Header Page of 166 Bộ giáo dục đào tạo Trường………… Luận văn Phân tích trang bị điện hệ thống điều tiết nước hồ chứa Hà Động Footer Page of 166 Header Page of 166 LỜI MỞ DẦU Ngày ảnh hưởng biến đổi khí hậu toàn cầu gây nhiều tượng thời tiết cực đoan lũ lụt, hạn hán, nhiệt độ trái đất tăng, sóng thần…đã làm ảnh hưởng lớn đến sống người Nước ta nước chịu ảnh hưởng nhiều thiên tai, xây dựng hệ thống thủy lợi quy mô lớn, đại vấn đề cần thiết nước ta Với phát triển khoa học kĩ thuật, chất lượng hệ thống thủy ngày nâng cao đặc biệt khả áp dụng điều khiển lôgic khả trình PLC vào việc tự động hóa điều khiển hệ thống giúp hệ thống điều khiển linh hoạt, nhanh, xác Công trình thủy lợi hồ chứa đầm hà động khởi công xây dựng 4/2006 với vốn đầu tư 500 tỷ đồng, công trình có ý nghĩa lớn kinh tế xã hội lớn nhân dân huyện Đầm Hà, công trình hoàn thành đảm bảo cung cấp nước tưới ổn định cho 3485 đất canh tác cung cấp nước thô phục vụ sinh hoạt cho 29000 người dân thuộc xã, thị trấn huyện Đầm Hà Sau em trình bầy đề tài “ Phân tích trang bị điện hệ thống điều tiết nước hồ chứa Hà Động” nội dung gồm chương: Chương 1.Phân tích hệ thống cung cấp điện cho công trình điều tiết nước hồ chứa Hà Động Chương Phân tích hệ thống trang bị điện Chương Chương trình điều khiển Footer Page of 166 Header Page of 166 CHƢƠNG PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TRÌNH ĐIỀU TIẾT NƢỚC HỒ CHỨA HÀ ĐỘNG 1.1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1.1 Giới thiệu chung công trình hồ chứa hà động Sáng ngày 26-12, xã Quảng Lợi, huyện Đầm Hà, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (NN&PTNT) tổ chức lễ khánh thành công trình thủy lợi Hồ chứa nước Đầm Hà Động Công trình thủy lợi Hồ chứa nước Đầm Hà Động khởi công xây dựng ngày 12-4-2006 Tổng vốn đầu tư 500 tỷ đồng, từ nguồn vốn trái phiếu Chính phủ vốn ngân sách địa phương Công trình BQL đầu tư xây dựng thủy lợi thi công Đây công trình công trình có ý nghĩa kinh tế - xã hội quan trọng người dân huyện Đầm Hà Công trình hoàn thành đảm bảo nguồn nước tưới ổn định cho 3.485 đất canh tác cung cấp nước thô phục vụ sinh hoạt cho 29.000 người dân thuộc xã, 01 thị trấn huyện Đầm Hà số huyện lân cận thuộc Miền Đông tỉnh Các hạng mục thuộc công trình đầu mối hoàn thành bao gồm: 01 đập chính, 04 đập phụ, 01 đập dâng, cống lấy nước, tràn xả lũ và công trình phụ trợ: Đường công vụ, nhà quản lý, hệ thống điện… với khối lượng đào đắp gần 1,6 triệu m3 đất đá, xây lắp 47.000 m3 bê tông gạch đá loại Footer Page of 166 Header Page of 166 Đập loại đập đất hai khối, chân khay cắm qua tầng cuội sỏi để chống thấm, thoát nước ống khói, bảo vệ mái thượng lưu đập bê tông đúc sẵn, bảo vệ mái hạ trồng cỏ Đỉnh đập cao trừng 64,5m, rộng 6m, dài 244m, chiều cao đập vị trí hồ sâu 31,5m , đỉn đập có tường chắn sóng cao 0.8m Hình1.1: Toàn cảnh hồ đập Footer Page of 166 Header Page of 166 Hình1.2: Một đập phụ Các đập phụ đập đất nhiều khối Cống lấy nước cao áp, phía thượng lưu hình hộp, phía hạ lưu ống tròn thép bọc bê tông cốt thép, lưu lượng thiết kế qua cống 4,9m3/s điều chỉnh van côn hạ lưu Chiều sâu bể 2,0m, tường cao 0,8m, tường cao 1,4m, sân sau dài 30m.Tràn xả lũ đặt vai trái đập, tràn ngưỡng thực dụng gồm cửa cửa rộng 9m, van cung đóng mở xilanh thủy lực, tiêu bể tường kết Footer Page of 166 Header Page of 166 Hình1.3: nhìn từ hạ lưu tràn xả lũ Hình1.4: hệ thống pittong thủy lực đóng mở cửa tràn Footer Page of 166 Header Page of 166 1.1.2 Cấp điện Toàn nguồn cấp cho công trình lấy từ lưới điện 35KV hạ áp qua trạm biến áp 2, trạm 35/0,4KV – 50KV Hình1.5: Sơ đồ cấp điện tổng thể lấy từ trạm biến áp Footer Page of 166 Header Page of 166 Hình1.6: Sơ đồ cấp điện tổng thể lấy từ trạm biến áp Điện hạ áp từ trạm biến áp qua tủ điện tổng (tủ hạ áp) có nhiệm vụ phân phối điện cho tủ điều khiển động bơm dầu cho cửa van cung, động nâng hạ di chuyển phai, hệ thống chiếu sáng nhà điều hành đường quản lý vận hành, cống lấy nước nhà quản lý chung tâm Toàn phụ tải điện lấy từ trạm biến áp số qua nhà phân phối đặt nhà quản lý chung tâm, phụ tải bao gồm: Footer Page of 166 Header Page of 166 Hình1.7: Sơ đồ mặt cấp điện tổng thể lấy từ trạm biến áp Footer Page of 166 Header Page 10 of 166 - Phụ tải động lực: Động bơm dầu động vitme có công suất Pdm = 4,5KW, Idm = 9,5A - Phụ tải chiếu sáng cao áp: Số lượng đèn chiếu sáng cao áp thủy ngân lấy từ trạm biến áp số 25 chiếc, công suất đèn Pdm = 250W, Pcsca = 25*0,25 = 6,25(KW), Icsca = 13(A) - Điện sinh hoạt điện chiếu sáng nhà quản lý chung tâm Tổng điều hòa chiếc, tầng bố trí chia điều pha, đèn chiếu sáng huỳnh quang 220V – 40W 14 chiếc, đèn chiếu sáng sợi đốt 220V – 75W Tổng công suất chiếu sáng tầng 1là: 4870W, tổng công suất tầng là: 4780W, công suất tính toán tòa nhà 9,65KW, Icsca= 18.3A Trạm biến áp số 2: Tương tự trạm biến áp số 1, trạm biến áp số có công suất, thông số cấp điện theo sơ đồ Toàn phụ tải lấy từ trạm biến áp số qua tủ phân phối đặt nhà quản lí vận hành tràn, sau cấp theo phụ tải: Phụ tải động lực: Bao gồm động bơm dầu cho cửa van cung có công suất Pđm= 4,5KW, Iđm= 9,5A Phụ tải chiếu sáng cao áp: Tổng số đèn cao áp thủy ngân lấy từ trạm 13 đèn, công suất đèn Pđm= 250W, Pđèn = 13* 0,25 = 32,5KW, Iđèn=6A Phụ tải sinh hoạt chiếu sáng: Tổng công suất tính toán Ptt= 3,72KW, Itt= 7,1A Trong số lượng đèn chiếu sáng loại huỳnh quang 220V – 40W 10 chiếc, điều hòa quạt ổ cắm cho thiết bị… Footer Page 10 of 166 Header Page 60 of 166 Quy trình thực chương trình điều khiển tuyến tính Do toàn chương trình điều khiển nằm khối OB1, nên khối OB1 gần thường trực nhớ Work memory, trừ trường hợp hệ thống phải xử lí tín hiệu báo ngắt Ngoài khối OB1 vùng nhớ Work memory có miền nhớ địa phương (Local Block) cấp phát cho OB1 khối DB OB1 sử dụng Khi thực khối OB1, hệ điều hành cấp Local Block có kích thước mặc định 20 Byte Work memory để OB1 lấy liệu từ hệ điều hành Mặc dù kích thước 20 Byte mặc định, người sử dụng Local Block để sử dụng thêm biến nhớ cho chương trình Tuy nhiên, phải để ý Local Block giải phóng cuối vòng quét cấp lại đầu vòng quét sau nên giá trị có Local Block vòng quét trước bị bắt đầu vòng quét Do tốt nên sử dụng Local Block cho việc lưu trữ biến nháp tạm thời tính toán vòng quét Phương pháp lập trình có cấu trúc phương pháp lập trình mà toàn chương trình điều khiển chia thành khối FC hay FB, khối có nhiệm vụ riêng quản lí chung từ khối OB Kiểu lập trình phù hợp cho toán điều khiển phức tạp, nhiều nhiệm vụ chi việc sửa chữa, gỡ rối sau PLC S7-300 có khối bản: -Loại khối OB (Oranization Blok): khối tổ chức quản lí -Chương trình điều khiển như: OB1, OB35, OB40 -Loại khối FC (Function): khối chương trình với chức