Nhận viết luận văn Đại học , thạc sĩ - Zalo: 0917.193.864
Tham khảo bảng giá dịch vụ viết bài tại: vietbaocaothuctap.net
Download luận văn đồ án tốt nghiệp với đề tài: Tự động hoá hệ thống bơm thoát nước mức -155 công ty than Mạo Khê bằng PLC S7 –300, cho các bạn làm luận văn tham khảo
xemsomenh.com-Vòng Thái Tuế và Ý Nghĩa Các Sao Tại Cung Mệnh.pdf
Đề tài: Tự động hoá hệ thống bơm thoát nước công ty than, 9đ
1. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K11
Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, Tự động hoá trở thành
một trong những nghành không thể thiếu trong nền công nghiệp hiện đại. Đây là
một ngành khoa học góp phần áp dụng những tiến bộ của khoa học công nghệ vào
sản xuất nâng cao hiệu quả chất lượng sản phẩm, giảm sức lao động của con
người. Tạo điều kiện cho sự phát triển xã hội nâng cao tri thức con người. Qua đó,
có thể giúp con người tiếp cận được khoa học công nghệ mới nhất và áp dụng vào
trong cuộc sống nâng cao hiệu quả kinh tế lao động…
Được sự đồng ý của Bộ môn Tự động hoá và cô giáo hướng dẫn ThS. Phạm
Thị Thanh Loan, tôi đã quyết định chọn đề tài tốt nghiệp:
“Tự động hoá hệ thống bơm thoát nước mức -155
công ty than Mạo Khê bằng PLC S7 –300”
Ngoài phần mở đầu và kết thúc, đồ án gồm 4 chương:
Chương1: Giới thiệu chung Công ty Than Mạo Khê
Chương 2: Hệ thống cung cấp điện và hệ thông bơm thoát nước Công ty Than
Mạo Khê.
Chương 3: Lựa chọn thiết bị cho hệ thống bơm thoát nước mức -155
Chương 4: Điều khiển giám sát hệ thống thoát mức -155 Công ty than Mạo
Khê.
Do khả năng và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án không
thể tránh khỏi sai xót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của
các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình, chỉ dạy của cô giáo hướng
dẫn ThS. Phạm Thị Thanh Loan, các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá và các
bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em trong rất nhiều trong quá trình làm đồ án tốt
nghiêp.
Hà Nội, tháng 05 năm 2010
2. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K12
Nguyễn Hoàng Phương
CHưong 1
Giới thiệuchung về công ty than mạo khê
1.1 Đặc điểm tự nhiên :
1.1.1 Vị trí địa lý :
Công ty than Mạo Khê nằm trên địa phận Thị Trấn Mạo Khê Huyện Đông Triều,
Tỉnh Quảng Ninh .
Phạm vi khu mỏ từ tuyến I đến tuyến XV, diện tích xấp xỉ 40km2
- Phía Đông giáp xã Phạm Hồng Thái.
- Phía Tây giáp Thị Trấn Đông Triều thuộc Huyện Đông Triều , Tỉnh Quảng
Ninh.
- Phía Nam giáp thị trấn Mạo Khê .
- Phía Bắc giáp xã Tràng Lương.
Cách Hà Nội 105km về phía Tây, cách Hòn Gai 58km về phía Đông, cách
Hải Phòng 30km về phía Nam.
1.1.2 Địa hình khu mỏ.
Công ty than Mạo Khê là một khu vực đồi núi, thấp dần về phía Nam, bị
bào mòn, kéo dài từ Đông sang Tây với độ cao từ +15 đến +505m.
Trong địa bàn Công ty than Mạo Khê có 2 suối chính là suối Văn Lôi và
suối Bình Minh. Các suối chảy theo hướng Bắc Nam là chủ yếu. Các vỉa than cánh
Bắc nằm trên sườn núi, các vỉa than cánh Nam nằm trên một địa hình bằng phẳng.
1.1.3 Hệ thống giao thông vận tải.
Để thực hiện có hiệu quả công tác vận tải than từ nơi khai thác, Công ty
than Mạo Khê đã sử dụng các hình thức vận tải than bằng đường sắt, ô tô, băng
tải, vận tải bằng đường thủy.
3. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K13
- Hệ thống vận tải đường sắt ( tầu điện và tầu hỏa) nối liền từ nhà sàng đến ga
Mạo Khê dài gần 2km. Tuyến đường sắt này được hòa chung vào mạng lưới
quốc gia.
- Hệ thống vận tải ô tô, chủ yếu là loại SAMSUNG SM-450.
Nhìn một cách tổng thể ta thấy khu mỏ có nhiều thuận lợi về giao thông
đường thủy cũng như giao thông đường bộ. Có thể sử dụng nhiều loại phương
tiện vận tải khác nhau để chuyên chở sản phẩm đi tiêu thụ.
1.1.4 Cơ cấu tổ chức.
Công ty TNHH một thành viên than Mạo Khê là một doanh nghiệp thànhviên
trong Tập đoàn công nghiệp than khoáng sản Việt Nam. Chủ yếu là sản xuất than
hầm lò và một phần khai thác than lộ vỉa. Với nhiệm vụ hoạch toán độc lập từ
khâu khai thác, sàng tuyển, vận tải đến khâu tiêu thụ sản phẩm. Hàng năm Công ty
không ngừng đầu tư mở rộng diện sản xuất, áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ
thuật đổi mới công nghệ khai thác và cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân.
Đến nay diện sản xuất đã mở rộng và xuống sâu đến mức (-150).
Qua 50 năm khôi phục và phát triển Công ty TNHH một thành viên than
Mạo Khê đã vững bước đi lên, sản lượng năm sau cao hơn năm trước đã dần cải
thiện được đời sống cho cán bộ công nhân viên, cải thiện được điều kiện làm việc
và xây dựng cơ sở vật chất văn hoá xã hội.
Với truyền thống đoàn kết, đội ngũ cán bộ công nhân viên dày dạn kinh nghiệm đã
khắc phục mọi khó khăn để sản xuất thật nhiều than cho Tổ Quốc. Đặc biệt từ khi
thay đổi cơ chế mới công ty phải sắp xếp lại đội ngũ cán bộ công nhân cho hợp lý,
sửa đổi cơ chế quản lý cho phù hợp với cơ chế của thị trường, công ty luôn tạo
điều kiện và vận động anh em công nhân tham gia các khóa học và nâng cao học
vị và tay nghề
1.3 Tình hình khai thác than :
1.3.1 Phương pháp khai thác than
- Phương pháp khoan nổ mìn mở rộng phân tầng khai thác bằng lò chợ.
4. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K14
- Phương pháp khấu đuổi toàn phần và khấu giật từng phần.
Chiều dài lò chợ trung bình là 100m và hầu hết các lò chợ đều áp dụng
công nghệ vì chống thuỷ lực đơn. Với công nghệ này việc khai thác sẽ đảm bảo an
toàn hơn so với vì chống gỗ, đầu tư ban đầu lớn, thu hồi triệt để, sử dụng lại được
nhiều lần do đó giá thành khai thác giảm, năng suất lao động cao hơn.
Để đáp ứng cho tình hình sản xuất phát triển của công ty, hàng năm diện
khai thác không ngừng được mở rộng, sản lượng hàng năm tăng hơn so với năm
trước. Do vậy, mục tiêu của công ty là mỗi năm phải tăng thêm ít nhất một lò chợ
khai thác, từ đó dẫn đến là tất cả các khâu phục vụ dây truyền phục vụ sản xuất
cũng phải đáp ứng để sản xuất an toàn và bền vững, đặc biệt là năng lực thiết bị
phải được cải thiện, trình độ cán bộ công nhân phải được nâng cao.
1.3.2 Phương pháp đào lò chuẩn bị
- Phương pháp khoan nổ mìn, bốc xúc đá bằng máy xúc H-5 được sử
dụng để đào lò chuẩn bị, chống giữ lò bằng vì chống kim loại (vì sắt lòng mo)
hoặc đổ bê tông.
- Khi lò đi qua vùng phay phải áp dụng công nghệ đặc biệt là dùng khoan
thăm dò rồi dùng máy nén bê tông áp lực 200at để bơm bê tông làm đông cứng
vùng phay đó sau đó mới dùng búa chèn để đào. Dùng phương pháp này thì tiến
độ đào lò chậm nhưng đảm bảo an toàn.
1.3.3 Trữ lượng :
Hiện tại khu vực lò +56 và khu vực lo going -25 , trữ lượng than gần như đã cạn
kiệt
Khu vực lò mực – 80 sản lượng than rât bấp bênh, sản lưọng than khai thác được
thường thay đổi , lượng than không nhiều.
Vì vậy giữa năm 2008 Công Ty than Mạo Khê đã đầu tư 480 Tỷ Vnđ để đầu tư
xây dung cơ sổ vật chất mở rộng khu vực khai thác hầm lò xuống mức -155 , được
biêt sản lượng than ở đây khá dồi dào có thể phục vụ công việc khai thác trong
nhiều năm sau.
5. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K15
1.4 Các hình thức vận tải :
1.4.1 Vận tải bằng máng cào
Máng SKAT 70 vận chuyển than từ chân lò chợ ra ngoài cửa cúp để rót
xuống xe goòng 3 tấn. Do công nghệ khai thác là khấu đuổi nên việc lắp đặt máng
cào là không cố định mà thường xuyên phải di chuyển hoặc mắc thêm cầu máng,
ảnh hưởng đến năng suất vận tải.
1.4.2 Vận tải băng băng tải
Khi than được quang lật đổ xuống để cấp liệu rót xuống băng tải, băng tải
chuyển than nguyên khai lên mặt bằng và tiếp tục đổ vào các tuyến băng khác
chuyển than về nhà sàng.
- ở khu vực -25 trong giếng nghiêng có 4 băng nối tiếp nhau và một băng
trên mặt bằng. Cấp điện áp cho các tuyến băng này là 380V.
- ở khu vực -80 trong giếng nghiêng dùng một băng cao áp với điện áp
6kV, và 2 băng nối tiếp nhau trên mặt bằng để vận chuyển than về nhà sàng.
1.4.3 Vận tải bằng trục tải
Hiện tại ở lò giếng nghiêng -25 dùng một trục tải mã hiệu ờ-1600 do
Nga sản xuất để kéo đá thải và vận chuyển vật tư thiết bị lên xuốngở giếng phụ -80
dùng 2 trục tải SJ-1600 để kéo đá thải và vận chuyển vật tư, thiết bị cho 2 mức -80
và -150. ở giếng chính thì dùng một tời MДK để đưa người lên xuống lò.
Ngoài ra công ty còn sử dụng các phương tiện vận tải khác như tầu hoả, ô
tô.
1.5 Công tác thông gió :
Hệ thống thông gió mỏ chiếm một vị trí rất quan trọng trong nghành khai
thác mỏ hầm lò. Làm tốt công tác thông gió là cải thiện được điều kiện khí hậu của
mỏ, tạo điều kiện thuận lợi cho người công nhân làm việc, nâng cao năng suất lao
động, giảm sự cố về cháy nổ trong quá trình khai thác.
Nhiệm vụ của công tác thông gió là tạo sự lưu thông liên tục của luồng
không khí bẩn ra ngoài và luồng không khí sạch từ ngoài trời vào trong hầm lò, và
cung cấp kịp thời không khí sạch cho con người và thiết bị trong nơi làm việc, hoà
6. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K16
loãng không khí bẩn, độc, cháy nổ và nồng độ bụi, sinh ra trong quá trình khai
thác.
