2.2 .Hệ thống điều khiển nồi hơi tàu Hong kong Pioneer
2.2.2Nguyờn lý hoạt động
2.2.1 .Giới thiệu phần tử
2.2.2Nguyờn lý hoạt động
Hệ thống cú năm chức năng cơ bản:
a. Chức năng tự động cấp nước nồi hơi:
Chế độ cấp nước bằng tay.
Bật cỏc Aptomat MCCB1 MCCB5
Bật cụng tắc SS43W sang vị trớ MANU(11/16).
Bật cụng tắc SS43WA để chọn bơm cấp nước số 1 hoặc số 2. Khi đú SSW1 hoặc SSW2 sẽ cú điện và đúng tiếp điểm mạch động lực cấp điện cho một trong hai bơm cấp nước vào nồi.
Chế độ cấp nước tự động.
Bật Aptomat cấp nguồn cho hệ thống động lực.
Bật Aptomat MCCB6 để cấp nguồn cho mạch điều khiển.
Bật cụng tắc SS43W sang vị trớ AUTO, khi đú SS43B =1 → Rơle 43BX1 = 1 → đúng tiếp điểm 43BX1 (5 - D) đưa tớn hiệu vào đầu vào 00007 của PLC để chọn chế độ tự động theo chương trỡnh lập trỡnh.
Bật SS43WA (11- A) để chọn bơm, bơm cũn lại ở chế độ standby.
Quỏ trỡnh cấp nước tự động được thực hiện thụng qua khối điều khiển cấp nước vào nồi hơi LM1 – 200. Khối này sử dụng cảm biến kiểu thanh dẫn, và tớn hiệu sau khi được xử lý được đưa vào đầu vào của CPU. Giả sử ban đầu mức nước trong nồi là dưới (m - M), tớn hiệu đầu vào B của khối LM1 – 200 bằng 0. Khi đú, khối LM1 – 200 sẽ xử lý tớn hiệu và đưa ra tớn hiệu bằng 1 ở đầu ra 000, và đưa vào đầu vào 0000 của PLC tớn hiệu bằng 1. PLC sẽ gửi tớn hiệu đến đầu ra 10200 bằng 1, cấp nguồn cho rơle trung gian 33WX để đúng tiếp điểm 33WX(11 –B) =1 và cấp điện cho bơm cấp nước nồi hoạt động. Khi đú mức nước trong nồi tăng dần và khi đến mức (s – S) thỡ dừng bơm do đầu ra 10200 = 0 cắt điện cho 33WX.
Trong quỏ trỡnh hoạt động, mức nước trong nồi giảm xuống tới mức (l – L). Lỳc này đầu (E10, E20) tương ứng với đầu (C0, C1) mất tớn hiệu, dẫn đến đầu 001 của khối LM1 – 200 cú tớn hiệu off → đầu vào 00001 của PLC mất tớn hiệu → đầu ra 10101 của PLC = 1 → Đốn RD8 sỏng bỏo mức nước trong nồi thấp.
Vỡ một lý do nào đú mà mức nước trong nồi giảm tới mức (ll – LL) thỡ đầu vào (D0, D1) của LM1 – 200 mất tớn hiệu dẫn đến đầu ra 003 cú tớn hiệu ON và 004 cú tớn hiệu OFF
→ đầu vào 00003 của PLC = 1 và 00004 = 0. CPU của PLC sẽ xử lý đưa tớn hiệu ở đầu ra
10102 = 1 → đốn RD6 sỏng bỏo mức nước trong nồi quỏ thấp. Và đầu ra 10111 = 1 → Rơle AX2 = 1. Khi đú sẽ dừng đốt nồi.
b. Chức năng tự động hõm sấy dầu FO.
