Đồ án môn học điều khiển logic các cảm BIẾN và cơ cấu CHẤP HÀNH sử DỤNG TRONG hệ THỐNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.58 MB, 67 trang )
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI...................................3
1.1.Sơ đồ công nghệ........................................................................................................... 3
1.2. Nguyên lý làm việc.....................................................................................................3
1.2.1. Mương lắng cát........................................................................................................3
1.2.2. Bể cân bằng.............................................................................................................. 4
1.2.3. Bồn định lượng.........................................................................................................5
1.2.4. Bể trung hòa pH.......................................................................................................6
1.2.5. Bể lắng..................................................................................................................... 7
1.2.6. Bể chứa bùn.............................................................................................................9
1.2.7. Bể vi sinh..............................................................................................................10
1.2.8. Bể khử trùng.......................................................................................................... 11
1.3. Kết luận:....................................................................................................................12
CHƯƠNG 2: CÁC CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH SỬ DỤNG TRONG
HỆ THỐNG..................................................................................................................... 13
2.1. Các cảm biến............................................................................................................13
2.1.1. Cảm biến đo độ PH................................................................................................13
2.1.2. Cảm biến đo mức bùn............................................................................................15
2.1.3. Cảm biến đo độ đục...............................................................................................17
2.2. Các thiết bị sử dụng trong hệ thống..........................................................................18
2.2.1. Hệ thống sục khí.....................................................................................................18
2.2.2. Máy khuấy chìm..................................................................................................... 20
2.3. Kết luận..................................................................................................................... 23
Chương 3 LỰA CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC VÀ THIẾT KẾ TRANG BỊ ĐIỆN
CHO HỆ THỐNG............................................................................................................24
3.1. Giii thiê j u PLC.........................................................................................................24
3.1.1. Cấu trkc cla PLC...................................................................................................26
3.1.2. Các homt đôngj xử lý bên trong PLC.......................................................................29
3.1.3. Ngơn ngo lâ jp trình.................................................................................................31
3.2. Giii thiê j u môtj số PLC cla hpng MITSUBISHI ELECTRIC....................................35
3.3. Lựa chọn thiết bị cho hệ thống..................................................................................36
3.4. Giii thiệu về bộ điều khiển dùng trong hệ thống......................................................36
1
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
3.4.1. Fx3u-64mr/Es-A....................................................................................................36
3.4.2. Fx3u-4ad-Adp........................................................................................................39
3.4. Phân chia vào đầu vào đầu ra....................................................................................42
3.5. Lựa chọn và tính tốn thiết bị cho mmch động lực.....................................................44
3.5.1. Relay.....................................................................................................................44
3.5.2. Công tắc tơ............................................................................................................. 45
c. Các yêu cầu cơ bản cla tắc công tơ..............................................................................46
3.5.3. Lựa chọn áptômát..................................................................................................46
3.6. Bản vẽ sơ đồ hệ thống...............................................................................................48
3.7. Kết luận..................................................................................................................... 49
Chương 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ THUẬT TỐN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU
KHIỂN............................................................................................................................. 50
4.1. Sơ đồ thuật tốn........................................................................................................50
4.2. Chương trình điều khiển............................................................................................57
4.3. Kết luận...................................................................................................................583
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................64
CHƯƠNG 1 : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1.1. Sơ đồ công nghệ
Trong bản vẽ CAD
2
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
1.2. Nguyên lý làm việc
Nưic thải ở mỗi dây chuyền sản xuất và nguồn nưic phát sinh từ homt động sinh homt cla
công nhân được thu gom lmi và cho chảy tự nhiên nhờ vào trọng lực qua bộ lọc rác thơ. Rác
thải có kích thưic lin gồm: cát đá vụn, gỗ, giấy, giẻ, nylon… sẽ được gio lmi tránh gây ra các
sự cố trong quá trình vận hành ở các cơng trình sau như làm tắc bơm, đường ống dẫn đảm bảo
an toàn và thuận lợi cho cả hệ thống trong quá trình vận hành. Các rác thải này sẽ được lấy
lên thường xuyên để tránh làm tắc lọc.
1.2.1. Mương lắng cát
a. Định nghĩa
Tmi mương lắng cát, tấm lọc rác tinh được lắp đặt nhằm gio lmi các rác thải có kích cỡ nhỏ
hơn để hmn chế tối đa rác thải theo vào ngăn bơm, tăng cường khả năng bảo vệ bơm. Lượng
rác tinh này được vit lên định kỳ để duy trì tác dụng cla tấm lọc rác. Nưic thải sau đó được
cho chảy tự nhiên qua bể cân bằng nhờ vào trọng lực.
b. Cấu tạo
Hình 1.1: Mương lắng cát
Cấu tmo cla mương lắng cát gồm có:
- Tấm lọc rác thô: dùng để gio lmi các lomi rác lin từ bên ngoài vào để đưa ra nưic mịn hơn;
- Tấm lọc rác tinh: dùng để lọc các lomi bùn và rác lmi nhỏ làm cho chất lượng nưic tốt hơn
trưic khi đưa vào bơm để bơm vào bể cân bằng;
- Phao đo mức nưic: phao này dùng để đo mức nưic có trong mương lắng cát.
c. Nguyên lý hoạt động
Ban đầu khi bắt đầu homt động thì trong mưing lắng cát sẽ chưa có nưic nên làm cho phao
V1_P1 trong bể sẽ hm thấp xuống làm cho mmch điện trong phao sẽ hở ra, từ đó sẽ đưa tín hiệu
đến van đưa nưic vào sẽ mở ra làm cho nưic từ ngoài chảy vào bể lắng cát.
3
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Khi nưic trong bể đầy thì phao V1_P1 sẽ được đẩy lên làm cho mmch điện trong phao sẽ
đóng lmi, tín hiệu này sẽ được đưa tii làm cho van tự động đóng lmi khơng cho nưic vơ tránh
trường hợp tràng nưic ra ngồi.
Tức là:
Phao V1_P1 có nhiệm vụ điều khiển van tự động V1_V1 đưa nưic thải vào mương lắng
cát, có một cảm biến đưa tín hiệu Digital 0 hoặc 1; khi tín hiệu ở mức 0 thì van tự động mở,
tín hiệu ở mức 1 thì van tự động đóng; có nghĩa là van sẽ ln mở cho đến khi nưic trong
mương lắng cát dâng lên làm phao V1_P1 nổi lên làm kín mmch dịng điện sinh ra làm van
đóng lmi.