riêng giống khối chương trình hàm FC1, FC2 Footer Page 60 of 166 59 Header Page 61 of 166 -Loại khối FB (Function Block): loại khối FC đặc biệt có khả trao đổi lượng liệu lớn với khối chương trình khác Các liệu phải tổ chức thành khối liệu riêng Data Block: FB1, FB2 -Loại khối DB (Data Block): khối liệu cần thiết để thực chương trình Một chương trình ứng dụng có nhiều khối DB DB1, DB2 Trong OB1 có lệnh gọi khối chương trình theo thứ tự phù hợp với bàn toán điều khiển đặt Một nhiệm điều khiển chia nhỏ thành nhiều nhiệm vụ cụ thể nữa, khối chương trình gọi từ khối chương trình khác Điều cần ý không khối chương trình lại gọi đến Ngoài ra, có hạn chế ngăn xếp module CPU nên không chương trình gọi lồng qua số lần mà module CPU sử dụng cho phép, PLC ự chuyển sang chế độ STOP đặt cờ báo lỗi DB FB OB DB FC DB FB DB FB Hình 3.9: Cấu trúc chương trình cấu trúc OB: Ogranization Block FB: Function Block Footer Page 61 of 166 60 SFB SFC Header Page 62 of 166 FC: Function SFB: System Function Block SFC: System Function SDB: System Data Block DB: Data Block Giữa khối mẹ khối có lien kết thể qua việc trao đổi giá trị Khi gọi khối con, khối mẹ cần cho kiện thông qua tham trị đầu vào để khối thực nhiệm vụ Sau thực xong nhiệm vụ, khối phải trả lại cho khối mẹ kết tham trị đầu Hệ điều hành CPU tổ chức việc truyền qua tham trị thông qua Local Block khối Hình 3.10: Thực khối FC10 Như vậy, thực lệnh gọi khối con, hệ điều hành sẽ: - Chuyển khối gọi vùng Local memory Cấp phát cho khối phần nhớ Work memory để làm Local Block Cấu trúc Local Block quy định soạn thảo khối Footer Page 62 of 166 61 Header Page 63 of 166 - Truyền tham trị từ khối mẹ cho biến hình thức: In, In - Out Local Block - Sau khối thực xong nhiệm vụ ghi kết dạng tham trị đầu cho biến Out, In - Out Local Block, hệ điều hành chuyển tham trị cho khối mẹ giải phóng khối Local Block khỏi Work memory 3.2 CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VAN CUNG 3.2.1 Phân tích tín hiệu vào PLC Theo nguyên lí hoạt động can cung số 1, số có nguyên lí hoạt động khác van cung hoạt động độc lập với Do van cung có nguyên lí hoạt động chương trình điều khiển cung tín hiệu vào PLC cho van cung ta xây dựng chương trình điều khiển cho van cung van số van lại van khác chúng hoạt động độc lập Với hệ thống van cung khóa chuyển mạch A-M có vị trí tương ứng với tiếp điểm Khi khóa chuyển mạch A-M chuyển sang vị trí A tiếp điểm 2,3,4 đóng lại Khi khóa chuyển mạch sang vị trí M tiếp điểm 1,5,6 đóng lại Vì đầu vào PLC nối tới tiếp điểm 2,3,4 khóa chuyển mạch ta lắp đặt CPU phải đưa khoa chuyển mạch vị trí A Khi lắp đặt CPU PLC khóa chuyển mach A-M đưa vị trí A tương ứng tiếp điểm 2,3,4 khóa chuyển mạch A-M đóng lại lúc ta cần điều khiển nút khởi động chuyển khóa chuyển mạch N-H bàn điều khiển để cấp tín hiệu cho đầu vào PLC Footer Page 63 of 166 62 Header Page 64 of 166 Bảng 3.1: Các tín hiệu vào/ra theo yêu cầu hệ thống Các tín hiệu vào PLC TT Địa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 Chức Nút start I0.0 có tín hiệu ta phải ấn nút khởi động cho hệ thống Khóa chuyển mạch N-H vị trí N để cấp tín hiệu cho I0.1 ta phải đưa khóa chuyển mạch N-H vị trí N Khóa chuyển mạch N-H vị trí H để cấp tín hiệu cho I0.1 ta phải đưa khóa chuyển mạch N-H vị trí H Nút dừng toàn hệ thống Khi ta muốn dừng hệ thống ta