Để tự động hõm sấy dầu đốt, hệ thống sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ 23T (4-F). Nú sử dụng cảm biến nhiệt độ kiểu sức điện động cú tiếp điểm 23T (7-B). Ngoài ra để điều
khiển việc hõm sấy dầu đốt tự động, hệ thống cũn sử dụng cỏc cảm biến nhiệt độ 22Q (6-B) và 23 QH (6-B) ( cảm biến nhiệt độ dầu đốt thấp và cao). Quỏ trỡnh tự động hõm sấy dầu đốt như sau:
Khi nhiệt độ dầu đốt thấp hơn so với yờu cầu, thỡ thụng qua cảm biến kiểu sức điện động CA của bộ 23T sẽ điều khiển để đúng tiếp điểm 23T (7-B) lại. Trước đú, cụng tắc SS43H( 7-B) vẫn đúng và tiếp điểm 49QX (7-B) vẫn đúng nờn Contacter 88H (7-B) cú điện. Tiếp điểm 88H ở mạch động lực đúng và cấp nguồn cho điện trở sấy OH. Đồng thời đầu vào 00100 =1 do cảm biến nhiệt độ 22Q đúng khi nhiệt độ dầu đốt thấp. Khi đú đầu ra 10107 của PLC = 1 → đốn RD9 sỏng bỏo nhiệt độ dầu đốt thấp.
Trong quỏ trỡnh sấy theo thời gian, nhiệt độ dầu đốt tăng lờn đến giỏ trị ngưỡng đặt của 23QH đúng lại. Đầu vào 00101 =1, CPU sẽ xử lý và đưa ra ở đầu ra 10108 = 1 → đốn RD10 sỏng bỏo nhiệt độ dầu đốt cao. Đồng thời bộ 23T hoạt động để mở tiếp điểm 23T (7- B) ra, làm cho 88H mất điện. Tiếp điểm 88H ở mạch động lực mở ra cắt nguồn cõp cho OH
→ ngừng sấy, và đầu vào 00006 mất điện, hệ thống trở lại hoàn nguyờn.
c. Chức năng tự động đốt lũ.
Hỡnh 2.1 BIỂU ĐỒ THỜI GIAN ĐỐT NỒI HƠI
Để thực hiện quỏ trỡnh đốt lũ thành cụng cần phải đảm bảo cỏc yờu cầu sau: - Mức nước trong nồi phải đảm bảo.
- Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo. - Quạt giú khụng gặp sự cố.
Hệ thống cú thể đốt theo hai chế độ bằng tay hoặc tự động.
Chế độ đốt bằng tay.
Được thực hiện nhờ cam chương trỡnh SW. Để đốt lũ thành cụng ta phải bật cụng tắc SW theo một trỡnh tự nhất định và nhất thiết khụng được thay đổi.
Bật cụng tắc SS88Q (4-D) cấp nguồn cho Rơle 43BX2 → đúng cỏc tiếp điểm 43BX2 (7-B, 7-C, 7-F) để chờ sẵn, và cấp nguồn cho bơm FO chạy. Muốn đưa bơm tăng cường vào hoạt động ta bật cụng tắc SS43BTP (3-A).
Khi bật SS88Q (4-D) thỡ 43BX3 (4-E) cũng cú điện và đúng cỏc tiếp điểm 43BX3 (7- D, 10-A, 10-B, 10-C) để chờ sẵn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiếp theo bật SS88F của SW, tớn hiệu nguồn được đưa theo đường Y203 để cấp nguồn cho 88F (7-C), làm đúng cỏc tiếp điểm của nú ở mạch động lực → quạt giú chạy và được khởi động Y/∆. Đồng thời Rơle thời gian FT (7-D) cú điện, sau một thời gian đúng tiếp điểm FT (7-E) lại cấp nguồn van dầu mồi và cho PMX (7-F) → đúng tiếp điờm PMX (3-D) cấp nguồn cho bơm dầu mồi PM. Bật SSIGT của SW. Ban đầu khi cỏc điều kiện thoả món thỡ Rơle NX1 (7-A) cú điện → đúng cỏc tiếp điểm NX1 (7-E, 7-F) lại. NX1 (7-E) =1 sẵn sàng để cấp nguồn cho van dầu đốt 20VX, cũn NX1( 7-F) = 1 cấp nguồn cho van dầu mồi. IGX2 =1 → IGX1 = 1 → đúng tiếp điểm IGX (3-F) để cấp nguồn cho biến ỏp đỏnh lửa → Trong buồng đốt của nồi hơi sẽ được đỏnh lửa và cấp dầu mồi.