1.2.2. Bể cân bằng
a. Định nghĩa
Tmi bể cân bằng, một dàn ống sục khí được bố trí dưii đáy vii mục đích là khuấy trộn, tmi
đây nưic thải được trộn lẫn, làm đồng đều các thành phần (BOD, COD, pH, N, P, Nhiệt
độ…). Do tính chất nưic thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và tùy vào tính chất nưic thải
cla từng cơng đomn nên bể cân bằng rất cần thiết trong việc điều hòa nồng độ và lưu lượng
nưic thải, làm giảm kích thưic và tmo chế độ làm việc ổn định liên tục cho các cơng trình
phía sau, tránh sự cố q tải. Ngồi ra bể cân bằng cịn có mục đích là giảm bit sự dao động
hàm lượng các chất bẩn trong nưic thải, làm giảm và ngăn cản lượng nưic thải có nồng độ
các chất độc hmi cao đi trực tiếp vào các cơng trình xử lý sinh học.
b. Cấu tạo
Cấu tmo cla bể cân bằng gồm có:
-
Hai phao để đo mức nưic thấp (V2_P2) và mức nưic cao (V2_P3) trong bể cân bằng;
- Hai máy bơm nưic (V2_B1 và V2_B2) : dùng để bơm nưic từ bể cân bằng lên bồn định
lượng;
-
Một máy sục khí (V2_MSK1) : máy sục khí có tác dụng là trộn lẫn nưic và các lomi tmp
chất có trong nưic như (BOD, COD, pH, N, P, Nhiệt độ…) để dễ dàng xử lý hơn.
4
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Hình 1.2: Bể cân bằng
c. Nguyên lý hoạt động
Khi nưic trong bể lắng cát chảy vào bể cân bằng thì mực nưic trong bể cân bằng sẽ được
đo bởi hai phao mức thấp và phao mức cao.
Hai phao V2_P2 và V2_P3 có nhiệm vụ điều khiển máy sục khí V2_MSK1 và máy bơm
V2_B1, V2_B2.
Phao V2_P2 là cảm biến mức thấp. Khi mực nưic trong bể cân bằng xuống mức thấp hơn so
vii phao V2_P2 thì mmch điện trong phao P2 sẽ hở ra nên khơng có tín hiệu nào được gửi đi
nên hai máy bơm V2_B1, V2_B2 và máy sục khí V2_MSK1 sẽ khơng homt động. Cịn khi
mực nưic lên bằng hoặc cao hơn phao V2_P2 thì mmch điện trong phao sẽ đóng lmi nên có tín
hiệu Digital từ V2_P2 gửi đi thì khởi động máy bơm V2_B1, nếu mà mực nưic đi xuống thì
ngừng bơm. Đồng thời khởi động máy sục khí V2_MSK1, nếu mực nưic đi xuống thì ngừng
sục khí. Phao V2_P3 là cảm biến mức cao, khi mực nưic trong bể cân bằng thấp hơn phao
V2_P3 thì mmch điện trong phao V2_P3 sẽ hở ra nên sẽ khơng có tín hiệu gì gửi đi. Cịn khi
mực nưic trong bể bằng hoặc cao hơn phao V2_P3 thì mmch điện trong phao sẽ kín mmch nên
có tín hiệu Digital từ phao V2_P3 gửi đi thì cả hai bơm V2_B1 và V2_B2 khởi động. Khi
mực nưic giảm thì cho V2_B1 ngưng homt động và cho V2_B2 homt động. Hai máy bơm homt
động luân phiên nhau để tăng tuổi thọ cla bơm. Khơng có trường hợp nưic tràn vì nưic chảy
qua bể cân bằng từ mương lắng cát bằng trọng lực mà V1_P1 đp kiểm soát lượng nưic vào.
1.2.3. Bồn định lượng
a. Bồn định lượng: Là nơi điều tiết nưic chảy vào bể trung hòa, làm cho nưic chảy vào bồn
trung hịa khơng vượt mức cho phép.
5
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
b. Cấu tạo của bồn định lượng
Bồn định lượng: có hai ngăn nhằm không để cho nưic chảy qua bồn trung hòa quá nhiều,
nưic được bơm thừa lên sẽ tự động chảy xuống lmi bể cân bằng.
c. Nguyên lý hoạt động của bồn
Từ bể cân bằng nưic thải được bơm lên bồn định lượng bởi 1 trong 2 bơm V2_B1 và
V2_B2 rồi cho chảy tự nhiên xuống bể trung hòa. Nếu lượng nưic được bơm lên ngăn thứ
nhất bị tràn sang ngăn thứ hai, từ ngăn thứ hai nưic thải sẽ tự động chảy về lmi bể cân bằng.
1.2.4. Bể trung hòa pH
a. Tổng quan
Là nơi xử lý cân bằng tính axit/bazo trong nưic thải, đảm bảo cho độ pH trong nưic thải
ln duy trì ở mưic cho phép. Mục đích cla bể này dùng để tránh được hiện tượng ăn mòn,
phá hly vật liệu cla hệ thống ống dẫn, cơng trình thốt nưic, cũng như đảm bảo độ pH cho
phép cla ngồn nưic tiếp nhận như sơng, ngịi, ao hồ, nưic thải cơng nghiệp có tính axit.
b. Cấu tạo của bể trung hịa
Gồm các bộ phận chính như sau:
Hình1.3 : Cấu tmo cla bể trung hòa pH
-
Bồn chứa axit: gồm có 2 máy bơm axit (V3_AX1, V3_AX2), 1 máy khuấy
(V3_MK2), 1 phao đo mức axit có trong bồn (P7_AX).
- Bồn chứa bazo: gồm có 2 máy bơm bazo (V3_BZ1, V3_BZ2), 1 máy khuấy
(V3_MK3), 1 phao đo mức bazo có trong bồn (P8_BZ).
- 1 máy khuấy (V3_MK1): được đặt trong bể trung hồ và có tác dụng khuấy đều khi
cho axit/bazo vào nưic thải trong q trình trung hồ pH.
- Phao để đo mức nưic cao (V3_P5) và mức nưic thấp trong bể (V3_P4)
- Sensors đo pH: có nhiệm vụ kiểm tra độ pH trong bể.
- 1 van tự động (V3_V2): có nhiệm vụ đưa nưic thải đp được trung hoà qua bể lắng.
6
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
c. Nguyên lý làm việc
Phao V3_P4(Cảm biến mức thấp) và Phao V3_P5 (Cảm biến mức cao) có nhiệm vụ điều
khiển máy khuấy V3_MK1, bơm V2_B1, V2_B2, và van tự động V3_V2. Khi mực nưic
trong bể trung hoà xuống mức thấp hơn so vii phao V3_P4 (Cảm biến V3_P4 không tác
động), thì 2 bơm V2_B1 và V2_B2 homt động luân phiên bơm nưic lên bồn định lượng, rồi
sau đó nưic chảy tự nhiên qua bể trung hoà. Và lkc này van V3_V2 ở trmng thái đóng.
Cịn khi mực nưic lên bằng hoặc cao hơn phao V3_P5 (Cảm biến V3_V2 tác động) thì sẽ
cho ngưng homt động 2 bơm V2_B1 và V2_B2. Lkc này ta thực hiện q trình trung hồ pH.
Phao V3_P5 kết hợp vii thiết bị đo pH chuyên dụng vii thang đo 14 để điều khiển V3_MK1,
V3_MK2 và V3_MK3 cũng như các bơm AX và BZ.
