Kỹ thuật điều khiển động Trường: Đại học Giao Thông Vận Tải TPHCM Khoa : Điện – Điện Tử Viễn Thông oOo - Giảng viên hướng dẫn : TS Lê Quang Đức Đồ án: Bơm xút trung hòa độ PH Nội dung đề tài : Ổn định độ PH: Một bơm 150L/min cấp NaOH vào bồn chứa dung dịch axit để trung hòa độ PH Hãy điều khiển lưu lượng bơm đ ể độ PH ổn định 0.7 Biến tần dùng hãng : Rockwell Automation Page Kỹ thuật điều khiển động Nội Dung: PHẦN I : MƠ HÌNH CHO HỆ THỐNG: (1) (4) (2) (3) Hình 1: Sơ đồ hệ thống (1) Biến tần, (2) Bơm, động cơ, (3) Thùng chứa, (4) Cảm biến độ PH Mô tả hệ thống: Biến tần điều khiển bơm, bơm NAOH vào bồn chứa với tốc độ đặt trước 150lit/min Cảm biến độ PH cảm biến độ PH dung dịch thùng chứa, phản hồi tín hiệu biến tần Biến tần so sánh tín hiệu phản hồi từ cảm biến với giá trị PH đặt 0,7 điều khiển bơm bơm dung dịch NAOH vào bình chứa cho độ PH bình chứa ổn định mức 0,7 Cần thiết bị: Biến tần Bơm + động Cảm biến PH Các thiết bị bảo vệ cho hệ thống PHẦN 2: Lựa chọn thiết bị: A Đăc tinh cua bơm Page Kỹ thuật điều khiển động • H= f(Q): đường đặc tính bơm Lưu lượng lớn cột áp giảm Khi chất lỏng chuyển động đường ống có tổn thất ma sát chất lỏng với đường ống( độ nhớt chất lỏng định, chất lỏng mà có độ nhớt lớn tổn thất cao) Ngồi có tổn thất va đập phụ thuộc vào góc tiếp xúc, dòng chảy bơm với bánh cánh cơng tác tồn giá trị tốc độ hay sản lượng mà tổn thất va đập thấp B.Chọn máy bơm: Page Kỹ thuật điều khiển động Theo yêu cầu đề bơm 150L/min Vậy ta chọn bơm có sẵn động phase 2CD 120/15 (Hãng EBARA) dùng môi trường hóa chất cơng nghiệp có: P = 1,1 kW, lưu lượng Q = 150 l/min, bơm bơm lên độ cao 30m Trang 16 catalogue “Bơm EBARA Catalogue 2005 Version 5.0.pdf” Thông số kỹ thuật: - Áp suất làm việc tối đa : bar Nhiệt độ chất lỏng từ 35° – 60 ° - pha 230 – 400 V ± 10%, 50Hz Công suất 1,1 Kw cặp cực Page Kỹ thuật điều khiển động - Dòng chay động 3,3A Kích thước - thông số máy bơm thể bảng dưới: Bảng thông số: B Chọn thiết bị điện chinh: a) Chọn biến tần: - Do động có cơng suất 1,1 kW nên ta chọn biến tần Power Flex 40 mã số 22BD4P0x104 hãng Rockwell Automation Page Kỹ thuật điều khiển động - Biến tần dùng cho tải bơm quat( product overview,page 2, Tech Data) - Các thông số biến tần Power Flex - 40 22B-D4P0x104 Trang catalogue “werFlex 40 Standard Drives Quick Start [PDF].pdf “ Model: PowerFlex 40 22B-D4P0x104 Pin = kW Pout = 1,5 kW IOut= A Iin= 5,7 A Uin= 380 (V) Điện trơ ham theo khuyến cáo biến tần: Theo catalogue biến tần ta chọn điện trở hãm AK-R2-360P500 có giá trị 121Ω Page Kỹ thuật điều khiển động Hình : Trích từ catalogue biến tần “Power Flex 4-40 (User Manual).pdf” Trang 78 data) Chọn biến trơ điều tốc theo catalogue biến tần: 100KΩ (trang 20 tech Chọn lọc cao tần: EMC Filters theo catalogue biến tần: Loai: 22-RF012-BS Page Kỹ thuật điều khiển động Hình : Trích catalogue biến tần “Power Flex 4-40(Tech Data)” Trang 12 b) Chọn cảm biến PH: Ta chọn cảm biến PH: WQ201 hãng Global Water Page Kỹ thuật điều khiển động Hình : Trích từ catalogue “WQ201B.pdf” Thông số kỹ thuật cảm biến: - Nguồn vào 10-30V DC - Chân tín hiệu : - 20 mA Page Kỹ thuật điều khiển động - Chịu nhiệt độ: -5  +55° - Cấu hình cảm biến chân Hình : Sơ đồ đấu nối chân cảm biến