BỘ CÔNGNGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
gõh
Khoa Điện Tử

Ñeà Taøi:
TRẠM BƠM CẤP I
GVHD: PHẠM TRẦN BÍCH THUẬN
SVTH: NGUYỄN PHƯỚC ĐỊNH TƯỜNG
HUY
NGUYỄN TRUNG LẬP
TRẦN NGUYÊN KHOA
LÊ ANH HOÀNG
NGUYỄN MINH HIẾU
TRƯƠNG BÌNH TIẾN
LỚP: CĐĐT 7A

Thành Phố Hồ Chí Minh tháng 1/2008
MỤC LỤC
• LỜI MỞ ĐẦU
• NỘI DUNG NGHIÊN CỨU:
1. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
2. NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG TRẠM BƠM
CẤP 1
3. NGHIÊN CỨU CÁC THIẾT BỊ
- PLC
- CẢM BIẾN ÁP SUẤT
- BIẾN TẦN
- BƠM CHÌM VÀ VAN ĐIỆN
• NỘI DUNG THỰC HIỆN:
1. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT


NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM ĐIỂM


2+
thành Fe
3+
. Sau khi đi
qua bể trộn đứng, nước tiếp tục chảy qua bể lắng tiếp xúc. Bể lắng tiếp xúc là nơi xảy ra
quá trình thủy phân Fe
2+
thành Fe
3+
, đồng thời giữ lại các bông cặn Sắt trong bể nhờ quá
trình lắng bằng trọng lực . Sau khi ra khỏi bể lắng, nước được dẫn sang máng phân phối
bằng chế độ tự chảy để tiếp tục phân phối nước vào các bể lọc . Bể lọc có nhiệm vụ lọc
hết các chất lơ lửng có trong nước mà bể lắng không thể giữ lại được . Bể lọc này là bể
lọc nhanh với vận tốc lọc khoảng 5 đến 6 m/h, vận tốc này được điều chỉnh bằng si
phông đồng tâm . Vật liệu lọc sử dụng là cát với đường kính hạt là 0,7 đến 1,5 mm. Sau
khi nước ra khỏi bể lọc thì đã đạt các tiêu chuẩn đối với nước cấp cho sinh hoạt , trước
khi đưa sang bể chứa nước được châm thêm Clo để đảm bảo tiêu chuẩn. Nước chảy
trong hệ thống xử lý từ đầu giàn mưa cho đến lúc ra khỏi bể chứa theo chế độ tự chảy .
Từ bể chứa nước được bơm vào mạng lưới phân phối nước của Thành phố nhờ trạm
bơm cấp II.
Do hệ thống có quy mô lớn nên nhóm chỉ thực hiện mô phỏng một phần cuả hệ
thống. Đó là trạm bơm cấp 1Hình: Lưu đồ dây chuyền công nghệ xử lý và cấp nước nhà máy
2. Nguyên lý vận hành của hệ thống trạm bơm cấp I:
Khi đóng điện, trạng thái các thiết bị được mô tả ở bảng sau
BẢNG TRẠNG THÁI CÁC THIẾT BỊ
Van xả Đóng
Bơm Dừng

vi xử lý CPU212 hoặc CPU214. Vói sự phát triển ngày càng nhanh chóng như hiện nay
thì Siemen đã cho ra đời thêm những khối vi xử lý khác như: CPU221, CPU222,
CPU223, CPU224, CPU225, CPU226, và những CPU dùng cho S7300, S7400…với
những tính năng rất hữu ích.
CPU214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng mở rộâng thêm 7
modul mở rộng. Bao gồm:
- 2048 từ đơn (4K byte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lưu chương
trình (vùng nhớ có giao điện với EEPROM).
- 2048 từ đơn (4K byte) kiểu đọc/ghi để lưu dữ 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 analog.
- Tổng số cổng vào/ra cực đại là 64 cổng vào là 64 cổng ra.
- 128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms, 16 Timer
10 ms, và 108 Timer 100 ms.
- 128 bộ đếm chia làm hai giai loại: chỉ đếm tiến vừa đếm lùi.
- 688 bit 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 truền 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 2 KHz và 7 KHz.
- 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.
- 2 bộ điều chỉnh tương tự.
- Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi
PLC bị mất nguồn nuôi.
3.1.1Cấu trúc bộ nhớ:
+ Phân chia bộ nhớ:
Bộ nhớ của S7_200 được phân chia thành 4 vùng với một tụ có nhiệm vụ duy trì
dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi bị mất nguồn. Bộ nhớ của S7_200 có
tính năng động cao, đọc và ghi được trong toàn vùng, loại trừ phần bit nhớ đặt biệt được
kí hiệu bởi SM (Special Memory) chỉ có thể truy nhập để đọc.