Khi pH trong nưic nhỏ hơn 6,5 thì bơm bazo homt động, bơm bazo từ bồn bazo vào bể.
Đồng thời máy khuấy trong bể homt động; bazo được bơm cho đến khi pH trong nưic đmt mức
cho phép.
Khi pH trong nưic lin hơn 7.5 thì bơm axit homt động, bơm axit từ bồn axit vào bể. Đồng
thời máy khuấy trong bể homt động; axit được bơm cho tii khi pH trong nưic thải đmt mức
cho phép.
Cụ thể như sau:
-
Độ pH nhỏ hơn 3.5 thì khởi động V3_BZ1, V3_BZ2 và V3_MK1, V3_MK3
-
Độ pH nằm trong khoảng (3.5 ÷ 6.5) thì khởi động V3_BZ1, V3_MK1 và
V3_MK3.
-
Độ pH nằm trong khoảng (7.5 ÷ 10.5) thì khởi động V3_AX1, V3_MK1 và
V3_MK2.
-
Độ pH lin hơn 10.5 thì khởi động V3_AX1, V3_AX2, V3_MK1 và V3_MK2.
-
Độ pH nằm trong khoảng (6.5 ÷ 7.5) thì cho MK1 ngừng homt động và mở van
V3_V2.
Nưic sau khi xử lý xong sẽ được xả qua bể lắng. Sau khi nưic được xả hết qua bể lắng
(Lkc này mực nưic sẽ thấp hơn so vii phao V3_P4) thì van V3_V2 đóng lmi.
1.2.5. Bể lắng
a. Định nghĩa
Bể lắng dùng để tách các tmp chất thô ra khỏi nưic thải và lắng diễn ra dưii tác dụng cla
trọng lực.
Bể lắng có vai trị lomi bỏ các tmp chất dmng huyền phù thô ra khỏi nưic. Đồng thời tmi đây
một phần cặn lơ lửng có trong nưic thải sẽ tách ra và lắng xuống đáy bể. Để tiến hành quá
trình này bể lắng thường được thiết kế theo kiểu ngang hoặc đứng. Chất PAC sẽ được châm
7
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
vào vii một liều lượng nhất định và được kiểm sốt chặt chẽ bằng bơm định lượng hóa chất
để bổ trợ cho quá trình keo tụ các hmt cặn lắng. Các hmt cặn lắng này sẽ kết dính và hình thành
nên nhong bơng cặn có kích thưic và khối lượng lin hơn gấp nhiều lần so vii nhong hmt cặn
lắng ban đầu gikp chkng lắng tốt hơn tmo thành lip bùn cặn dưii đáy bể lắng. Phần bùn này
sau đó sẽ được bơm ra bể chứa bùn. Phần nưic phía trên cla bể lắng sẽ được cho chảy tự
nhiên qua bể vi sinh nhờ vào trọng lực.
b. Cấu tạo: Trong đồ án này ta dùng lomi bể lắng ngang.
Hình 1.4: Bể lắng ngang
Bể lắng ngang là bể có hình cho nhật. có hai hay nhiều ngăn homt động đồng thời. Nưic
chuyển động từ đầu này đến đầu kia cla bể.
Chiều sâu cla bể lắng H = (1,5 ÷ 4) m, chiều dài L = (8 ÷ 12) m, chiều rộng B= (3 ÷ 6) m.
Bể lắng ngang có ứng dụng khi lưu lượng nưic thải lin hơn 15.000m3/day. Hiệu quả lắng
60%.
Bể lắng gồm các phần tử:
- 1 cảm biến đo độ đục;
- 1 máy khuấy: có nhiệm vụ khuấy đều khi cho chất PAC vào bể để đẩy nhanh quá
trình lắng.
- 2 cảm biến đo mức bùn có trong bể: 1 cảm biến mức thấp (V4_SB1) và 1 cảm biến
mức cao (V4_SB2)
- 1 máy bơm bùn (V4_BB): có nhiệm vụ bơm bùn trong bể lắng khi mức bùn trong
bể vượt quá mức cho phép
c. Nguyên lý hoạt động
Trong quá trình lắng gián đomn, các hmt lơ hửng phân bố không đồng đều theo chiều cao
lip nưic thải. Qua một thời gian nào đó, phần trên cla thiết bị lắng xuất hiện mức nưic trong.
Càng xuống đáy, nồng độ chất lơ lửng càng cao và ngay tmi đáy, lip cặn được tmo thành. Theo
8
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
thời gian, chiều cao lip nưic trong và lip cặn tăng lên. Sau một khoảng thời gian xác định,
trong thiết bị lắng chỉ còn hai lip nưic trong và lip cặn. Tiếp theo nếu cặn khơng được lấy ra
thì nó sẽ ép và chiều cao lip cặn bị giảm. Trong bể lắng liên tục cũng có các vùng tương tự
nhưng chiều cao cla chkng không thay đổi trong suốt quá trình.
Ngồi ra, trong bể lắng một hmt chuyển động theo dịng nưic có vận tốc v và dưii tác
dụng cla trọng lực chuyển động xuống dưii vii vận tốc ω Như vậy, bể lắng có thể lắng
nhong hmt có quỹ đmo cla chkng cắt ngang đáy bể trong phmm vi chiều dài cla nó.Vận tốc
chuyển động cla nưic trong bể lắng không lin hơn 0,01m/s. Thời gian lắng 1-3 giờ.
Thiết bị đo độ đục V4_DDUC tiến hành đo lượng tmp chất cũng như các hmt lơ lửng trong
nưic để tham chiếu và tiến hành điều khiển bơm chất PAC để cố định cũng như lắng bùn
xuống đáy bể.
- 0 <độ đục< 100 thì khơng tác động.
- 100 ≤ độ đục < 500 thì tiến hành khởi động bơm V4_PAC1, V4_MK4 và V4_MK5.
- 500 ≤ độ đục < 1000 độ đục thì tiến hành khởi động bơm V4_PAC1, V4_PAC2,
V4_MK4 và V4_MK5.
2 cảm biến đo mức bùn có nhiệm vụ đo mức bùn có trong bể. Khi lượng bùn trong bể
vượt quá mức cho phép (cảm biến mức cao V4_SB2 tác động) thì tiến hành cho máy bơm bùn
V4_BB homt động, hkt bùn trong bể lắng sang bể chứa bùn. Khi mức bùn giảm xuống dưii
mức cảm biến mức thấp V4_SB1 tác động thì cho máy bơm bùn V4_BB ngừng homt động.
