Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  BÁO CÁO ĐỒ ÁN KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Đề tài : ĐIỀU KHIỂN BƠM ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT Giáo viên hướng dẫn : Ts Lê Quang Đức I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài : Bơm ổn định áp suất , điều khiển bơm cấp nước ổn định áp suất cho chung cư hộ sử dụng quy luật Lưu lượng tối đa 10 m 3/h, cột áp Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 40 m Chọn bơm , động , biến tần , cảm biến áp suất Điều khiển ổn định áp suất nước - Chọn bơm, động cơ, biến tần, cảm biến áp suất - Điều khiển ổn định áp suất nước cấp cho chung cư - Bơm tự động chạy lại sau có sựcố điện - Ngắt bơm bồn không nước đểtránh chạy khô - Ngắt bơm áp suất nước thấp bể ống bơm không hút (dưới cột áp m 20 s) - Ngắt bơm áp suất cao kẹt đường ống (cột áp 60 m 20 s) - Bơm dừng máy từ từ 50s để tránh sốc đường ống - Bơm khởi động từ từ phút để tránh sốc đường ống II TÌM HIỂU VỀ VẤN ĐỀ  Nhu cầu sử dụng nước khu công nghiệp, khu dân cư khác thời điểm ngày (cao điềm thấp điểm), yêu cầu đặt phải giải việc tự động ổn định áp suất đường ống cấp nước tiết kiệm lượng cho hệ thống cấp nước  Để đáp ứng nhu cầu áp lực nước hệ thống đủ nhu cầu sử dụng nước thay đổi bất thường, máy bơm hệ thống làm việc liên tục chế độ đầy tải Tuy nhiên điều dẫn đến số bất lợi sau: +Áp lực nước hệ thống tăng lên cao không cần thiết, số thời điểm nhu cầu sử dụng nước giảm xuống hệ thống bơm chạy đầy tải Điều gây lãng phí lượng lớn áp lực lên đường ống cao + Bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ khí Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Đặc tính bơm mối quan hệ lưu lượng cột áp Đặc tính làm việc bơm dùng biến tần Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Vì dùng biến tần để điều khiển hệ thống đáp ứng yêu cầu ta cần Khi nhu cầu xử dụng nước cao, cần áp lực đường ống cao biến tần tự động điều khiển động quay tốc độ cao để trì áp lực, ngược lại nhu cầu xử dụng nước thấp, cần áp lực thấp, biến tần điều khiển động giảm tốc độ xuống dừng hẳn Khi lượng điện tiết kiệm Khi dùng biến tần dòng khởi động hạn chế không gây sụt áp khởi động để tránh ảnh hưởng tới thiết bị khác Quá trình START , STOP bơm êm hơn, tác dụng giảm tác hại cho động mặt khí.Chi phí bão dưỡng giảm Tiết kiệm lượng nhu cầu sử dụng thay đổi nhiều Có chức bảo vệ : áp , thấp áp , nhiệt, bảo vệ nhiệt động ,bảo vệ tải … Khởi động bơm từ từ với việc cài đặt thời gian tăng tốc , giảm tốc tránh gây rung đường ống thay đổi áp suất đột ngột…tránh ảnh hưởng xấu cho hệ thống Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Sơ đồ khối hệ thống sau : Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục III CHỌN THIẾT BỊ 1.1 Chọn bơm Từ yêu cầu bơm nước với lưu lượng tối đa là: Q= 10 (m3/h) = 0.167(m3/min) Cột áp H= 40 m Cho nên ta chọn bơm tiếng hãng Ebara Bơm có thông số sau:  Model code : 65x50 2HA53.7  Cột áp : 40 m  Lưu lượng : 0.167 (m3/min)  Motor Power : 3.7kw  Model : poles Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.2 