Nếu đốt lũ thành cụng: Trong nồi sẽ xuất hiện ngọn lửa, thụng qua phần tử cảm biến quang CdS sẽ gửi tớn hiệu theo đường Y7, Y8 vào đầu vào (3-4) của khối FS – 901. Tớn hiệu ra của FS – 901 được đưa tới để cấp nguồn cho FRX → đúng tiếp điểm FRX (2 –C) → đốn CN1 sỏng bỏo chỏy thành cụng, tiếp điểm FRX (7-E) đúng để cấp điện cho van dầu đốt 20VX. Bật cụng tắc SS20V của Cam SW cấp nguồn cho rơ le 20VX, Tiếp điểm của Rơle trung gian 20VX (7-D) = 0 → cắt nguồn cấp cho FT → mở cỏc tiếp điểm FT để cắt bơm dầu mồi và van dầu mồi. Tiếp theo bật SSIGT sang vị trớ 0 để cắt biến ỏp đỏnh lửa.
Nếu đốt khụng thành cụng: trong lũ đốt sẽ khụng xuất hiện ngọn lửa, rơle FRX = 0, đốn GN-1 khụng sỏng bỏo đốt lũ khụng thành cụng. Rơle 20VX khụng cú điện → van dầu đốt 20V khụng cú điện. Khi đú ta dịch SW sang vị trớ COM để cắt biến ỏp đỏnh lửa và van dầu mồi. Để cho quạt giú chạy một thời gian, sau đú đưa SW về vị trớ OFF để cắt quạt giú và tiến hành khởi động lại quỏ trỡnh đốt lũ.
Chế độ đốt tự động:
Quỏ trỡnh đốt tự động được điều khiển bởi CPU theo một chương trỡnh đó lập trỡnh sẵn.
Đầu tiờn bật Cam SW sang vị trớ AUTO, sau đú bật SS43B sang vị trớ ON để cấp điện cho rơle 43BX1. Tiếp điểm 43BX1 (4-A) =1 để chờ phỏt lệnh đốt. 43BX1 (2-D) =1 → đốn GN-6 sỏng.
43BX1 (5-D) =1 gửi tớn hiệu vào đầu vào 00007 của PLC để chọn chế độ tự động, đầu ra 10203 của PLC =1 → đốn OR1 sỏng bỏo đốt tự động. 43BX1 (7-A) =1 để cấp nguồn chờ sẵn cho mạch điều khiển.
Khi ỏp suất dầu đốt đảm bảo thỡ thỡ 63Q đúng → đầu vào 00009 =1 –M thỏa món điều kiện đốt. Nếu ỏp suất dầu đốt khụng đảm bảo thỡ đầu ra 10105 = 1 → đốn RD5 sỏng bỏo ỏp suất dầu đốt thấp. Khi đú nếu cần thiết ta bật cụng tắc SS43BTP sang vị trớ ON để đưa bơm tăng cường vào hoạt động. Khi đú đốn GN7 sỏng bỏo bơm tăng cường chạy. Sau một thời gian ỏp suất dầu đốt đảm bảo thỡ 63Q đúng → đầu ra 10105 = 0 thỡ đốn RN5 tắt bỏo ỏp suất dầu đốt đó đủ, đồng thời đầu ra 10205 =1 → Rơle 63QX =1 → mở tiếp điểm 63QX (3-A) để cắt bơm tăng cường.