Căn cứ vào điều kiện địa hình địa chất và nhất là phương pháp khai thác
của mỏ, hiện nay để thông gió cho toàn bộ các khu khai thác và đào lò chuẩn bị
công ty đã dùng phương pháp thông gió hút trung tâm ruộng mỏ cho các tầng, gió
sạch đi qua giếng nghiêng, qua lò xuyên vỉa qua cúp của các vỉa vào lò chợ, hút
không khí bẩn từ lò thông gió các tầng qua rãnh gió, qua quạt ra ngoài trời. Thông
gió chính của mỏ có hai trạm trung tâm.
a) Trạm quạt mức + 124
Trạm quạt gồm 2 quạt BOKД-1,5 chạy đồng thời hút khí thải từ trong lò
đưa ra ngoài.
Quạt BOKД-1,5 là quạt hướng trục 2 tầng cánh công tác.
- Đường kính cánh công tác 1,5m
- Lưu lượng 13 15m
3
/s.
- áp suất 118 320kg/ m
2
Động cơ dẫn động chính mã hiệu AO–103–6T, động cơ 3 pha rô to lồng
sóc.
-Công suất định mức 160kW.
-Điện áp định mức 380V.
-Dòng điện định mức 294A.
-Tốc độ quay 980 vòng/phút.
Động cơ dẫn động phụ mã hiệu A2-82-6, kiểu rô to lồng sóc.
-Công suất định mức 40kW.
-Điện áp định mức 380V.
- Dòng điện định mức 75A.
- Hệ số cos = 0,89, hiệu suất = 91, đấu Y.
b) Trạm quạt mức + 73
7. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K17
Trạm quạt gồm 2 quạt BOKД-1,5 thông gió hút, 1 quạt vận hành 1 quạt dự
phòng.
Ngoài ra việc thông gió trong các gương lò độc đạo còn dùng các quạt cục
bộ đẩy gió sạch từ đường lò chính vào gương lò, hoà loãng không khí bẩn, độc
hại, khí mê tan đảm bảo không khí sạch cho người và thiết bị.
Tóm lại hệ thống thông gió này có các ưu điểm sau :
- Việc điều chỉnh lưu lượng gió trong mỏ dễ dàng, giảm sự rò gió trong mỏ
vì gió bẩn và gió sạch ở cách xa nhau.
- Giảm áp suất chung của mỏ.
- Lưu lưọng gió được lưu thông liên tục .
1.6 Công tác thoát nước :
Công ty than Mạo Khê đã trải qua một thời gian khai thác rất dài, với khí
hậu nắng lắm mưa nhiều. Lượng nước ngầm và nước mặt rất lớn do vậy hệ thống
thoát nước của công ty là hết sức phức tạp và tốn kém rất nhiều kinh phí đầu tư
thiết bị và điện năng tiêu thụ.
Do khu khai thác rất rộng và đặc biệt những năm gần đây và những năm
tiếp theo công suất khai thác của công ty ngày càng tăng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến
công tác thoát nước của công ty, đặc biệt là 2 mức -80 và -150.
1.6.1 Hệ thống thoát nước khu vực lò 56
+ Khu vực mức +30 : hệ thống thoát nước chủ yếu là tự chảy qua các
mương dẫn ra ngoài mặt bằng.
Lưu lượng về mùa khô : khoảng 450m
3
/h
Lưu lượng về mùa mưa : khoảng 850m
3
/h.
1.6.2 Hệ thống thoát nước khu vực lò giếng mức -25
Lưu lượng về mùa khô : khoảng 55m
3
/h
Lưu lượng về mùa mưa : khoảng 185m
3
/h.
Tại đây công ty đã lắp đặt một trạm bơm gồm 4 máy bơm do nhà máy bơm
Hải Dương sản xuất.
8. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K18
- Mã hiệu LT 280/70.
- Công suất một máy là : 280m
3
/h.
- Chiều cao đẩy 70m.
- Chiều cao hút 5,5m.
- Động cơ 132kW do Trung Quốc sản xuất.
Cho phép 2 máy bơm vận hành đồng thời còn 2 máy dự phòng.
- Đường ống hút 200mm.
- Đường ống đẩy 168mm, chiều dài 246m
- Hai tuyến đường ống đẩy đặt dọc theo hai bên hông lò cách nền lò 1,8m.
1.6.3 Hệ thống thoát nước ở hầm bơm trung tâm mức - 80
Tại đây công ty cho xây dựng một hầm bơm trung tâm để đảm bảo chứa
nước ở khu vực -80 và khu vực -150. Dung tích của két nước là 3600m
3
.
Lưu lượng về mùa mưa ( tính cả mức -155 bơm lên ) là 500m
3
/h
Lưu lượng về mùa khô ( tính cả mức -155 bơm lên ) là 170m
3
/h
Hiện tại công ty đã lắp đặt tại đây 6 máy bơm :
- 3 máy bơm cao áp : Mã hiệu Д 1250/125 (do Liên Xô sản xuất ).
+ Công suất động cơ là 630kW.
+ Điện áp 6000V.
+ Lưu lượng 1250m
3
/h.
+ Chiều cao hút cho phép 5m.
+ Chiều cao đẩy 125m.
+ Đường kính ống hút 600mm.
+ Đường kính ống đẩy 377mm, chiều dài 480m (ống thép ).
Cho phép 2 máy bơm làm việc đồng thời, còn 1 máy dự phòng.
-3 máy bơm hạ áp : Mã hiệu LT 200/125 (do nhà máy bơm Hải Dương sản
xuất).
+ Công suất động cơ 132kW do Trung Quốc sản xuất .
+ Lưu lượng 200m
3
/h.
9. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K19
+ Chiều cao hút cho phép 4,3m.
+ Chiều cao đẩy 125m.
Hai tuyến đường ống đẩy 168mm, dài 460m.
Cho phép vận hành 2 máy bơm đồng thời một máy dự phòng.
1.6.4 Hệ thống thoát nước ở mức -155
Đây là khu vực đang được thi công đào lò chuẩn bị, lượng nước ngầm
chảy theo các mương dẫn đổ về hố chứa nước thạm bơm mức -155, dự tính sẽ đưa
vào khai thác than trong năm 2007, song do điều kiện phức tạp về địa chất nên kế
hoạch sản xuất than phải lùi lại năm 2010, so với thiết kế ban đầu.
Do vậy trạm bơm nước giếng chính -155 vẫn đáp ứng được công tác thoát
nước cho mức -150.
Tại giếng chính được lắp đặt 4 máy bơm mã hiệu IFSM 300x105 do Nhật
Bản sản xuất.
- Công suất động cơ 140kW.
- Lưu lượng 300m
3
/h.
- Chiều cao hút 4,3m.
- Chiều cao đẩy 105m.
- Đường ống hút 220 là ống cao su cốt thép.
- Hai tuyến đường ống đẩy có chiều dài 412m.
- Đường kính ống đẩy 200mm
- Được lắp đặt cách nền lò là 2,3m
Cho phép 2 máy bơm vận hành đồng thời còn 2 máy dự phòng.
Tại giếng phụ được lắp 2 máy bơm mã hiệu IFSM 280x105 (do Nhật Bản sản
xuất).
- Công suất động cơ 132kW.
- Lưu lượng 280m
3
/h.
- Chiều cao hút 4,3m.
- Chiều cao đẩy 105m.
10. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K110
- Đường kính ống hút 220mm.
- Đường kính ống đẩy 168mm.
CHƯƠNG 2
Hệ thống cung cấp điện và Hệ thống bơm thoát nước công ty than mạo khê
2.1 Hệ thống cung cấp điện của công ty :
2.1.1 Trạm biến áp chính 35/6 ( Thông số kĩ thuật, thiết bị bảo vệ)
Trạm biến áp chính 35/6kV có hai máy biến áp :
- Mã hiệu : SF-8000-35/6.
- Công suất Sdm = 8000kVA.
- Điện áp định mức phía sơ cấp U 1dm =35kV.
- Điện áp định mức phía thứ cấp U 2dm = 6kV.
Trong đó một máy làm việc và một máy dự phòng. Trạm biến áp này nhận
điện từ lưới điện quốc gia bằng 2 tuyến đường dây 374 và 376. Trong đó tuyến
376 là làm việc chính còn tuyến 374 để dự phòng.
2.1.2 Trạm phân phối điện 6 kV trên mặt bằng
Trạm này được bố trí gần cạnh biến áp vùng 35/6kV nhận điện từ máy biến
áp vùng thông qua 31 tủ chia làm 2 phân đoạn.
Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV được thể hiện trên hình 1.1
-Phân đoạn 1 gồm từ tủ 01 đến tủ 15.
11. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K111
-Phân đoạn 2 gồm từ tủ 17 đến tủ 31.
-Tủ 16 là tủ phân đoạn.
-Tủ 12 và tủ 31 là tủ đầu vào.
-Tủ 8 và tủ 22 là tủ tự dùng (cấp điện cho các trạm biến áp chiếu sáng, thiết
bị đo lường).
-Tủ 9 và tủ 23 là tủ bù cos.
-Tủ 5 và tủ 24 là các tủ cung cấp điện cho khu vực lò giếng -80.
-Tủ 10 cấp điện cho trạm phân phối 6kV mức +30 và +56.
-Tủ 14 cấp điện cho trạm quạt chính BOKÄ-1,5 mức +30.
-Tủ 25 cấp điện cho nhà máy Cơ Khí Mạo Khê.
-Tủ 28 cấp điện dự phòng cho trạm quạt chính ở mức +73.
-Tủ 27 cấp điện cho sinh hoạt của sở điện lực.
-Tủ 19 cấp điện cho mỏ Hồng Thái.
2.1.3 Các trạm biến áp 6/0,4 kV
Hiện nay công ty than Mạo Khê đang sử dụng 36 máy biến áp có công suất
từ 160kVA 560kVA cung cấp điện cho các khâu khai thác, đào lò, dây truyền
sản xuất và sinh hoạt.Ngoài ra để dự phòng khi xảy ra sự cố mất điện lưới quốc gia
đảm bảo an toàn cho khu khai thác, đặc biệt là hệ thống bơm thoát nước cho các lò
giếng và hệ thống thông gió, công ty đã lắp đặt 1 trạm máy phát điện gồm 3 máy :
2 máy phát cùng công suất Mã hiệu 880 ĐFJ, do Mỹ sản xuất : công suất
1000kVA, 1 máy phát Mã hiệu CAT 0000 JBPJ 00448 công suất 2500kVA.
2.1.4 Cung cấp điện cho hệ thống bơm thoát nước mức -155 :
( Mục này có Hình vẽ em sẽ bổ xung sau )
12. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K112
2.2 Hệ thống bơm thoát nước công ty than Mạo Khê :
2.2.1 Nguyên lý hoạt động :
2.2.1.1 Kiểm tra trước khi khởi động máy bơm
Trước khi khởi động máy người vận hành phải sử dụng đẩy đủ các trang bị
phòng hộ lao động đã được cấp phát và thực hiện các bước kiểm tra sau :
- Kiểm tra khởi động tư dùng để đóng cắt điện cho động cơ bơm. Khi kiểm
tra tay dao của khởi động từ phải ở vị trí cắt và được khoá bằng cơ cấu chuyên
dùng. Khởi động từ và động cơ phải có dây tiếp đất. Dây tiếp đất phải được bắt
chắc chắn đúng vị trí quy định. Đầu cáp ở của vào và cửa ra của khởi động từ tất
phải có đệm cao su làm kín, có đầy đủ các kẹp cáp và vặn chặt bằng bu lông.
- Nắp khởi động từ phải được đóng chắc chắn, nắp hộp đấu cáp phải có đầy
đủ bu lông và được vặn chặt đảm bảo tính phòng nổ.
