KHOA ĐIỆN -ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP NGUYỄN VĂN A - MSV:56789 ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CÁC MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHUNG NHĨM NO1-NĂM HỌC: 201X-201X ĐỀ SƠ 16: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT TRẠM BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Hồng Xn Bình HẢI PHÒNG - 2018 PHẦN MỞ ĐẦU DANH MỤC CÁC BẢN VẼ CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG THIẾT KẾ GIÁM SÁT TRẠM CÓ NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 1.1 Nghiên cứu đề xuất hệ thống thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm 1.2 Các yêu cầu trạm bơm bồn hở 1.3 Thiết lập sơ đồ P&ID thu thập tín hiệu giám sát CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC THIẾT KẾ GIÁM SÁT CHO TRẠM CÓ NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 2.1 Tính chọn trang bị điện giám sát cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở 2.2 Thiết kế điểm đặt thiết bị cảm biến cho hệ thống 11 2.3 Thiết kế tủ điện báo động phần mềm giám sát .13 2.3.2 Phần mềm giám sát 18 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT TRÊN VISUAL BASIC 32 3.1 Xây dựng chương trình giám sát 32 3.2 Lưu đồ thuật toán mạch mô 33 3.3 Viết chương trình giám sát hệ thống 34 3.4 Kết mô hệ thống 35 KẾT LUẬN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Khoa học kĩ thuật ngày phát triển, thiết bị công nghệ tối tân có vai trò quan trọng cơng nghiệp hóa, đại hóa Trong q trình giám sát hệ thống trạm bơm, trạm lạnh, cần trục cầu trục đóng vai trò thiết yếu máy hệ thống Từ nhu cầu thiết yếu đó, em tiếp nhận đề tài thầy Hồng Xn Bình về: “Thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở” để tìm hiểu hệ thống giám sát thiết kế hệ thống giám sát cho đề tài Mục đích đề tài Tìm hiểu, thiết kế hệ thống giám sát từ gửi thơng số u cầu điều khiển cho hệ thống trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở thực tế Đối tượng phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu sơ đồ P&ID thu thập tín hiệu giám sát trang thiết bị hệ thống cảm biến đo đạc Nghiên cứu bố trí điểm đặt cảm biến, tủ điện phần mềm giám sát b Phạm vi nghiên cứu Đồ án nghiên cứu để cấp nước cho khách sạn, công xưởng trung tâm thương mại có đặt bồn nước hở mái nhà Phương pháp nghiên cứu Thiết lập sơ đồ P&ID thu thập tín hiệu giám sát Tính chọn trang bị điện giám sát cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở Thiết kế điểm đặt thiết bị cảm biến cho hệ thống Thiết kế tủ điện báo động phần mềm giám sát Xây dựng chương trình giám sát Ý nghĩa khoa học thực tiễn a Ý nghĩa khoa học thực tiễn Giúp sinh viên nắm rõ nguyên lý thiết kế giám sát để giám sát hệ thống vận hành trơn tru, ổn định, bền vững b Ý nghĩa thực tiễn Giúp sinh viên hiểu sâu hệ thống giám sát hoàn chỉnh thực tế để phục vụ yêu cầu giám sát Xây dựng phương án giám sát cụ thể Tính tốn lựa chọn thiết bị cần thiết cho việc giám sát DANH MỤC CÁC BẢN VẼ TRAN TÊN HÌNH TÊN BẢN VẼ Bản vẽ 01 Mạch cấp nguồn cho hệ thống 22 Bản vẽ 03 Mạch rơ le trung gian 23 Bản vẽ 04 Mạch đèn báo 24 Bản vẽ 05 Mạch đầu vào PLC 25 Bản vẽ 06 Mạch đầu PLC 26 Bản vẽ 07 Mạch kiểm tra hệ thống đèn 27 G CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG THIẾT KẾ GIÁM SÁT TRẠM CÓ NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 1.1 Nghiên cứu đề xuất hệ thống thiết kế giám sát cho trạm có nhiều bơm Hệ thống giám sát bơm mắc song song đưa tới đường ống góp chung, cấp chất lỏng cho bồn hở (bể chứa đích) Các tín hiệu cần giám sát đo đạc nhận biết cảm biến,sau cảm biến thu thập số liệu giám sát cho tín hiệu qua xử lý PLC có chương trình lập trình sẵn để