Kiểm tra mức nước trong nồi xem đó đảm bảo hay chưa thụng qua khối LM1 – 200 và cỏc cảm biến kiểu thanh dẫn.
Kiểm tra nhiệt độ dầu đốt đó đảm bảo hay chưa thụng qua cảm biến nhiệt độ kiểu vi sai điện động 23T và cảm biến nhiệt độ 22Q và 23QH.
Sau khi cỏc điều kiện đó đảm bảo , ta ấn nỳt PB3 - 4B (4-A) để phỏt lệnh đốt. Trước đú tiếp điểm RX của rơle RX đúng khi chương trỡnh đốt trong PLC chạy, tiếp điểm 43BX1 đúng, AX2 đúng → Rơle 4X cú điện và duy trỡ. Khi 4X cú điện → đúng tiếp điểm 4X (5-D)
→ cú tớn hiệu ở đầu vào 00008 của PLC bỏo bắt đầu quỏ trỡnh đốt. Tiếp điểm 4X (13-A) =1
để đưa đến mạch bỏo nồi hơi chạy. Sau khi phỏt lệnh đốt thỡ CPU sẽ xử lý tớn hiệu và đưa ra tớn hiệu ở cỏc đầu ra như sau:
Đẩu ra 10001 cú tớn hiệu, Contacter 88H cú tớn hiệu đưa mạch sấy vào làm việc, tiếp điểm 88H (3-D) =1 cấp nguồn cho van 20S sẵn sàng đưa dầu đốt tuần hoàn qua mạch sấy, và sau đú mạch sấy sẽ được điều khiển bởi 23T.
Đầu ra 10002 cú tớn hiệu đưa bơm dầu đốt vào làm việc, và dầu đốt được đưa qua mạch sấy.
Đầu ra 10003 cú tớn hiệu đưa quạt giú vào hoạt động, đầu vào 00103 khụng cú tớn hiệu do khi quạt giú chạy thỡ 88F mở ra → quạt giú hoạt động bỡnh thường.
Ban đầu mức nước đảm bảo → 33WLLX đúng → tiếp điểm 33WLLX (7-A) =1. Ban đầu ỏp suất hơi thấp, nờn 63SH đúng → 63SX cú điện → tiếp điểm 63SX (7-A) =1. Khi quạt giú hoạt động bỡnh thường thỡ 88FX =1 → đúng tiếp điểm 88FX (7-A). Khi khụng cú lệnh dừng đốt thỡ AX2 =0 → tiếp điểm AX2 (7-A) vẫn đúng. Khi nhiệt độ khớ xả khụng cao thỡ tiếp điểm TSX vẫn đúng → mạch cấp nguồn cho NX1 được thụng mạch → NX1 cú điện, cỏc tiếp điểm của nú đúng lại sẵn sàng cấp nguồn cho van dầu mồi và van dầu đốt. Đầu ra 10004 cú tớn hiệu → bật biến ỏp đỏnh lửa. Sau 5s đầu ra 10006 và 10007 cú tớn hiệu cấp điện cho van dầu mồi và bơm dầu mồi, khi đú quỏ trỡnh đỏnh lửa và mồi diễn ra.
Nếu đốt lũ thành cụng: Ngọn lửa sẽ xuất hiện, thụng qua cảm biến CdS thỡ gửi tớn hiệu tới FS – 901 → đầu ra sẽ cấp điện cho Rơle FRX. Tiếp điểm FRX (2-C) =1 → đốn GN1 sỏng bỏo chỏy thành cụng. Tiếp điểm FRX (5-E) =1 → cú tớn hiệu đưa vào đầu vào 00010 của PLC. Tiếp điểm FRX (7-E) đúng cấp điện cho 20VX =1 → cấp điện cho hai van dầu đốt. Tiếp điểm FRX (13-A) =1 để bỏo chỏy thành cụng. Đầu ra 10004 mất tớn hiệu → IGX = 0 → ngắt biến ỏp đỏnh lửa (ở giõy thứ 76). Trước đú ở giõy thứ 74 thỡ van dầu đốt đó mở, đến giõy thứ 76 đồng thời 10004, 10006, 10007 đều mất tớn hiệu và cắt biến ỏp đỏnh lửa, van dầu mồi, bơm dầu mồi.
