LỜI NÓI ĐẦU
Trong nền kinh tế quốc dân,năng lượng là một nhân tố tối quan trọng,có khả
năng duy trì,là động lực để phát triển sản xuất.Trong đó, xăng dầu là nguồn năng
lượng không thể thiếu trong các hoạt động sản xuất, giao thông vận tải, góp phần
to lớn vào sự phát triển của nền kinh tế quốc dân.
Tự động hoá là một lĩnh vực đã được hình thành và phát triển rộng lớn trên phạm
vi toàn thế giới, nó đem lại một phần không nhỏ cho việc tạo ra các sản phẩm có
chất lượng và độ phức tạp cao phục vụ nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống. Ở nước
ta, lĩnh vực tự động hoá đã được Đảng và Nhà nước quan tâm và đấu tư rất lớn,
cùng với các lĩnh vực công nghiệp chuyển dịch nền kinh tế theo định hướng công
nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước.Không ngoài mục đích đó, việc ứng dụng tự
động hóa vào việc khai thác, quản lý xuất nhập xăng dầu là rất cần thiết.
Trên cơ sở đó, chúng em đã chọn đề tài “ Tìm hiểu, phân tích, tính toán hệ thống
đo lường cảm biến trong bến xuất xăng dầu ôtô ”.Sau một thời gian được sự
hướng dẫn tận tình của cô giáo ThS. Nguyễn Thu Hàvà các thầy cô trong bộ môn
Tự động hoá, báo cáo của chúng em đã hoàn thiện. Do thời gian làm đồ án ngắn và
khả năng còn hạn chế, chắc chắn báo cáo của chúng còn nhiều thiếu sót. Chúng em
rất mong nhận được sự đóng góp của thầy cô và các bạn để báo cáo của chúng em
đuợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
1
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa bến xuất xăng dầu
1.1.1 Giới thiệu về tập đoàn xăng dầu Việt Nam
Hoạt động trong lĩnh vực ngành nghề đặc thù, nặng nhọc, độc hại, đòi hỏi
cao về an toàn phòng chống cháy nổ và bảo vệ môi trường, trong nhiều năm
qua, hệ thống các công trình xăng dầu của Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam liên
tục được phát triển mở rộng theo định hướng cả về quy mô và hiện đại hoá.
Tập đoàn luôn xác định việc cải tạo, nâng cấp các công trình xăng dầu cũ,
mở rộng công suất sức chứa kho bể, áp dụng khoa học công nghệ, trang thiết

lao động và luôn tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ mất an toàn.
Quá trình khai thác vận hành tại các bến xuất xăng dầu với phương pháp
thủ công đã không đáp ứng được nhu cầu cung ứng xăng dầu ngày càng
cao của toàn xã hội.
1.1.3 Bến xuất xăng dầu tự động và tích hợp truyền dẫn
Bước sang thời kỳ tiếp theo, Công ty tiến hành đầu tư cải tạo thay thế
hệ thống vòi ống mềm bằng các cần xuất xăng dầu và lắp đặt hệ thống
khởi động/dừng máy bơm ở ngay trên giàn xuất. Với công nghệ này, xuất
nhập xăng dầu tại bến xuất chỉ cần một người vận hành. Khi xe xi téc vào
vị trí, công nhân vận hành sẽ ấn nút khởi động máy bơm để bơm hàng,
khi hàng gần đầy đến tấm mức thì đóng dần van trên cần xuất và ấn nút
dừng máy bơm. Về cơ bản, công nghệ này đã khắc phục được những hạn
chế của các công nghệ trước, nhưng vẫn mang tính bán tự động và chưa
hiệu quả, nhất là về năng suấtlao động và thời gian cấp hàng. Con số này
không ngừng tăng lên đòi hỏi lãnh đạo Tập đoàn, lãnh đạo Công ty phải
tiếp tục nghiên cứu cải tiến, ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào các
bến xuất xăng dầu phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam. Tập đoàn
3
và Công ty đã quyết định, thay vì sử dụng tấm mức để đo lường, giao
nhận hàng hoá sẽ sử dụng hệ thống lưu lượng kế kết hợp truyền dẫn số
liệu từ các họng xuất xitéc đến nhà bơm và bộ phận nghiệp vụ phát hành
hóa đơn… Sự kết hợp này đã làm cho quá trình xuất hàng trở nên linh
hoạt, thuận tiện và chính xác hơn.
Đồng thời phương thức đo lường, giao nhận đã được thay đổi từ việc
lấy chính xitéc làm dụng cụ đo lường, giao nhận nay chuyển sang sử
dụng số liệu của lưu lượng kế được gắn trên các giàn xuất. Quá trình này
được Tập đoàn và Công ty Xăng dầu thử nghiệm, kiểm nghiệm, đánh giá
tổng thể, kỹ lưỡng trước khi đưa vào áp dụng rộng rãi trong toàn ngành.
Tích hợp và thu thập dữ liệu từ hệ thống lưu lượng kế; tính toán và xử lý
dữ liệu tại bộ điều khiển trung tâm; truy xuất dữ liệu để điều khiển máy

