viết chương trình giám sát hệ thống nhiều máy nén khí ứng dụng thiết bị logic khả trình plc s7-200

chơng I:
tổng quan về máy nén
1.1 kháI niệm chung
Khí nén có nhiều công dụng :là nguyên liệu sản xuất (trong công nghiệp
hoá học),là tác nhân mang năng lợng (khuấy trộn tạo phản ứng),là tác nhân
mang tín hiệu điều khiển (trong kĩ thuật tự động bằng khí nén ),là nguồn
động lực ,cấp hơI khí cho kích,tua bin
Nguồn cấp khí nén là máy nén khí. Máy nén là máy để nén khí với cơ
số tăng áp > 1,15 và có làm lạnh nhân tạo ở nơi xảy ra quá trình nén khí.
Công dụng của máy nén khí là nén khí và di chuyển khí nén đến nơi tiêu thụ
theo hệ thống ống dẫn.
1.1.1 Phân loại máy nén khí [1]
a. Theo nguyên lí làm việc , gồm có :
+ Máy nén thể tích : Trong máy này áp khí tăng do nén cỡng bức nhờ
giảm thể tích dãn cách không gian làm việc , loại này có máy nén pittong,
máy nén rôtor (cánh trợt , bánh răng )
+ Máy nén động học : Trong máy này áp khí tăng do đợc cấp động
năng cỡng bức nhờ có cơ cấu làm việc , loại này có máy nén li tâm, máy nén
hớng trục.
b. Theo áp suất có :
+ Máy nén áp suất cao
+ Máy nén áp suất trung bình
+ Máy nén áp suất thấp
+ M áy nén chân không
c. Theo năng suất
+ Loại lớn
+ Loại vừa
1
+ Loại nhỏ
d. Theo cách làm mát
+ Làm lạnh theo quá trình nén

+ Không làm lạnh
e. Theo số cấp nén
+ Máy nén một cấp
+ Máy nén nhiều cấp
f. Theo cấu tạo
+ Máy nén piston
+ Máy nén cánh gạt
+ Máy nén Rôto
+ Máy nén trục vít
+ Máy nén li tâm

Tất cả máy nén đều làm việc với chu trình ngợc với động cơ pittông hoặc
tuabin.Phạm vi áp suất của một số loại máy nén cho ở bảng 1-1
Loại máy nén áp suất làm việc (at) Năng suất (m
3
/h)
Máy nén pit-tông
Máy nén cánh gạt
Máy nén trục vít
Máy nén ly tâm
Máy nén tua bin
Máy nén hớng trục
0-3000-100000
0-12
0-10
0-50
0-20
0-10
0-30000
0-6000

0-30000
6000-300000
6000-900000
Rất lớn
1.1.2 Các thông số cơ bản của máy nén [1]
Một máy nén có 3 thông số cơ bản sau :
+ Tỉ số nén ( ) là tỉ số giữa áp khí ra và áp suất khí vào của máy nén
2
=
)(
)(
Vao
Ra
P
P
(1-1)
+ Năng suất của máy nén (Q) : là khối lợng (kg/s) hay thể tích ( m
3
/h)
khí mà máy nén cung cấp trong một đơn vị thời gian.
+ Công suất của máy nén (N) : là công suất tiêu hao để nén và truyền
khí.
Ngoài ra máy nén còn có các thông số về hiệu suất máy nén, về khí
nén (nhiệt độ, áp suất khí vào ra, lí tính và hoá tính của khí với các thông số
khí đặc trng).
1.1.3 Đặc tính của máy nén [1]
a)Máy nén pittông:là loại máy nén thể tích .Tuỳ theo áp suất làm việc chia
ra:máy hút chân không ,máy nén áp suất thấp (<10 at),áp suất trung bình
(10-100 at)và áp suất cao (>100 at).
Hình 1-1:Sơ đồ của máy nén pittong và đồ thị chu trình

nén lý thuyết
3
Một chu kì làm việc của máy nén gồm các giai đoạn:hút,nén và đẩy khí
(hình 1-1)và đờng biểu diễn một chu trình nén về lí thuyết gồm:đờng hút 1-2
với áp suất vào p
v
không đổi,đờng nén 2-3 tăng áp suất cỡng bức từ p
v
lên p
r
và đờng đẩy 3-4 với áp suất ra p
r
không đổi.
Công tiêu hao cho một chu trình lí thuyết biểu thị bởi diện tích 1-2-3-4-1
bao gồm:
-Công hút khí (âm) biểu thị bởi diện tích 0-2