1.2.6. Bể chứa bùn
a. Định nghĩa: Là nơi chứa bùn sau khi lắng và bùn được xử lí sơ cấp bằng cơ chế nén bùn.
b. Cấu tạo
Hình 1.5 : bể chứa bùn.
c. Nguyên lý hoạt động
Bùn vi sinh dư được bơm ra định kỳ và tập trung lmi tmi bể chứa bùn. Tmi đây cùng vii thời
gian, bùn vi sinh sẽ bị phân hly thành nưic dơ & xác bùn. Nưic dơ sẽ được xử lý theo chu
9
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
trình, cịn xác bùn cùng vii các cặn lắng khác sẽ được hkt bỏ bằng xe bồn chuyên dụng, định
kỳ khoảng 6 tháng 1 lần.
1.2.7. Bể vi sinh
a. Tổng quan
Bể vi sinh là bể xử lý các chất thải hou cơ bằng homt động cla các vi sinh vật, sử dụng vi
sinh vật để phân hly chất thải. Các vi sinh vật có thể là vi khuẩn hiếu khí hoặc yếm khí.
b. Cấu tạo của bể vi sinh
Tùy theo khả năng tài chính và diện tích đất mà người ta có thể sử dụng ao hồ có sẵn hoặc
xây dụng các bể nhân tmo xử lý. Đối vii bể nhân tmo thường bao gồm các thành phần chính
sau:
- 1 máy sục khí dưii đáy bể (V5_MSK2).
- 1 máy khuấy chìm (V5_MK6).
- 3 phao đo mức nưic trong bể vi sinh: V5_P6H, V5_P6M, V5_P6L.
Hình 1.6: bể vi sinh
c. Nguyên lý hoạt động của bể vi sinh
Tổng quan: Tmi pha sục khí cla bể vi sinh, nưic thải được trộn đều vii khơng khí được
cấp từ ngồi vào qua dàn đĩa phân phối khí dưii đáy bể bằng máy sục khí V5_MSK3, hỗn
hợp khí và nưic được trộn lẫn vii bùn vi sinh nhờ máy khuấy chìm V5_MK6 đồng thời quá
trình xử lý BOD, nitơ, photpho và các chất trong nưic thải diễn ra mmnh mẽ. Sau một thời
gian nhất định quá trình chuyển sang pha lắng, tmi đây khí được ngừng cung cấp vào bể tmo
môi trường yên tĩnh và vii khả năng lắng nhanh dựa vào trọng lực, bùn vi sinh sẽ lắng xuống
đáy bể để lmi lip nưic trong phía trên. Lip nưic này sau đó được xả xuống bể khử trùng
thông qua thiết bị thu nưic bề mặt có cấu tmo đặc thù.
Homt động cụ thể cla từng thiết bị:
10
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Phao P6 có nhiệm vụ đo mức nưic trong bể để tiến hành điều khiển máy khuấy V5_MK6
và máy sục khí V5_MSK3 cũng như điều khiển thiết bị lấy nưic bề mặt;
Phao P6 có 3 mức:
- V5_P6L là cảm biến mức thấp. Khi mực nưic tăng (Cảm biến V5_P6L tác động),
thì sẽ khởi động V5_V3, V5_MSK3, V5_MK6. Nếu như mực nưic giảm (Cảm biến V5_P5L
ngưng tác động) thì V5_MSK3 và V5_MK6 ngưng homt động.
- V5_P6H cảm biến mức cao. Khi mực nưic dâng cao nhất (Cảm biến V5_P6H tác
động) thì ta ngừng V5_MK6 cũng như V5_MSK3 và V5_V3 , sau thời gian 5 phkt cho nưic
trong bể lắng đi thì tiến hành cho thiết bị lấy nưic bề mặt V5_BNS homt động.
-
V5_P6M cảm biến mức trung bình. Khi mực nưic ở trong bể xuống dưii mức
trung bình (Cảm biến V5_P6M ngưng tác động), ta cho V5_BNS ngưng homt động và cho
V5_MSK3, V5_MK2 và V5_V3 homt động trở lmi, cung cấp lmi nưic cho bể vi sinh và tiến
hành chu trình mii.
1.2.8. Bể khử trùng
a. Khái niệm
Bể khử trùng là bể mà nơi đó chkng ta làm giảm lượng vi sinh vật (các vi sinh vật có hmi)
có trong nưic bằng cách sử dụng các dung dịch hóa học trưic khi nưic được kiểm tra để thải
ra bên ngoài.
b. Cấu tạo của bể khử trùng
Bể khử trùng thường đơn giản là bể bình thường vii hệ thống bơm nưic từ cơng đomn
trưic vào và hệ thống thoát nưic ra cùng vii các cảm biến đo mức nưic và nồng độ các vi
sinh vật trong nưic.
Bể được đơn giản vii các thiết bị như sau:
- 2 phao đo mức nưic thấp và mức nưic cao cla bể (V6_P7 và V6_P8);
- 1 van tự động (V6_V4);
- Bồn chứa Clo: gồm 1 máy bơm Clo (V6_CLO) và 1 máy khuấy (V6_MK7).
11
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Hình 1.7 bể khử trùng
c. Nguyên lý hoạt động của bể khử trùng
Tổng quan: Tmi bể khử trùng nưic sau khi xử lý vi sinh vẫn còn chứa một hàm lượng vi
khuẩn nhất định sẽ được hòa trộn vii dung dịch nưic clorine (nồng độ 6-9 ppm) để khử trùng
trong thời gian 4 phkt (chl yếu là vi khuẩn đường ruột coliform). Cuối cùng nưic thải đp xử
lý sẽ chảy ra hệ thống thoát nưic chung cla khu vực hoặc tập trung vào bể chứa để tái sử
dụng (tưii cây, rửa đường, nuôi cá…).
Homt động cụ thể cla các thiết bị: tmi bể khử trùng nưic sẽ được ngâm vii clo để diệt một
số vi khuẩn trong thời gian 4 phkt. Khi phao V6_P7 khơng tác động thì tiến hành cho bơm
nưic smch từ bể vi sinh sang bể khử trùng. Khi phao V6_P8 tác động(bể đầy nưic) thì cho
ngừng bơm. Sau đó cho tiến hành bơm Clo vào bể khử trùng trong thời gian 1 phkt(bơm Clo
V6_CLO và máy khuấy V6_MK7 homt động). Sau đó ta ngâm Clo trong bể trong thời gian 4
phkt. Sau 4 phkt, ta cho mở van V6_V4 để đưa nưic qua bể lưu lượng. Khi phao V6_P7
ngưng tác động thì đóng van V6_V4 lmi và tiến hành bơm nưic từ bể lưu vi sinh qua bể khử
trùng và bắt đầu lmi một chu trình mii.
1.3. Kết luận:
Chương này giii thiệu tổng quan về sơ đồ công nghệ và nguyên lý homt động cla hệ thống
nhà máy sử lý nưic thải. Trình bày ngắn gọn cách vận hành từng khâu trong hệ thống, từ đó
ta có thể hiểu biết đặc tính và một số điều kiện cần thiết để có thể dựa vào đó mà tính tốn lựa
chọn cảm biến cũng như các cơ cấu chấp hành trong chương 2.