cần ấn nút dừng D1 điện cấp cho tín hiệu I0.3 Các tín hiệu PLC TT Địa Q0.0 Q0.1 Q0.2 Chức Tín hiệu cấp điện cho rơ-le trung gian R cấp điện cho công-tắtơ K2.2 để cấp điện cho động bơm dầu thủy lực Tín hiệu cấp nguồn cho rơ-le trung gian RN, rơ-le có nhiệm vụ cấp cho cuộn dây van thủy lực Y1A Tín hiệu cấp nguồn cho rơ-le trung gian RH, rơ-le có nhiệm vụ cấp điện cho cuộn dây van thủy lực Y1B Footer Page 64 of 166 63 Header Page 65 of 166 Phân tích tín hiệu vào ra: để tín hiệ hoạt động theo yêu cầu hệ thống chưa lắp đặt CPU Ta lập trình hệ thống theo thuật toán chưa lắp đặt CPU tức ban đầu đưa khóa chuyển N-H mạch vị trí N tương ứng với tiếp điểm khóa chuyển mạch N-H sau để khởi động ta ấn nút khởi động M2 lúc có tín hiệu cho rơ-le trung gian cấp điện cho bơm dầu hoạt động Ngược lại ta đưa khóa chuyển mạch N-H vị trí H tương đương với vị trí khóa chuyển mạch N-H sau để khởi động ta ấn nút khởi động M2 lúc có tín hiệ cho rơ-le trung gian cấp điện cho bơm dầu hoạt động 3.2.2 Phƣơng trình điều khiển 3.2.3 Chƣơng trình điều khiển Footer Page 65 of 166 64 Header Page 66 of 166 Footer Page 66 of 166 65 Header Page 67 of 166 3.3 CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VAN PHẲNG THƢỢNG LƢU BẰNG VITME 3.3.1 Phân tích tín hiệu vào PLC Với hệ thống van cung khóa chuyển mạch A-M có vị trí tương ứng với tiếp điểm Khi khóa chuyển mạch A-M chuyển sang vị trí A tiếp điểm 2,4 đóng lại Khi khóa chuyển mạch chuyển sang vị trí M tiếp điểm 1,3 đóng lại Vì đầu vào PLC nối tới tiếp điểm 2,4 khóa chuyển mạch ta lắp đặt CPU ta phải đưa khóa chuyển mạch vị trí A Khi lắp đặt CPU PLC khóa chuyển mạch A-M đưa vị trí A tương ứng với tiếp điểm 2,4 khóa chuyển mạch A-M đóng lại lúc ta cẩn điều khiển nút khởi động khóa chuyển mạch N-H bàn điều khiển Bảng 3.2: Các tín hiệu vào/ra theo yêu cầu hệ thống Các tín hiệu vào PLC TT Địa Chức I0.0 I0.1 I0.2 Tương ưng với nút H I0.0 có tín hiệu vào ta phải ấn nút H cho hệ thống Tương ứng với nút N I0.0 có tín hiệu ta phải ấn nút N cho hệ thống Nút dừng toàn hệ thống Khi ta muốn dừng hệ thống ta cần ấn nút dừng D điện cấp cho tín hiệu I0.2 Footer Page 67 of 166 66 Header Page 68 of 166 Các tín hiệu PLC TT Địa Chức Q0.0 Tín hiệu cấp điện cho rơ-le trung gian RG1 Q0.1 Tín hiệu cấp nguồn cho rơ-le trung gian RG2 3.2.2 Phƣơng trình điều khiển 3.3.3 Chƣơng trình điều khiển Footer Page 68 of 166 67 Header Page 69 of 166 3.4 CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VAN CÔN HẠ LƢU BẰNG THỦY LỰC 3.4.1 Phân tích tín hiệu vào PLC Với hệ thống van côn khóa chuyển mạch A-M có vị trí tương ứng với tiếp điểm Khi khóa chuyển mạch A-M chuyển sang vị trí A tiếp điểm 2,3,4 đóng lại Khi khóa chuyển mạch chuyển sang vị trí M tiếp điểm 1,5,6 đóng lại Vì đầu vào PLC nối tới tiếp điểm 2,3,4 khóa chuyển mạch ta lắp đặt CPU ta phải đưa khóa chuyển mạch vị trí A Khi lắp đặt CPU PLC khóa chuyển mạch A-M đưa vị trí A tương ứng với tiếp điểm 2,3,4 khóa chuyển mạch A-M đóng lại lúc ta cẩn điều khiển nút khởi động khóa chuyển mạch N-H bàn điều khiển Bảng 3.3: Các tín hiệu vào/ra theo yêu cầu hệ thống Các tín hiệu vào PLC TT Địa Chức I0.0 Nút start I0.0 có tín hiệu ta phải ấn nút khởi động cho Footer Page 69 of 166 68 Header Page 70 of 166 hệ thống I0.1 I0.2 I0.3 Khóa chuyển mạch N-H vị trí N để cấp tín hiệu cho I0.1 ta phải đưa khóa