- Cáp điện từ khởi động từ đến động cơ điện phải được treo đúng quy định
không dập nát.
- Kiểm tra bơm nước : Bơm nước phải được bắt chắc chắn trên bệ máy và
đồng tâm với động cơ điện. Khe hở và độ lệch tâm của hai nửa múp nối phải đảm
bảo theo các thông số quy định.
13. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K113
- Động cơ điện phải được lắp chắc chắn trên bệ máy, vỏ của động cơ phải
được tiếp đất và bắt chắc chắn, nắp hộp đấu cáp phải có đầy đủ bu lông và được
vặn chặt đảm bảo tính phòng nổ.
- Kiểm tra van xoay và van mồi nước các van phải xoay nhẹ nhàng và đóng
mở tốt.
- Kiểm tra lượng mỡ bôi trơn cho vòng bi gối đỡ trục nếu thiếu phaỉ bổ
xung.
- Kiểm tra tình trạng phớt bơm, phớt bơm phải có tác dụng làm kín buồng
bơm, nhưng phải đảm bảo trục quay nhẹ nhàng.
- Dùng tay quay múp nối để kiểm tra tình trạng quay trơn của bơm và động
cơ điện. Bơm nước và động cơ điện phải quay trơn nhẹ nhàng không được cọ sát.
2.2.1.2 Khởi động máy bơm
Sau khi kiểm tra nếu đảm bảo kỹ thuật an toàn thì người vận hành cho máy
bơm vào làm việc theo trình tự sau
a) Mở van mồi và van xoay trên cửa đẩy của bơm để cho nước từ ống đẩy chảy
vào buồng bơm và ống hút. Mở lỗ thoát khí ở thân bơm để thải không khí ra ngoài.
Nếu ở đường ống đẩy không còn nước thì phải dùng xô múc nước để đổ vào lỗ
mồi trên thân bơm. Khi bơm và ống hút đã đầy nước vặn chặt bu lông để đóng kín
lỗ mồi nước, đóng van mồi nước đóng van xoay trên cổ đẩy của bơm, đóng lỗ
thoát hơi ở thân bơm.
b) Đóng điện cho động cơ bơm
Mở chốt khoá tay dao khởi động từ, đóng tay dao khởi động từ, ấn nút khởi
động trên họp nút bấm để khởi động động cơ bơm làm việc. Đồng thời quan sát
chiều của động cơ bơm, nếu động cơ quay ngược thì phải đổi chiều tay dao để đảo
lại chiều quay cho động cơ. Khi động cơ điện và bơm nước hoạt động ổn định thì
xem đồng hồ áp lực phía cửa đẩy nếu kim đồng hồ báo chỉ số phù hợp với chiều
cao đẩy thực tế của bơm thì kết thúc quá trình khởi động.
Mở từ từ van xoay ở phía cửa đẩy của bơm, đồng thời lắng nghe tiếng kêu
của động cơ điện và bơm nước có bình thường không.
14. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K114
c ) Theo dõi quá trình máy bơm hoạt động
Trong thời gian máy bơm hoạt động, người vận hành phải luôn có mặt ở
nơi đặt thiết bị và thực hiện các công việc sau:
- Quan sát đồng hồ áp lực và đồng hồ chân không xem bơm có làm việc
bình thường không.
- Lắng nghe tiếng kêu của động cơ điện và bơm nước để dừng bơm khi có
hiện tượng khác thường.
- Quan sát ở phớt bơm, nếu có nước phun ra từ ổ phớt, phải kiểm tra xiết
thêm bu lông để ép bích nén phớt bơm. Lưu ý nếu phớt nén chặt, có mùi khét, thì
phải nới lỏng bu lông cho phù hợp.
- Kiểm tra nhiệt độ ổ trục, nhiệt độ ổ bi phải nhỏ hơn hoặc bằng 70 0
C.
- Ghi chép những điều không bình thường vaò sổ giao ca để có biện pháp
khắc phục.
d) Dừng máy
* Dừng máy bình thường
Khi hết nước ở hố bơm người vận hành cần dừng bơm theo trình tự sau :
- Đóng van xoay ở phía ống đẩy cho bơm chạy không tải .
- ấn nút dừng để cắt điện cho động cơ bơm, cắt cầu dao tay ở khởi động tư
và khoá lại bằng khoá liên động.
* Dừng máy do sự cố
Khi máy bơm đang hoạt động nếu có sự cố như có tiếng kêu khác thường ở
động cơ hay bơm, đường ống hút, đường ống đẩy bị vỡ người vân hành bơm
nhanh chóng dừng bơm theo trình tự sau :
- ấn nút dừng để cắt điện cho động cơ, nhanh chóng khoá van xoay trên
đường ống đẩy, cắt tay dao khởi động từ khoá lại bằng khoá liên động, để nguyên
hiện trường và báo cho người phụ trách biết để có biện pháp giải quyết.
* Những điều nghiêm cấm
- Cấm vận hành bơm khi chưa được học tập và huấn luyện quy trình vận
hành bơm ISFM 300x105.
15. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K115
- Cấm vận hành bơm nước khi chưa tiến hành công tác kiểm tra thiết bị.
- Cấm vận hành bơm nước khi nhiệt độ gối đỡ trục lớn hơn 70 0
C.
- Cấm vận hành bơm khi đường ống hút, ống đẩy bị vỡ.
- Cấm vận hành bơm nước khi bơm và động cơ điện lắp đặt không thẳng
tâm.
- Cấm vận hành bơm nước khi động cơ bơm bị mất điện một pha.
- Cấm vận hành bơm nước khi lắp đặt chiều cao hút lớn hơn chiều cao hút
cho phép của bơm.
- Cấm vận hành bơm nước khi chưa tiến hành mồi đủ nước cho bơm và
đường ống hút.
- Cấm bỏ vị trí làm việc khi máy bơm đang làm việc.
2.2.1.3 Một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục
- Phớt bơm bị mòn hoặc rách, khắc phục bằng cách thay phớt mới.
- Kẹt van điều chỉnh và van một chiều, khắc phục bằng cách tháo van ra và
bảo dưỡng lại van.
- Vòng bi gối đỡ bị hư hỏng, khắc phục bằng cách thay vòng bi mới.
- Chõ bơm có thể bị tắc, khắc phục bằng cách tháo chõ bơm bảo dưỡng lại.
- Đường ống đẩy có thể bị rò rỉ, khắc phục bằng cách xiết chặt lại các bu
lông bắt giữ mặt bích.
2.2.2 Sơ đồ bố trí thiêt bị bơm của công ty :
Sơ đồ bố trí thiêt bị bơm của Công Ty được thể hiện trên hình 1.1
17. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K117
Thông số kỹ thuật của bơm.
Thông số kỹ thuật của bơm thể hiện trong bảng 1.2
Bảng 1.2
Mã hiệu
Qdm
(m3
/h)
Hday
( m )
Hhut
( m )
Khối lượng
(kg)
IFSM-300x105 300 105 4,3 65
2.2.4 Hệ thống truyền động điện của máy bơm :
Động cơ dẫn động cho máy bơm là động cơ không đồng bộ roto lồng sóc,
việc điều khiển chế độ làm việc của động cơ là khởi động từ ẽÂẩ-320A. Sơ đồ
nguyên lý của khởi động từ được thể hiện trên hình 1.2
Nguyên lý làm việc của khởi động từ như sau :
*Khi đóng cầu dao cách ly P trong khởi động từ thì máy biến áp T3 có điện,
biến áp điều khiển T4 có điện.
- Khi muốn điều khiển từ xa khởi động từ để đóng điện cung cấp điện cho
động cơ làm việc. Ta ấn nút khởi động M mạch điện đi như sau : Từ đầu a máy
biến áp T4 → K52 → E → 39 → 26 → 1 → M → D → Đi ốt → 3 → đầu b của
máy biến áp. Cuộn K4 kín mạch, K4 làm việc đóng tiếp điểm K41 làm kín mạch
cho cuộn K1, mạch điện đi như sau : Từ pha A → P → K41 → C → K1 → 13 →
Ä → K22 → E pha C .
- Cuộn K1 làm việc đóng tiếp điểm mạch lực K12 cung cấp điện cho động
cơ làm việc. Mở tiếp điểm K14 cắt nguồn cung cấp điện cho cuộn K5 không cho
bộ rò điện làm việc, đóng tiếp điểm K16 để duy trì mạch điện khi ta buông tay
khỏi nút khởi động M. Mạch duy trì sẽ đi như sau : Từ đầu a máy biến áp T4 →
K52 → E → 39 → 26 → K16 ( được đóng lại khi K1 làm việc) → 2 → D → Đi ốt
→ 3 đến đầu b của máy biến áp.
- Cuộn K1 làm việc đóng tiếp điểm K15 làm kín mạch cho cuộn K3. Mạch
đi như sau : Từ đầu 11 máy biến áp → K15 ( được đóng lại khi K1 làm việc) → H
18. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K118
→ Đi ốt →K3 → M → 32 → 18 ( đầu kia máy biến áp ). Cuộn K3 làm việc mở
tiếp điểm K32 cắt mạch điện cung cấp cho cuộn K5 để đảm bảo an toàn khi có
nhỡ tay ấn phải nút S5 hoặc khi ta thử kiểm tra rò mà buông tay ra nút không trả
lại vị trí ban đầu.
Trong khởi động từ có trang bị bảo vệ rò điện, bảo vệ cực đại, bảo vệ mất
pha. Nguyên lý bảo vệ như sau :
* Nguyên lý bảo vệ rò điện :
Rơ le rò điện trong khởi động từ chỉ làm việc khi động cơ chưa làm việc,
còn khi động cơ đã làm việc thì tiếp điểm K14 và K32 đã mở ra cắt điện của cuộn
K5.
Khi đóng cầu dao P, giả sử trong khởi động từ có hiện tượng rò điện thì sẽ
có nguồn điện làm kín mạch cho cuộn K5. Mạch đi như sau : Từ K (đất) → bộ cầu
đi ốt → K5 → K32 → T → 29 → K14 → 28 → S5 → . Cuộn K5 kín mạch làm
việc sẽ bật tiếp điểm K52 (đã được bật sang) → B → 40 → H1 → 3 → đầu b của
máy biến áp. Đèn sáng báo hiệu có nguồn điện rò. Đồng thời tiếp điểm K52 đã mở
ra cắt nguồn điện cho mạch điều khiển.
* Nguyên lý bảo vệ cực đại :
Giả sử khi mạch lực phía sau khởi động từ bị ngắn mạch hoặc quá tải thì
dòng điện đi qua 2 pha A và C tăng vượt dòng chỉnh định cho phép, biến dòng T1
và T2 vượt quá định mức dẫn đến R3 và R6 vượt quá định mức → biến trở thành
chỉnh định dòng bảo vệ lớn hơn dòng chỉnh định dòng tác động qua bộ chỉnh lưu
cầu V3 và V4 khiến rơ le cường độ cực đại K2 sinh ra một lực điện từ đủ mạnh
hút lõi thép tác động mở tiếp điểm thường đóng K22 trên mạch điện của cuộn K1.
Cuộn K1 mất điện ngừng làm việc sẽ mở tiếp điểm mạch lực K12 cắt điện không
cung cấp điện cho động cơ và cáp phía sau khởi động từ. Đồng thời đóng tiếp
điểm K23 làm kín mạch cho đèn H2, mạch đi như sau : Từ một đầu máy biến áp
T3 → 18 → 32 → X → K23 (đã được đóng lại) → ẩ → 35 → Đèn →19 →đầu kia
của máy biến áp. Đèn sáng có mầu đỏ báo hiệu sự tác động của rơ le cường độ cực
19. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K119
đại. Muốn điều khiển khởi động từ làm việc trở lại ta phải ấn nút phục hồi của rơ
le.