12
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
CHƯƠNG 2: CÁC CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH SỬ DỤNG
TRONG HỆ THỐNG
2.1. Các cảm biến
Các cảm biến sử dụng trong chương này được tính chọn gần như phù hợp vii hệ thống, để
hiểu rỏ về chkng ta đi lần lược từng cảm biến.
2.1.1. Cảm biến đo độ pH
a. Giới thiệu chung
Nưic thải cần xử lí được thu từ nhiều nguồn thải nên vấn đề chứa các thành phần chất hóa
học mang tính axit hay bazo là khơng tránh khỏi. Vậy nên cần lắp đặt các cảm biến đo độ PH
ở các hệ thống xử lí. Ở đây bể trung hòa nưic thải, để đảm bảo sự giám sát và kiểm sát độ PH
thông qua các công nghê xử lí nhằm đưa PH về khoảng 6.5 - 7.5 trưic khi thải ra nguồn nhận
hoặc sử dụng cho công nghê tiếp theo.
b. Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý
Một điện cực pH được cấu tmo bởi hai lomi thly tinh. Thân điện cực được làm bằng lomi
thly tinh không đpn điện,đầu điện cực thường có dmng hình bầu.Cấu trkc cla điện cực thly
tính cho phép icon lithium trao đổi vii các ion hydro trong chất lỏng tmo thành lip thly hợp.
Một điện thế cỡ mV được sinh ra gioa tiết diện cla bầu thly tinh pH vii dung dịch lỏng bên
ngoài. Độ lin cla điện thế này phụ thuộc vào giá trị pH cla dung dịch. Độ khác nhau cla điện
thế tmo ra bởi lip bên ngoài và lip thly hợp bên trong điện cực có thể đo bằng điện cực
bmc/bmc chloride.
Hình 2.1 : Cấu tmo điện cực đo pH.
Nguyên lý làm việc: Giá trị pH được tính theo nồng độ ion H+. Khi có sự chênh lệch bên
trong điện cực đo (bầu kính) và trong dung dịch đo, ion H+ sẽ chuyển vào bên trong điện cực
đo để cân bằng pH. Lkc này chênh lệch điện áp gioa điện cực mẫu và điện cực đo sẽ được
13
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
cảm biến xác định và chuyển thành giá trị pH. Khi bảo trì, ta có thể rửa bầu thly tinh và hiệu
chuẩn lmi thiết bị đo vii dung dịch mẫu có pH=4;7;10.
c. Đặc tính làm việc
Ta chọn cảm biến Hach DPD1R1 vii đặc điểm kỹ thuật:
-
Dải đo: 0 đến 14 pH;
-
Độ nhmy: ±0.01pH;
-
Độ trơi: 0,03pH/24h;
-
Có bù trừ nhiệt tự động bằng NTC 300Ohm;
-
Dịng nưic tmi điểm làm việc khơng q 3m/s;
-
Cầu muối là bộ phận tiếp xkc trực tiếp vii dung dịch đo, gồm 3 bộ phận chính:
điện cực đo là bầu kính, điện cực nối đất titan và điện cực mẫu;
-
Vỏ cảm biến làm bằng nhựa Ryton có khả năng chống ăn mịn bởi hóa chất;
-
Đầu cảm biến chịu được áp suất 6.9bar ở 70 C.
-
Điện áp đầu ra đp qua khâu khuếch đmi: 0 - 10V
d. Cách lắp đặt đầu đo pH
Cảm biến đo pH DPD1R1 thuộc dòng digital sensor, để có thể hiển thị, thu thập đo ta cần
sử dụng chung vii bộ điều khiển digital cla Hach (SC200,SC1000).
Cảm biến đo pH DPD1R1 có đầu kết nối tii bộ điều khiển dnagj plup in, ta có thể dễ dàng
kết nối và sử dụng.Trường hợp khoảng cách xa, hpng sản xuất có hổ trợ cáp digital mở rộng
và termination box gikp tăng khoảng cách lên tii 100 m.
Hình 2.2 Lắp đặt đầu đo trên đường ống
Vii kiểu thiết kế convertiable cảm biến đo pH DPD1R1 khi lắp trên đường ống sử dụng
ống nối T, ren trong gắn đầu dò 1”NPT.
14
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Hình 2.3: Lắp đặt cảm biến DPD1R1 trong bể
Khi lắp tmi bể hở, cảm biến đo pH DPD1R1 có thể được lắp kèm theo phao cầu và gậy
nối, gikp đầu dò nổi trên mặt nưic.
2.1.2. Cảm biến đo mức bùn
a. Giới thiệu chung
Cảm biến báo mức chất rắn dmng xoay Kansai : Là lomi cảm biến báo mức dmng xoay được
thiết kế dành riêng cho báo mức các lomi chất rắn như bột cám, cát, đá, bùn, sử dụng báo mức
trong các bồn chứa, xilo, tank, báo mức xi măng.
Cảm biến báo mức dmng xoay được thiết kế và sản xuất tmi Nhật cla hpng Kansai. Có
trọng lượng nhẹ, homt động ổn định và độ tin cậy cao.
b. Cấu tạo .
Hình 2.4: Cảm biến đo mức độ bùn Kansai.
15
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
.
Cấu tmo bên trong cla cảm biến đo mức độ bùn Kansai. Bên trong có một lị xo móc
vào bốn vị trí, mỗi vị trí là 1 lựa chọn lực xoay, monen xoắn cla motor cách quay, chức
năng này rất hou ích khi sử dụng trong mơi trường chất rắn có lực cản nhỏ.
c. Nguyên lý làm việc
Khi homt động thì bên trong cảm biến báo mức rắn có một motor chuyển động làm cho
trục và cánh xoay quay liên tục . Khi có vật tác động vào cánh xoay làm cánh xoay ngừng lmi,
lkc này sẽ tmo ra một lực tác động vào một công tắc bên trong làm cho motor ngừng quay và
đồng thời tác động thêm một cơng tắc để tmo một tín hiệu báo trmng thái mức chất rắn.
d. Đặc tính làm việc
Nguồn cấp: 200 đến 220 VAC, hoặc 100 đến 110 VAC, 50 hoặc 60 Hz.
Tiếp điểm: 250V AC 3A.
Tốc độ cánh xoay: 0.83 rpm (50 Hz), 1 rpm (60Hz).
Chiều quay cánh xoay: Theo chiều kim đồng hồ.
Công suất tiêu thụ: 1.5 W.
Nhiệt độ homt động: 0-50 độ C.
Momen xoắn: 170 – 270 N.m. x 10-4.
Chiều dài cáp: Đi kèm dây dài 500mm.
IP: 55 chống bụi và chống nưic, sử dụng trong các môi trường ẩm cao, vật liệu xây
dựng, cát, đá.
Tín hiệu ngõ ra: Tiếp điểm relay NO và NC.
