3.4.2. Cảm biến lưu lượng
28
- Nguyên lý cảm biến mực nước
Khi tơi cịn chưa biết nhiều về các thiết bị đo. Khi chọn một cảm biến mức nước thôi thường chọn loại có giá thành thấp nhất vừa đủ để đáp ứng nhu cầu. Đến khi tôi biết nhiều hơn về ngành đo lường tôi cân nhắắ́c giữa giá thành, công nghệ và xuất xứ & thương hiệu của sản phẩm. Để làm được điều đó bạn cần phải biết về nguyên lý cảm biến mực nước để có sự lựa chọn phù hợp nhất.
- Cảm biến mực nước không tiếp xúc
Khi bạn hỏi báo giá cảm biến mực nước thì đa phần các công ty sẽ tư vấn và chào giá cho bạn cảm biến mực nuớc siêu âm. Đây là là loại cảm biến mực nước không tiếp xúc được sử dụng phổ biến nhất để đo mức nước bồn, đập chắắ́n nước, sơng suối … có khoảng cách từ 20m trở xuống. Cảm biến mực nước không tiếp xúc phù hợp cho các nơi có nhiệt độ thấp, khơng có suất hoặc áp suất thấp.
Hình 3.6: Cảm biến mực nước không tiếp xúc ULM-70N
Cảm biến mực nước không tiếp xúc ULM-70N sử dụng dựa trên nguyên tắắ́c sóng siêu âm. Một sóng có tần số bằng sóng siêu âm có tần số từ 30Khz cho tới 120Khz. Khoảng cách đo càng ngắắ́n thì tần số phát ra càng cao.
Sóng âm sẽ phản hồi khi gặp chất lỏng. Cảm biến sẽ tính tốn thời gian phát sóng cho tới khi nhận lại sóng phản hồi về. Dựa vào cơng nghệ điện tử sẽ tính tốn ra được khoảng cách từ cảm biến cho tới mức nước hoặc khoảng cách từ đáy cho tới mặt nước.
29
Thông số kỹ thuật cảm biến siêu âm :
Thang đo từ 0-1m … 0-20m Nguổn cấp : 24Vdc loop power Sai số 0.15%
Độ phân giải 1mm Góc chiếu 10o
Nhiệt độ làm việc max 70oC Áp suất chịu được cao nhất 1 bar Màn hình hiển thị Oled
Chứng chỉ Atex zone 0 cho khu vực phòng nổ
3.4.3. Van tự động
Van tự động (autovalve) là thiết bị thế hệ mới có chức năng chính là để thơng báo, đóng mở đường ống dẫn chất lỏng hoặc khí khi xảy ra sự cố. Autovalve rất thích hợp lắắ́p đặt để sử dụng cho các hệ thống lọc nước tinh khiết như: Lọc tuần hoàn, hệ thống cột làm mềm nước máy, khử kim loại (sắắ́t, mangan,…).
Hình 3.7: Van tự động
Sản phẩm khơng u cầu nguồn điện bên ngồi. Áp suất chất lỏng ở trong sẽ đủ để van điều khiển tự động được đóng lại. Ngày nay, autovalve được đánh giá là một loại van thế hệ mới. Nó thường xuất hiện ở trong các hệ thống vận hành thuận dòng hoặc ngược dòng. Van được điều khiển bởi cụm vi mạch điện tử và có thể điều chỉnh được thời gian vận hành hay xúc rửa.
3.4.4. Nút bấm
30
Nút nhấn (nút ấn) là một loại khí cụ dùng để đóng ngắắ́t từ xa các thiết bị điện, máy móc hoặc một số loại quá trình trong điều khiển.
Nút nhấn (nút ấn) thường đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn… Khi thao tác với nút nhấn cần dứt khốt để mở hoặc đóng mạch điện.
Hầu hết, các nút nhấn (nút ấn) là nhựa hoặc kim loại. Hình dạng của nút ấn có thể phù hợp với ngón tay hoặc bàn tay để sử dụng dễ dàng. Tất cả phụ thuộc vào thiết kế cá nhân.
Nút nhấn được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn cao, có kiểu dáng đẹp, kết cấu chất lượng, chắắ́c chắắ́n, dễ dàng lắắ́p đặt và thay thế.
