LỜI MỞ ĐẦU
Với tốc độ phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp hiện nay tự
động hóa quá trình sản xuất đóng vai trò rất quan trọng, trong đó có việc giám
sát hệ thống. Xu hướng giám sát tập trung và từ xa đang phát triển. Các hệ thống
bơm được sử dụng rất rộng rãi từ sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, các hệ
thống cấp thoát nước phục vụ dân sinh…Đặc thù của hệ thống bơm là phân tán
trải dài trên diện rộng cho nên để giám sát sự làm việc của hệ thống bơm là
không đơn giản. Nhưng với sự phát triển của công nghệ PLC và máy tính vào
điều khiển, giám sát các hệ thống bơm đã được cải thiện đem lại sự ưu việt hơn.
Với đề tài được giao “Nguyên cứu tổng quan về hệ thống bơm chất lỏng
bồn kín, thiết kế giám sát cho trạm nhiều bơm” em đã thực hiện với nội dung
gồm ba phần (1) Giới thiệu chung về hệ thống, (2) Xây dựng mạch giám sát, (3)
Tính chọn phần tử và lắp đặt tủ điện.
Để hoàn thành đề tài em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của
PGS.TS Hoàng Xuân Bình. Do kiến thức còn hạn chế không tránh khỏi thiếu sót
em rất mong các thầy cô có những ý kiến đóng góp để đồ án thêm hoàn thiện
qua đó giúp em tăng thêm kiến thức.
Sinh viên thực hiện

1


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG BƠM CHẤT LỎNG
LÊN BỒN KÍN
1.1.
Giới thiệu về hệ thống bơm

LT
02

12


1
2

Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc cơ bản của hệ thống bơm
1234561234567-

Bể hút
Lưới chắn rác
Đường ống hút
Van ống hút
Đồng hồ đo áp suất chân không
Khớp nối mềm
Động cơ lai bơm
Bơm
Đồng hồ đo áp suất
Van ống đẩy
Đường ống đẩy
Bể chứa
Van phân phối
Hệ thống sẽ bơm chất lỏng từ bể hút tới bể chứa nhờ bơm 8 lai bởi động

cơ 7. Qua lưới chắn rác, chất lỏng được loại bỏ cặn bẩn và đi vào cửa hút của

2


bơm. Tại đây, chất lỏng được cung cấp áp năng ( bơm thể tích) hoặc động năng
( bơm động học) dịch chuyển tới bể chứa trên qua đường ống đẩy.
1.2.

áp thấp hơn, công nghệ cúng đơn giản dễ dàng lắp đặt và vận hành mà giá thành
thấp hơn so với phương án 4.
1.2.2.

Yêu cầu về trang bị điện
3


Đảm bảo các bảo vệ thông thường trong hệ truyền động điện như ngắn mạch,

-

bảo vệ quá tải, bảo vệ không, bảo vệ mất pha, bảo vệ thứ tự pha và một số bảo
-

vệ đặc thù của hệ thống bơm.
Đảm bảo các chế độ vận hành thông thường: Bằng tay (manual), tự động
(auto). Trong chế độ bằng tay, thiết kế điều khiển phải đảm bảo cho phép chạy

-

dừng các động cơ lai bơm độc lập với phần tử điều khiển (PLC, vi xử lý,…).
Do bơm ly tâm không tự động mồi nước được nên mạch điều khiển cần phải
đảm bảo mồi nước trước khi chạy bơm ( qua bơm mồi, van điện từ,…) và tuân

-

thủ các thứ tự thao tác chạy bơm.
Hệ thống đảm bảo báo động, tín hiệu hóa, tự động dừng và tự động khởi động


khi cần thiết.

4


-

Tại mỗi đầu đẩy của bơm ly tâm (sau khớp nối mềm), lắp đặt một van một

•
•

chiều có tác dụng:
Giảm tải khởi động cho bơm.
Ngăn dòng chất lỏng chảy ngược về đầu đẩy của bơm gây tổn thất trong hệ

-

thống.
Tại mỗi vị trí lắp đặt thiết bị đo lường, sử dụng một van cửa để thuận tiện tháo

-

lắp thiết bị đo ra khỏi hệ thống ngay khi cả hệ thống đang làm việc.
Điểm đo 1 tại bể hút giám sát mức nước bể hút bằng cảm biến đo mức dạng on

-

– off
Điểm đo 2 tại đường ống vào giám sát áp suất chân không đường ống.