16
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
2.1.3. Cảm biến đo độ đục
a. Giới thiệu chung
Độ đục là một trong nhong thông số quan trọng nhất được sử dụng để xác định chất lượng
nưic uống. Độ đục được xem như một đặc điểm để nhận diện các tác nhân gây bệnh có trong
nưic uống. Trong nưic tự nhiên, đo độ đục được thực hiện để đánh giá chất lượng nưic nói
chung và khả năng tương thích cla nó trong các ứng dụng liên quan đến sinh vật thuỷ sinh.
Việc giám sát và xử lý nưic thải hoặc đp từng chỉ cần dựa trên sự kiểm soát độ đục. Hiện nay,
việc đo độ đục ở cuối cla quá trình xử lý nưic thải là cần thiết để xác minh rằng các giá trị
nằm trong tiêu chuẩn quy định
b. Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý
Nguyên lý làm việc: Cảm biến đo độc đục bao gồm: sensor, hệ điều chỉnh lưu lượng, hệ
điều áp, van đối áp. Nưic đầu vào sẽ liên tục được chuyển vào khoang chứa mẫu cla cảm
biến bằng bơm. Cảm biến homt động dựa trên nguyên tắc đo lường độ đục Nephelometric cla
tiêu chuẩn châu Âu ISO 7027 & DIN EN 27027. Trong thiết bị có một nguồn sáng hồng ngomi
chiếu vào khoang chứa nưic. Cường độ ánh sáng dẫn truyền qua mẫu nưic sẽ được ghi nhận
bằng cảm biến. Sau đó dựa trên giá trị cường độ ánh sáng bị giảm, máy sẽ xuất ra giá trị độ
đục cla nưic.Thiết bị có độ chính xác cao ±2% và ngưỡng đo là 0-1000NTU, điện áp đầu ra
đp qua khâu khuếch đmi: 0- 10V.
c. Các lợi điểm của cơng nghệ:
Khi kiểm sốt chu trình lọc bằng cảm biến độ đục quá trình lọc sẽ đmt được các lợi ích sau:
- Tăng lưu lượng nưic xử lý;
- Giảm thiểu lượng nưic rửa lọc;
17
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
- Tăng tuổi thọ vật liệu lọc;
- Kiểm sốt hồn tồn được chất lượng nưic và tối ưu hóa lưu lượng nưic xử lý;
- Chất lượng nưic xử lý tốt do khả năng đáp ứng vii tính chất nưic đầu vào;
- Công nghệ hiện đmi, truyền thông bằng SCADA, vận hành, cảnh báo lỗi;
- Giảm chi phí nhân cơng vận hành.
d. Các thức lắp đặt, kích thước
- Vị trí lắp đặt: cách vị trí lấy gần hơn 2-3m, nưic mẫu sẽ được bơm về thiết bị;
- Là dmng thiết bị indoor, cần có hộc tl chứa khi lắp ngồi trời;
- Hộc tl chứa cần trống tối thiểu 20cm phía trên để thao tác;
- Lưu lượng nưic lấy mẫu cần thiết 6 -60l/h, áp suất < 13.8 bar, nhiệt độ < 50°C.
2.2. Các thiết bị sử dụng trong hệ thống
2.2.1. Hệ thống sục khí
Trong hệ thống xử lý nưic thải, chkng ta thường cung cấp khí cho các bể: Bể điều hịa và
bể hiếu khí.
Đối vii bể điều hịa là nii tập trung các nguồn nưic thải một nguồn duy nhất và đồng thời
để chứa cho hệ thống homt động liên tục và tính chất cua nưic thải dao động theo thời gian
trong ngày nên để đảm bảo nhiệm vụ điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ nưic thải, tmo chế
độ làm việc ổn định liên tục cho các công trình xử lí, tránh hiện tượng hệ thống xử lý q tải.
Nưic thải trong bể điều hịa được sục khí liên tục từ máy thổi khí và hệ thống đĩa phân phối
khí nhằm tranh hiện tượng yếm khí dưii đáy bể.
Đối vii bể xử lý dinh học hiếu khí bằng bùn homt tính lơ lửng là cơng trình đơn vị quyết
định hiểu quả xử lk cla trmm vì phần lin nhong chất gây ô nhiễm trong nưic thải. Các vi
khuẩn hiện diện trong nưic thải ở dmng lơ lửng. Các vi sinh hiếu khí sẽ tiếp nhận oxy và
chuyển hóa chất hou cơ thánh thức ăn.Trong mơi trường hiếu khí ( nhờ khí O2 sục vào- homt
động cung cấp khí), vi sinh hiếu khí tiêu thụ các chất hưu cơ để phát triển, tăng sinh khối và
làm giảm tải lượng ô nhiễm trong nưic thải xuống mức thấp nhất. Vì vậy nhằm đảm bảo
lượng oxy cấp vào bể Aerotank đl cho q trình Nitrate hóa chkng ta cần phải tính tốn chính
xác lượng khí cấp vào bể nhằm duy trì DO trong bể đảm bảo nống độ oxy hòa tan ln
>2mg/l.
Thiết bị cung cấp khí cho hệ thống.
Gồm: máy thổi khí Longtech-Đài Loan; đĩa/ống phân phối khí Longtech –Đài loan hoặc
Jager-Đức.
Tính tốn lượng khí cần cung cấp(m3/phkt) dựa vào nhong số liệu sau:
Cơng suất xử lý(m3/ngày đêm)/Thể tích bể cần sục khí(Dài x Rộng x Cao).
18
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Hình 2.6: Hình dáng và sơ đồ ngun lí máy thổi khí
Tính tốn lựa chọn máy thổi khí Longtech –Đài Loan
Lượng khơng khí cần cung cấp cho q trình xử lý nưic thải tính theo cơng thức:
Qk = Qtt.D (m3 khí/h);
Vii Qtt – lưu lượng nưic thải tính tốn (m3/h);
D – Lượng khơng khí cần thiết để xử lý 1 m3 nưic thải (m3 khí/ m3 nưic thải);
p 98066,5(1
HS
)
10, 33
Áp lực cla máy thổi khí tính theo cơng thức :
Vii Hs – Độ ngập cla thiết bị phân tán khí trong nưic (m);
Cơng suất cla máy thổi khí được tính theo cơng thức sau:
0,29
N
3, 64( p 26,3)Qx
1000 n
Vii QK – Tổng lưu lượng khí cấp cho bể xử lý (m3/h):
n – Hệ số sử dụng hou ích cla máy thổi khí (lấy khoảng 0,5 –
0,75).
Từ các tính tốn kỹ thuật như trên ta lựa chọn Model máy thổi khí Longtech có các thơng số
về lưu lượng khí, áp lực máy, cơng suất điện năng, kích thưic chi tiết cla máy phù hợp thơng
qua catalog cla nhà sản xuất.
Tính tốn số lượng đĩa/ống phân phối khí cần dùng:
Để thực hiện việc phân phối khí ta có thể sử dụng các đĩa phân phối khí sau:
Đĩa phân phối khí bọt mịn Lưu lượng: 0.02 – 0.2 m3/phkt
Số lượng đĩa cần dùng = Lưu lượng máy thổi khí/lưu lượng đĩa thổi khí = 30/0,1 = 300 cái.