3.4.5. Cảm biến lưu lượng nước
Em sử dụng Đồng hồ đo lưu lượng điện từ Euromag Độ chính xác cao và đo dải tốc độ dịng chảy rộng Biện pháp hai chiều
Điện cực đường ống rỗng được cung cấp theo tiêu chuẩn (≥ DN50)
Kết hợp với bất kỳ bộ chuyển đổi Euromag Tích hợp cổng áp suất (theo yêu cầu)
Hiệu chuẩn cho tất cả các đường kính (lên đến DN2000) Kết cấu chắắ́c chắắ́n, được hàn hoàn toàn
Giải pháp tiêu chuẩn cho nhiều loại ứng dụng công nghiệp Được chứng nhận để sử dụng trong hệ thống chấn lưu Lớp phủ bên ngoài để lắắ́p đặt ngồi khơi hoặc dưới lịng đất Nhiều lựa chọn vật liệu và mặt bích gồm SS304 và SS316
31
Thơng số kỹ thuật Đồng hồ điện từ Euromag
Hình 3.8: Thơng số kỹ thuật Đồng hồ điện từ Euromag
32
CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN4.1. Trạm bơm cấp 1 4.1. Trạm bơm cấp 1
4.1.1. Mạch lực
Do trạm bơm cấp 1 sủ dụng 02 bơm chìm đặt dưới sơng hoặc hồ, bơm nước thô về cụm xử lý thông qua hệ thống đường ống nước thơ, các van khóa, đồng hồ lưu lượng và được nối thông với nhau để bổ sung nguồn nước thô cho cụm xử lý cũ bị thiếu hụt nước thô hoặc bị sự cố đột xuất, được kiểm sốt bằng van khóa. Trong trạm bơm cịn sử dụng các cảm biến để điều khiển máy bơm cũng như các van tự động cần được cấp nguồn .Nên em thiết kế có dạng:
Hình 4.1: Trạm bơm cấp 1
33
4.2. Hệ thống định lượng hoá chất
Sử dụng 3 bơm định lượng hóa chất gồm:
+ bơm định lượng châm xút
+ bơm định lượng châm phèn
+ bơm định lượng châm Clo
Bơm định lượng em chọn có dạng là bơm 1 pha tự động nên không cần điều khiển chỉ cần cấp nguồn là hoạt động nên em thiết kế:
Hình 4.2: Hệ thống định lượng hố chất
4.3. Trạm bơm câp 2
34
Bơm cấp 2 e sử dụng 2 máy bơm 1 máy hoạt động chính một máy dược cấp vào giờ cao điểm. Đồng thời như trạm bơm cấp 1 cũng sử dụng hệ thống cảm biến để điều khiển tự động
Hình 4.3: Trạm bơm 2
35
4.4. Tổng hợp mạch lực
Hình 4.4: Sơ đồ mạch lưc
4.5. Mạch điều khiển
Hình 4.5: Sơ đồ mạch điều khiển
36
Nguyên lý làm việc: -Trạm bơm 1:
* Bằng tay (bật Man) vận hành trực tiếp không tự động
+ Khi ấn nút M1 cấp nguồn cho cuộn k1 tiếp điểm k1 đóng lại tự duy trì chính nó và cấp nguồn cho bộ khởi động mềm số 1 để bơm chìm 1 hoạt động. Đồng thời cuộn k1 cũng cấp nguồn cho timer t1, sau khi t1 đếm hết thời gian thì tiếp điểm thường mở t1 đóng lai cấp nguồn cho cuộn k2 tiếp điểm thường mở k2 đóng lại tự duy trì chính nó ,cấp nguồn cho bộ khởi động mềm số 1 khiến bơm chìm 2 hoạt động ,đồng thời tiếm điểm thường đóng t1 mở ra ngắắ́t cuộn k1 bơm chìm 1 dừng hoạt động. Đồng thời cuộn k2 cũng cấp nguồn cho timer t2, sau khi t2 đếm hết thời gian thì tiếp điểm thường mở t2 đóng lai cấp nguồn cho cuộn k1 tiếp điểm thường mở k1 đóng lại tự duy trì chính nó ,k1 cũng cấp nguồn cho bộ khỏi động mềm 1 làm cho bơm chìm 1 hoạt động, đồng thời tiếm điểm thường đóng t2 mở ra ngắắ́t cuộn k2 bơm chìm 1 dừng hoạt động.
+ Khi muốn dừng hệ thống ta ấn nút D2 sẽ ngắắ́t mạch điều khiển trạm bơm 1.
* Tự động (bật Auto) là khi mực nước trong bể chứa tụt thấp hơn mức chống cạn của phao điều khiển , khi đó cảm biến 1 đóng lai cấp nguồn cho cuộn k1 tiếp điểm k1 đóng lại tự duy trì chính nó đồng thời cấp nguồn cho bộ khởi động mềm số 1 khiến bơm chìm 1 tự động khởi động,mạch sẽ hoạt động giống chế độ man và ngược lại khi mực nước cao hơn mức chống tràn, khi đó cảm biến 2 sẽ tự ngắắ́t khiến mạch hở ngắắ́t mạch điều khiển trạm bơm 1, bơm chìm sẽ tự động tắắ́t.