điều khiển đèn tủ điện trường Một lộ khác tín hiệu từ đầu xử lý PLC ghép nối với máy tính qua phần mềm giám sát Visual Basic phần mềm hiển thị tín hiệu cần giám sát cho người vận hành buồng giám sát nắm rõ.Các vị trí sơ đồ lắp đặt thiết bị đo tùy thuộc vào yêu cầu đề xuất ta lựa chọn cảm biến, PLC phù hợp cảm biến mực nước dạng phao, chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số gửi máy tính thiết bị đèn báo cho tủ điện vị trí trường Muốn lắp đặt ta phải thực số thao tác sau: - Khảo sát vị trí lắp đặt cảm biến: thiết kế điểm đo Điểm đo mức chất lỏng két( bể hút) Điểm hai đo cửa hút bơm(hiển thị áp suất trường), điểm ba đo áp suất cửa đẩy bơm( áp suất đưa PLC để xử lý tích hợp vào máy tính), điểm đo thứ quy định số lượng bơm đưa vào hoạt động, đưa tín hiệu hệ thống giám sát - Tín hiệu thu thập từ cảm biến đưa qua biến đổi đưa vào vi xử lý, ghép nối vào máy tính thơng qua phần mềm giao diện visual basic để giám sát hệ thống từ xa - Khảo sát vị trí lắp đặt tủ điện giám sát trường: lắp đặt tủ điện báo động trường phải cao ráo, tủ sắt chống va đập, vị trí dễ quan sát, tránh mưa gió điều kiện thời tiết, dễ dàng thay bảo trì cần thiết Hình 1.1: Sơ đồ đề xuất hệ thống giám sát 1.2 Các yêu cầu trạm bơm bồn hở  Đảm bảo bảo vệ 191 ap h thường hệ truyền động điện ngắn mạch, tải,… Cũng bảo vệ riêng có hệ thống trang bị điện hệ thống cụ thể  Đảm bảo chế độ vận hành 191ap h thường: tay, tự động T rong chế độ tay, thiết kế điều khiển phải đảm bảo cho phép chạy dừng động lai bơm độc lập với phần tử điều khiển (PLC, vi xử lý…)  Do bơm li tâm không tự động mồi nước nên mạch điều khiển phải đảm bảo mồi nước trước chạy bơm (qua bơm mồi, van điện tử,….) tuân thủ thứ tự thao tác chạy bơm  Bơm thường hoạt động môi trường ẩm ướt (nước, chất lỏng khác ), môi trường độc hại (axit, kiềm…), môi trường dễ cháy, nổ(dầu, axit) môi trường bẩn (bùn) nên trang bị điện phải đáp ứng điều kiện  Động lai bơm quay theo chiều nên trnag bị điện cho bơm cần có mạch bảo vệ thứ tự pha hệ thống bơm sử dụng động điện xoay chiều  Hệ thống đảm bảo báo động, tín hiệu hóa, tự động dừng tự động khởi động có u cầu  Những hệ thống bơm cơng tác mơi trường dễ cháy, nổ (bơm dầu, hóa chất) u cầu có nhiều vị trí dừng cố  Đối với trạm có nhiều bơm, cần ý tới thứ tự khởi động dừng bơm theo thuật toán đặt trước Tránh khởi động bơm lúc dẫn tới sụt áp lưới ảnh hưởng tới điều kiện làm việc thiết bị xung quanh Có thuật tốn đảo bơm chạy ln phiên đảm bảo thời gian làm việc bơm đồng  Giám sát nguồn điện cho trạm bơm, thông báo trạng thái nguồn điện:  Nguồn điện ba pha: có đủ pha khơng, điện áp pha, thứ tự pha  Nguồn điện pha (phòng điều khiển): điện áp nguồn pha  Giám sát lượng chất lỏng bể chứa chất lỏng đầu vào hệ thống bơm  Khi lượng chất lỏng bể chứa thấp cần thông báo để tiếp chất lỏng vào bể dừng hệ thống bơm  Giám sát áp suất đầu trạm bơm  Khi bắt đầu vận hành, bươm bắt đầu chạy mà áp suất ống khơng tăng cần kiểm tra hoạt động hệ thống  Khi hoạt động ổn định cần kiểm tra áp suất lưu lượng để tăng giảm công suất bơm để đạt yêu cầu  Giám sát lưu lượng đầu cuối bể đích  Kiểm tra áp suất lưu lượng cuối xem có đạt yêu cầu cung cấp nhiên liệu 1.3 Thiết lập sơ đồ P&ID thu thập tín hiệu giám sát Sơ đồ cấu trúc P&ID miêu tả chi tiết q trình cơng nghệ kèm theo chức tiêu biểu hệ thống điều khiển trình đường liên hệ thành phần Sơ đồ cấu trúc P&ID có ý nghĩa việc đặc tả chức thiết bị hệ thống điều khiển trình, sở cho việc phân tích thiết kế hệ thống Các biểu tượng sơ đồ cấu trúc P&ID sử dụng thống toàn giới theo tiêu chuẩn DIN 19227-3 Đức ANSI/ISA S5.33 Mỹ Hình 1.2 : Sơ đồ P&ID để thu thập tín hiệu giám sát  Thuyết minh sơ đồ: Về