BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TP.HCM BÁO CÁO MÔN HỌC TỰ ĐỘNG HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN Đề tài: TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BƠM GVHD : ThS Trần Duy Hải SVTH: Nguyễn Ngọc Nhƣ Quỳnh Phan Thái Bình Thân Kim Ngọc Lớp: 02ĐHQTTB TP HỒ CHÍ MINH, 2016 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN MỤC LỤC GIỚI THIỆU PHẦN I : HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH TRẠM BƠM Trạm bơm 2 Bố trí cơng trình trạm bơm Các thiết bị trạm bơm Động điện Van Bơm Thiết bị đo áp suất Thiết bị đo lưu lượng lưu tốc PHẦN II: TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BƠM Khái niệm tự động hóa trạm bơm Quá trình điều khiển trạm bơm Các phận hệ thống điều khiển tự động Nguyên tắc hoạt động Sơ đồ mạch điện sơ đồ thiết bị tự động hóa trạm bơm Báo cáo môn học Tự động hóa điều khiển GIỚI THIỆU Trong công nghiệp ngày đại phát triển, thiết điện sử dụng rộng rãi Các thiết điện đa dạng phong phú chủng loại, đồng nghĩa với đa dạng điều khiển Ở khu dân cư hay khu cơng nghiệp nào, có nhu cầu sử dụng nước, hệ thống cấp nước hệ thống thiếu khu dân cư công nghiệp Trạm bơm cơng trình quan trọng việc nâng cao chất lượng trạm bơm cần thiết Các tiến kỹ thuật khoa học đặc biệt lĩnh vực điện tử, tự động hóa ảnh hưởng mạnh mẽ đến phát triển ngành kỹ thuật khác Sự đời thiết bị điều khiển nhỏ gọn với biến đổi điện tử công suất lớn, tác động nhanh, giúp cho trình sản xuất hay cấp nước trạm bơm nhanh chóng mà đảm bảo an toàn Để kịp thời nắm bắt tiến điều khiển tự động, nhóm sâu vào việc nghiên cứu tự động hóa điều khiển trạm bơm cấp nước Trong báo cáo trình bày nội dung trạm bơm, thiết bị điều khiển trạm bơm, sơ đồ mạch điện tự động hóa trạm bơm sơ đồ khối hệ thống trạm bơm theo đề cho trước Lớp 02ĐHQTTB Báo cáo mơn học Tự động hóa điều khiển PHẦN I : HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH TRẠM BƠM GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH TRẠM BƠM Trạm bơm Trạm bơm cơng trình đầu mối thủy lợi quan trọng Nó cơng trình tưới động lực sử dụng lượng máy bơm, để đưa lưu lượng nước lên độ cao định Trạm bơm gồm có tổ máy bơm, động cơ, đường ống hút, đường ống xả, thiết bị khí, thủy lực, thiết bị động lực, hệ thống điện số thiết bị điện khác Bố trí cơng trình trạm bơm Theo đề u cầu bố trí trạm bơm tưới tiêu Nhiệm vụ trạm bơm tưới lấy nước từ nguồn nước (sông, ao, hồ, kênh…) để cấp nước tưới cho trồng Sơ đồ bố trí: Hình 2.1 Sơ đồ bố trí trạm tƣới tiêu kết hợp – Bể hút, – Nhà trạm bơm, - Ống xả, – Bể xả, 5,8,9,10,12 – Kênh dẫn, Ống xả, – Cống lấy nước, 11 – Cửa van, 13 – Khu tưới, 14 – Khu tiêu Lớp 02ĐHQTTB Báo cáo mơn học Tự động hóa điều khiển Các thiết bị trạm bơm Để cho trạm bơm hoạt động ngồi trạm bơm phải có thiết bị kèm gồm có:  Thiết bị động lực: Động thiết bị truyền lực  Thiết bị thủy lực: Các thiết bị đo, thiết bị mồi bơm, loại van bơm…  Thiết bị nâng hạ: Thiết bị cầu trục, chắn vớt rác, thơng thống khí…  Thiết bị điện: Máy biến áp, thiết bị chống sét, tủ điều khiển… Động điện loại động điện thường dùng động xoay chiều pha Hình 3.1 Động điện – Động cơ, – Máy bơm Van Bơm Van bơm có tác dụng điều tiết dòng chảy, ngăn nước, tránh nước ngược nước vào, số loại van bơm dùng tổ máy bơm trạm bơm Hình 3.2 Một số loại van bơm a – Van chặn côn VC 300, b – Van chặn nêm VN 300, c – Van chiều đĩa VIL 100 Lớp 02ĐHQTTB Báo cáo mơn học Tự động hóa điều khiển Thiết bị đo áp suất Gồm có áp kế chân không kế Thiết bị đo áp kế cắm máy bơm dùng để đo áp suất nước sau máy bơm Chân không kế dùng để đo áp suất cửa vào máy bơm Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thiết bị đo áp suất AK – Áp kế, CK – Chân không , - Ống xả - Ống hút, - Máy bơm, – Van , – Thiết bị đo lưu lượng Thiết bị đo lƣu lƣợng lƣu tốc Thiết bị đo lưu tốc lưu lượng nhiều loại thước đo mực nước, đồng hồ đo lưu lượng kiểu tuabin, ống đo nước thủy công, lưu tốc kế, áp kế vi sai… Lớp 02ĐHQTTB Báo cáo mơn học Tự động hóa điều khiển PHẦN II: TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BƠM Khái niệm tự động hóa trạm bơm Theo mức độ điều khiển tự