Hình: Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200
Vùng dữ liệu lại được chia ra thành những miền nhớ nhỏ với các công dụng
khác nhau. Chúng được kí hiệu bằng các chữ cái đầu tiên của chữ trong tiếng Anh, đặc
trưng cho công dụng riêng của chúng như sau:
V Variable memory
I Input image register
O Output image register
M Internal Memory bits
SM Special Memory bits
Tất cả các miền này đều có thể truy cập được theo từng bit, từng byte, từng từ
đơn (word- 2 byte) hoặc từ kép (2 words).
Hình sau mô tả vùng dữ liệu của CPU212 và CPU214
V0 V0
… …
V1023 V4095
I0.x(x=0÷7) I0.x(x=0÷7)
… …
I7.x(x=0÷7) I7.x(x=0÷7)
Q0.x(x=0÷7) Q0.x(x=0÷7)
… …
Q7.x(x=0÷7) Q7.x(x=0÷7)
M0.x(x=0÷7) M0.x(x=0÷7)
… …
M15.x(x=0÷7) M31.x(x=0÷7)
SM0.x(x=0÷7) SM0.x(x=0÷7)
… …
SM29.x(x=0÷7) SM29.x(x=0÷7)
SM30.x(x=0÷7) SM30.x(x=0÷7)
… …
SM45.x(x=0÷7) SM85.x(x=0÷7)

Ví dụ VD150 chỉ từ kép gồm 4 byte 150, 151, 152, 153 thuộc miền V, trong đó byte
150 có vai trò là byte cao và byte 153 có vai trò là byte thấp trong từ kép.
Bit: 63 32 31 16 15 8 7 0
VD150 VB150 (byte
cao)
VB151 VB152 VB153 (byte
thấp)
Tất cả các byte thuộc vùng dữ liệu đều có thể truy nhập được bằng con trỏ. Con
trỏ được định nghĩa trong miềnV hoặc các thanh ghi AC1, AC2 và AC3. Mỗi con trỏ
chỉ địa chỉ gồm 4 byte(từ kép). Qui ước sử dụng con trỏ để truy nhập như sau:
&địa chỉ byte (cao) là toán hạng lấy địa chỉ của byte, từ hoặc từ kép. Ví dụ:
- AC1=&VB150, thanh ghi chứa địa chỉ Byte 150 thuộc miền V.
- VD100=&VW150, từ kép VD100 chứa địa chỉ byte cao (VB150) của từ đơn VW150.
- AC2=&VD150, thanh ghi AC2 chứa địa chỉ byte cao (VB150) của từ kép VD150.
* con trỏ: là toán hạn lấy nội dung của byte, từ hoặc từ kép mà con trỏ đang chỉ vào.
Ví dụ như với phép gán địa chỉ trên thì:
- *AC1, lấy nội dung của byte VB150.
- *VD100, lấy nội dung của từ đơn VW150.
- *AC2, lấy nội dung của từ kép VD150.
Phép gán địa chỉ và sử dụng con trỏ như trên cũng có tác dụng với những thanh
ghi 16 bit của timer, bộ đếm thuộc vùng đối tượng sẽ được trình bày ở phần dưới:
+ Vùng đối tượng:
Vùng đối tượng được sử dụng để lưu dữ liệucho các đối tượng lập trình như các
giá trị tức thời, giá trị đặt trướccủa bộ đếm hay Timer. Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồm
các thanh ghi của Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra tương tự và các
thanh ghi Accumulator(AC).
Kiểu dữ liệu đối tượng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu đối tượng chỉ
được ghi theo mục đích cần sử dụng đối tượng đó.
Vùng nhớ đối tượng được phân chia như sau:
CPU212 CPU214

HSC1( chỉ có trong CPU214)
3.1.2. Thực hiện chương trình:
PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là một vòng
quét (Scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng việc đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ
đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét chương
trình thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh kết thúc. Sau giai đoạn thực
hiện chương trình là giai đọan truyền thông và kiểm tra lỗi. Vòng quét được kết thúc
bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo đến cổng ra.
Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc
trực tiếp với cổng vào ra và chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số.
Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý.
Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thông sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả
chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra.
Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt
được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt
chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất
cứ điểm nào trong vòng quét.
3.1.3 Cấu trúc chương trình của S7-200:
Có thể lập trình cho PLC S7_200 bằng cách sử dụng một trong những phần mềm
sau:
- STEP7_Micro/DOS.
- STEP7_Micro/DOS.
Giai đoạn nhập dữ
liệu từ ngoại vi
Giai đoạn chuyển dữ
liệu ra ngoại vi
Giai đoạn truyền thông nội bộ
và tự kiểm tra lỗi
Giai đoạn thực hiện chương
trình