chuyển mạch N-H vị trí N Khóa chuyển mạch N-H vị trí H để cấp tín hiệu cho I0.1 ta phải đưa khóa chuyển mạch N-H vị trí H Nút dừng toàn hệ thống Khi ta muốn dừng hệ thống ta cần ấn nút dừng D1 điện cấp cho tín hiệu I0.3 Các tín hiệu PLC TT Địa Chức Q0.0 Q0.1 Q0.2 Tín hiệu cấp điện cho rơ-le trung gian R cấp điện cho công-tắnơ K2.2 để cấp điện cho động bơm dầu thủy lực Tín hiệu cấp nguồn cho rơ-le trung gian RN, rơ-le có nhiệm vụ cấp cho cuộn dây van thủy lực Y1A Tín hiệu cấp nguồn cho rơ-le trung gian RH, rơ-le có nhiệm vụ cấp điện cho cuộn dây van thủy lực Y1B Phân tích tín hiệu vào ra: để tín hiệ hoạt động theo yêu cầu hệ thống chưa lắp đặt CPU Ta lập trình hệ thống theo thuật toán chưa lắp đặt CPU tức ban đầu đưa khóa chuyển N-H mạch vị trí N tương ứng với tiếp điểm khóa chuyển mạch N-H sau để khởi động ta ấn nút khởi động M2 lúc có tín hiệu cho rơ-le trung gian cấp điện Footer Page 70 of 166 69 Header Page 71 of 166 cho bơm dầu hoạt động Ngược lại ta đưa khóa chuyển mạch N-H vị trí H tương đương với vị trí khóa chuyển mạch N-H sau để khởi động ta ấn nút khởi động M2 lúc có tín hiệ cho rơ-le trung gian cấp điện cho bơm dầu hoạt động 3.4.2 Phƣơng trình điều khiển 3.3.4 Chƣơng trình điều khiển Footer Page 71 of 166 70 Header Page 72 of 166 Footer Page 72 of 166 71 Header Page 73 of 166 KẾT LUẬN Sau gần tháng nghiên cứu đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ “Phân tích trang bị điện hệ thống điều tiết nước hồ chứa Hà Động” với giúp đỡ tận tình thầy giáo Đặng Hồng Hải, thầy cô khoa điện, bạn lớp em hoàn thành đồ án với nội dung sau: - Phân tích cung cấp điện cho công trình - Phân tích trang bị điện cho hệ thống - Chương trình điều khiển cho hệ thống Qua trình làm đồ án giúp em hiểu biết thêm kiến thức cung cấp điện, trang bị điện, kỹ thuật vẽ auto cad kiến thức điều khiển logic khả trình (PLC s7-300), không nhiều điều kiện tốt giúp em kiến thức làm tiền đề cho công việc sau trường áp dụng vào thực tế Em gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo khoa điện bạn lớp đặc biệt thầy giáo Đặng Hồng Hải tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án, kiến thức hạn hẹp đồ án hoàn thành không tránh khỏi thiếu sót em mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày 7/11/2012 Sinh viên thực Bùi Văn Thanh Footer Page 73 of 166 72 Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Header Page 74 of 166 Merger! To remove this page, please register your program! Go to Purchase Now>> AnyBizSoft PDF Merger  Merge multiple PDF files into one  Select page range of PDF to merge  Select specific page(s) to merge  Extract page(s) from different PDF Footer Page 74 of 166 files and merge into one ... dung gồm chương: Chương 1 .Phân tích hệ thống cung cấp điện cho công trình điều tiết nước hồ chứa Hà Động Chương Phân tích hệ thống trang bị điện Chương Chương trình điều khiển Footer Page of... Page of 166 CHƢƠNG PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TRÌNH ĐIỀU TIẾT NƢỚC HỒ CHỨA HÀ ĐỘNG 1.1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 1.1.1 Giới thiệu chung công trình hồ chứa hà động Sáng ngày 26-12,... tác cung cấp nước thô phục vụ sinh hoạt cho 29000 người dân thuộc xã, thị trấn huyện Đầm Hà Sau em trình bầy đề tài “ Phân tích trang bị điện hệ thống điều tiết nước hồ chứa Hà Động nội dung