Tại phòng Phát hành hóa đơn tại công ty xăng dầu Lào Cai:
Khách hàng và tài xế đến đăng ký lấy hàng tại Phòng phát hành hóa
đơn công ty.Nhân viên Phòng phát hành hóa đơn đưa số liệu vào máy tính,
sau đó phát hành lệnh xuất hàng cho các Lái xe.
Toàn bộ thông tin (mã hợp đồng, mã khách, lượng, loại hàng, số mã xe/mã
số người lái xe, v.v.) được lưu tại máy chủ của Công ty.
Tại phòng cổng vào/ra:
5
Người lái xe cho xe Xi-téc xếp hàng vào cổng xuất trình lệnh xuất hàng
và dung tích hợp pháp của phương tiện, lệnh vận chuyển hoặc sổ theo dõi
xuất hàng để nhân viên bảo vệ kiểm tra.
Nhân viên xếp thứ tự vào lấy hàng căn cứ vào tính hợp pháp của các
giấy tờ trên, hướng dẫn lái xe đăng ký hoá đơn và phương tiện đến nhận
hàng theo thứ tự cho từng mặt hàng (tuân thủ quy định có lệnh xuất hàng
trước lấy trước trừ những trường hợp sự cố khác).
Căn cứ vào lệnh xuất hàng và phương tiện đã đăng ký, nhân viên bảo vệ
tiếp tục kiểm tra các điều kiện an toàn PCCC, chiều cao nhiên liệu chứa
trong bể và hướng dẫn lái xe đưa phương tiện vào vị trí nhận hàng đảm bảo
liên tục, cân đối giữa các họng xuất cùng một mặt hàng .
Tại Các đường xuất hàng cho xe Xi-téc:
Khi xe Xi-téc đã vào đường xuất, nhân viên vận hành tại dàn xuất sẽ
kiểm tra số lượng hàng xuất và thứ tự ghi trên Lệnh xuất hàng với dung tích
xe, kiểm tra độ kín, độ sạch của phương tiện, thao tác và kiểm tra an toàn
(đặt họng xuất vào miệng xe, lắp tiếp đất). Reset đồng hồ cơ khí về số 0 có
sự chứng kiến của lái xe. Nhân viên vận hành mở van tay và quá trình xuất
được bắt đầu.
Trong cả quá trình này, người nhân viên vận hành phải theo dõi chỉ số
trên đồng hồ lưu lượng kế và đến khi đạt lượng hàng theo dự kiến xuất đối
với từng ngăn của xe. Người nhân viên vận hành khóa van tay đóng nhanh
khi lượng cần xuất đã đạt được. Người công nhân vận hành cùng lái xe xác