Lưu ý: Việc lựa chọn thiết bị phân tán khí phụ thuộc vào từng quy mơ cơng trình. Đảm bảo
cường độ khí phân tán phải đảm bảo lin hơn giá trị tối thiểu để có thể tách cặn bẩn chui ra
khỏi các lỗ và phải nhỏ hơn giá trị tối đa để vận tốc nổi khơng lin, gio được thời gian tiếp xkc
cla khí và nưic
19
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Đối vii các đĩa phân phối khí bọt mịn, kích thưic bọt khí từ 1 – 6mm;
Đối vii hệ ống đục lỗ, đĩa khí thơ thì kích thưic bọt khí từ 2 – 10 mm.
2.2.2. Máy khuấy chìm
Lựa chọn máy khuấy chìm GM17A1T (GM17A471T1-4V2KA0) 1.1 Kw.
Máy khuấy chìm Faggiolati cho các hệ thống xử lý nưic thải cơ bản là một động cơ có
đầu trục gắn một cánh qumt để khuấy trộn chất lỏng, hòa tan các hmt lắng và ngăn chặn sự
phân tầng.Đây là thiết bị được sử dụng phổ biến trong các nhà máy, các hồ nuôi trồng thly
sản,….
Hình2.7 : Một số hình ảnh về máy khuấy chìm
Thơng sơố kỹỹ thuật củ a máỹ khuấốỹ chìm GM17A1T (GM17A471T1-4V2KA0) 1.1 Kw
Công suất máy
Công suất cánh khuấy
: 1.1 Kw
: 0.42 kw
Sức đẩy :
120 N
Cấp độ bảo vệ: IP68
Đường kính cánh khuấy : 176 mm
Chuẩn cách điện Lip H (chịu nhiệt đến
Số cánh qumt
180oC
Điện áp
: 2 cánh
: 380V (3phase) 50Hz
Thân máy:
Gang EN-GJL-250
Tốc độ
: 1380 RPM
Cánh qumt:
Inox AISI 316
Số cực
: 4 poles
Trục:
SUS AISI 420
Xuất xứ
: Italia
Seal cơ khí trên: ceramic/graphite
Seal
cơ
khí
dưii:
silicon
carbide
Cấu tmo máy khuấy chìm GM17A1T (GM17A471T1-4V2KA0) :
Gồm 6 bộ phận cơ bản:
20
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Hình 2.8 : Sơ đồ cấu tmo máy khuấy chìm Faggiolati GM17A471T1-4V2AK0
1. Trục chính của máy khuấy chìm vật liệu Inox AISI 420.
2. Động cơ đồng bộ 4 cực, lớp bảo vệ H (180 độ C).
3. Phốt cơ khí làm kín phía trên máy khuấy chìm Faggiolati.
4. Phốt làm kín phía dưới.
5. Housing: Cast Iron EN-GJL-250.
6. Cánh khuấy: Inox AISI 316.
Vii các lomi vật liệu như trên, máy khuấy chìm Faggiolati được sử dụng phù hợp vii
nhiều ứng dụng khuấy trọn chất lỏng khác nhau. Trong đó là các lomi nưic thải có lẫn rác và
hmt rắn, khả năng chịu được ăn mòn và chống nưic tuyệt đối để đảm bảo tuổi thọ.
Nguyên lý làm việc: Máy khuấy chìm gikp khuấy trộn nưic thải tmo một môi trường không
gây lắng đọng, đồng nhất các thành phần có trong nưic thải, từ đó tmo điều kiện thuận lợi để
vi sinh vật kỵ khí, thiếu khí hoặc hiếu khí sử dụng nguồn oxi nội tmi để sinh sơi và phát triển.
Chính nhờ hệ thống vi sinh vật thiếu khí này mà nưic thải có hàm lượng nitơ và photpho cao
sẽ được xử lý đến nồng độ thích hợp trưic khi xả thải ra bên ngồi.
c. Cơng tắc phao
Giới thiệu chung
Là một thiết bị đóng cắt điện tự động đơn giản gioa trên mức độ chuyển cla chất lỏng.Nó
thể truyền tải chỉ có hai lomi tín hiệu -level khơng, mức highA mmch có thể được thiết kế để
bắt đầu ngăn chặn một số q trình tiếp nhận các tín hiệu từ cơng tắc phao. quy trình chung
đang gửi báo động ở mức độ thấp hoặc cao, bắt đầu hoặc dừng động cơ máy bơm.
Phân loại: Gioa vào nguyên lý làm việc cla công tắc phao ta chia làm hai lomi: Lomi - Mở
tmi vị trí nổi lên và tắt bám vị trí xuống. lomi - Mở tmi vị trí bám xuống và tắt ở vị trí trở lên
nổi.
21
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Nguyên lý làm việc: Khi nưic được chứa đầy hoặc tii mức ta đp giii hmn,
phao được dựng lên, bi trong phao sẽ nối công tắc nằm trong phao, làm cho hai
tiếp điểm được nối vii nhau, cho phép bơm homt động (đấu theo chống cmn).
Khi máy bơm homt đông, nưic sẽ được hkt từ từ lên bể chứa trên cao, phao sẽ
hm dần xuống và viên bi trong phao sẽ rời khỏi tiếp điểm đp đóng làm hai tiếp
điểm bị đứt qupng. Máy bơm sẽ không homt động cho tii khi nưic trong bể chứa
tích tro đl.
Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.9 : Sơ đồ ngun lý cơng tắc pha
d. Máy bơm chìm nước thải
Giới thiệu chung
Máy bơm chìm nưic là dịng máy bơm có cấu tmo khá đặc biệt, đặt chìm dưii nưic để có
thể đẩy nưic ngầm từ bên dưii lên.
Máy bơm chìm nưic có 2 lomi, mỗi lomi có cấu tmo khác nhau:
Máy bơm chìm nưic dmng ly tâm
Lomi máy bơm nưic này homt động dựa trên lực lý tâm tmo ra bởi cánh qumt cla máy bơm
chìm nưic (bánh cơng tác) để đẩy nưic ra khỏi ống bơm, và từ đó, đưa nưic lên trên.
Hình 2.10 : Sơ đồ cấu tmo máy bơm chìm nưic dmng li tâm
22
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Máy bơm chìm nưic dmng tích cực:
Lomi máy bơm chìm nưic tích cực homt động dựa trên nguyên lý tmo mơi trường chân
khơng bên trong ống bơm, sau đó đẩy nưic ra khỏi thân bơm, từ đó nưic được vận chuyển từ
bên dưii lên bên trên mặt đất.
Thông số máy bơm
-
Lưu lượng : Từ 1-3000
/h;
-
Cột áp
-
Công suất : Từ 0,4-30 kW;
-
Điện áp
: Từ 3-30 m;
: 1pha-220 V.
