CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY LỌC DẦU
2.2 Lựa chọn thiết bị cho bộ điều khiển máy lọc dầu MAS 4000
Như đã trình bày tại mục 2.1, Do đồng hồ điều khiển nhiệt độ hiện hữu không có giao thức truyền thông, học viên đã thiết kế thêm 01 cảm biến PT100, dùng IC MAX31865 đểđọc giá trịđiện trở từ PT100 và gửi về MCU qua giao thức SPI, chi tiết phần cứng như sau:
Cảm biến PT100:
Cảm biến nhiệt độPT 100 dùng để đo tất cả các ứng dụng đo nhiệt độ trong công nghiệp có dãy đo – 2000C đến 8500C. Với vật liệu làm bằng Platinum chịu được nhiệt độ cao và thời gian đáp ứng nhanh.
PT100 là thiết bị phát hiện nhiệt độ, đầu ra là tín hiệu điện trở.
- PT: viết tắt của vật liệu Platinum
- 100: khi nhiệt độ là 0°C thì có giá trịđiện trởlà 100Ω
• 1: Phần đầu cảm biến
• 2: Dây tín hiệu của PT100
• 3: Chất cách điện bằng gốm
• 4: Chất làm đầy
• 5: Vỏ bảo vệ
• 6: Đầu nối
Hình 2.4 Cấu tạo cảm biến PT100 [8]
Hình 2.5 Kết nối đầu ra cho PT100
Mạch chuyển đổi MAX31865:
Đối với tín hiệu điện trở từ cảm biến nhiệt độ PT100, học viên sử dụng mô đun chuyển đổi tín hiệu RTD sang tín hiệu số MAX31865 (hình 2.6). Đây là IC được sử dụng để khuếch đại và chuyển tín hiệu từ các loại cảm biến Platium như PT100/PT1000 sang Tín hiệu số với chuẩn giao tiếp SPI có thể dễ dàng giao tiếp với vi điều khiển.
Hình 2.6 Mạch chuyển đổi tín hiệu RTD sang tín hiệu số MAX31865 Thông số kỹ thuật của mạch chuyển đổi MAX31865:
- Điện áp sử dụng: 3~5VDC - Điện áp giao tiếp: 3~5VDC - Chuẩn giao tiếp: SPI
- Sử dụng cho các loại cảm biến RTD: PT100/PT1000 - Kích thước: 28 x 26mm
Cảm biến lưu lượng dòng chảy
Cảm biến lưu lượng dòng chảy sử dụng cảm biến hall, bên trong có cánh quạt, khi có dòng nước chảy qua làm cho cánh quạt quay, cảm biến hall sẽđưa ra tín hiệu xung, dựa vào tần số của xung đưa ra ta có thểxác định được tốc độ dòng chảy.
Hình 2.7 Cảm biến lưu lượng dòng chảy Đặc điểm:
- Điện áp hoạt động: 5V-24VDC - Dòng tiêu thụ tối đa: 15 mA (DC 5V) - Khoảng độẩm hoạt động: 35%~90%RH - Áp lực cho phép: 1.75Mpa
- Nhiệt độ hoạt động: -25~+80 ° c - External threads: 1/2"
- Dải lưu lượng dòng chảy có thểđo: 1 – 40 lít/phút
- Cân nặng: 43g
- Đường kính ren ngoài: 20mm, Đường kính ống trong: 10mm Sơ đồ chân:
- Black (Đen): Nối đất
- Red (Đỏ): Nguồn cấp chân VCC - Yellow (Vàng): Tín hiệu ra.
- Tần số tín hiệu đầu ra: F=7.5xQ (lít/phút) Trong đó:
Q: Lưu lượng nước; F: Tần số tín hiệu đầu ra (Hz); 7.5: Hằng số VD: 1 lít nước sẽ có công thức: 1x7.5x60 = 450 xung trong 1 giây.
Cảm biến mức thấp, mức cao CR30 – 13DP
Cảm biến tiệm cận điện dung hoạt dộng dựa trên nguyên lý sự có mặt của đối tượng làm thay đổi điện dung của các bản cực cảm biến.