Chọn động Dựa vào thông số bơm chọn ta chọn động phù hợp với bơm Chọn động có công suất 3.7 kw Ta chọn động 1LA7 113 2AA hãng siemens với thông số sau :  Điện áp định mức : 380-415V/50Hz  Dòng định mức : 8.2A(380V)  Công suất định mức : kw  Tốc độ : 2905 rpm ( poles )  Hệ số công suất : cosp = 0.86 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Chọn thiết bị điện 2.1 Chọn biến tần Với tải bơm động làm việc chế độ dài hạn momen khởi động không lớn Do dòng biến tần FR – F746EC Mitsubishi thiết kế đặc biệt để ứng dụng hệ thống cấp nước có yêu cầu tự động điều chỉnh áp suất ổn định Với việc hỗ trợ chức điều khiển PID, biến tần nhận tín hiệu analog (dòng áp) từ sensor áp suất (được gắn đường ống chính) đưa về, biến tần tự động thay đổi tần số, từ thay đổi tốc độ bơm, việc khống chế áp lực đường ống trở nên dễ dàng nhiều Chọn biến tần theo công suất động Động 4kw biến tần cần chọn có công suất 5.5kw Nhóm chọn biến tần FR-F746-00126 hãng Mitsubishi, chuyên dụng tai bơm, quạt… Biến tần có thông số sau :  Công suất  Điện áp vào : 5.5kw : 3pha 380 to 480 VAC 50/60 hz Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục chọn phụ kiện cho biến tần 2.2 2.2.1 chọn điện trở hãm Chọn điện trở hãm ( brake resistos ) dựa vào hướng dẫn NSX biến tần: Ta chọn Brake units: FR-BU-C7.5K Resistors units: FR-BR-C7.5K 2.2.2 Chọn cuộn dây AC : Dựa vào hướng dẫn nhà sản xuất biến tần ta chọn : AC line reactor : FR-HAL-5.5K 10 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Dựa vào hướng dẫn nhà sản xuất biến tần ta chọn : Noise filter : FR-BLF 3.chọn thiết bị đóng cắt thiết bị bảo vệ 3.1 Chọn contactor mạch động lực Dựa vào hướng dẫn NXS biến tần Chọn Contactor Mitsubishi Mã số: S-N11(CX) 3.2Chọn MCCB cho mạch động lực 12 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Chọn theo dòng điện mà NSX biến tần hướng dẫn Nhóm chọn MCCB Mitsubishi      HãngSảnXuất MãSố Dòng định mức Điệnápđịnhmức Sốcực : : : : : Mitsubishi NF32-SW 20A 400 VAC (50/60HZ) poles 3.3MCB cho mạch điều khiển 13 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  HãngSảnXuất  MãSố  Điệnáp  DòngĐịnhMức : Số cực : : : Mitsubishi BH-D6 230 V AC 3A : poles 3.4Chọn relay cho mạch điều khiển 14 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  Hãng Sản Xuất : Mitsubishi Mã Số : SR-N4CX AC230V2A2B Điện Áp : 230 V  Dòng Định Mức : 5A 3.5Chọn biến áp cách ly cho mạch điều khiển Biến áp cách ly STANDA: ST-1000VA-BACL 3.6Chọn nút nhấn , đèn báo 15 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  Chọn nút nhấn có đèn  Chọn nút nhấn YW1L-M2E01QM3 : 3.7Chọn đèn báo Chọn đèn báo : YW1P-2EM45 16 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3.8Chọn cable điện Dựa theo yêu cầu nhà sx:  Cable cho mạch động lực Chọn cable PVC Loại lõi , lõi đồng 17 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  Cable điều khiển Chọn cable PVC Loại dây có tiết diện dây dẫn 1.5 loại lõi 18 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3.9 Chọn cảm biến áp suất Dựa vào cột áp bơm nhóm chọn cảm biến