2.2.5 Nhận xet . ( đưa ra phương án cải tạo ) :
Nhân xet :
Công ty TNHH một thành viên than Mạo Khê là công ty khai thác than hầm
lò lớn nhất Tập đoàn công nghiệp than-khoáng sản Việt Nam, sản lượng khai thác
càng ngày càng tăng, năm sau cao hơn năm trước. Hiện nay khu khai thác chủ yếu
ở mức -25 đến mức -155, do đó đòi hỏi công tác thông gió, bơm nước là hết sức
quan trọng.
Do khu vực khai thác rộng đến hàng trục km đường lò nên lượng nước
thẩm thấu là rất lớn đặc biệt về mùa mưa đòi hỏi phải có hệ thống bơm thoát nước
thật tốt, để đáp ứng được việc thoát nước trong hầm lò.
Tuy nhiên, hầu hết các trạm bơm ở trong mỏ hiện nay mức độ tự động hoá chưa
có, hầu hết vận hành các bơm nước đều do con người vận hành một cách thủ công.
Đóng cắt điện bằng tay, mồi bơm bằng van, đóng mở van điều chỉnh lưu lượng
đều bằng tay
Phương án cải tạo hệ thống bơm.
2.2.5.1 Chọn hệ thống van.
Để đáp ứng yêu cầu tự động hoá hệ thống bơm giếng chính mức -155, từ hệ
thống bơm hiện tại ta cần thay đổi một số thiết bị cho phù hợp với công nghệ mới.
- Các van một chiều V1,V2,V3 có đường kính D =200mm được giữ
nguyên.
- Các van mồi VM1,VM2,VM3. Van xoay
VX1,VX2,VX3,VX4,VX5,VX6,
VX7,VX8 được thay thế bằng các van điều chỉnh đóng mở, được dẫn động
bằng động cơ. Với van mồi D = 50mm, với van xoay D = 150mm.
2.2.5.2 Tính toán lưu lượng.
20. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K120
Căn cứ vào bảng quan trắc thống kê lưu lượng nước hầm lò, lộ vỉa năm
2007 của công ty than Mạo Khê lưu lượng nước của mức -150 chảy về hố chứa
nước trạm bơm giếng chính mức -155.
- Tháng cao nhất lưu lương chảy về hố chứa nước là 116436m3 đạt 160m3/h
- Tháng thấp nhất lưu lượng chảy về hố chứa nước là 56184m3 đạt 78m3/h
Dựa trên lưu lượng nước thực tế của mức -150 chảy về hố chứa mức -155,
ta có phương án cải tạo công nghệ vận hành bơm.
2.2.5.3 công nghệ vận hành.
.1. Chế độ vận hành một bơm.
Hình 1.3 Sơ đồ các mức của bể chứa nước
Chế độ khởi động một bơm được thực hiện khi mức nước trong bể chứa đạt
mức H >=H2, sau khi mức nước giảm xuống mức H< H1 thì dừng bơm.
Điều khiển hệ thống bơm B1 trong trường hợp này theo trình tự sau :
- Mở van mồi VM1 và van xoay VX1.
- Sau khi mồi đủ lượng nước thì đóng hai van VM1 và VX1 lại.
- Khởi động bơm B1.
- Khi áp suất trong buồng bơm B1 đạt áp suất cho phép ta thực hiện mở van
xoay VX1.
Việc điều khiển khởi động hệ thống bơm kết thúc, trong quá trình bơm
nếu nước trong bể giảm xuống mức nước cạn H < H1 thì thực hiện quá trình dừng
bơm theo trình tự sau :
- Đóng van xoay VX1.
- Sau khi van xoay VX1 đóng hết thì dừng bơm B1.
21. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K121
.2. Chế độ vận hành nhóm bơm thứ nhất (NB1) gồm hai bơm(B1),(B3).
Chế độ vận hành 2 bơm thực hiện khi mức nước trong bể đạt mức nước H >= H2,
thực hiện điều khiển hệ thống bơm (B3) theo trình tự sau :
- Mở van mồi VM2 và van xoay VX3.
- Sau khi mồi đủ lượng nước thì đóng van mồi VM2 và đóng van xoay
VX3.
- Khởi động bơm B3.
- Khi áp suất trong buồng bơm đạt áp suất cho phép thì mở từ từ van VX3.
- Khởi động bơm (B1) tương tự mục 3.2.3.1
Sau khi mức nước gảm xuống mức nước cạn H<H1 thì tiến hành dừng hai
bơm B1 và B3 theo trình tự sau:
- Đóng van xoay VX1 và VX3.
- Khi van xoay đóng hết thì dừng bơm B1 và bơm B3.
.3. Chế độ vận hành nhóm bơm thứ hai (NB2) gồm bơm (B2),(B3).
Khi mức nước trong bể đạt đến mức cần bơm H>=H2 thì cho hệ thống
nhóm bơm thứ hai vào hoạt động, trình tự khởi động bơm (B2) như sau.
- mở van mồi(VM1),mở van xoay(VX2)
- Sau khi mồi đủ lượng nước thì đóng các van (VM1),(VX2) lại.
- Khởi độngbơm B2.
- Khi áp suất trong buồng bơm đạt áp suất cho phép thì mở từ từ van VX2.
- Khởi động B3 tương tự mục 3.2.3.2.
Sau khi mức nước giảm xuống mức H<H1 thì tiến hành dừng bơm B2,B3
theo trình tự sau
- Đóng van xoayVX2,VX3.
- Khi van xoay dóng hết thì dừng bơm B2,B3.
.4. Chế độ vận hành bơm về mùa khô.
22. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K122
Về mùa khô lượng nước ngưng tụ ở khu vực mức -150 giảm xuống chỉ
bằng 1/3 mùa mưa, do đó các bơm được thực hiện bơm luân phiên, nhăm duy trì
điện trở cách điện cho động cơ.
- Nếu mức nước đạt mức H>=H2 cho bơm B1 vào hoạt động. Sau khi bơm
mức nước giảm xuống mức H<H1 thì dừng bơm B1.
- Sau đó nếu mức nước lại tăng lên đến mức H>=H2 thì cho bơm B2 vào
hoạt động, khi mức nước giảm xuống mức H<H1 thì dừng bơm B2.
- Sau đó nếu mức nước lại tăng lên đến mức H>=H2 thì cho bơm B3 vào
hoạt động, khi nước giảm xuống mức H<H1 thì dừng bơm B3.
Bơm B4 được sử dụng làm bơm dự phòng. Các van điều chỉnh lưu lượng
được mở 100%.
. 5. Chế độ vận hành bơm về mùa mưa.
Về mùa mưa lưu lượng nước chảy về hố chứa nước trạm bơm giếng chính
mức -155 nhiều,nên chế độ vậnh hành được áp dụng là hai nhóm bơm luân phiên.
- Nếu mức nước đạt tới mức H>=H2 cho nhóm bơm thứ nhất (NB1) vào
hoạt động, sau khi bơm mức nước giảm xuống mức H<H1 thì dừng nhóm bơm thứ
nhất (NB1).
- Nếu mức nước lại tăng lên mức H>=H2 cho nhóm bơm thứ hai(NB2) vào
hoạt động, khi mức nước giảm xuống mức H<H1 thì dừng nhóm bơm thứ
hai(NB2).
Việc thực hiện chế độ bơm theo nhóm với góc mở của các van xoay
VX1,VX2,VX3 bằng 100%.
.6. Chế độ sự cố bơm.
* Chế độ sự cố bơm
Trong chế độ vận hành vào mùa khô nếu hệ thống bơm nào đang hoạt động
bị sự cố cần dừng ngay hệ thống bơm đó và đưa hệ thống bơm khác vào hoạt
động.
- Nếu bơm B1 bị sự cố thì đưa bơm B2 vào hoạt động
- Nếu bơm B2 bị sự cố thì đưa bơm B3 vào hoạt động
23. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K123
- Nếu bơm B3 bị sự cố thì đưa bơm B4 vào hoạt động
- Nếu bơm B4 bị sự cố thì đưa bơm B1 vào hoạt động
Trong chế độ vận hành vào mùa mưa nếu nhóm bơm NB1đang hoạt động bị sự cố
thì dừng ngay nhóm bơm đó và đưa nhóm bơm NB2 vào hoạt động.
- Trong nhóm bơm NB1 nếu B1 hoặc B3 đang hoạt động mà bị sự cố thì
dừng bơm B1 hoặc B3 và đưa bơm B4 vào hoạt động.
- Trong nhóm bơm NB2 nếu B2 hoặc B3 đang hoạt động mà bị sự cố thì
dừng bơm B2 hoặc B3 và đưa bơm B4 vào hoạt động.
- Nếu bơm B4 bị sự cố thì dừng bơm B4 và giữ nguyên hệ thống bơm đang
hoạt động.
* Chế độ sự cố ngập nước
Nếu 3 bơm B1, B2, B3 bị ngập nước thì cho bơm B4 vào làm việc cùng với
giá di động.
24. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K124
Chương 3
Lựa chọn thiêt bị cho hệ thống bơm thoát
nước mức -155
3.1 Thiết bị điều khiển :
3.1.1 Giới thiệuvề PLC S7-300
PLC viết tắt của Progammable Logic Control , là thiết bị điều khiển logic
lập trình được hay khả trình . Cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều
khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Kỹ thuật điều khiển khả lập trình đã
và đang phát triển một cách mạnh mẽ , ngày càng chiếm một vị trí quan trọng
trong nền kinh tế quốc dân nhất là trong ngành công nghiệp nặng . Nó không
những thay thế cho kỹ thuật điều khiển bằng cơ khí hay điều khiển bằng hệ thống
rơle, mà còn thực hiện được rât nhiều chức năng điều khiển tự động hoá kiểm soát
trạng tháI và các thông số điều khiển hệ thống .
Kỹ thuật điều khiển logic khả lập trình phát triển trên cơ sở tin học . Quy
trình lập trình ban đầu được trang bị cho các cơ sở sản xuất điện tử nơi trang bị kỹ
thuật cao . Đến nay các thiết bị và kỹ thuật PLC đã phát triển tới mức người sử
dụng chỉ cần nắm vững công nghệ để lựa chọn các thiết bị là có thể lập trình được.
S7 – 300 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens (
CHLB Đức ) , có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng . Các modul
này được sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau . Thành phần cơ bản
của S7-200 là khối vi xử lý CPU212 và CPU214 . Sự khác nhau của hai CPU này
là số đầu vào/ra và nguồn cung cấp .
- CPU 212 có 8 đầu vào và 6 đầu ra . Có khả năng mở rộng thêm bằng 2
modul mở rộng.
- CPU 214 có 14 đầu vào và 10 đầu ra . Có khả năng được mở rộng thêm
bằng 7 modul mở rộng.
3.1.2.Lựa chọn thiết bị điều khiển:
25. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K125
3.1.2.1.CPU212
Hình 3.1 : Hình dáng PLCS7-200 CPU212
Bao gồm :
- 512 từ đơn, tức là 1K byte, để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ
đọc/ghi được và không bị mất giữ liệu nhờ có giao diện với
EEPROM.Gọi là vùng nhớ non-volatile.
- 512 từ đơn để lưu dữ liệu , trong đó có 100 từ nhớ đọc/ghi thuộc vùng
nhớ non-volatile.
- 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic.
- Có thể ghép nối thêm 2 modul mở rộng số cổng vào ra, bao gồm cả
modul tương tự.
- Tổng số cổng logic vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.