dàng, tiết kiệm. Hệ thống không phá vỡ quy hoạch chung của Kho
trong quá trình hiện đại hoá.
2.2 Các chỉ tiêu an toàn và phòng chống cháy nổ
7
Kèm theo nhưng yêu cầu về kỹ thuật thì các chỉ tiêu an toàn và phòng
chống cháy nổ là 1 điều kiện tiên quyết trong các hệ thống dùng trong nền
công nghiệp xăng dầu.Do xăng dầu là chất lỏng dễ bay hơi, dễ bắt lửa ở
nhiệt độ thấp, không hòa tan trong nước, có tỷ trọng nhẹ hơn nước. Hơi
xăng dầu nặng hơn không khí 5,5 lần, cháy ở thể hơi Xăng dầu có khả
năng sinh tĩnh điện khi bơm rót và khi cháy tỏa ra nhiệt lượng lớn, tốc độ lan
truyền nhanh và tạo ra sản phẩm cháy độc hại. Vì vậy các thiết bị đuợc chọn
trong hệ thống ngoài đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật thì phải có khả năng
phòng chống cháy nổ cao,khả năng xảy ra sự cố là thấp nhất.
Ngoài ra khi thi công lắp đặt thiết bị cho hệ thống cần làm tốt những yêu
cầu về an toàn phòng chống cháy nổ sau:
• Việc thi công lắp đặt đường ống và thiết bị không được hàn cắt tại khu
vực giàn xuất và trạm bơm. Gia công ống thép bảo vệ và các tủ điện
thực hiện bên ngoài khu vực nguy hiểm cháy nổ, nếu có hàn cắt phải
thực hiện bên ngoài khu vực kho sau đó làm nguội mới đưa vào lắp
đặt.
• Khi cắt phá bê tông thường xuyên phải tưới nước xuống nền bê tông
để tránh phát sinh tia lửa, ngăn cách khu vực thi công bằng hàng rào
di động
• Khi tháo lắp vặn chuyển thiết bị phải nhẹ nhàng tránh va đập mạnh
gây phát sinh tia lửa.
• Các trang thiết bị đưa vào lắp đặt và toàn bộ hệ thống cáp phải đặt
trong ống thép bảo đảm bảo tiêu chuẩn phòng nổ theo quy định.
• Trước khi đưa vào chạy thử phải tiến hành đo kiểm tra cách điện toàn
bộ cáp và các thiết bị có sử dụng điện
• Trong thời gian thi công, các vật tư dụng cụ phải để gọn gàng không

Accuload và sensor đo nhiệt độ nhỏ hơn 100m
• Bộ phát xung của lưu lượng kế phát xung vuông 40/60, trên phát xung
phải có sẵn bộ lọc nhiễu điện tử.Tín hiệu phát xung tiêu chuẩn: nhỏ
hơn 1V là giá trị 0, lớn hơn 5V là giá trị 1.Điện áp cung cấp cho phát
xung là 12 hoặc 24VDC.
• Bộ Batch Controller được điều khiển bởi PLC, việc sử dụng PLC sẽ
đảm bảo việc kết nối với phân hệ trạm bơm và đơn giản cũng như việc
mở rộng hệ thống sau này.Bộ PLC được thiết kế dự phòng nóng
(redundant 2 CPU và 2 đường truyền thông Modbus và 2 cổng truyền
thông trên Accuload) khi có sự cố ở 1 bộ PLC thì PLC còn lại sẽ
chiếm quyền điều khiển Accuload qua đường truyền thông còn lại và
cổng truyền thông còn lại.Truyền thông giữa 2 bộ PLC bến xuất bộ và
trạm bơm cũng được thiết kế dự phòng nóng 2 đường Controlnet, khi
bị sự cố 1 đường sẽ truyền trên đường còn lại
• Tích hợp thông tin và hiển thị trên máy SCADA.
b) Đặc điểm tính năng của hệ thống đạt được
Hệ thống có thể xuất hàng ở 3 chế độ: Tự động, Bán tự động, và chế độ tại
chỗ.
- Lưu số liệu xuất hàng ở 2 chế độ Tự động và Bán tự động, bao gồm những
thông tin sau: mã lệnh, mã ngăn, mã công tơ (nếu có), lượng đăng ký, lượng
thực xuất, nhiệt độ trung bình.
- Dự phòng cổng truyền thông của Batch controller, Dự phòng truyền thông
Modbus và dự phòng SCADA nhằm mục đích tăng tính ổn định, giảm thiểu
gián đoạn cho quá trình xuất hàng do có cơ chế dự phòng nhiều cấp.
- Thông tin khách hàng và lượng xuất được quản lý trên máy tính hóa đơn,
quá trình xuất hàng được thực hiện qua lệnh xuất hàng, trên lệnh xuất có
thông tin về khách hàng, số xe quá trình được thực lấy, mã khách, mã hàng
11
hóa, số thứ tự lệnh xuất, mã ngăn. Trong quá trình xuất người công nhân
không thể thay đổi lượng xuất, xuất lại lệnh đã xuất, quá trình xuất kết thúc,

