KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Đề tài: ĐIỀU KHIỂN BƠM ỔN ĐỊNH LƯU LƯỢNG CHO MỘT CHUNG CƯ KHI CÁC HỘ SỬ DỤNG KHƠNG CĨ QUY LUẬT Giảng viên môn: Thầy NGUYỄN THANH SƠN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN MỤC LỤC I – TÌM HIỂU ĐỀ TÀI II – LỰA CHỌN THIẾT BỊ Chọn máy bơm nước Chọn biến tần Chọn tủ điện Chọn cảm biến lưu lượng Chọn ống dẫn nước III – CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ Chọn thiết bị bảo vệ cho mạch động lực a) Chọn MCB b) Chọn Contactor c) Chọn Relay áp suất Chọn thiết bị bảo vệ cho mạch điều khiển a) Chọn MCB b) Chọn nút nhấn và đèn báo  Chọn nút nhấn  Chọn đèn báo c) Chọn cáp dẫn điện  Chọn cáp dẫn điện cho mạch động lực  Chọn cáp dẫn điện cho mạch điều khiển d) Relay timer e) Relay trung gian (đổi thành Contactor) IV – THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠCH ĐỘNG LỰC Thiết kế mạch điều khiển mạch động lực a) Mạch điều khiển b) Mạch động lực Sơ đồ thiết kế tủ điện a) Thiết kế bên tủ b) Thiết kế mặt tủ Nguyên lý hoạt động a) Giới thiệu thành phần mạch điều khiển và mạch động lực b) Nguyên lý hoạt động V – CÀI ĐẶT BIẾN TẦN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN I – TÌM HIỂU ĐỀ TÀI YÊU CẦU ĐỀ BÀI: Điều khiển bơm cấp nước ổn định lưu lượng cho một chung cư hộ sử dụng khơng có quy luật Lưu lượng tối đa m3/h, cột áp 5-15 m - Chọn bơm, động cơ, biến tần, cảm biến lưu lượng - Điều khiển ổn định lưu lượng nước cấp cho chung cư - Bơm tự đợng chạy lại sau có sự cố điện - Ngắt bơm bồn dưới khơng nước để tránh chạy khô - Ngắt bơm áp suất nước thấp bể ống bơm không hút (dưới cột áp 3m 20s) - Bơm dừng máy từ từ 60s để tránh sốc đường ống - Bơm khởi động từ từ 50s để tránh sốc đường ống Đặc tính cơ: Giản đồ q trình: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Bơm làm việc chế độ dài hạn Hoạt động góc phần tư thứ (I) Sơ đồ giải pháp hệ thống sau: Sơ đồ khối hệ thống sau: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN II – LỰA CHỌN THIẾT BỊ Chọn máy bơm nước u cầu: Bơm có cơng suất P = 1HP, pha Giải pháp: Dựa vào thơng số biến tần nhóm chọn máy bơm ly tâm hãng LUCKY PRO mã số MQ80 Thông số kĩ thuật: Công suất: HP Ống lớn: 34/34 mm Hút sâu: 8m Cợt áp: 66 ÷ 22m Cợt áp tối đa: 70m Lưu lượng: ÷ 50 lít/phút KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Lưu lượng tối đa: 60 lít/phút Tần số: 50Hz Điện áp: 380V Tốc đợ: 2900 vòng Cơng suất: 0.75kW Dòng định mức: 1.6A Chọn biến tần Mục đích: Điều khiển tốc đợ máy bơm, nhận tín hiệu phản hồi lưu lượng Yêu cầu:  Điều khiển U/f, điều khiển vòng kín PID  Chế đợ làm việc dài hạn  Biến tần điều khiển hãng Siemens  Điện áp đầu 380V, tần số 50Hz, công suất 1HP Giải pháp: Nhóm chọn biến tần hãng Siemens mã số MM420-6SE64202UC17-5AA1 Thông số kĩ thuật: Công suất: 0.75 kW Dòng điện đầu ra: 380V Điện áp: phase 380 – 480VAC (sai số 10%) Kích thước: 173*73*149(mm) Ngõ vào: 200 – 240 10% 1/3AC 8.2/4.7A 47-63Hz Ngõ ra: - Input(V) 3AC 1.6A -550Hz Mức bảo vệ: IP20 Temp Range - 10 - +50oC KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Sơ đồ chân biến tần MM420: Chọn tủ điện KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Mục đích: Tủ phân phối Giải pháp: Chọn tủ có kích thước 40x30x20cm NSX Việt Nam Chọn cảm biến lưu lượng Mục đích: Đo lưu lượng nước qua đường ống Yêu cầu: Dựa theo yêu cầu đề bài, lưu lượng nước tối đa đường ống là 5m3/h Giải pháp: Do tín hiệu cảm biến lưu lượng là digital, mà đầu nhận tín hiệu biến tần là analog (chân số 3), nên nhóm chọn arduino để chuyển tín hiệu từ digital sang analog Nhóm chọn cảm biến lưu lượng DIGITAL FLOW mã số DGTT-015S Thông số kỹ thuật: Phạm vi đo: 400 đến 5000l/h Ngun lý làm việc: turbine Đợ xác: 0.5% KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Áp suất làm việc: max 500bar Nguồn cấp: – 24VDC Ngõ ra: xung (NPN, NO) Chọn ống dẫn nước Mục đích: Phân phối nước hệ thống Yêu cầu: Đường kính ống dẫn nước phù hợp với đường kính ống dẫn nước máy bơm Giải pháp: Nhóm chọn ống dẫn nước có ϕ21.27, đầu nối có ϕ27 và ϕ31 phù hợp với yêu cầu động III – CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Chọn thiết bị bảo vệ cho mạch động lực a) Chọn MCB Mục đích: Bảo vệ tải, ngắn mạch động lực, bảo vệ biến tần Yêu cầu: Dựa vào thơng số biến tần ta tính Itt công thức: I tt  I P 750   3.58 U �cos 220 �0.95 (A) dmMCB  1.4 �I tt  5.02 (A)  Chọn MCB có dòng Iđm = 6A Giải pháp: Trên thực tế MCB pha dòng thấp 6A nên nhóm chọn MCB CP30-BA hãng Mitsubishi Thông số kĩ thuật: 10 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Catalogue MCB: b) Chọn Contactor: Mục đích: Đóng cắt tự đợng mạch đợng lực thơng qua mạch điều khiển Yêu cầu: Điện áp cuộn hút: 220VAC - 50HZ Loại: cực Dòng tải (max): 20A, tiếp điểm NO chính, tiếp điểm phụ Loại tải : AC1 Giải pháp: Nhóm chọn Contactor hãng Mitsubishi mã số S-N10 Catalogue Contactor: 11 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN c) Chọn Relay áp suất Mục đích: Bảo vệ bơm áp suất thấp bể đường ống Yêu cầu: Chọn dải áp suất thấp Giải pháp: Nhóm chọn relay áp suất có mã số SSNS hãng Southman Chọn thiết bị bảo vệ cho mạch điều khiển a) Chọn MCB Mục đích: Bảo vệ q tải, ngắn mạch có sự cố mạch điều khiển Yêu cầu: Uđm >= Ulưới = 220V Dòng định mức MCB phải lớn tổng dòng điện chạy mạch điều khiển Loại 1P+N 12 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Giải pháp: Nhóm chọn MCB CP30-BA hãng Mitsubishi b) Chọn nút nhấn, đèn báo  Chọn nút nhấn Mục đích: Tích hợp mạch điều khiển, dùng để điều khiển mạch động lực Yêu cầu: Nút nhấn có tiếp điểm thường đóng,thường mở Cách điện tốt Hoạt đợng điện áp 220V Giải pháp: Nhóm chọn nút nhấn 220V NSX Việt Nam  Chọn đèn báo Mục đích: Báo nguồn, báo tình trạng làm việc hệ thống Yêu cầu: Sử dụng với điện áp 220V Giải pháp: Nhóm chọn đèn báo 220V NSX Việt Nam c) Chọn cáp dẫn điện  Chọn cáp dẫn điện cho mạch động lực Mục đích: Truyền dẫn điện giữa thiết bị mạch đợng lực Tiêu chí lựa chọn: Theo khuyến cáo nhà sản xuất biến tần Cáp công suất đầu vào và cáp động phải chịu dòng tải Cáp chịu nhiệt đợ tối đa 700C trường hợp dây dẫn sử dụng liên tục Tính dẫn điện dây PE dây dẫn pha Giải pháp: Nhóm chọn cáp hãng Cadivi-CV2.5 13 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN  Chọn cáp điều khiển cho mạch điều khiển Mục đích: Truyền dẫn điện cho mạch điều khiển Tiêu chí lựa chọn: Giải pháp: Thơng thường cáp cho mạch điều khiển chọn dây hãng Cadiv Cáp điều khiển analog và cáp sử dụng cho ngõ vào tần số phải bảo vệ Sử dụng một cặp cáp xoắn cho tín hiệu analog Mỡi tín hiệu sử dụng dây dẫn khác Phù hợp với dòng điện tổng chạy mạch i-CV1.5 IV – THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠCH ĐỘNG LỰC Thiết kế mạch điều khiển mạch động lực 14 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN  Mạch động lực  Mạch điều khiển 15 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Sơ đồ thiết kế tủ điện  Thiết kế mặt tủ 16 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN  Thiết kế bên tủ 17 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN V – CÀI ĐẶT BIẾN TẦN Reset to the factory setting 18 Reset biến tần về thông số NSX KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN Trước reset biến tần cần ngắt tiếp điểm relay chân số 10 11 Drive configuration Cấu hình hệ thống User access level & Commissioning parameter filter Standard (P0100) Cấp truy cập người dùng và cài đặt thông số P0003 = (mức truy cập cho chuyên gia) P0010 = (chế độ cài đặt nhanh) Tiêu chuẩn P0100 = (chọn theo tiêu chuẩn Châu Âu, tần số mặc định là 50Hz) Nhóm thơng số đợng Motor Data 19 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN P0300 Motor type P0304 P0305 Rated Voltage Rated Current (Asynchronous motor) 380 1.6 P0307 Rated Power 0.75 P0308 Rated Motor CosPhi P0310 P0311 Rated Frequency Rated Speed 50 2900 Main Parameter (luật điều khiển V/f với đường đặc tính thẳng) (terminal) Loại động Điện áp định mức Dòng điện định mức Cơng suất định mức Hệ số công suất định mức Tần số định mức Tốc độ định mức Nhóm thơng số Chế đợ hoạt đợng P1300 Operating Mode P0700 Source of Control signal P701 Function of Digital input 1 P702 Function of Digital input 13 Chức ngõ vào digital P703 Function of Digital input 14 Chức ngõ vào digital 20 Nguồn tín hiệu điều khiển Chức ngõ vào digital KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVBM: NGUYỄN THANH SƠN P1000 P0640 Source of speed Setpoint (MOP setpoint) Motor overload factor (%) 150 P1080 P1082 P1120 P1121 P1135 Min frequency Max frequency Ramp-up time Ramp-down time OFF3 ramp-down time 50 10 10 P3900 End of quick commissioning 21 Đặt setpoint tốc độ Hệ số tải động Tần số tối thiểu Tần số tối đa Thời gian tăng tốc Thời gian giảm tốc Thời gian tăng tốc cho cổng OFF3 Kết thúc cài đặt nhanh ... khiển bơm cấp nước ổn định lưu lượng cho một chung cư hợ sử dụng khơng có quy luật Lưu lượng tối đa m3/h, cột áp 5-15 m - Chọn bơm, động cơ, biến tần, cảm biến lưu lượng - Điều khiển ổn định. .. cảm biến lưu lượng Mục đích: Đo lưu lượng nước qua đường ống Yêu cầu: Dựa theo yêu cầu đề bài, lưu lượng nước tối đa đường ống là 5m3/h Giải pháp: Do tín hiệu cảm biến lưu lượng là... khiển ổn định lưu lượng nước cấp cho chung cư - Bơm tự đợng chạy lại sau có sự cố điện - Ngắt bơm bồn dưới không nước để tránh chạy khơ - Ngắt bơm áp suất nước thấp bể ống bơm không