- Hệ thống định lượng hoá chất:
* Bằng tay (bật Man) vận hành trực tiếp không tự động khi ấn nút M2 cấp nguồn cho cuộn k3 tiếp điểm k3 đóng lại tự duy trì chính nó khiến 3 bơm định lượng hóa chất hoạt động.
+ Khi muốn dừng hệ thống ta tắắ́t công tắắ́c D3 sẽ ngắắ́t mạch điều khiển hệ thống định lượng hoá chất .
* Tự động (bật Auto) khi trạm bơm 1 hoạt động cuộn k1 có điện tiếp điểm k1 đóng lại cấp nguồn cho cuộn k3 tiếp điểm k3 đóng lại tự duy trì chính nó khiến 3 bơm định lượng hóa chất hoạt động.
-Trạm bơm 2:
* Bằng tay (bật Man) vận hành trực tiếp không tự động
+ Khi ấn nút MM cấp nguồn cho cuộn k4 tiếp điểm k4 đóng lại tự duy trì chính nó và cấp nguồn cho bộ khởi động mềm số 2 bơm M 4 hoạt động. Cũng tương tự khi ấn M5 khiến bơm M 4 hoạt động.
+ Khi muốn dừng hệ thống ta ấn nút D4 sẽ ngắắ́t mạch điều khiển trạm bơm 2.
37
Tự động (bật Auto)
+ Khi mực nước cao hơn mức chống tràn của phao điều khiển , khi đó cảm biến 3 đóng lai cấp nguồn cho cuộn k4 tiếp điểm k4 đóng lại tự duy trì chính nó rồi cấp nguồn cho bộ khởi động mềm số 2 bơm M4 tự động khởi động,mạch sẽ hoạt động giống chế độ man và ngược lại khi mực nước trong bể chứa tụt thấp hơn mức chống cạn khi đó cảm biến 4 sẽ tự ngắắ́t khiến mạch hở ngắắ́t mạch điều khiển trạm bơm 2, các bơm sẽ tự động tắắ́t.
+ Khi lưu lượng tiêu thụ vượt quá công suất của bơm M4 khi đó cảm biến lưu lượng 1 đóng lai cấp nguồn cho cuộn k5 tiếp điểm k5 đóng lại tự duy trì chính nó và cấp nguồn cho bộ khởi động mềm số 3 khiến bơm M5 tự động khởi động ngược lại khi lưu lượng tiêu thụ trở lại bình thường cảm biến lưu lượng 2 sẽ tự ngắắ́t khiến mạch hở cuộn k5 mất điện.
CHƯƠNG V : MÔ PHỎNG
5.1. Giới thiệu về CADe SIMU
CADe-SIMU là một phần mềm vẽ mạch và mô phỏng mạch điện công nghiệp đã được việt hóa. Giao diện của phần mềm như sau :
38
Phần mềm vẽ mạch điện CADe-Simu ( Việt Hóa ) Những tính năng chính của phần mềm CADe SIMU:
- Phần mềm cung cấp các chức năng tiện lợi khi vẽ sơ đồ mạch điện công nghiệp
- Hỗ trợ đầy đủ các thiết bị công nghiệp như: CB, Relay, MCCB, Wire, Contactor, Aptomat…
- Phần mềm rất hữu ích với các bạn sinh viên đang học hoặc mới ra trường. Phù hợp mô phỏng mạch điện cơng nghiệp khi chưa có điều kiện mua thiết bị thật.
- Là phần mềm gọn nhẹ, có thể chạy trực tiếp mà không cần cài đặt.
- Phần mềm là đã được việt hóa nên rất dễ sử dụng.
- Phần mềm cho ta sơ đồ điều khiển trong công nghiệp khá dễ dàng. Giúp kỹ sư vẽ mạch nhanh chóng và đồng thời có thể mơ phỏng.
5.2. Mạch mơ phỏng
Mạch lực
Hình 5.2: Sơ đồ mạch lực
39
Mạch điều khiển
Hình 5.3: Sơ đồ mạch điều khiển
Sơ đồ kết nối
Hình 5.4: Sơ đồ mơ phỏng
40
5.3. Kết quả mơ phỏng
Hình 5.5 Cấp nguồn cho tồn mạch
41
Hình 5.6 Hoạt động
Hình 5.7 Sau một khoảng thời gian T
42
Hình 5.8 Khi cảm biến lưu lượng 1 hoạt động
Hình 5.9 Khi cảm biến 2 hoạt động
43
Hình 5.10 Khi cảm biến 4 hoạt động
Nhận xét : kết quả mô phỏng đã đáp ứng đủ điều khiển trạm bơm
KẾT LUẬN
44