Công nhân vận hành sẽ nhập mã số lệnh xuất hàng vào bộ OP77A của
họng xuất. Hệ thống TĐH kiểm tra, xác nhận mã lệnh. Nếu mã lệnh hợp lệ
(đã đăng ký lấy hàng, đúng loại hàng hóa và chưa xuất hàng), hệ thống sẽ
chuyển toàn bộ thông tin về giá trị Lít đặt trước xuống PLC S7-300 và hiển
thị lên bộ OP77A để phục vụ xuất hàng cho họng xuất này. Nếu mã lệnh
không hợp lệ, hệ thống không cho phép xuất hàng.
Công nhân vận hành, mở van tay, bấm nút Start trên bộ OP77A, trên dàn
xuất cho phép bắt đầu quá trình xuất hàng.
b) Ưu điểm hệ thống dùng PLC kết hợp với máy tính
Giải quyết những thiếu sót của quy trình xuất hàng cũ, có sự kết
hợp chặt chẽ giữa Hệ thống thông tin quản lý và Hệ thống Tự động
hoá, quản lý chặt chẽ hao hụt, tránh thất thoát và giảm được ảnh
hưởng do yếu tố chủ quan của con người.
Hệ thống TĐH xuất hàng có tính an toàn cao (tiếp đất, các sự cố,
các trạng thái làm việc của các trang thiết bị được kiểm soát chặt chẽ
trong quá trình xuất hàng bởi Hệ thống TĐH, giao nhận chính xác,
giảm hao hụt tới mức thấp nhất; van điện, máy bơm được điều khiển
dừng tự động khi lượng hàng đã bằng lượng hàng cần xuất - Vpreset).
Hệ thống có độ tin cậy cao để phục vụ an toàn, liên tục và ổn
định cho quá trình sản xuất.
Đạt các hiệu quả cao về mặt kinh doanh, điều hành quản lý,
năng suất lao động, an toàn lao động, bảo vệ môi trường và những
hiệu quả vô hình trong sự cạnh tranh trong nền kinh tế thị trường.
2.4 Lựa chọn phương án
14
Sau khi tìm hiểu và phân tích được các ưu điểm và nhược điểm của
từng phương án, chúng em nhận thấy để thiết kế hệ thống tự động hóa
cho kho xăng dầu,có thể dùng 2 phướng án là phương pháp điều khiển
Bath Controller hoặc dùng bộ điều khiển khả trình PLC kết hợp với máy
tính.

• Đáy bể: bao gồm các tấm thép có chiều dày khác nhau hàn lại với nhau
thường chiều dầy lớn dần từ thân bể ra thành bể (chiều dầy có thể từ 5mm
tới 12mm. Đáy bể được đặt trên phần nền móng bể được gia cố để bảo đảm
chống lún, sát với tôn đáy bể là lớp nhựa đường nhằm đảm bảo chống nước
và hạn chế sự an mòn từ dưới lên cho tôn đáy bể.
• Thành bể: bao gồm nhiều tấm thép hàn lại với nhau. Kết cấu chiều dầy thành
bể tăng dần từ trên xuống dưới do sự chịu lực thủy tĩnh tăng theo chiều sâu
của xăng dầu (phía gần đáy bể có thể chiều dày là 12mm, phía trên nóc bể có
thể chỉ 4 - 5mm)
• Mái bể: có nhiều dạng kết cấu khác nhau như mái bể hình nón, mái bể hình
chỏm cầu. Tác dụng của mái bể là để đảm bảo sự ổn định tương đối của bể
16
chứa trong quá trình xuất, nhập; tránh đọng nước đồng thời là nơi để bố trí
lắp đặt các thiết bị như van an toàn, lỗ đo tính Mái bể thường có bề dày 3,5
– 5mm.
• Lỗ ánh sáng: vị trí nằm ở trên mái bể có kích thước lớn, nó có tác dụng
thông gió và lấy ánh sáng trước khi bảo dưỡng, kiểm tra bể và các thiết bị
trong bể.
• Lỗ người chui: có tác dụng để người kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa có thể
chui vào để thực hiện nhiệm vụ. Lỗ người chui được đặt ngay tầng tôn thứ
nhất.
• Lỗ đo dầu: được đặt trên mái bể, tại đây có thể lấy mẫu xăng dầu trong bể,
đo chiều cao, đo nhiệt độ bể. Đối với các bể có mái phao ở trong hoặc thiết
bị đo tự động thì dưới các lỗ đo dầu người ta thường lắp đặt các ống dẫn
hướng cho thiết bị đo và mái phao.
• Điểm đo dầu: làm điểm đo mốc chiều cao bể, nó thường được hàn vào đáy
bể và gần với thành bể nằm phía dưới theo phương thẳng đứng với lỗ đo
dầu.
• Van thở và bình ngăn lửa: được lắp trên mái bể có tác dụng điều chỉnh áp
suất dương, âm ở trong bể nằm trong phạm vi cho phép mà bể có thể chịu