Khí nén

PG PT
01 01

VG
01
M

LT
01

LT
02

LI
02

PG PT
05 05

LI
01

Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ hệ thống bơm chất lỏng bồn kín
5


CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG MẠCH GIÁM SÁT CHO TRẠM


I

Báo áp suất đầu hút 2 mức thấp

I0.4

I

Báo áp suất đầu hút 3 mức thấp

I0.5

I

Báo áp suất đầu hút 4 mức thấp

I0.6

I

Báo áp suất đầu đẩy 1 mức thấp

I0.7

I

Báo áp suất đầu đẩy 2 mức thấp

I1.0

Báo áp suất đầu đẩy 4 mức thấp

I1.2

I

Báo có bơm nước mồi 1

I1.3

I

Báo có bơm nước mồi 2

I1.4

I

Báo có bơm nước mồi 3

I1.5

I

Báo có bơm nước mồi 4

I1.6

I


Báo động cơ 1 nối sao

I2.4

I

Báo quá tải động cơ 1

I2.5

I

Báo cấp nguồn cho động cơ 2

I2.6

I

Khởi động động cơ 2

I2.7

I

Báo động cơ 2 nối tam giác

I3.0

I


Báo động cơ 3 nối sao

I3.6

I

Báo quá tải động cơ 3

PO3 = 1
Khi tiếp điểm cảm biến
PO4 = 1
Khi tiếp điểm cảm biến
PF1= 1
Khi tiếp điểm cảm biến
PF2 = 1
Khi tiếp điểm cảm biến
PF3 = 1
Khi tiếp điểm cảm biến
PF4 = 1
Khi tiếp điểm aptomat
1MCCB = 1
Khi tiếp điểm role
PR = 1
Khi tiếp điểm aptomat
2MCCB = 1
Khi tiếp điểm contactor
1MC = 1
Khi tiếp điểm contactor
2MC = 1
Khi tiếp điểm contactor


I4.0

I

Khởi động động cơ 4

I4.1

I

Báo động cơ 4 nối tam giác

I4.2

I

Báo động cơ 4 nối sao

I4.3

I

Báo quá tải động cơ 4

I4.4

I

Báo cấp nguồn cho động cơ bơm mồi

11MC =1
Khi tiếp điểm contactor
11MC =1
Khi tiếp điểm role nhiệt
4THR =1
Khi tiếp điểm
2MCB = 1
Khi tiếp điểm contactor
13MC = 1
Khi tiếp điểm contactor
14MC = 1
Khi tiếp điểm role nhiệt
5THR =1
Khi tiếp điểm role nhiệt
6THR =1

Như vậy PLC có 41 tín hiệu vào số
Lựa chọn cấu hình cho trạm PLC
Slot1. Module nguồn PS 307 10A
Slot 2. Module CPU 314
Slot 4. Module SM321 DI32xDC24V
Slot5. Module SM321 DI16xDC24V
Bản vẽ 2, 3, 8, 9, 10, 11

CHƯƠNG 3. TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠCH, BỐ
TRÍ LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN
3.1. Tính chọn các phần tử trong mạch
Chọn bơm
Bơm ly tâm trục ngang MITSUKY CN50-160/7.5
Đầu vào – đầu


Loại tiếp điểm

Cỡ phao

Áp lực mở tiếp
điểm

-20~1000C

5A/250VAC

Microswitch

120

10kg/cm2

70

180

75

70

50

120
225(Max 800)


Điện áp chịu
xung định
mức

3

250A

150A

75kA

400VAC

8kV

130

112

50

84

61
22

68
72



3

125A

165

75A

50kA

400VAC

50

144

8kV

102

61
68

22

72

70

3.5SCREW
89

35

65

91

75

99

Rơle bảo vệ pha Selec 600PSR
Mạch
đấu
nối

Nguồn cấp

Dải bảo vệ

3pha – 154~500VAC Mất pha:
3 dây

67.5

A1

A2

26

28

90
15
16

60

17.5

18

NC

NO
COM

Đồng hồ đo đa năng
Đồng hồ đo đa năng Selec MFM384

Chức năng đo



Dòng điện
Tần số
Công suất 1%

91.5

91.5

55

Side view

Panel cutout

Đèn báo Omron dòng M16
Hình dáng

Nguồn cấp

Hiển thị

Kết nối

Cấp bảo vệ

Hình tròn

200~220VAC/


Bản vẽ 12, 13
Chương trình mô phỏng giám sát trên step 7 + winCC
Lưu đồ thuật toán

13


KẾT LUẬN
Qua đồ án này em đã thực hiện được một số công việc sau. Tìm hiểu sơ
lược hệ thống bơm nói chung và hệ thống bơm chất lỏng bồn kín nói riêng.
Nhận thức được phần nào quá trình giám sát một đối tượng công nghệ. Bước
14


đầu biết cách thiết kế một hệ thống mạch điện. Ngoài những yêu cầu cơ bản của
đề tài em cũng đã nghiên cứu những vấn đề mới như giám sát từ xa bằng cách
ứng dụng phần mềm WinCC.
Do thời gian cũng như kiến thức còn hạn hẹp nên em chưa đi sâu tìm hiểu
kĩ việc giám sát với các biến liên tục, các sensor với đầu ra dạng tương tự cũng
như các thiết bị trong thiết kế chưa hẳn đã sát với thực tế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

PGS.TS Hoàng Xuân Bình, Trang bị điện - điện tử các máy công nghiệp, Nhà
xuất bản Hàng Hải, Hải Phòng – 2014
15


2.