 01 lần. Cỏc số liệu bao gồm : Điện ỏp nguồn, dũng điện cỏc thiết bị, nhiệt độ đầu đẩy, đầu hỳt và nhiệt độ ở tất cả cỏc thiết bị, buồng lạnh, ỏp suất đầu đẩy, đầu hỳt, ỏp suất trung gian, ỏp suất dầu, ỏp suất nước.

So sỏnh và đỏnh giỏ cỏc số liệu .

3. Vận hành, xử lý sự cố trong một số hệ thống lạnh:

Để tiến hành xử lý cỏc sự cố trong một hệ thống lạnh thỡ việc xỏc định cỏc nguyờn nhõn và cỏc triệu chứng là một việc rất quan trọng.

3.1. Xử lý sự cố mụ tơ mỏy nộn khụng quay

Bảng 6.2: Xử lý sự cố mụ tơ mỏy nộn khụng quay

Nguyờn nhõn Triệu chứng Cỏch xử lý

1.Mụtụ cú sự cố: chỏy, tiếp xỳc khụng tốt, khởi động từ chỏy...

Khụng cú tớn hiệu gỡ - Thay động cơ, thay khởi động từ, sửa lại chổ tiếp xỳc điện. 2.Dõy đai quỏ căng Mụ tơ kờu ự ự nhưng

khụng chạy

- Cõn chỉnh lại dõy đai.

3.Tải quỏ lớn (ỏp suất phớa cao ỏp và hạ ỏp cao, dũng lớn)

Mụ tơ kờu ự ự nhưng khụng chạy

- Giảm tải cho mỏy nộn.

4. Điện thế thấp Cú tiếng kờu - Thay động cơ, thay khởi động từ, sửa lại chổ tiếp xỳc điện. 5.Cơ cấu cơ khớ bờn trong

bị hỏng

Cú tiếng kờu và rung bất thường

- Mở mỏy nộn kiểm tra và thay thế cỏc chi tiết bị hỏng.

6.Nối dõy vào mụtơ sai - Nối lại dõy.

7.Đứt cầu chỡ, đứt dõy điện. Khụng cú phản ứng gỡ khi ấn nỳt cụng tắc điện từ.

- Thay cầu chỡ, dõy điện.

8.Cỏc cụng tắc HP, OP và OCR đang trong tỡnh trạng hoạt động. Khụng cú phản ứng gỡ khi ấn nỳt cụng tắc điện từ. - Kiểm tra và khắc phục cỏc sự cố ỏp cao, ỏp suất dầu thấp và sự cố quỏ nhiệt.

9. Nối dõy vào bộ điều khiển sai hoặc tiếp điểm khụng tốt.

Điện qua khi ấn nỳt nhưng nhả ra thỡ bị ngắt.

- Kiểm tra và khắc phục lại cỏc điểm tiếp xỳc khụng tốt.

3.2. Xử lý sự cố ỏp suất đẩy quỏ cao: Đõy là sự cố thường gặp nhiều trong thực tế.

Bảng 6.3: Xử lý sự cố ỏp suất đẩy quỏ cao

Nguyờn nhõn Triệu chứng Cỏch xử lý

1.Thiếu nước giải nhiệt : Do bơm nhỏ, do tắc lọc, do ống nước nhỏ, bơm hỏng, đường ống bẫn, tắc vũi phun, nước trong bể vơi.

- Nước núng

- Dũng điện bơm giải nhiệt cao.

- Thiết bị ngưng tụ núng bất thường.

- Kiểm tra bơm và cỏc thiết bị nếu hư hỏng thỡ thay thế.

2.Quạt thỏp giải nhiệt khụng làm việc

- Nước trong thỏp núng. - Dũng điện quạt chỉ 0.

- Kiểm tra quạt thỏp giải nhiệt.

3.Bề mặt trao đổi nhiệt bị bẫn, bị bỏm dầu - Nước ra khụng núng . - Thiết bị ngưng tụ núng bất thường. - Vệ sinh bề mặt trao đổi nhiệt. 4. Bỡnh chứa nhỏ, gas ngập một phần thiết bị ngưng tụ

- Gas ngập kớnh xem gas ở bỡnh chứa.

- Phần dưới thiết bị ngưng tụ lạnh, trờn núng.

- Thay bỡnh chứa.

5.Lọt khớ khụng ngưng - Kim đồng hồ rung mạnh. - Áp suất ngưng tụ cao bất