áp suất 0~10 bar (phản hồi tín hiệu 4~20 mA ) Mã số:836E-DA1EN3D4 19 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3.10 Chọn Relay cảm biến áp suất Chọn relay cảm biến áp suất hãng Danfoss mã số RT116E Khoảng áp suất đo -2->7.5 bar 5m0.49bar 60m 5,88bar 20 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3.11 Chọn Relay thời gian Chọn Relay thời gian Omron mã số H3CR-A8 loại chân Điều chỉnh thời gian núm vặn Chế độ hoạt động On-delay Thời gian đặt 20s 3.12 Chọn phao điện 21 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục - 22 Chọn phao điện hãng Orange research Phao đặt bê chứa gần đáy bể chứa Phao có ngắt điện trưc tiếp vào động để dừng hoạt động lúc cạn nước Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục IV/THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN VÀ GIẢI THÍCH Bản vẽ file autocad Các thiết bị: - CONTACTOR: cấp điện cho hệ thống Relay mạch điều khiển - RELAY: Dùng tiếp điểm để Run/Stop biến tần - Relay nội biến tần dùng để ngắt hệ thống khỏi nguồn hiển thi lỗi biến tần có lỗi - MCCB: bảo vệ ngắn mạch, tải - MCB: cách ly bảo vệ mạch điều khiển - NÚT NHẤN: ON/OFF START/STOP - ĐÈN BÁO: hiển thị trạng thái hệ thống - MÁY BIẾN ÁP CÁCH LY: bảo vệ mạch điều khiển - Noise filter: Giảm tiếng ồn biến tần hoạt động - AC line reactor: dùng để giảm sóng hài, có tác dụng bảo vệ biến tần đột ngột tăng áp biến tần hoạt động gần nguồn lớn từ 1000KVA trở lên Thuyết minh: - Nhấn nút ON , contactor KM1 cấp điện tiếp điểm thường mở KM1 đóng lại cấp nguồn cho biến tần sẵn sàng hoạt động đèn SUPPLY(đèn báo nguồn) sáng,các tiếp điểm thường mở KM1 đóng lại đèn STOP(báo động dừng) sáng - Nhấn nút START , Relay K1 mạch điêù khiển có điện kích tiếp điểm K1 biến tần đóng lại động bắt đầu hoạt động đèn Run(báo động hoạt động) sáng Tiếp điểm thường đóng K1 mở đèn STOP tắt, - Nhấn STOP để dừng động cơ.Khi , Relay K1 đèn RUN điện ,tiếp điểm thường mở K1 mở động dừng hoạt động tiếp điểm thường đóng K1 đóng lại đèn STOP sáng báo hiệu động dừng - Nhấn nút OFF contactor KM1 điện tiếp điểm thường mở KM1 mở cắt nguồn cấp vào biến tần đèn SUPPLY tắt 23 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục -Trong trường hợp xuất lỗi động hoạt động ( tải , thấp áp …tùy vào cài đặt) tiếp điểm thường đóng B1-C1 biến tần mở ra, Đồng thời tiếp điểm thường mở A1-C1 biến tần đóng lại, đèn ALARM sáng báo hiệu lỗi Khi KM1 điện mở tiếp điểm contactor KM1 bên mạch động lực biến tần động cách ly khỏi lưới điện -Khi có ngắn mạch xãy MCCB tác động cách ly biến tần, động khỏi lưới điện -Trong hoạt động cột áp xuống 5m(do bể đường ống) hay 60m(do đường ống vị tắc) thị tiếp điểm thường mở 1-4 cảm biến áp suất đóng lại cấp nguồn cho relay thời gian đủ 20s tiếp điểm thường đóng 1-4 relay thơi gian RT mở Relay K1 đèn RUN điện ,tiếp điểm thường mở K1 mở động dừng hoạt động tiếp điểm thường đóng K1 đóng lại đèn STOP sáng báo hiệu động dừng - Khi bơm hoạt động mà bể chứa bị tiếp điểm FLS bơm mở Relay K2 bị điện tiếp điểm K2 mở Relay K1 đèn RUN điện ,tiếp điểm thường mở K1 mở động dừng hoạt