Thực hiện khi có tín
hiệu báo ngắt.
…
INT n Chương trình xử lý ngắt thứ n+1
…
RETI
3.2 CẢM BIẾN ÁP SUẤT :
Hình 5.6 : Cảm biến áp suất
Trong hệ thống sử dụng cảm biến áp suất kiểu ML của hãng Honeywell. Đây là
loại cảm biến kết hợp kỹ thuật tiên tiến ASIC với thiết kế thép không rỉ. Cảm biến
bù số hóa này cung cấp một giá trị tuyệt vời và sự thực thi kết hợp làm nó trở
thành cảm biến áp suất lý tưởng cho các ứng dụng tự động hóa và công nghiệp.
Bù nhiệt độ đầy đủ, cân chỉnh và khuếch đại, kiểu ML tương thích trong dãy áp
suất 100-5000 psis.
Kiểu ML có 3 chọn lựa ngõ ra chuẩn : ngõ ra 0.5-4.5 VDC từ áp kích 5 VDC,
ngõ ra 1-6 VDC từ áp kích 7-35 VDC, và ngõ ra 4-20 mA từ áp kích 9-35 VDC.
Kiểu ML có độ chính xác 0.25% trên một dải nhiệt độ rộng -40
0
C đến 105
0
C và sử
dụng đầu nối chuẩn công nghiệp cho độ tin cậy cao và linh hoạt trong sử dụng.
+ Đặc tính :
− Giá trị cao và thực thi nổi bật.
− Không niêm nhựa bên trong.
− Ngõ ra được khuếch đại.
− Thời gian đáp ứng < 500 s
− Thiết kế phù hợp chuẩn IP65.
− Đạt chuẩn CE, chuẩn công nghiệp nặng CME.
+ Lợi ích :

2 mA 2 mA N/A
Dòng kéo (không
đáng kể)
20 A tại điểm 0 20 A tại điểm 0 N/A
Lọc nguồn 90 db 90 db 90 db
THỰC THI
Thời gian đáp ứng < 500 s
EMI/RFI Đạt chuẩn công nghiệp nặng CE
Đầu nối điện Packard Metri-Pack
TM
, P/N : 12065287
Độ chính xác 0.25% bao gồm : độ phi tuyến, độ trễ, độ nhanh. Không bao gồm
lỗi do nhiệt
Tổng sai số 2% (tối đa 3%), bao gồm lỗi zero offset, lỗi thang đo, nhiệt ảnh
hưởng trên điểm zero và nhiệt ảnh hưhởng trên thang đo, độ phi
tuyến, độ trễ, độ nhanh
Bù vâng hành và
nhiệt độ lưu trữ
-40
o
đến 105
o
C
(-40
o
đến 221
o
F)
+ Ứng dụng :
− Dùng cho động cơ Diesel

Núm chỉnh tần số Đặt tần số chuẩn từ 0Hz
đến tấn số tối đa
Đèn báo tần số FREF Tần số chuẩn có thể có thể
được theo dõi hay đặt
trong khi đèn này sáng
Đèn báo tần số ra FOUT Tần số ra của biến tần có
thể được theo dõi khi đèn
này sáng
Đèn báo dòng ra IOUT Dòng điện ra của biến tần
có thể được theo dõi khi
đèn này đang sáng
Đèn báo MNTR Các giá trị đặt trong các
thông số U01 đến U10 có
thể được theo dõi khi đèn
này đang sáng
Đèn báo chiều quay thuận
nghịch F/R
Có thể lựa chọn chiều quay
khi đèn này đang sáng khi
thao tác với biến tần bằng
nút RUN
Đèn báo chế độ tại chỗ/từ
xa LO/RE
Có thể lựa chọn hoạt động
của biến tần theo bộ giao
diện hay bằng các thông số
thiết lập khi đèn này đang
sáng
Chú ý : Trạng thái đèn này
chỉ có thể được theo dõi

sau khi chúng đã được đặt
hay thay đổi
Nút chạy RUN Chạy biến tần khi biến tần
đang hoạt động với bộ giao
diện
Nút Stop/Reset Dừng biến tần trừ khi
thông số n06 được đặt để
cấm nút Stop. Cũng làm
chức năng như một phím
Reset khi có lỗi với biến
tần
3.4 Bơm chìm và van điện:
Là loại bơm giếng khoan kiểu chìm hiện đang được sử dụng trong công ty khai
thác và xử lý nước ngầm thành phố. Đây là loại bơm ly tâm nhiều cấp, trục đứng,
bánh xe công tác kiểu dẫn nước vào một phía.
Bản thân máy bơm là một tổ máy. Nó bao gồm phần bơm, phần động cơ, cáp
điện, ống đẩy và gối đỡ lắp trên miệng giếng. Trục bơm được nối với trục động cơ
điện. Phần bơm nằm trên, phần động cơ điện nằm dưới, giữa hai phần này là lưới
chắn rác.
Phần bơm gồm nhiều cấp, mỗi cấp bơm gồm bánh xe công tác và bộ phận dẫn
dòng kiểu cánh. Sau cùng là van một chiều. Các cấp bơm được ghép với nhau bằng
các gu dông. Các ổ trục của bơm là ổ trượt, lót cao su hoặc gỗ ép được bôi trơn vằng
chính nước bơm lên.
Phần động cơ nằm phía dưới phần bơm. Đây là động cơ điện xoay chiều ba pha
không đồng bộ, rôto ngâm trong nước hoặc ngâm trong dầu. Tuy nhiên loại động cơ
ngâm trong nước có cấu tạo, vận hành đơn giản hơn nên hầu hết các bơm giếng
khoan đều sử dụng loại động cơ kiểu này.
Máy bơm giếng khoan kiểu chìm đã được chế tạo rộng rãi ở rất nhiều hãng bơm
trên thế giới. Nó được chế tạo để sử dụng trong phạm vi :
Lưu lượng từ : 0,2

Van xã 1
mở
A B