2.3. Kết luận
Chương này gikp cho bmn đọc hiểu rõ hơn về trang thiết bị được sử dụng trong hệ thống,
cách chọn, cách sử dụng, kết quả. Nhong thiết bị này được lựa chọn theo đkng tiêu chuẩn và
yêu cầu mà hệ thống cần, người dùng có thể dựa vào đó để tùy ý chọn cho mình thiết bị phù
hợp để hệ thống vận hành một cách tốt nhất.
23
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
Chương 3 LỰA CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC VÀ THIẾT KẾ
TRANG BỊ ĐIỆN CHO HỆ THỐNG
3.1. Giới thiêus PLC
Thiết bị điều khiển lâ jp trình đầu tiên (programmable controller) đp được nhong nhà thiết
kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Motor - Mỹ). Tuy nhiên, hê j thống này còn khá đơn
giản và cồng kềnh, người sử dụng gă jp nhiều khó khăn trong viê jc vâ jn hành hê j thống. Vì vâ yj
các nhà thiết kế từng bưic cải tiến hê j thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vâ jn hành, nhưng viê jc lâ pj
trình cho hê j thống cịn khó khăn, do lkc này khơng có các thiết bị lâ pj trình ngomi vi hổ trợ cho
cơng viê jc lâpj trình.
Để đơn giản hóa viê jc lâ jp trình, hê j thống điều khiển lâ jp trình cầm tay (programmable
controller handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Điều này đp tmo ra môt j sự phát triển
thâtj sự cho kỹ thuâtj điều khiển lâ jp trình. Trong giai đomn này các hê j thống điều khiển lâpj
trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hê j thống Relay và dây nối trong hê j thống điều khiển
cổ điển. Qua quá trình vâ jn hành, các nhà thiết kế đp từng bưic tmo ra được mô jt tiêu chuẩn
mii cho hê j thống, tiêu chuẩn đó là: dmng lâ jp trình dùng giản đồ hình thang (The diagroom
format). Trong nhong năm đầu thâ pj niên 1970, nhong hê j thống PLC cịn có thêm khả năng
vânj hành vii nhong thuâ j t toán hổ trợ (arithmetic), “vâ jn hành vii các do liê j u câ jp nhâ jt” (data
manipulation). Do sự phát triển cla lomi màn hình dùng cho máy tính (Cathode Ray Tube:
CRT), nên viê jc giao tiếp gioa người điều khiển để lâ pj trình cho hê j thống càng trở nên thuâ nj
tiênj hơn.
Sự phát triển cla hê j thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975cho đến nay đp làm cho
hê j thống PLC phát triển mmnh mẽ hơn vii các chức năng mở rô nj g: hê j thống ngõ vào/ra có thể
tăng lên đến 8.000 cổng vào/ra, dung lượng bơ j nhi chương trình tăng lên hơn 128.000 từ bơ j
nhi (word of memory). Ngồi ra các nhà thiết kế còn tmo ra kỹ thuâ jt kết nối vii các hê j thống
PLC riêng lẻ thành mô jt hê j thống PLC chung, tăng khả năng cla từng hê j thống riêng lẻ. Tốc
đô j xử lý cla hê j thống được cải thiê nj , chu kỳ quét (scan) nhanh hơn làm cho hê j thống PLC xử
lý tốt vii nhong chức năng phức tmp số lượng cổng ra/vào lin.
Trong tương lai hê j thống PLC không chỉ giao tiếp vii các hê j thống khác thông qua CIM
Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hê j thống: Robot, Cad/Cam… ngoài
ra các nhà thiết kế còn đang xây dựng các lomi PLC vii các chức năng điều khiển “thơng
minh” (intelligence) cịn gọi là các siêu PLC (super PLCS) cho tương lai.
24
Đồ án môn học điều khiển logic
GVHD: TS. Nguyễn Kim Ánh
PLC viết tắt cla Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lâ j p trình được
(khả trình) cho phép thực hiê jn linh homt các thuât j toán điều khiển logic thông qua mô j t ngôn
ngo lâ jp trình. Người sử dụng có thể lâ jp trình để thực hiê jn mơ jt lomt trình tự các sự kiên.j Các
sự kiênj này được kích homt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác đơng
j vào PLC hoă jc qua các
homt đơng
j có trễ như thời gian định thì hay các sự kiê jn được đếm. Mô tj khi sự kiê nj được kích
homt thât jsự, nó bâ tj ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vâ jt lý. Mô jt
bô j điều khiển lâ jp trình sẽ liên tục “lă jp” trong chương trình do “người sử dụng lâ pj ra” chờ tín
hiêuj ở ngõ vào và xuất tín hiê uj ở ngõ ra tmi các thời điểm đp lâpj trình.
Để khắc phục nhong nhược điểm cla bô j điều khiển dùng dây nối ( bô j điều khiển bằng
Relay) người ta đp chế tmo ra bôPLC
nhằm thỏa mpn các yêu cầu sau :
j
- Lâpj trình dể dàng , ngơn ngo lâ pj trình dể học ;
- Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa choa;
- Dung lượng bô j nhi lin để có thể chứa được nhong chương trình phức tmp;
- Hồn tồn tin câ jy trog mơi trường cơng nghiê jp;
- Giao tiếp được vii các thiết bị thông minh khác như : máy tính , nối mmng , các
module mở rô jng;
- Giá cả cá thể cmnh tranh được.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển
hoă jc xử lý hê j thống. Chức năng mà bô j điều khiển cần thực hiênj sẽ được xác định bởi mô tj
chương trình . Chương trình này được nmp sẵn vào bô j nhi cla PLC, PLC sẽ thực hiê j n viê jc
điều khiểµn dựa vào chương trình này. Như vâ yj nếu muốn thay đổi hay mở rô jng chức năng cla
qui trình cơng nghê j , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bơ j nhi cla PLC . Viê j c thay
đổi hay mở rô nj g chức năng sẽ được thực hiê jn mô jt cách dể dàng mà không cần mô tj sự can
thiê jp vâtj lý nào so vii các bô j dây nối hay Relay.
Những ưu điểm kỹ thuật của bộ điều khiển PLC :
Chỉ tiêu so sánh
Role
Giá thành từng chức
Khá thấp
năng.
Kích thưic vật lý
Lin
Tốc độ điều khiển
Chậm
Khả năng chống
Rất tốt
nhiễu
Mất thời
Lắp đặt
Mmch số
Thấp
Rất gọn
Rất nhanh
Tốt
Cao
Khá gọn
Khá nhanh
Khá tốt
PLC
Thấp
Rất gọn
Nhanh
Tốt
gian Mất thời gian Lập trình phức Lập trình và lắp
thiết kế và lắp để thiết kế.
đặt.
Khả năng điều khiển Khơng có
Máy tính
Có
tmp và tốn thời đặt đơn giản.
gian.
Có
Có
25