Nếu chỏy khụng thành cụng: Cảm biến CdS khụng phỏt hiện được lửa, Rơle FRX khụng cú điện → Van dầu đốt khụng được cấp điện, tớn hiệu chỏy khụng thành cụng gửi tới đầu vào của PLC, FRX (2-C) = 0 → đốn GN1 khụng sỏng bỏo chỏy khụng thành cụng. Đầu ra 10007 khụng cú tớn hiệu → PMX = 0 → khụng đúng tiếp điểm để cấp điện cho bơm dầu mồi PM. Đến giõy thứ 75,5 thỡ đầu ra 10006 mất tớn hiệu, cắt van dầu mồi. Đến giõy thứ 76 thỡ cắt biến ỏp đỏnh lửa. Quạt giú chạy sau 35s nữa thỡ đầu ra 10003 = 0 dừng quạt giú. Đầu ra 10104 cú tớn hiệu, đốn RD1 sỏng nhấp nhỏy bỏo chỏy khụng thành cụng, đồng thời đầu ra 10113 = 1 → chuụng kờu. Khi ta ấn PB3-RST (nỳt Reset) thỡ đốn tắt và hệ thống trở lại trạng thỏi ban đầu. Muốn đốt lại ta ấn nỳt PB3-4B.
d. Chức năng tự động điều chỉnh ỏp suất hơi.
Sau khi đốt thành cụng, nồi hơi sẽ được đốt và dừng đốt một cỏch tự động theo ỏp suất hơi tạo ra. Khi ỏp suất hơi đạt giỏ trị ngưỡng Pmax của cảm biến ỏp suất hơi 63SH mở ra → Rơle 63SX mất điện → tiếp điểm 63SX (7-A) = 0. → NX1 = 0 → mở tiếp điểm NX1 (7-E) và NX1 (7-F) để cắt van dầu đốt, van dầu mồi. Đồng thời 63SX (5-E) = 0, đầu vào 00011 mất tớn hiệu → dừng đốt.
Trong quỏ trỡnh sử dụng, ỏp suất hơi giảm xuống đến Pmin của 63SH → 63SH = 1→ 63SX = 1 → tiếp điểm 63SX (7-A) = 1 → NX1 =1 → NX1 (7-E, 7-F) =1 và 63SX (5-E) = 1
→ đầu vào 00011 cú tớn hiệu → PLC sẽ điều chỉnh để bắt đầu quỏ trỡnh đốt nồi trở lại.
e.Chức năng dừng đốt lũ.
Cú hai chế độ dừng là dừng bỡnh thường và dừng sự cố.
Dừng bỡnh thường là dừng đốt lũ khi nồi hơi đó đạt đủ sản lượng hơi theo yờu cầu đặt trước của cảm biến ỏp suất hơi.
Dừng đốt lũ bằng tay: Chuyển cam SW về vị trớ FAN → cắt van dầu đốt và bơm dầu đốt, quạt giú vẫn chạy sau 35s. Sau đú ta chuyển cam SW về vị trớ OFF để dừng quạt giú.
Dừng đốt lũ ở chế độ tự động: Ấn nỳt PB3-5B làm cho Rơle 4X mất điện → 4X (5- D) = 0 → đầu vào 00008 của PLC mất tớn hiệu → CPU ngừng làm việc → đầu ra 10005 mất tớn hiệu → đúng van dầu đốt. Đầu ra 10002 mất tớn hiệu → dừng bơm dầu đốt. Sau một thời gian đầu ra 10003 mất tớn hiệu để dừng quạt giú.