- 64 bộ tạo rời gian trễ, trong đó 2 Timet có độ phân giải 1ms, 8 Timet có
độ phân giải 10ms và 54 Timer có độ phân giải 100ms.
- 64 bộ đếm, chia làm 2 loại : loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại vừa đếm
tiến vừa đếm lùi.
- 368 bít nhớ đặc biệt, sử dụng làm các bít trạng thái hoặc các bít đặt chế
độ làm việc.
26. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K126
- Các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu ngắt khác nhau bao gồm : ngắt truyền
thông, ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt
báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao (2KHz).
- Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC bị
mất nguồn nuôi.
3.1.2.2.CPU214
Hình 3.2 Hình dáng PLCS7-200 CPU 214
Bao gồm:
- 2048 từ đơn ( 4K byte ) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lưu
chương trình ( vùng nhớ có giao diện với EEPROM).
- 2048 từ đơn ( 4K byte ) kiểu đọc/ghi để lưu giữ liệu, trong đó 512 từ đầu
thuộc miền non-volatile.
- 14 cổng vào và 10 cổng ra logic.
- Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vào/ra bao gồm cả modul tương tự.
- Tổng số cổng vào/ra cực đại là 64 cổng vào, 64 cổng ra.
- 128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms, 16
Timer 10ms và 108 Timer 100ms.
27. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K127
- 128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.
- 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.
- Các chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn
lên hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt
truyền xung.
- 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2KHz và 7KHz.
- 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.
- 2 bộ điều khiển tương tự.
- Toàn bộ vùng nhớ không bị mất giữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ
khi PLC bị mất nguồn nuôi.
3.1.3.Modul mở rộng:
3.1.3.1.Modul mở rộng tương tự EM235
Hình 3.3 : Hình dáng modul EM235
Bảng thông số Modul EM235
28. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K128
Đầu nối vào ra có thể tháo rời Không có
Số đầu vào 4
Điện áp đầu vào lớn nhất 30V
Dòng điện đầu vào lớn nhất 32mA
Độ biến đổi 12 bít
Thời gian biến đổi tương tự sang số <250às
Số đầu ra 1
Bảo vệ đấu nhầm cực Không
Cách ly về về điện Không
Dải đầu ra
Điện áp
Dòng điện
-10V tới + 10V
0 tới 20mS
Điện trở tải
Với đầu ra điện áp nhỏ nhất
Với đầu ra dòng điện lớn nhất
5Ù
0,5Ù
Độ phân giải
Cho đầu ra điện áp
Cho đầu ra dòng điện
12bít
11bít
Dải giá trị biến đổi
Tín hiệu đơn cực
Tín hiệu hai cực
0 tới 32000
-32000 tới +32000
Dòng điện tiêu thụ
Từ bus nội bộ (5VDC)
Từ nguồn cung cấp cho sensor
hoặc nguồn cấp từ ngoài
30mA
60mA
Công suất tiêu thụ 2.0W
Kích thước ( WHD) 120.5nhân80nhân62
Khối lượng
29. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K129
3.1.3.2.Modul mở rộng số EM221
Hình 3.4 Hình dáng modul EM221
Bảng thông số modul EM221
Thông số kỹ thuật Loại dùng nguồn DC Loại dùng nguồn AC
Đầu nối vào/ra có thể tháo rời Có Có
Số đầu vào 8 8
Điện áp vào
Điện áp định mức
Tín hiệu ‘‘1’’
Tín hiệu “0”
24 V DC
15 tới 30V
0 tới 5V
AC220/230V(47 tới 63HZ)
AC79V (ở 2.5mA min)
AC20V hoặc AC 1mA max
Cách điện
Trong những nhóm
Cách ly quang
4
Cách ly quang
1 (8 nhóm)
Dòng điện vào (t/h vào “1” 4mA Nhỏ nhất 2.5mA
Thời gian trễ đầu vào:với điện
áp định mức
4,5ms 15ms
Độ dài cáp
30. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K130
Không có vỏ
Có vỏ
300m
300m
300m
500m
Công suất tiêu thụ 2W 3W
Kích thước (W.H.D) mm 46x80x62 71.2x80x62
Khối lượng 150g 160g
3.2. Các thiêt bị cảm biến :
3.2.1. Cảm biến đo mức kiểu phao.
Đo mức kiểu phao là biện pháp đơn giản nhất. Chọn cảm biên đo mức kiêu
phao phạm vi rộng ( giới hạn từ 0,5 20 m), được thể hiện trên hình 4.1 gồm phao
1 nối với đối trọng 4 bằng dây mềm 2. Phía dưới của đối trọng có gắn kim chỉ thị
giá trị mức chất lỏng theo thang chia vạch 3.
31. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K131
Hình 3.1 Sơ đồ đo mức bằng phao.
Nâng mức chất lỏng sẽ làm thay đổi chiều sâu nhúng chìm của phao do tác dụng
thêm của lực đẩy acsimet làm cho biểu thức: Gr= Gph -S.h1.pL. g không cân bằng.
Trong đó: Gr là trọng lượng của đối trọng, Gph là trọng lượng của phao, S là
diện tích phao, h1 là chiều sâu nhúng chìm của phao, pl là tỷ trọng của chất lỏng).
Đối trọng hạ xuống cho đến khi chiều sâu nhúng chìm của phao bằng h1. Khi mức
chất lỏng hạ thấp cuống, sức đẩy lên phao giảm và phao đi xuống cho đến khi
chiều sâu nhúng chìm của phao bằng h1. Để truyền thông tin mức chất lỏng trong
bể người ra dùng hệ thống xenxin, bình thường trục của xenxin phát có nối với
tang quay và được nối với hệ thống dây dẫn, còn trục của xenxin thu được gắn vào
bộ phận đếm.
3.2.2 Cảm biến áp suất chất lưu.
áp suất là một đại lượng cơ bản để xác định trạng thái nhiệt động học của các
chất. Sự vận hành của các quá trình công nghệ và chế độ vận hành của chúng
được xác định bằng áp suất theo nhiều cách khác nhau, đo áp suất được thực hiện
khi đo một vài tham số công nghệ ví dụ lưu lượng khí hay hơi, mức chất lỏng ...
2
3
1
4
h
Hh1
h
32. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K132
Dưới đây sẽ giới thiệu một loại cảm biến áp suất mà thực chất của nó là một bộ
biến đổi áp suất thành tín hiệu điện bằng biến áp vi sai mà trong đó bao gồm một
cảm biến dạng 1 và phần tử biến đổi 2, được thể hiện trên hình 4.2
Hình 3.2 Bộ biến đổi đo áp suất thành tín hiệu điện bằng biến áp vi sai.
Phần tử biến đổi la một khung cách điện, trên đó có quấn một cuộn dây sơ
cấp 7, còn cuộn dây thứ cấp gồm hai cuộn dây 4 và 5 đấu ngược chiều nhau.
Trong rãnh của cuộn dây có đặt một lõi thép động 6 nối với lò xo 1 và dây kéo
căng 3. Cửa ra của cuộn dây thứ cấp đấu với điện trở R1.
Tín hiệu đo ở cửa ra của bộ biến đổi được hình thành như sau: Khi có dòng I1
chạy qua cuộn sơ cấp sẽ tạo ra từ thông trong hi nửa của cuộn dây thứ cấp và do
đó trong hai nửa cuộn dây thứ cấp sẽ xuất hiện sức điện động cảm ứng e1 và e2. Độ
lớn của chúng phụ thuộc vào hỗ cảm giữa cuộn dây sơ cấp M1, M2 đối với mỗi
nửa cuộn dây.
Với mỗi nửa cuộn dây ta có:
e1 = 2. f.I1.M1 ; e2 = 2 f.I1.M2
Trường hợp hai nửa cuộn dây đấu ngược chiều nhau, sức điện động tổng khi
đó:
E = e1 - e2 = 2f.I1. (M1 - M2)
3
42
1
P
7 6 5
Ura
R2
R1
I1
E
33. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K133
ở đây M là hỗ cảm giữa hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Đối với phần tử biến
đổi chuẩn có điện trở cửa ra R1, R2 thì điện áp ra của bộ biến đổi được tính theo
công thức:
Ura = 2 . f. I1 . Mra
Giá trị Mra phụ thuộc vào độ dịch chuyển của lõi thép 6:
max
max.
MMra
ở đây giá trị Mmax là giá trị hỗ cảm lớn nhất của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp
tương ứng với độ dịch chuyển lớn nhất max của lõi thép. Giải các phương trình
trên sẽ tìm được điện áp ra của bộ biến đổi:
.
...2
max
max1 MIf
Ura
Hiện nay các bộ cảm biến có lõi với chiều dài toàn phần của lõi từ 1,6 2,5
và 4 mm. Tín hiệu điện áp xoay chiều ở cửa ra thay đổi từ -1V + 1V với dấu trừ
chỉ sự thay đổi hỗ cảm của cảm biến từ ( -10) ( + 10) mH. Việc biến đổi áp suất
đo thành tín hiệu Ura được thực hiện bằng cách biến đổi áp suất thành sự biến
dạng của phần tử cảm ứng gắn với lõi thép ( 6), sau đó biến đổi sự dịch chuyển
của lõi thép ( 6) thành tín hiệu điện.
Đặc tính tĩnh của cảm biến áp duất là nghiệm của phương trình:
.
...2
max
max1 MIf
Ura và phương trình = k . P
Trong đó:
: Là độ biến dạng của lò xo
k: Là hệ số biến đổi .
Cấp chính xác của bộ cảm biến từ 1 1,5.
34. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K134
3.2.3 Cảm biến lưu lượng kế kiểu cơ khí.
Một chi tiết thí nghiệm được đặt trong thiết bị đo cho phép một phần chất lỏng di
chuyển với thuỷ lực sẽ tạo nên sự chuyển động turbine (rotor turbine) hoặc sự dịch
chuyển (phao nổi của ro ta metre, Plattette). Một cảm biến thích hợp là cảm biến
đo tốc độ quay trong trường hợp đầu cảm biến đo vị trí trong trường hợp thứ 2 sẽ
tạo ra tín hiệu tỷ lệ với lưu lượng. Lưu lượng kế Plalette được giới thiệu trên hình
3.3
DÞch chuyÓn
Lß xo
Palette
U
Hình 3.3 Lưu lượng kế Plalette:
Có thể mô tả sự làm việc của lưu lượng kế Plalette như sau: Dưới tác động của
dòng chảy sẽ đẩy Plalette đi lên, xuống tuỳ thuộc vào lưu lượng, ngoài ra Plalette
còn chịu tác động của trọng lượng và phản lực của lò xo. Vị trí cân bằng của
Plalette phụ thuộc vào lưu lượng và sự biến đổi ra tín hiệu điện nhờ 1 biến trở có
trục quay gắn chặt với Plalette. Đáp ứng có thể tuyến tính hay không tuyến tính
35. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K135
còn phụ thuộc vào dạng đưa vào mạch đo. Ưu điểm của loại cảm biến này là chắc
chắn, cấu tạo đơn giản và rẻ tiền.
3.2.4 Van điện từ :
Van điều khiển số là một thiết bị chuyên dụng được dùng để điều khiển chính xác
dòng chảy trong hệ thống điều khiển . Một lợi thế của van điều khiển số là có khả
năng điều khiển lưu lượng hoạt động có điều khiển của nó .Thông thường chât
lỏng chảy qua van được sử dụng để điều khiển hoạt động của nó, tuy nhiên một
vài van được điều khiển bằng khí nén .
Nguyên lý hoạt động :
Hoạt động của van dựa trên nguyên lý cân bằng piston .