PH gồm chân Catalogue: “WQ201 pH Sensor.pdf” Trang 25 A Chọn thiết bị bảo vệ: Chọn cầu chì: Page 10 Kỹ thuật điều khiển động Chọn cầu chì theo hướng dẫn biến tần (Ipuses = (1,5 ÷ 1,7) Iin inverter = 10 A) Ta chọn cầu chì hãng Rockwell với thông số kỹ thuật sau: - Loai CCMR model UL Class CC / CSA HRCI-MISC - 460V – pha - Dòng làm việc 11A Hình : Bảng thơng số : Trang catalogue “Power Pluse Rockwell.pdf” Chọn contactor: Chọn contactor theo hướng dẫn catalogue biến tần : Ta chọn contactor loai 100-C09 có thơng số kỹ thuật là: - I = 9A - pha 400/415V, 50Hz - Công suất kW Page 11 Kỹ thuật điều khiển động - Model 100-C09 – 200 : có tiếp điểm thường đóng tiếp điểm thường mở Hình: Trích từ catalogue “Contactor Rockwell.pdf” Trang Chọn CB mạch động lực: Chọn CB cho mach động lực hãng LS Industrial systems có thơng số kỹ thuật sau: - Model : RKP-b 3P B10 - Dòng định mức 10A - Điện áp 400V AC - poles Page 12 Kỹ thuật điều khiển động - Dòng cắt 10 kA Hình: trích từ catalogue “MCB_E_1101.pdf” Trang 24 Chọn biến áp cách ly cho mạch điều khiển: Page 13 Kỹ thuật điều khiển động Hình : Trích từ catalogue “bien ap cach ly.pdf” Trang 11 Các thông số kỹ thuật: - Mã số sản phẩm: ST-1000VA-BACL - Điện áp vào 220V AC (1 pha) - Điện áp 220 V, Dòng 4,5A - Cơng suất: 1kW - Kích thước dài x rộng x cao : 245 x 215 x 165 (mm) - Trọng lượng: Kg Chọn CB cho mạch điều khiển: Chọn CB cho mach điều khiển hãng LS Industrial systems có thông số kỹ thuật sau: Page 14 Kỹ thuật điều khiển động - Model : RCBO – RKP – B6A - 06 120228RO - Dòng định mức A - Điện áp 230V - poles - Dòng cắt 4,5 kA Page 15 Kỹ thuật điều khiển động Hình: Trích từ catalogue “MCB_E_1101.pdf” Trang 14 Chọn cáp cho mạch động lực: Page 16 Kỹ thuật điều khiển động Ta chọn cáp CADIVI Cáp có thơng số kỹ thuật sau: - Cáp điện lực lõi loai pha dây trung tính - Ruột đồng, ruột dẫn tròn khơng ép chặt theo tiêu chuẩn Vi ệt nam TCVN 6612-2000 / IEC228, cách điện XLPE, vỏ PVC - Dùng để truyền tải, phân phối điện công nghiệp, cấp ện áp 600/1000V tiêu chuẩn TCVN 5935-1995 / IEC60502 , tần số 50Hz, lắp đặt cố định - Nhiệt độ làm việc dài han cho phép cáp 90 OC - Nhiệt độ cực đai cho phép ngắn mach với thời gian không giây 2500C Mã SP Lõi pha Mặt cắt Danh định 1060504 Kết Cấu Lõi trung tính C/dày C điện Mặt cắt Danh định Kết Cấu C/dày C điện Bề dày vỏ Đ Kính tổng Khối lượng cáp Đ Trở lõi pha Đ.Trở lõi tr.tính 20OC 20OC mm2 N0 /mm mm mm2 N0 /mm Mm mm mm Kg/km Ω/km Ω/km 10 7/1,35 0,7 7/1,04 0,7 1,8 17 611 1,83 3,08 Hình : Trích từ catalogue “7 cáp động lực 16 CXV 0,6-1KV.doc” Trang 7 Chọn cáp cho mạch điều khiển: Chọn cáp điều khiển CADIVI Page 17 Kỹ thuật điều khiển động Cáp có thơng số kỹ thuật sau: - - Cáp điều khiển đến 30 lõi, ruột đồng, Cách điện vỏ nhựa PVC, chắn đồng nhơm, giáp sợi thép, dùng để truyền tín hiệu điều khiển, loại có nhơm chống nhiễu giáp sợi thép ký hiệu DVV/Sa/SWA Cấp điện áp 0,6/1 kV, tần số 50Hz , lắp đặt cố định Nhiệt độ làm việc dài han cho phép cáp 70OC Nhiệt độ cực đai cho phép ngắn mach với thời gian không giây 160 oC Ruột dẫn-Conductor Mặt cắt Bề dày Bề dày Đ/kính cách điện ruột dẫn Conductor dia Insul thicknes s Screen thickness màng chắn Đ Trở DC 20OC DC res at 200C danh định Kết