Hình 2.8 Cảm biến mức CR30-13DP [9]
Cảm biến tiệm cận điện dung gồm 4 bộ phận chính:
- Mạch dao động - Bộ phát hiện - Mạch đầu ra
Cảm biến tiệm cận điện dung CR30-15DP không đòi hỏi đối tượng là kim loại, đối tượng phát hiện có thể là chất lỏng, vật liệu phi kim, thủy tinh, nhựa
- Tốc độ chuyển mạch tương đối nhanh, có thể phát hiện các đối tượng kích thước nhỏ, phạm vi cảm nhận lớn.
- Tuổi thọ cảm biến Autonics CR30-15DP dài và độ tin cậy cao - Có mạch bảo vệ nối ngược cực nguồn, quá áp
- Dễdàng điều chỉnh khoảng cách phát hiện với biến trởđiều chỉnh độ nhạy bên trong
- Dễdàng đểđiều khiển mức và vị trí - Không để dầu tràn vào bên trong cảm biến
Cảm biến tiệm cận điện dung Autonics CR30-15DP: Là thiết bị cao cấp của hãng Autonics dùng để phát hiện vật không cần tiếp xúc với tốc đô nhanh, trong môi trường khắc nghiệt, cần thiết trong sản xuất công nghiệp và tựđộng hóa.
Thông số kỹ thuật:
- Mã sản phẩm: CR30-15DP
- Chiều dài: 30 mm.
- Khoảng cách phát hiện: 15 mm.
- Ngõ ra: DC 3 dây, PNP, thường mở.
- Điện áp hoạt động: 12 - 24 VDC.
- Tần sốđáp ứng: 50 Hz.
- Cáp nối sẵn dài 2 m.
• Loại DC 3 dây:
Hình 2.9 Tín hiệu đầu ra của CR30- 15DP [10]
Cảm biến bọt VP03EP
Cảm biến quang với ánh sáng hồng ngoại để xác định chất lỏng. Bao gồm máy thu-phát tích hợp trong thiết kế với vỏ bọc nhựa, được dùng để gắn lên thành thùng chứa.
Loại VP03 với lớp vỏ Polime-12 sử dụng được trong nhiều loại dung môi.
Loại này xuất ra Output tín hiệu ON khi cảm biến trong lòng chất lỏng.
Sử dụng nguồn cấp một chiều (DC) (từ 10 - 40 VDC) [11]
Hình 2.10 Mã cảm biến VP03EP [10]
Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật cảm biến bọt Điện áp định mức 10-40 VDC
Dòng định mức 200mA
Điện áp rơi ≤ 1 VDC
Dòng không tải ≤ 12mA
Độ chính xác cảm biến -mực nước chênh lệch
-theo chiều ngang: ±5mm -theo chiều dọc: ± 2.5mm Ánh sáng xung quanh 0-100 lux
Tần số hoạt động 30Hz Môi trường:
+ cấp độ bảo vệ + nhiệt độ vận hành + nhiệt độ chứ
IP 67 -20 tới +80℃
-40 tới +100℃
Đèn báo Led, màu vàng
Khối lượng 90 g
Kết nối Cáp PVC, 2mm,
ỉ 4.1mm, 3x0,25 mm2
Áp suất 10 bar ở nhiệt độ 60 ℃
Ren ống 3/8’’
Van điện từ xả bọt UNID
Khi dầu chảy vào bình chân không, xuất hiện nhiều bọt váng nổi trên bề mặt dầu. Khi bọt nổi lên quá nhiều van điện từ sẽđược mởđể hút bọt ra ngoài.
Loại van điện từđược sử dụng là loại van được dùng cho các hệ thống nước nóng, dầu biến áp, dầu bôi trơn, chống ăn mòn, hệ thống khí hoặc hơi có nhiệt độ cao. Chúng có thể làm việc ởmôi trường nhiệt độ 180oC trong khoảng thời gian ngắn (hình 2.11).
Hình 2.11 Van điện từ UNID Thông số kỹ thuật:
- Chất liệu: Thân van đồng - Kết nối: Lắp ren
- Kích thước: 1/2″, 3/4″, 1″, 1-1/4″, 1-1/2″, 2″.
- Dạng van: Thường đóng - Điện áp: 24VDC
- Nhiệt độ làm việc: -10 đến 180 độ C - Áp lực: 0.5 – 10bar