động tiếp điểm thường đóng K1 đóng lại đèn STOP sáng báo hiệu động dừng 24 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục V/CÀI ĐẶT BIẾN TẦN THÔN G SỐ(P.) Thông số 13 14 19 22 29 71 145 Thông 80 số động 82 83 84 144 73 Ngõ vào 267 analog 241 128 129 130 Cài đặt PID Cài đặt 25 131 132 133 134 150 Ý NGHĨA CÀI ĐẶT Momen xoắn Tần số tối đa Tần số tối thiểu Thời gian tăng tốc Thời gian giảm tốc Dòng bảo vệ tải nhiệt Tần số bắt đầu Chọn mô hình tải 3% 50HZ 0HZ 600 100 8.2A 0HZ Điện áp định mức Chống tải Chọn tăng/giảm tốc Ứng dụng động Chọn ngôn ngữ Công suất động Dòng động Điện áp động Tần số động Số cực động Chọn đầu vào Analog Chọn giá trị Analog số Chọn đơn vị hiển thị đầu vào Ngõ vào PID Dải hệ số tỷ lệ Thời gian điều khiển tích phân (I) Giới hạn PID Giới hạn PID Điểm hoạt động PID Thời gian vi sai PID Mức độ phát dòng 380V 110% KW 8.2A 380V 50HZ GHI CHÚ 0-30% 0-120HZ 0-120HZ 0-3600/360s 0-3600/360s 0-500A 0-60HZ 0: momen không đổi 1: momen thay đổi 0-9999V 0.1-120% Tăng giảm tốc kiểu S Điều khiển U/F Tiếng anh cực Ngõ vào số 4-20mA Đơn vị mA 20 100% 1s Terminal số 4(4-20mA) Kp = 1/hệ số tỷ lệ 0.1-3600s 100 100 100 1s 110% % % % 0.01-10S 0-120% Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 160 Mức phát 5% dòng Chọn hiển thị thông số 244 Chọn hoạt động làm mát 250 251 872 195 60 Chọn chế độ dừng Bảo vệ pha đầu Bảo vệ pha đầu vào Chức chân ABC1 Chọn chế độ tiết kiệm lượng 50s 1 99 162 Chọn chế độ tự khởi động lại nguồn tạm thời Chọn cách dừng điện 152 bảo vệ 261 26 0-50% Hiển thị thông số đơn giản mở rộng Luôn on biến tần chạy Và on/off tùy thuộc vào nhiệt độ biến tần dừng Dừng sau 50s Có bảo vệ Có bảo vệ Bảo vệ lỗi nặng biến tần 0: hoạt động bình thường 4: hoạt động tiết kiệm lượng 9: hoạt động tiết kiệm lượng tối đa Với tần số tìm Khi điện hay thấp áp biến tần giảm tốc để dừng lại Khi có điện biến tần tăng tốc lại [...]... 50HZ 0HZ 600 100 8.2A 0HZ 1 Điện áp định mức Chống quá tải Chọn tăng/giảm tốc Ứng dụng động cơ Chọn ngôn ngữ Công suất động cơ Dòng động cơ Điện áp động cơ Tần số động cơ Số cực động cơ Chọn đầu vào Analog Chọn giá trị Analog số 4 Chọn đơn vị hiển thị đầu vào Ngõ vào PID Dải hệ số tỷ lệ Thời gian điều khiển tích phân (I) Giới hạn trên PID Giới hạn dưới PID Điểm hoạt động PID Thời gian vi sai PID Mức... biến tần sẵn sàng hoạt động và đèn SUPPLY(đèn báo nguồn) sáng,các tiếp điểm thường mở của KM1 đóng lại và đèn STOP(báo động cơ dừng) sáng - Nhấn nút START , Relay K1 trên mạch điêù khiển có điện kích tiếp điểm K1 trên biến tần đóng lại động cơ bắt đầu hoạt động và đèn Run(báo động cơ hoạt động) sáng Tiếp điểm thường đóng của K1 mở ra và đèn STOP tắt, - Nhấn STOP để dừng động cơ. Khi đó , Relay K1 và... Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  HãngSảnXuất  MãSố  Điệnáp  DòngĐịnhMức : Số cực : : : Mitsubishi BH-D6 230 V AC 3A : 2 poles 3.4Chọn relay cho mạch điều khiển 14 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  Hãng Sản Xuất : Mitsubishi Mã Số : SR-N4CX AC230V2A2B Điện Áp : 230 V  Dòng Định Mức : 5A 3.5Chọn biến áp cách ly cho mạch điều khiển Biến áp cách ly STANDA: ST-1000VA-BACL 3.6Chọn... thường mở 1-4 trong cảm biến áp suất đóng lại cấp nguồn cho relay thời gian khi đủ 20s tiếp điểm thường đóng 1-4 trong relay thơi gian RT sẽ mở ra Relay K1 và đèn RUN mất điện ,tiếp điểm thường mở K1 mở ra động cơ sẽ dừng hoạt động và tiếp điểm thường đóng K1 đóng lại đèn STOP sáng báo hiệu động cơ đang dừng - Khi bơm đang hoạt động mà bể chứa bị hết nước tiếp điểm FLS của bơm sẽ mở ra Relay K2 sẽ bị... contactor mạch động lực Dựa vào hướng dẫn của NXS biến tần Chọn Contactor của Mitsubishi Mã số: S-N11(CX) 3.2Chọn MCCB cho mạch động lực 12 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Chọn theo dòng điện mà NSX biến tần đã hướng dẫn Nhóm chọn MCCB của Mitsubishi      HãngSảnXuất MãSố Dòng định mức Điệnápđịnhmức Sốcực : : : : : Mitsubishi NF32-SW 20A 400 VAC (50/60HZ) 3 poles 3.3MCB cho mạch điều khiển 13... thường đóng B1-C1 trong biến tần mở ra, Đồng thời tiếp điểm thường mở A1-C1 trong biến tần đóng lại, đèn ALARM sáng báo hiệu lỗi Khi đó KM1 mất điện và mở tiếp điểm contactor KM1 bên mạch động lực do đó biến tần và động cơ được cách ly khỏi lưới điện -Khi có ngắn mạch xãy ra thì MCCB tác động và cách ly biến tần, động cơ ra khỏi lưới điện -Trong khi hoạt động khi cột áp xuống dưới 5m(do bể đường ống) hay... 3.8Chọn cable điện Dựa theo yêu cầu nhà sx:  Cable cho mạch động lực Chọn cable của PVC Loại 3 lõi , lõi đồng 17 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  Cable điều khiển Chọn cable của PVC Loại dây có tiết diện dây dẫn 1.5 loại 2 lõi 18 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3.9 Chọn cảm biến áp suất Dựa vào cột áp của bơm nhóm chọn cảm biến áp suất 0~10 bar (phản hồi tín hiệu 4~20 mA ) Mã số:836E-DA1EN3D4... tiếp điểm K2 mở ra Relay K1 và đèn RUN mất điện ,tiếp điểm thường mở K1 mở ra động cơ sẽ dừng hoạt động và tiếp điểm thường đóng K1 đóng lại đèn STOP sáng báo hiệu động cơ đang dừng 24 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục V/CÀI ĐẶT BIẾN TẦN THÔN G SỐ(P.) Thông số cơ bản 0 1 2 7 8 9 13 14 19 22 29 71 145 Thông 80 số động 82 cơ 83 84 144 73 Ngõ vào 267 analog 241 128 129 130 Cài đặt PID Cài đặt 25 131... ,tiếp điểm thường mở K1 mở ra động cơ sẽ dừng hoạt động và tiếp điểm thường đóng K1 đóng lại đèn STOP sáng báo hiệu động cơ đang dừng - Nhấn nút OFF contactor KM1 mất điện tiếp điểm thường mở của KM1 sẽ mở ra cắt nguồn cấp vào biến tần và đèn SUPPLY sẽ tắt 23 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục -Trong trường hợp xuất hiện lỗi khi động cơ đang hoạt động ( quá tải , thấp áp …tùy vào cài đặt) tiếp điểm... diễn đàn công nghệ, giáo dục 3.10 Chọn Relay cảm biến áp suất Chọn 2 relay cảm biến áp suất của hãng Danfoss mã số RT116E Khoảng áp suất đo được -2->7.5 bar 5m0.49bar 60m 5,88bar 20 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3.11 Chọn Relay thời gian Chọn Relay thời gian của Omron mã số H3CR-A8 loại 8 chân Điều chỉnh thời gian bằng núm vặn Chế độ hoạt động On-delay Thời gian đặt 20s 3.12 Chọn phao điện