cấu Nominal area mm2 Structure N0/mm mm mm mm Ω/km 0,5 1/0,80 0,80 0,8 0,12 – 0,15 35,70 0,75 1/1,00 1,00 0,8 « 23,79 1,0 7/0,40 1,20 0,8 « 21,01 1,25 7/0,45 1,35 0,8 « 16,70 (Max) Hình : Trích catalogue “6 cáp điều khiển DVV-ScSa-SWA_06-1KV.doc” Trang Chọn đen báo, nut nhân : Nut nhân loại lôi: QM3 IDEC,U=220V dùng điều khiển đóng ngắt mach điều khiển sử dụng loai có tiếp điểm thường đóng thường mở Sử dụng loai thường mở cho nút start (xanh lục), loai thường đóng cho nút stop (đỏ) Page 18 Kỹ thuật điều khiển động Hình : Trích catalogue “nút nhấn -đen báo.pdf” Trang Đen báo: Page 19 Kỹ thuật điều khiển động Hình : Trích catalogue “nút nhấn -đen báo.pdf” Trang Bộ chuyển đổi AC-DC cho cảm biến: Page 20 Kỹ thuật điều khiển động Hình : Trích từ catalogue “bo nguon AC-DC.pdf” Thơng số kỹ thuật: - Bộ nguồn AC-DC hãng OMROM : 635-S8JX-G015112CD - AC : 100 – 240 Vol - DC: 12 Vol PHẦN 3: MACH ĐÔNG LƯC – MACH ĐIÊU KHIÊN – SƠ ĐÔ ĐÂU NỐI CHÂN BIÊN TẦN: Yêu cầu cua hệ thống: Cấp nguồn điều khiển máy bơm theo yêu cầu đồ án Page 21 Kỹ thuật điều khiển động Bảo vệ máy sản xuất thiết bị điện có cố Liệt kê phần tư mạch : MCB bảo vệ ngắn mach Cầu chì bảo vệ ngắn mach Contactor K1 đóng cắt mach động lực, điều khiển EMC Filters lọc nhiêu Biến tần điều khiển Máy bơm sản xuất Sensor Ph phản hồi tín hiệu Bộ chuyển đổi AC/DC cấp nguồn cho cảm biến pH Biến áp cách ly cấp nguồn cho mach điều khiển 10.Cb phase bảo vệ ngắn mach phần mach điều khiển 11.Biến trở 100k ohm 12.Điện trở hãm Page 22 Kỹ thuật điều khiển động PHẦN : THUYÊT MINH MACH ĐIÊU KHIÊN HOẠT ĐỘNG: + Đóng MCB phase cấp điện cho hệ thống + Đóng CB Phase cấp điện cho mach điều khiển + Nhấn Start, cuộn dây contactor K1 có điện, tiếp điểm phụ thường hở K1 đóng lai trì cung cấp điện cho cuộn dây K1 Đồng thời, tiếp điểm K1 bên mach động lực đóng lai để cấp điện cho biến tần Đen Đ 23sang + Nhấn Run/Start, động bắt đầu chay, bơm xút vào bồn Cảm bi ến PH gửi tín hiệu biến tần, biến tần so sánh với giá trị đặt ều ển tốc độ b ơm xút để ổn định độ PH bồn + Nhấn OFF, cuộn dây Contactor K1 điện, tiếp điểm K1 bên mach động l ực h ra, động ngừng hoat động BẢO VỆ: Page 23 Kỹ thuật điều khiển động + Khi xảy lỗi, Rơle báo lỗi nhảy, tiếp điểm R2-R3 hở ,ti ếp ểm R1-R2 đóng lai Khi ngắt điện khỏi K1, động ngừng hoat động Đen báo lỗi ALARM 24sáng + Bảo vệ ngắn mach: Khi xảy ngắn mach, MCB cắt ra, hệ thống ngừng hoat động + Dây PE bảo vệ chống dòng rò PHẦN 5: CAI ĐĂT BIÊN TẦN File excel PHẦN 6: TU ĐIỆN Chọn tủ điện Công ty VietStar, mã hàng: 4DBMS Hình : Trích catalogue “Catalogue Tủ Điện.pdf” trang Page 24 Kỹ thuật điều khiển động Page 25 ... giá trị PH đặt 0,7 điều khiển bơm bơm dung dịch NAOH vào bình chứa cho độ PH bình chứa ổn định mức 0,7 Cần thiết bị: Biến tần Bơm + động Cảm biến PH Các thiết bị bảo vệ cho hệ thống PH N 2: Lựa... điều khiển bơm, bơm NAOH vào bồn chứa với tốc độ đặt trước 150lit/min Cảm biến độ PH cảm biến độ PH dung dịch thùng chứa, ph n hồi tín hiệu biến tần Biến tần so sánh tín hiệu ph n hồi từ cảm... khiển động Theo yêu cầu đề bơm 150L/min Vậy ta chọn bơm có sẵn động phase 2CD 120/15 (Hãng EBARA) dùng môi trường hóa chất cơng nghiệp có: P = 1,1 kW, lưu lượng Q = 150 l/min, bơm bơm lên độ cao