Dừng sự cố: khi hệ thống gặp sự cố bất thường, ta ấn nỳt REMOTE EM’ CY STOP để cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển → dừng đốt. Khi đú quạt giú cũng dừng làm việc ngay lập tức.
f. Chức năng tự động kiểm tra, bỏo động cỏc thụng số nồi hơi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tự động kiểm tra mức nước trong nồi:
Mức nước trong nồi được duy trỡ trong khoảng S - M. Khi nằm ngoài khoảng trờn thỡ hệ thống sẽ thực hiện kiểm tra, bỏo động và bảo vệ. Nếu mức nước trong nồi hơi mà cao hơn mức (s-S) thỡ đầu ra 000 của khối LM1 – 200 cú tớn hiệu OFF → đầu vào 00000 của PLC cú tớn hiệu OFF làm cho đầu ra 10200 mất tớn hiệu → 33WX = 0 → tiếp điểm 33WX (11-B) = 0 → cắt nguồn cho Contacter cấp nguồn cho bơm nước. Đốn GN2 tắt bỏo bơm nước ngừng chạy. Sau một thời gian đốt lũ, mức nước trong nồi giảm dần đến mức (l-L) thỡ đầu vào C0, C1 của khối LM1 -200 mất tớn hiệu, dẫn đến đầu ra 001 ở trạng thỏi OFF. Khi đú đầu vào 00001 của PLC theo đường Y171 mất tớn hiệu. Lỳc này PLC sẽ xử lý và đưa ra tớn hiệu ở đầu ra 10101 làm cho đốn RD8 sỏng bỏo mức nước giảm thấp, bơm nước nồi vẫn chạy. Khi mức nước trong nồi giảm tới mức (ll-LL) thỡ đầu vào D0, D1 của khối LM1 - 200 mất tớn hiệu, dẫn đến đầu ra 004 OFF và 003 ON. Khi đú đầu vào 00003 của PLC cú tớn hiệu, cũn đầu vào 00004 của PLC mất tớn hiệu. PLC sẽ xử lý và đưa ra tớn hiệu ở đầu ra 10102 làm cho đốn RD6 sỏng bỏo mức nước trong nồi giảm quỏ thấp. Đầu ra 10111 cũng cú tớn hiệu làm cho Rơle AX2 cú điện → mở tiếp điểm thường đúng AX2 (4-A) và AX2 (7-A) để cắt nguồn cho Rơle 4X và Rơle NX1. Qua đú cắt tớn hiệu đốt vào PLC, cắt van dầu đốt để dừng đốt lũ, đồng thời đưa tớn hiệu đi đến bỏo động chung. Đầu ra 10114 cú tớn hiệu làm cho Rơle AX cú điện → đúng tiếp điểm AX (13-B) để bỏo động chung. Đầu ra 10113 cú tớn hiệu làm cho BZ kờu để bỏo động.
Nhiệt độ dầu đốt:
Khi nhiệt độ dầu đốt tăng cao thỡ tiếp điểm 23QH của cảm biến nhiệt độ mở ra làm mất tớn hiệu ở đầu vào 00101. PLC sẽ xử lý đưa tớn hiệu ở đầu ra 10108, 10113, 10114. Tớn hiệu ở đầu ra 10108 làm đốn RD10 sỏng bỏo nhiệt độ dầu đốt cao. Tớn hiệu ở đầu ra 10113 làm chuụng kờu để bỏo động. Tớn hiệu ở đầu ra 10114 làm cho Rơle AX cú điện để đúng tiếp điểm AX (13 - B) để đi bỏo động chung. Đồng thời tiếp điểm 23T (7-B) của cảm biến nhiệt độ kiểu sức điện động mở ra để dừng sấy dầu đốt.
Khi nhiệt độ dầu đốt giảm thấp thỡ đầu vào 00100 mất tớn hiệu. PLC sẽ xử lý tớn hiệu và đưa tớn hiệu ở đầu ra 10107, 10113, 10114. Tớn hiệu ở đầu ra 10107 làm đốn RD9 sỏng