Khi áp suât tại hai đầu của van chính cân bằng , một lò xo gắn ở đầu piston hoạt
động như một lực vi sai và đóng piston van chính .Khi áp lực tác động vào đáy của
Piston tăng lên và vượt qua áp lực lò xo , áp lực sẽ bị vượt qua và van mở .Cuộn
dây điều khiển sẽ được điều khiển kỹ thuật để đóng hoặc mở hoàn toàn và để xác
định vị trí của Piston van chính theo yêu cầu điều khiển dòng chảy .Tât cả hoạt
động của cuộn dây điều khiển đều được kiểm soat bởi bộ điều khiển đặt trước
BCU.Các trạng thái hoạt động của van như sau :
+ Khi van ở trạng thái đóng như hình sau .Cả hai cuộn dây đều không được kích
hoạt , cuộn dây thường đóng sẽ đóng ,cuộn dây thường mở sẽ mở .Đầu Y (có áp
suất P3) tới đầu Z (có áp suất P2) sẽ bị đóng ,và khi đó áp suất P1 tại đàu X và áp
suất P3 tại đầu Y là cân bằng .Lò xo van chính chịu một lực vi sai và nó giữ cho
Piston được ở trạng thái đóng .
+ Khi van ở trạng thái mở như hình vẽ sau. Cả hai cuộn dây đều được kích
hoạt,cuộn dây thường đóng sẽ mở thông với đầu Z (có áp suất P2) và đầu Y tới
đầu X (có áp suất P1) sẽ bị đóng bởi cuộn dây thường mở .Khi đó áp suất P1 tại
đầu của Piston sẽ lớn hơn áp suất P3 cộng với lực lò xo, P1 trừ P2 lớn hơn lực lò
xo do áp suất P1 đẩy Piston mở.
+ Khi van ở trạng thái điều khiển ,cả hai cuộn dây thường đóng và thường mở
đều đóng lại . Đầu Y tới đầu Z bị đóng ,đầu X tới đầu Y cũng bị đóng .
36. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K136
+ Khi cả hai cuộn dây được kich hoạt thì van băt đầu mở.Nó sẽ mở theo lưu
lượng được lập trình đặt trước tại bộ điều khiển BCU.Thông thường thì bộ điều
khiển BCU được lập trình điều khiển sao cho lưu lượng thấp lúc khởi động sau đó
tăng dần và đạt tối đa, cuối cùng là giảm dần trước khi đóng van.Bộ điều khiển sẽ
kích hoạt hoặc ngăt các cuộn dây một cách tự động theo vị trí của van và lưu
lượng tối đa.Khi đã đạt tới giá trị lưu lượng yêu cầu ,van sẽ giữ nguyên vị trí .Tât
cả mọi trạng thái của van được thực hiện bằng cách điều khiển kỹ thuật số .
CHƯƠNG 4
ĐIềU KHIểN Và GIáM SáT Hệ ThốNG BƠM THOáT Nước
mức -155 công ty than mạo khê
4.1 Các yêu cầu đối với hệ thống TĐH bơm thoát nước công ty than Mạo Khê :
Xuất phát từ tình hình thực tế và những bất cập vận hành của hệ thống bơm hiện
nay của công ty , em tiến hành cải tạo hệ thống theo hướng tự động hoá cho hệ
thống .Để điều khiển tự động hoá cho hệ thống thì hệ thống cần được đảm bảo các
yêu cầu :
- Hệ thống cần đảm bảo an toàn về phòng nổ cho các thiết bị trong mỏ . Đây là
yêu cầu cực kỳ quan trọng đối với hệ thống bơm thoát nước của công ty . Vì trong
mỏ hầm lò như công ty than Mạo Khê thì nguy cơ cháy nổ khí và bụi mỏ là rât
cao.
- Hệ thống phải làm việc tin cậy , đảm bảo an toàn cho người và trang thiết bị
đang được sử dụng trong công tác khai thác mỏ .
- Đảm bảo điều khiển tự động theo quy trình thoát nước mỏ .
- Hệ thống phải được trang bị đầy đủ thiết bị thông tin tín hiệu khi hệ thống đang
làm việc bình thường cũng như khi có sự cố xảy ra .
- Tự động đưa hệ thống bơm vào hoạt động hoặc dừng bơm theo mức nước .
- Tự động đưa bơm dự phòng vào hoạt động thay cho bơm đang hoạt động bị sự
cố
37. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K137
- Tự động bảo vệ cho động cơ bơm và bơm xảy ra sự cố khi đang làm việc như :
sự cố quá tải , sự cố ngắn mạch động cơ không đạt tốc độ định mức , sự cố chạm
đất , mât pha .
- Tự động đưa bơm vào hoạt động theo chế độ tự động hoặc độc lập .
+ Chế độ hoạt động theo cộng nghệ điều khiển tự động
+ Chế độ hoạt động theo công nghệ điều khiển bán tự động , điều khiển bằng tay.
Mục đích phục vụ cho việc sửa chữa , chạy thử bơm , hoặc hiệu chỉnh các thông
số.
Tuy nhiên khi tiến hành cải tạo hệ thống theo hướng điều khiển tự động chúng ta
cũng cần quan tâm tới :
- Giá thành lắp đặt thiết bị
- Điều kiện làm việc của thiết bị điều khiển : Thiết bị phải có khả năng phòng nổ
, làm việc ở môi trường khắc nghiệt như môi trường trong mỏ hầm lò ...
- Yêu cầu vận hành phải nắm vững công nghệ . Đây là một yêu cầu tương đối cao
đối với tình hình hiện nay .
4.2 Công nghệ điều khiển hệ thống bơm thoát nước :
4.2.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống :
.1. Chế độ vận hành một bơm.
38. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K138
Hình 4.1 Sơ đồ các mức của bể chứa nước
Chế độ khởi động một bơm được thực hiện khi mức nước trong bể chứa đạt
mức H >=H2, sau khi mức nước giảm xuống mức H< H1 thì dừng bơm.
Điều khiển hệ thống bơm B1 trong trường hợp này theo trình tự sau :
- Mở van mồi VM1 và van xoay VX1.
- Sau khi mồi đủ lượng nước thì đóng hai van VM1 và VX1 lại.
- Khởi động bơm B1.
- Khi áp suất trong buồng bơm B1 đạt áp suất cho phép ta thực hiện mở van
xoay VX1.
Việc điều khiển khởi động hệ thống bơm kết thúc, trong quá trình bơm
nếu nước trong bể giảm xuống mức nước cạn H < H1 thì thực hiện quá trình dừng
bơm theo trình tự sau :
- Đóng van xoay VX1.
- Sau khi van xoay VX1 đóng hết thì dừng bơm B1.
.2. Chế độ vận hành nhóm bơm thứ nhất (NB1) gồm hai bơm(B1),(B3).
Chế độ vận hành 2 bơm thực hiện khi mức nước trong bể đạt mức nước H >= H2,
thực hiện điều khiển hệ thống bơm (B3) theo trình tự sau :
- Mở van mồi VM2 và van xoay VX3.
- Sau khi mồi đủ lượng nước thì đóng van mồi VM2 và đóng van xoay
VX3.
- Khởi động bơm B3.
- Khi áp suất trong buồng bơm đạt áp suất cho phép thì mở từ từ van VX3.
- Khởi động bơm (B1) tương tự mục 3.2.3.1
39. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K139
Sau khi mức nước gảm xuống mức nước cạn H<H1 thì tiến hành dừng hai
bơm B1 và B3 theo trình tự sau:
- Đóng van xoay VX1 và VX3.
- Khi van xoay đóng hết thì dừng bơm B1 và bơm B3.
.3. Chế độ vận hành nhóm bơm thứ hai (NB2) gồm bơm (B2),(B3).
Khi mức nước trong bể đạt đến mức cần bơm H>=H2 thì cho hệ thống
nhóm bơm thứ hai vào hoạt động, trình tự khởi động bơm (B2) như sau.
- mở van mồi(VM1),mở van xoay(VX2)
- Sau khi mồi đủ lượng nước thì đóng các van (VM1),(VX2) lại.
- Khởi độngbơm B2.
- Khi áp suất trong buồng bơm đạt áp suất cho phép thì mở từ từ van VX2.
- Khởi động B3 tương tự mục 3.2.3.2.
Sau khi mức nước giảm xuống mức H<H1 thì tiến hành dừng bơm B2,B3
theo trình tự sau
- Đóng van xoayVX2,VX3.
- Khi van xoay dóng hết thì dừng bơm B2,B3.
4.2.2 Các sự cố :
Hệ thống đang hoạt động , nếu một trong các bơm gặp sự cố thì phải tự động dừng
hệ thống và đưa bơm khác vào hoạt động .
4.3 Quy định tín hiệu vào ra của PLC
4.3.1 Các tín hiệu vào của PLC.
01 - Tín hiệu từ cảm biến báo mức H1 I 0.0
02 - Tín hiệu từ cảm biến báo mức H2 I 0.1
03 - Tín hiệu từ cảm biến báo mồi đủ B1 I 0.2
04 - Tín hiệu từ cảm biến báo mồi đủ B2 I 0.3
40. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K140
05 - Tín hiệu từ cảm biến báo mồi đủ B3 I 0.4
06 - Tín hiệu từ cảm biến báo mồi đủ B4 I 0.5
07 - Tín hiệu từ cảm biến báo áp suất B1 I 0.6
08 - Tín hiệu từ cảm biến báo áp suất B2 I 0.7
09 - Tín hiệu từ cảm biến báo áp suất B3 I 1.0
10 - Tín hiệu từ cảm biến báo áp suất B4 I 1.1
11 - Tín hiệu từ cảm biến báo sự cố hệ thống B1 I 1.2
12 - Tín hiệu từ cảm biến báo sự cố hệ thống B2 I 1.3
13 - Tín hiệu từ cảm biến báo sự cố hệ thống B3 I 1.4
14 - Tín hiệu từ cảm biến báo sự cố hệ thống B4 I 1.5
15 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VM1 I 1.6
16 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VM1 I 1.7
17 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VM2 I 2.0
18 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VM2 I 2.1
19 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VM3 I 2.2
20 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VM3 I 2.3
21 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VX1 I 2.4
22 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VX1 I 2.5
23 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VX2 I 2.6
24 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VX2 I 2.7
25 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VX3 I 3.0
26 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VX3 I 3.1
27 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hêt VX4 I 3.2
28 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VX4 I 3.3
29 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VX5 I 3.4
30 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VX5 I 3.5
31 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VX6 I 3.6
32 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VX6 I 3.7
33 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VX7 I 4.0
41. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K141
34 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VX7 I 4.1
35 - Tín hiệu từ cảm biến báo mở hết VX8 I 4.2
36 - Tín hiệu từ cảm biến báo đóng hết VX8 I 4.3
37 - Tín hiệu chọn chế độ theo mùa I 4.4
38 - Tín hiệu chọn chế độ điều khiển tự động hoặc chế độ độc lập I 4.5
4.3.2 Các tín hiệu ra của PLC.
01- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VM1 Q 0.0
02- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóngvan VM1 Q 0.1
03- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VM2 Q 0.2
04- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VM2 Q 0.3
05- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VM3 Q 0.4
06- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VM3 Q 0.5
07- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VX1 Q 0.6
08- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VX1 Q 0.7
09- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VX2 Q 1.0
10- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VX2 Q 1.1
11- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VX3 Q 1.2
12- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VX3 Q 1.3
13- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VX4 Q 1.4
14- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VX4 Q 1.5
15- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VX5 Q 1.6
16- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VX5 Q 1.7
17- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VX6 Q 2.0
18- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VX6 Q 2.1
19- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VX7 Q 2.2
20- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VX7 Q 2.3
21- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt mở van VX8 Q 2.4
22- Tín hiệu điều khiển bộ đóng ngắt đóng van VX8 Q 2.5
23- Tín hiệu điều khiển khởi động từ của B1 Q 2.6
42. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K142
24-Tín hiệu điều khiển khởi động từ của B2 Q 2.7
25- Tín hiệu điều khiển khởi động từ của B3 Q 3.0
26- Tín hiệu điều khiển khởi động từ của B4 Q 3.1
Tổng số tín hiệu đầu vào PLC là 38, tổng số tín hiệu đầu ra là 26, dựa trên
các yêu cầu điều khiển các van và khởi động từ chọn loại CPU 216 và hai mô đun
mở rộng E221.