đông, trạm bơm chia làm loại: bán tự động, tự động hoàn toàn điều khiển từ xa Ở trạm bơm điều khiển bán tự động, thao tác đóng ngắt máy người thực hiện, tình trạng máy móc, thiết bị cơng trình, báo phòng điều khiển tín hiệu.Trạm bơm điều khiển hồn tồn thiết bị đóng ngắt, đén việc theo doic kiểm tra thực thiết bị hệ thống điều khiển tự động Điều khiển từ xa điều khiển tự động trạm điều khiển tách riêng với trạm bơm Điều kiện để tiến hành điều khiển tram bơm phải có tình trạng tổ máy tốt, máy bơm nối trực tiếp với động cơ, điện cấp cho trạm bơm phải lấy từ hai nguồn điện không phụ thuộc vào Hệ thông điều khiển tự động gồm mạch mạch điều khiển mạch tín hiệu Mạch gồm cấu dẫn điện đến máy bơm, khóa điện, công tắc, cầu dao…điều khiển làm việc thiết bị, phụ tùn, đóng cắt mạch điện Mạch điều khiển gồm role, công tắc, dây dẫn điều khiển, nút bấm cơng tắc đóng ngắt mạch điều khiển Mạch tín hiệu tạo nên từ cơng tắc, thiết bị tín hiệu, đường dây liên hệ Tín hiệu làm việc máy báo đèn màu Tín hiệu cố báo còi chng có kết hợp với đèn nhấp nháy Quá trình điều khiển trạm bơm Quá trình điều khiển trạm bơm thường tiến hành theo trình tự sau: tín hiệu mở máy, truyền từ thiết bị kiểm tra mực nước, áp lực lưu lượng mạng lưới Các thiết bị mở máy, thiết bị mồi bơm làm việc Một thiết bị đặc biệt rơ le mồi bơm dùng để kiểm tra dùng mồi bơm Khi bơm mồi xơng tín hiêu phát tín hiệu ngắt bơm chân khơng khởi động trang thiết bị chủ yếu máy bơm khởi đọng từ, động điện, thiết bị tự động để đưa vào làm việc Máy bơm bắt đàu chạy Khi cột áp đạt giá trị khởi động rơ le áp lực ống đẩy phát tín hiệu mở khóa điện Khoa mở hồn tồn tín hiệu mở máy ngắt Bơm bắt đầu làm việc chế độ binh thường Lớp 02ĐHQTTB Báo cáo mơn học Tự động hóa điều khiển Các phận hệ thống điều khiển tự động Tùy theo chức hệ thống điều khiển tự động, thiết bị phân làm nhóm: đáctríc, rơ le cơng tắc từ Đáctríc thiết bị có nhiệm vụ kiểm tra điều chỉnh tham số tín hiệu đưa để thuận tiện cho việc truyền nhận tín hiệu Đáctríc gồm loại điện, khí nén, thủy lực Rơ le thiết bị mà tác dụng yếu tố bên ngồi( khí, thủy lực, điện… ) làm thay đổi dòng tín hiệu đưa để điều khiển mạch điện Hệ thống điều khiển tự động trạm bơm thường sử dụng số loại rơ le sau: Rơ le áp lực để điều khiển cụm mạch tự động hóa áp lực ống đẩy thay đổi Rơ le mực nước phát tín hiệu đóng ngắt tố máy bể thu bể chứa máy thay đổi Rơ le tia để kiểm tra việc mồi bơm Tín hiệu phát phụ thuộc vào hướng chuyển động chất lỏng đường ống Rơ le chân không để xác định độ chân không ống hút Rơ le thời gian có thao tác đóng mở tiếp điểm tức thời mà phải qua thòi gian ngắn để chọn thao tác Rơ le nhiệt để kiểm tra nhiệt phát tín hiệu, nhiệt độ ổ trục, vòng chèn Rơ le cố để ngắt ổ máy chế độ làm việc bị vi pham nghiêm trọng máy bị hư hỏng chi tiết Cơng tắc từ loại thiết bị dùng để đóng hoạc ngắt mạch tác dụng lực điện từ xung điện Lớp 02ĐHQTTB Báo cáo mơn học Tự động hóa điều khiển Nguyên tắc hoạt động Một trạm bơm tưới tiêu lấy nước từ sông nông để bơm lên hồ chứa Mực nước dòng sơng thay đổi theo thủy triều; mực nước hồ chứa cần trì khoảng độ cao 0,8m đến 1,5m Trạm bơm có 5máy bơm hoạt động song song - Cửa đẩy bơm có lắp áp kế Khi giá trị áp kế đạt giá trị chân không, nghĩa bơm hụt nước, bơm ngưng hoạt động khơng tự hoạt động trở lại Khi đó, hệ thống có báo hiệu - Nếu áp kế có giá trị lớn 2,5atm, nghĩa đầu bơm bị nghẹt, bơm ngừng hoạt động, có báo hiệu tự hoạt động trở lại áp thỏa yêu cầu - Mực nước hồ chứa thấp 0,8m, hệ thống có báo động, bơm hoạt động - Mực nước khoảng 0,8m tới 1,2m, khơng có báo động, bơm hoạt động - Mực nước khoảng 1,2m tới 1,5m, khơng có báo động, bơm hoạt động, bơm nghỉ - Mực nước cao 1,5m, bơm không hoạt động - Một bơm ngưng hoạt động tải phải có báo hiệu cho biết bơm tải - Trạm bơm có lắp thiết bị đo mức chất lỏng nhà bơm Trường hợp nhà bơm bị nước xâm nhập với độ cao nước cách chân bơm 8cm, hệ thống báo động Nếu mực nước lên tới 10cm, lưới điện cấp cho trạm bơm bị ngắt, hệ thống báo động trì Lớp 02ĐHQTTB Báo cáo mơn học Tự động hóa điều khiển Sơ đồ mạch điện sơ đồ thiết bị tự động hóa trạm bơm Lớp 02ĐHQTTB