-2-1-0
W
hút
=p
v
V
1
-Công nén khí (dơng) biểu thị bởi diện tích 2-3-3

-2

-2
W

nén
=-

3
2
pdV
dấu (-) là do thể tích giảm khi nén
-Công đẩy khí (dơng) biểu thị bởi diện tích 3-4-0-3

-3
W
đẩy
=p
r
V
2
Do đó W
ch.t
=-p
v
V
1
-

3
2
pdV
+p
r
V

2
vì p
r
V
2
-p
v
V
1
=

3
2
)( pVd
nên
W
ch.t
=

3
2
)( pVd
-

3
2
pdV
=

3

2
Vdp
(1-2)
Công nén 1kg khí là


===
3
2
3
2
.
.
vdpdp
M
V
M
W
W
tch
tch
,






kg
J

(1-3)
Trong đó :M-khối lợng khí ra trong một chu trình [kg]
v-thể tích riêng của khí [m
3
/kg]
Quá trình nén có thể là đẳng nhiệt,đoạn nhiệt hay đa biến,nên công tơng
ứng là:
-chu trình đẳng nhiệt:
4

p
TR
vconstT
R
pv
àà
===

v
r
tch
p
p
T
R
vdpW ln
1
3
2
.

==
à
[J/kg] (1-4)
trong đó :R-hằng số khí (lí tởng),R=8,31.10
3
J/kmol.
0
K

à
-trọng lợng phân tử khí
-chu trình đoạn nhiệt:
pv
k
=const

==


1
1
1
1
3
2
.
k
k
v
r
tch
p
p
T
R
k
k
vdpW
à

[J/kg] (1-5)
Trong đó :k-chỉ số đoạn nhiệt khí (lí tởng),là tỉ số giữa nhiệt dung đẳng áp và
đẳng tích của khí.

v
p
C
C
k =
với khí 1 nguyên tử,k=1,66 -1,67
khí 2 nguyên tử,k=1,40 -1,41
khí 3 nguyên tử,k=1,30 -1,33
-chu trình đa biến:

constpv
n
=

==


1
1
1
1
3
2
.
n
n
v
r
tch
p
p
T
R
n
n
vdpW

à
[J/kg] (1-6)
Trong đó: n-chỉ số đa biến
5
Hình 1-2:Đồ thị chu trình (lí thuyết)máy nén với các chỉ số
đa biến khác nhau
Khi giá trị n=1 hay n=k ,ta có quá trình đẳng nhiệt hay đoạn nhiệt.Với các
giá trị khác nhau của n,công và đồ thị chu trình cũng khác nhau.
Các máy nén đều thực hiện chu trình nén khí thực nên công thực cũng lớn
hơn công tính cho chu trình lí tởng.
Hình (1-3) cho đồ thị của một chu trình thực .Trong chu trình thực ,khi
pittong đổi chiều bắt đầu chu kì mới thì giai đoạn hút không xảy ra ngay mà
có giai đoạn giãn (da),đờng hút và đờng đẩy không thẳng (không đẳng áp)và
có đờng cực tiểu (đờng hút) và cực đại (đờng đẩy),các điểm bắt đầu và kết
thúc giai đoạn hút và đảy không nằm trên đờng áp suất trong ống hút và
đẩy
Có sự khác nhau gia chu trình thực và lí tởng là do:
-Xi lanh có một phần thể tích vô ích V
H
giữa pittong (ở vị trí chết cuối
quá trình đẩy) và xi lanh (gọi là khoảng hại V
H
) nên giai đoạn hút chỉ bắt
đầu khi áp suất khí nén còn lại trong V
H
giảm xuống bằng áp suất hút .Do
6
vậy,thể tích khí hút đợc (V
h
)bị giảm .Mặc dù thể tích xi lanh V

x
và thể tích
quét V
Q
=V
x
-V
H
lớn.
Hình 1-3:Đồ thị một chu trình nén khí thực
-Xu páp có trở lực (chủ yếu do lực lò xo )nên giai đoạn hút và đẩy chỉ xảy
ra khi áp suất khí trong xi lanh nhỏ hơn áp suất p
v
trong ống hút và cao hơn
áp suất p
r
trong ống đảy .Trở lực xu páp thay đổi theo cả khoảng dời pittong
vì vận tốc khí thay đổi và nó có giá trị lớn nhất khi xu páp bắt đầu mở .Do đó
các đờng hút và đảy không thẳng .Do trở lực xu páp mà công tiêu hao của
máy nén khí tăng lên.
-áp suất trong ống hút và ống đảy dao động theo vị trí pittong gây ra
chuyển động không ổn định của dòng khí .
-Khi khí bị hút vào xi lanh ,khí thu nhiệt vì nhiệt độ thấp hơn thành xi
lanh .Đầu giai đoạn nén ,khí vẫn thu nhiệt từ xi lanh (n > k).Trong giai đoạn
nén tiếp ,khí tăng nhiệt độ dần và tới lúc nào đó ,khí có nhiệt độ bằng xi lanh
7
(n = k) rồi sau đó cao hơn và cấp nhiệt cho xi lanh (n < k) .Vậy trong giai
đoạn nén ,chỉ số đa biến giảm từ n >k đến n < k.
Trong giai đoạn đảy ,khí vẫn cấp nhiệt cho xi lanh.
Trong giai đoạn giãn ,chỉ số đa biến tăng từ n < k đến n > k.