4.4 Đặc Tính chuyển đổi của cảm biến :
Căn cứ vào chiều cao moong chứa nước và tín hiệu của cảm biến mức LT – 320
ta xây dựng được đặc tính chuyển đổi của cảm biến như sau
4.6 Chương trình điều khiển hệ thống bơm thoát nước :
4.6.1 Lưu đồ thuật toán :
4.6.1.1 Sơ đồ vòng quét điều khiển hệ thống.
Dựa trên công nghệ vận hành của phương án cải tạo thành lập sơ đồ vòng quét
điều khiển hệ thống bơm mức -155 thể hiện trên hình 4.2
43. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K143
Hình 4.2 Sơ đồ vòng quét điều khiển hệ thống bơm mức -155
Trong sơ đồ vòng quét có các khối điều khiển:
- Khối xử lý sự cố điều khiển bơm dự phòng hoạt đông khi bơm đang làm việc bị
sự cố.
- Khối điều khiển 3 bơm luân phiên, điều khiển 3 bơm hoạt động vào mùa khô.
- Khối điều khiển 2 nhóm bơm làm việc luân phiên, điều khiển 2 nhóm bơm hoạt
động vào mùa mưa.
- Khối điều khiển độc lập, điều khiển độc lập từng bơm để kiểm tra và hiệu chỉnh.
4.6.1.2 Khối điều khiển 3 bơm hoạt động luân phiên
ở chế độ vận hành về mùa khô muốn điều khiển 3 bơm hoạt động luân phiên theo
mức nước thì quá trình điều khiển được thể hiện trên hình 4.3
44. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K144
.
Hình 4.3 Sơ đồ khối điều khiển 3 bơm làm việc luân phiên
4.6.1.3 Khối điều khiển 2 nhóm bơm luân phiên.
ở chế độ mùa mưa muốn điều khiển 2 nhóm bơm luân phiên theo mức nước thì
quá trình điều khiển thể hiện trên hình 4.4
45. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K145
H>= H2
Chọn nhúm
bơm; M = 1
N =1
Bơm B1,B3
Hoạt động
Bơm B2,B3
Hoạt động
H < H1
Dừng bơm
B1, B3; M = 2
H < H1
Dừng bơm
B1, B2; M =1
Giữ
nguyờn
Trạng thỏi
M =1
S
Đ
S
Đ
S S
Đ Đ
Hình 4.4 Sơ đồ khối điều khiển 2 nhóm bơm hoạt động luân phiên
Chương trỡnh con điều khiển ba bơm làm việc luân phiên(SBR_1)
46. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K146
Trên cơ sở sơ đồ khối điều khiển ba bơm làm việc luân phiên và địa chỉ các
tín hiệu vào ra thành lập được chương trỡnh điều khiển chế độ ba bơm làm việc
luân phiên như sau:
NETWORK 1
LD I0.1 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MUC H>=H2
A M0.0 //BIT NHO CHON BOM B1
CALL SBR_1 //CHUONG TRINH CON BOM B1 HOAT
DONG VA DUNG NETWORK 2
LD I0.1 // TIN HIEU CAM BIEN BAO MUC H>=H2
A M0.1 // BIT NHO CHON BOM B2
CALL SBR_2 // CHUONG TRINH CON BOM B2 HOAT
DONG VA DUNG
NETWORK 3
LD I0.1 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MUC H>=H2
A M0.2 // BIT NHO CHON BOM B3
CALL SBR_3 // CHUONG TRINH CON BOM B3 HOAT
DONG VA DUNG
4.3.7 Chương trình con khởi động bơm B1(SBR_2)
NETWORK 1
LD SM0.0
S Q0.0,1 //TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN MOI
VM1
S Q0.6,1 // TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN XOAY
VX1
S Q2.4,1 // TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN XOAY VX8
NETWORK 2
LD I1.6 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN MOI
VM1
EU
47. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K147
R Q0.0,1 //DUNG MO VAN MOI VM1
NETWORK 3
LD I2.4 //TIN HIEU BAO MO HET VAN XOAY VX1
EU
R Q0.6,1 //DUNG MO VAN XOAY VX1
NETWORK 4
LD I4.2 // TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN
XOAY VX8
R Q2.4,1 // DUNG MO VAN XOAY VX8
NETWORK 5
LD I0.2 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MOI DU BOM B1
EU
S Q0.1,1 //TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN
MOI VM1
S Q0.7,1 // TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN VX1
NETWORK 6
LD I1.7 //TIN HIEU CAM BIEN BAO DONG HET VAN
MOI VM1
EU
R Q0.1,1 // DUNG DONG VAN MOI VM1
NETWORK 7
LD I2.5 //TIN HIEU CAM BIEN BAO DONG HET VAN
XOAY VX1
EU
R Q0.7,1 // DUNG DONG VAN VOAY VX1
S Q2.6,1 //TIN HIEU DIEU KHIEN KHOI DONG TU
BOM B1
NETWORK 7
LD I0.6 // TIN HIEU TU CAM BIEN AP SUAT BOM B1
48. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K148
EU
S Q0.6,1 //TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN XOAY
VX1
NETWORK 8
LD I2.4 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN
XOAY VX1
EU
R Q0.6,1 // DUNG MO VAN XOAY VX1
4.3.8 Chương trình con dừng bơm B1(SBR_3)
NETWORK 1
LD I0.0 //TIN HIEU TU CAM BIEN BAO MUC H <H1
EU
S Q0.7,1 //TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN
XOAY VX1
NETWORK 2
LD I2.5 //TIN HIEU CAM BIEN BAO DONG HET VAN
XOAY VX1
EU
R Q0.7,1 // TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN XOAY
VX1
R Q2.6,1 //DUNG BOM B1
R M0.0,1 //XOA BIT NHO CHON BOM B1
S M0.1,1 //GHI NHO CHON BOM B2
4.3.9Chương trình con khởi động bơm B2(SBR_4)
NETWORK 1
LD SM0.1
S Q0.0,2 //TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN MOI
VM1
49. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K149
S Q1.0,2 // TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN XOAY
VX2
S Q2.4,2 // TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN XOAY VX8
NETWORK 2
LD I1.6 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN MOI
VM1
EU
R Q0.0,2 //DUNG MO VAN MOI VM1
NETWORK 3
LD I2.6 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN
XOAY VX2
EU
R Q1.0,2 //DUNG MO VAN XOAY VX2
NETWORK 4
LD I4.2 // TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN
XOAY VX8
R Q2.4,1 // DUNG MO VAN XOAY VX8
NETWORK 5
LD I0.3 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MOI DU BOM B2
EU
S Q0.1,2 //TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN
MOI VM1
S Q1.1,2 // TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN VX2
NETWORK 6
LD I1.7 //TIN HIEU BAO DONG HET VAN MOI VM1
EU
R Q0.1,2 // DUNG DONG VAN MOI VM1
NETWORK 7
50. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K150
LD I2.7 //TIN HIEU CAM BIEN BAO DONG HET VAN
XOAY VX2
EU
R Q1.1,2 // DUNG DONG VAN VOAY VX2
S Q2.7,2 //TIN HIEU DIEU KHIEN KHOI DONG TU
BOM B2
NETWORK 7
LD I0.7 // TIN HIEU TU CAM BIEN AP SUAT BOM B2
EU
S Q1.0,2 //TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN XOAY
VX2
NETWORK 8
LD I2.6 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN
XOAY VX2
EU
R Q1.0,2 // DUNG MO VAN XOAY VX2
4.3.10 Chương trình con dừng bơm B2(SBR_5)
NETWORK 1
LD I0.0 //TIN HIEU TU CAM BIEN BAO MUC H<H1
EU
S Q1.1,2 //TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN
XOAY VX2
NETWORK 2
LD I2.7 //TIN HIEU CAM BIEN BAO DONG HET VAN
XOAY VX2
EU
R Q1.1,2 // TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN XOAY
VX2
R Q2.7,2 //DUNG BOM B2
51. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K151
R M0.1,2 //XOA BIT NHO CHON BOM B2
S M0.2,2 //GHI NHO CHON BOM B3
11Chương trình con khởi động bơm B3(SBR_6)
NETWORK 1
LD SM0.2
S Q0.2,3 //TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN MOI
VM2
S Q1.2,3 // TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN XOAY
VX3
S Q1.6,3 // TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN XOAY VX5
NETWORK 2
LD I2.0 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN MOI
VM2
EU
R Q0.2,3 //DUNG MO VAN MOI VM2
NETWORK 3
LD I3.0 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN
XOAY VX3
EU
R Q1.2,3 //DUNG MO VAN XOAY VX3
NETWORK 4
LD I3.4 // TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN
XOAY VX5
R Q1.6,3 // DUNG MO VAN XOAY VX5
NETWORK 5
LD I0.4 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MOI DU BOM B3
EU
52. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K152
S Q1.1,3 //TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN
MOI VM2
S Q1.3,3 // TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN VX3
NETWORK 6
LD I2.1 //TIN HIEU CAM BIEN BAO DONG HET VAN
MOI VM2
EU
R Q0.3,3 // DUNG DONG VAN MOI VM2
NETWORK 7
LD I3.1 //TIN HIEU CAM BIEN BAO DONG HET VAN
XOAY VX3
EU
R Q1.3,3 // DUNG DONG VAN VOAY VX3
S Q3.0,3 //TIN HIEU DIEU KHIEN KHOI DONG TU
BOM B3
NETWORK 7
LD I1.0 // TIN HIEU TU CAM BIEN AP SUAT BOM B3
EU
S Q1.2,3 //TIN HIEU DIEU KHIEN MO VAN XOAY
VX3
NETWORK 8
LD I3.0 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MO HET VAN
XOAY VX3
EU
R Q1.2,3 // DUNG MO VAN XOAY VX3
4.3.12 Chương trình con dừng bơm B3(SBR_7)
NETWORK 1
53. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K153
LD I0.0 //TIN HIEU TU CAM BIEN BAO MUC H<H1
EU
S Q1.3,3 //TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN
XOAY VX3
NETWORK 2
LD I3.1 //TIN HIEU CAM BIEN BAO DONG HET VAN
XOAY VX3
EU
R Q1.3,3 // TIN HIEU DIEU KHIEN DONG VAN XOAY
VX3
R Q3.0,3 //DUNG BOM B3
R M0.2,3 //XOA BIT NHO CHON BOM B3
S M0.0,3 //GHI NHO CHON BOM B1
4.3.13Chương trỡnh con điều khiển 2 nhóm bơm làm việc luân phiờn(SBR_8)
NETWORK 1
LD SM0.3
A SM0.4
MOVW +1,VW106
MOVW +2,VW108
NETWORK 2
MOVW 1,VW106 //DUA NHOM BOM NB1 VAO
HOAT DONG
NETWORK 3
MOVW 2,VW108 //DUA NHOM BOM NB2 VAO
HOAT DONG
NETWORK 4
54. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K154
LDW=VW100,VW104
LD I0.1 //TIN HIEU CAM BIEN BAO MUC H>=H2
CALL SBR_2 //CHUONG TRINH KHOI DONG BOM B1
CALL SBR_6 //CHUONG TRINH KHOI DONG BOM
B3
NETWORK 5
LDN I0.0 //TIN HIEU TU CAM BIEN BAO MUC H1
CALL SBR_3 //CHUONG TRINH DUNG BOM B1
CALL SBR_7 //CHUONG TRINH DUNG BOM B3
R M0.3,1 //XOA BIT NHO NHOM BOM MOT NB1
S M0.4,1 //GHI NHO CHON NHOM BOM HAI NB2
NETWORK 8
LDW=VW102,VW104
LD I0.1 // TIN HIEU TU CAM BIEN BAO MUC H>=H2
CALL SBR_4 //CHUONG TRINH KHOI DONG BOM B2
CALL SBR_7 // CHUONG TRINH KHOI DONG BOM B3
NETWORK 9
LDN I0.0 // TIN HIEU TU CAM BIEN BAO MUC H1
CALL SBR_5 // CHUONG TRINH DUNG BOM B2
CALL SBR_7 //CHUONG TRINH DUNG BOM B3
R M0.4,1 // XOA BIT NHO NHOM BOM MOT NB2
S M0.3,1 // GHI NHO CHON NHOM BOM HAI NB1
4.4 Nhận xét
- Chương trình chính thực hiện điều khiển hệ thống bơm theo đúng các yêu
cầu đã đề ra.