chất.
Bơm bánh răng dùng bơm xăng dầu, bơm những chất có độ nhớt cao, những
dễ cháy nổ mà các loại bơm thông thường khác không thể hút được, những chất
lỏng có chứa hạt, bơm thực phẩm, ta chọn bơm bánh răng ăn khớp trong hiệu
Magnus-Canada
b) Thông số kỹ thuật
Hãng sản xuất: Series 332 hiệu Magnus, Canada
- Dải lưu lượng: (20 -93) m3/h
- Áp suất đầu xả max: (10-13) bar
- Vật liệu tiêu chuẩn: Gang đúc, Thép
- Vật liệu tùy chọn: Inox
18
- Kiểu làm kín: Phớt cơ khí hoặc hộp chèn
- Nhiệt độ chất bơm tiêu chuẩn: 25oC
- Nhiệt độ chất bơm tùy chọn: 132oC
- Độ nhớt: 2500,000SSU
- Van an toàn: Tùy chọn
- Motor: (7-15)Kw, 3Pha 380V
- Số vòng quay: (190-520) vòng/phút
c) Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm bánh răng:
*Cấu tạo
Hình 3.2. Cấu tạo trục bơm bánh rang
Chú thích :
• Seal: Đệm chèn
• Driver Gear: Trục phát động
• Mounting Flange: Bích lắp ráp
• Pressure Port: Lỗ tạo áp suất
• Suction Port: Lỗ hút
19
• Driver Gear: Bánh răng phát động

Đây là bảng thông số kỹ thuật của các mẫu Oval có kích cỡ từ 39 đến 65:
Kíc
h cỡ
thiết
bị
Đường
kính
ống
mm
Sai
số
thiết
bị
Dải
lưu
lượng
đo
Vật liệu cấu tạo Kết nối Áp suất
cực đại
thân rotor Bánh
răng
21
m3/h
39 10
0,2
%
0,2-
12l/h
Thép
không

%
2-50 Thép
không
gỉ(chi
tiết
đặc
biệt)
Thép
thường
Thép
không
gỉ(chi
tiết
đặc
biệt)
Thép
thường
Thép
cacbon
đặc
biệt
-JIS
-
ANSI/JPI
1,96MPa
59 100 4-90
60 100 5-150
61 150 10-
230
62 200 15-

vòng quay của cặp bánh răng oval là 4 phần,đó chính là tốc độ quay của bánh răng
Do độ trượt giữa bánh răng và thành buồng là rất nhỏ,cho nên việc đo không
bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi độ nhớt của chất lỏng
Một trục đầu ra bị quay theo 1 tỷ lệ tới bánh răng oval bởi sức hút của sự
ghép từ tính.Trục đầu ra này lái 1 bộ bánh răng nhằm cung cấp việc ghi bộ đếm
trong bộ phận kỹ thuật theo gallon,lít,hay pound….
23
Hình 3.5. Cơ cấu truyền động của 2 bánh răng oval
Chú thích :
• Driven Magnet: trục nam châm
• Rotor: bánh răng oval
• Hollow shaft: trục truyền động rỗng
• Output Gear: Bánh răng truyền động ăn khớp ra
• Idler gear :Bánh răng dẫn động
• Transmission Gear: Bánh răng dẫn động
2.5.4 Một số loại cảm biến có thể dùng trong hệ thống
Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm, cảm nhận,…các đại lượng vật lý
không điện thành các tín hiệu điện.
 Cảm biến đo mức dùng sóng âm
Cảm biến mức dùng sóng âm đã có mặt trên thị trường nhiều năm nay và được
coi như một công nghệ đáng tin cậy dùng để đo mức thông qua những thử thách
khắc nghiệt trong công nghiệp. Cảm biến siêu âm đo mức là dạng đầu đo không
tiếp xúc và giá cả phải chăng dùng cho phần lớn các loại bình chứa dạng thẳng
đứng.
Bộ truyền siêu âm hoạt động dựa trên việc gửi một sóng âm, được phát ra từ bộ
biến năng áp điện, đến bề mặt của một vật liệu cần đo. Bộ truyền âm đo thời gian
24
từ lúc gửi tín hiệu cho tới khi nhận được tín hiệu phản hồi. Thành công của phép
đo phụ thuộc vào sóng, độ phản xạ từ vật cần đo. Những yếu tố như bụi, hơi nước
(chất lỏng) dày đặc; độ cản trở bình chứa, nhiễu loạn gây bởi bề mặt; những chất