bản, thiết bị đo lường sử dụng hệ thống phục vụ hai nhiệm vụ chính: giám sát điều khiển  Giám sát: tín hiệu đo phục vụ hiển thị, báo thong số q trình (khơng ảnh hưởng tới chế độ làm việc hệ thống)  Trong sơ đồ P&ID nói trên, vị trí đo lường có chức sau:  Tại bể hút: cần đo giá trị mức chất lỏng bể để phục vụ giám sát mức chất lỏng xuống tới giá trị thấp  Trong đường ống hút: thông thường cần sử dụng đồng hồ chân không để thị độ chân không đường ống mà không cần thiết thu thập tín hiệu thiết bị điều khiển trung tâm Tuy nhiên, số trường hợp đặc biệt, cần đưa tín hiệu phục vụ điều khiển Nếu sau khoảng thời gian trễ, bơm khơng có khả khử áp suất âm đường ống hút cần điều khiển hệ thống bơm mồi làm việc có dừng bơm  Trong đường ống đẩy: Cần đo giá trị áp suất đường ống Các thiết bị phục vụ cho giám sát cần thiết đặt giá trị thấp tín hiệu phục vụ điều khiển phép người vận hành can thiệp trước có lệnh tự động từ trung tâm điều khiển Trong trường hợp giá trị áp suất đo thấp mức bình thường, cần kiểm tra đường ống dẫn (có thể bị dò rỉ vị trí đó)  Tại bể chứa đích: nên sử dụng thiết bị đo mức loại tương tự cho phép khả mềm dẻo việc định làm việc bơm theo mức chất lỏng có bể Thuyết minh sơ đồ: Ở mạch kiểm tra hệ thống đèn báo tủ điện Khi ấn nút Test hệ thống đèn báo sáng lên, quan sát hệ thống có đèn khơng sáng làm cơng tác sửa chữa bảo trì h Xây dựng mạch PLC 28 - Liệt kê tín hiệu vào i Cấu hình trạm PLC j Khai báo đầu vào PLC 29 30 k Xây dựng chương trình PLC 31 32 33 l Kết mô hệ thống đèn báo tủ điện Hình 2.12.Mơ báo động đèn mức nước thấp bồn hút Hình 2.13.Mơ báo động đèn mức nước thấp bồn hút 34 Hình 2.14.Mơ báo động đèn mức trung bình bồn hút Hình 2.15.Mơ báo động đèn mức thấp bồn đích Hình 2.16.Mơ báo động đèn mức thấp bồn đích Hình 2.17.Mơ báo động đèn mức thấp bồn đích 35 Hình 2.18.Mơ báo động đèn mức cao bồn đích Hình 2.19.Mơ báo động đèn mức cao bồn đích Hình 2.19.Mơ báo động đèn mức cao áp suất Hình 2.20.Mơ báo động đèn mức cao áp suất 36 Hình 2.21.Mơ báo động đèn mức cao áp suất Hình 2.22.Mơ báo động đèn mức thấp áp suất 37 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT TRÊN VISUAL BASIC 3.1 Xây dựng chương trình giám sát Xây dựng giao diện VB6 Hình 3.1.Giao diện phầm mềm giám sát VB6 38 3.2 Lưu đồ thuật tốn mạch mơ Hình 3.2.Lưu đồ kết nối PLC VB6 thơng qua máy tính 39 40 KẾT LUẬN Việc giám sát hệ thống trạm bơm nhiệm vụ quan trọng cán chịu trách nhiệm giám sát vận hành hệ thống Có hệ thống giám sát đảm bảo đủ yêu cầu kỹ thuật giúp người vận hành điều khiển tốt nắm vững cố hỏng hóc trạm hệ thống, từ đưa phương án khai thác, bảo dưỡng hợp lí thiết bị hệ thống Trong q trình học tập môn trang bị điện-điện tử máy công nghiệp dùng chung em giao đề tài thiết kế môn học: Giám sát trạm bơm cấp lỏng cho bồn hở Trong thời gian làm đồ án em hoàn thành đủ phần đưa thiết kế vài thiếu sót 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình :Trang bị điện - điện tử máy cơng nghiệp” Chủ biên:PGS.TS Hồng Xn Bình 42 ... tín hiệu giám sát Tính chọn trang bị điện giám sát cho trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở Thiết kế điểm đặt thiết bị cảm biến cho hệ thống Thiết kế tủ điện báo động phần mềm giám sát Xây dựng... sơ đồ P&ID thu thập tín hiệu giám sát CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC THIẾT KẾ GIÁM SÁT CHO TRẠM CÓ NHIỀU BƠM CẤP LỎNG CHO BỒN HỞ 2. 1 Tính chọn trang bị điện giám sát cho trạm có nhiều bơm cấp. .. nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở để tìm hiểu hệ thống giám sát thiết kế hệ thống giám sát cho đề tài Mục đích đề tài Tìm hiểu, thiết kế hệ thống giám sát từ gửi thông số yêu cầu điều khiển cho hệ thống