- Chương trình con điều khiển 3 bơm làm việc luân phiên đảm bảo việc
điều khiển lần lượt 3 bơm hoạt động theo mức và luân phiên theo thứ tự
1,2,3,1,2...
55. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K155
- Chương trình 2 nhóm bơm làm việc luân phiên đảm bảo việc điều khiển 2
nhóm bơm làm việc luân phiên lần lượt theo thứ tự 1,2,1,2...
4.5 Điều khiển và giám sát hệ thống với Protool :
4.5.1 Giới thiệu tổng quan về phần mềm SIMATIC ProTool pro
Phần mềm SIMATIC ProTool pro được phát triển bởi tập đoàn SIEMENS AG
được ứng dụng để thiết kế các giao diện đo lường điều khiển, giám sát và chuẩn
đoán quá trình, thu thập và lưu trữ dữ liệu dựa trên các công cụ như text displays,
operator panels, touch panels và Windows-based systems… SIMATIC ProTool
pro được cấu thành bởi hai thành phần là ProTool/Pro CS (Configuration System)
configuration software và ProTool/Pro RT (Runtime) process visualization
software. Cả hai hệ thống này có thể chạy trên nền Windows 95, Windows 98,
Windows 2000 và Windows NT 4.0 .
Với ProTool/Pro CS được dùng để thiết kế giao diện trên cấu hình của máy (PU
hoặc PC) trong Windows (dùng để chạy ứng dụng khi kết nối giao diện trên PC
hoặc PU với thiết bị điều khiển PLC). Còn ProTool/Pro RT là một chương trình
được chạy ở chế độ Demo trong Windows hoặc trong các Panel PC (dùng chủ yếu
để mô phỏng các quá trình ảo).
SIMATIC ProTool/Pro RT được chạy trên nền của Windows với các công cụ
như:
- Máy tính Standard PC.
- SIMATIC Panel PC, ví dụ như FI25, FI45, PC670, PC670 TOUCH.
- Các panel chuyên dụng cho hệ thống SCADA: Operator Panel OP37/Pro.
Cấu trúc cơ bản của một hệ thống điều khiển giám sát (SCADA) ứng dụng
ProTool/Pro RT được ta mô tả như hình 1.
Hình 1. Hệ thống SCADA sử dụng ProTool/Pro RT với Panel.
Khả năng thiết kế đồ họa một cách linh hoạt, tạo biểu tượng phong phú và sinh
động trên giao diện của ProTool/Pro CS. Đồng thời chúng được tạo ra dễ dàng
56. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K156
bằng các thao tác kích chuột đã làm cho ProTool/Pro có một số đặc điểm nổi bật
sau:
- Giúp người thiết kế có thể trình bày giao diện đẹp, thân thiện với người dùng.
- Thuận tiện cho các chương trình Demo với các công cụ được chuẩn hoá
input/output fields, bar graphs, trend graphics, raster and vector graphics và
attributes với dynamic capability…
- Khả năng tích hợp các hệ thống message.
- Xử lý và lưu trữ những dữ liệu đo nếu cần.
- Lưu trữ các biến của các quá trình và các messages.
- Sử dụng các hàm được viết bằng Visual Basic Script.
- Kết nối truyền thông với các PLC SIMATIC S5, SIMATIC S7, SIMATIC
505, SIMATIC WinAC, OPC network và các PLC của các hãng chế tạo khác
như:
+ Allen-Bradley (PLC-5, SLC 500).
+ LG GLOFA-GM.
+ MITSUBISHI FX.
+ Modicon (Modbus).
+ Telemecanique (TSX Adjust, Uni-Telway).
57. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K157
4.5.2 Truyền thông giữa Protool với PLC :
Trong phần này giới thiệu kết nối và khai báo truyền thông giữa PC với PLC
S7_200, còn đối với các Operator Panel khác được làm tương tự.
1/.Cài chương trình điều khiển cho PLC S7_200.
Viết một chương trình điều khiển (project) cho hệ thống bằng phần mềm Step7-
Micro/Win 32. Sau đó thực hiện download project này cho thiết bị PLC S7_200,
Truyền thông giữa PC với PLC dùng cáp PC/PPI cable(PPI). Khi đó khai báo các
tham số truyền như sau:
Mở Control Panel -> Set PG/PC Interface->Khai báo như hình 2 và hình 3.
Hình 2. Khai báo truyền thông cho PC/PPI cable
58. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K158
Hình 3. Đặt thuộc tính cho PC/PPI cable.
Trong cửa sổ của màn hình soạn thảo của Step7-Micro/Win32 ta khai báo các
tham số truyền thông như sau: Mở View->Communications->Khai báo như hình
4.
59. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K159
Hình 4. Khai báo truyền thông cửa sổ Step7-Micro/Win 32
2/.Truyền thông giữa ProTool pro CS trên PC với thiết bị điều khiển PLC.
Chương trình điều khiển sau khi đã được download tới PLC và được đặt ở chế độ
RUN. Trong quá trình chạy một project nó vẫn bắt tay với giao diện của Protool
trên PC thông qua PC/PPI cable (PPI).Tuy nhiên để giao tiếp được với Protool pro
CS liên tục ở chế độ ONLINE thì ta cần đặt lại tham số trong Control Panel như
sau:
Mở Control Panel -> Set PG/PC Interface-> đặt tham số như hình 5, hình 6.
Hình 5. Tham số truyền thông ở chế độ S7_ONLINE
60. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K160
Hình 6. Thuộc tính cho cáp PC/PPI cable ở chế độ S7_ONLINE
4.7.3 Giao diện điều khiển giám sát :
61. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K161
Hình 4.7.1 : Bơm 1 hoạt động
62. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K162
Hình 4.7.2 : Bơm 2 hoạt động
63. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K163
Hình 4.7.3 : Bơm 3 hoạt động
64. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K164
Sử dụng phần mềm Protool ta có thể điều khiển và giám sát hệ thống bơm
một cách độc lập. Bằng cách sử dụng các nút bấm kết nối trực tiếp tới máy bơm ,
ta có thể khởi động hoặc dừng các bơm độc lập với nhau như các hình vẽ mô
phỏng ở trên .
- Hình 4.5.1 : Mô phỏng quá trình hoạt động của bơm B 1
- Hình 4.5.2 : Mô phỏng quá trình hoạt động của bơm B 2
- Hình 4.5.3 : Mô phỏng quá trình hoạt động của bơm B 3
65. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K165
4.5.4 Chương trình lưu dữ liệu ( áp suất, mức nước … ) :
Saukhi chạy xong chương trình ta có các file lưu trữ dữ liệu của áp suất và
mức nước của hệ thống bơm .
Bảng ghi số liệu và áp suất bơm 1 :
VarName TimeString VarValue Validity Time_ms
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
apsuatB1 6/8/2009 0:08 0 1
3.96E+10
72. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K172
Mucnuoc 6/8/2009 0:08 80 1 3.96E+10
Mucnuoc 6/8/2009 0:08 80 1 3.96E+10
Mucnuoc 6/8/2009 0:08 80 1 3.96E+10
Mucnuoc 6/8/2009 0:08 80 1 3.96E+10
Mucnuoc 6/8/2009 0:08 80 1 3.96E+10
Mucnuoc 6/8/2009 0:08 80 1 3.96E+10
Mucnuoc 6/8/2009 0:08 80 1 3.96E+10
Sử dụng phần mềm Protol làm giao diện giám sát và điều khiển hệ thống ta
còn có thể lưu trữ lại được những số liệu trong quá trình hệ thống hoạt động.
Những file lưu trữ này sẽ giúp người kiểm tra được dễ dàng quá trình hoạt động
của hệ thống sau một ca hay sau một ngày làm việc . Vì trong quá trình hoạt động
thì mức nước và áp suất trong đường ống các bơm có sự thay đổi liên tục . Đây
cũng chính là một ưu điểm rất lớn của phần mềm Protool .Trên đây là bảng lưu trữ
các số liệu về mức nước và áp suất .
73. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K173
KếT Luận
Sau thời gian , dưới sự hướng dẫn tận tình của GV. Th.S Phạm Thị Thanh
Loan cùng với các thầy cô giáo trong bộ môn đến nay đồ án của em đã được hoàn
thành . Trong thời gian làm đồ án với đề tài “Tự động hoá hệ thống bơm
thoát nước mức -155 công ty than Mạo Khê bằng PLC S7 –
200” em đã học thêm được rất nhiều kiến thức. Việc sử dụng PLC để điều khiển
với việc lập trình theo ngôn ngữ đã mang lại điều kiện thuận lợi cho việc điều
khiển và vận hành , tính khả thi cao , linh kiện gọn nhẹ . Cùng với việc sử dụng
phần mềm Protool để làm giao diện giám sát và điều khiển đã đáp ứng được nhiều
yêu cầu thực tế nhất là môi trường làm việc khác nghiệt như là môi trường hầm
mỏ . Tuy nhiên việc điều khiển hệ thống cũng có những vấn đề phức tạp cùng với
trình độ có hạn của mình do đó đồ án của em vẫn còn nhiều sai sot và có những
vấn đề chưa được đề cập tới sâu .
Em mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện
hơn . Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn GV. Th.S Phạm Thị Thanh Loan và
74. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K174
các thầy cô giáo trong bộ môn cùng các bạn trong lớp đã giúp đỡ em hoàn thành
đồ án của mình .
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Phương
Tài liệu tham khảo
1, Cơ sở Truyền Động Điện – PGS.TS Thái Duy Thức - Đại Học Mỏ Địa
Chất.
2, Thiết kế Truyền Động Điện – PGS.TS TháI Duy Thức - Đại Học Mỏ
Địa Chất .
3, Tự Động Hoá Với Simatic S7-200 – Nguyễn Doãn Phước , Phan Xuân
Minh – NXB NN .
4, Bài Giảng Protool – TH.S Đặng Văn Chí - Đại Học Mỏ Địa Chất .
75. Đồ án tôt nghiệp GVHD:Th.S Phạm Thị Thanh Loan
SVTH : Nguyễn Hoàng Phương Lớp : LT Công Nghệ Tự Động_K175