-Do có khí dò qua xu páp ,xéc măng ,nên đờng cong nén thoảI hơn và đ-
ờng cong giãn dốc hơn .Do đó chỉ số đa biến của đờng cong nén sẽ thấp hơn
và của đờng cong dãn sẽ cao hơn chỉ số đa biến khi không có rò khí.
Do trong máy nén có khoảng hại V
H
nên tỉ số nén
v
r
p
p
=

bị hạn chế .Tr-
ờng hợp cần tỉ số nén cao ,ngời ta dùng cách nén nhiều cấp,có làm lạnh đẳng
áp trung gian.
Tơng quan giữa số cấp phù hợp và tỉ số nén của các máy nén cho ở bảng
1-2:
Số cấp z 1 2 3 4 5 6 7
Tỉ số nén

7 5-30 13-150 35-400 150-1000 200-1100 450-1100
Các máy nén pittong có giảI năng suất từ vài m
3
/ph đến 100m
3
/ph, áp suất
ra từ vài át đến 300 at và công suất từ vài kw đến 2000 kw
b)Máy nén rotor :là loại máy nén thể tích .
Hình (1-4) biểu thị một loại rotor máy nén cánh trợt.Máy có vỏ hình trụ 4
và nắp 9 có nớc làm lạnh .Rotor 7 lắp vào trục 6 đặt lệch tâm trong vỏ .Rotor

có nhiều khe trong đó có các tấm chuyển động 8 (cánh trợt) bằng thép dày
0,8
ữ
2,5 mm.
Khi rotor quay theo chiều mũi tên ,các cánh trợt văng ra ,ép vào thành
trong của 2 vòng gang tự do 3 và kéo chúng cùng quay ,các tấm trợt chia
không gian làm việc hình lỡi liềm thành các phòng nhỏ mà thể tích bị giảm
dần theo chiều quay từ phía hút sang phía đảy.ổ đỡ trục 2 đợc bịt kín bằng
bạc nhẵn 1.Phía đảy có xu páp một chiều.
8
Các máy nén cánh trợt tạo đợc áp suất tới 4at và năng suất tới 160
ữ
4000
m
3
/h.

Hình 1-4:Máy nén rotor cánh trợt
c)Máy nén ly tâm :là loại máy nén động học
Đối với áp suất nhỏ ,ngời ta dùng tua bin thổi khí một cấp .Loại này tạo
áp suất không quá 0,15at .Về bản chất đó là quạt cao áp .
Đối với áp suất 1,3
ữ
4at, có tua bin thổi khí nhiều cấp
Đối với áp suất 4
ữ
10at hay hơn ,có máy nén tua bin.
9
Máy nén li tâm có hiệu suất thấp hơn máy nén pittong nhất là khi năng
suất máy nhỏ và áp suất cần cao ( nén nhiều cấp).

Do kết cấu đơn giản ,kích thớc và khối lợng nhỏ ,nối trực tiếp đợc với
động cơ,khí nén ra liên tục ,đều ,không bị bẩn bởi dầu bôi trơn (nh ở máy
nén thể tích) nên máy nén li tâm ,mặc dù hiệu suất thấp ,vẫn đợc sử dụng
rộng rãi ở dải năng suất cao hơn 100m
3
/ph và áp suất nhỏ hơn 12at.
1.2 yêu cầu về trang bị điện cho máy nén [1]
Máy nén không đòi hỏi về thay đổi tốc độ,trừ trờng hợp đặc biệt.Do
vậy ,với máy nén có năng suất dới 10m
3
/ph thờng kéo bằng động cơ không
đồng bộ. Nếu lới điện khoẻ ,có thể mở máy trực tiếp với động cơ rotor ngắn
mạch.Nếu lới điện yếu thì dùng động cơ rotor dây quấn,mở máy gián tiếp
qua điện trở mở máy .Trong cả hai trờng hợp thì momen mở máy không nhỏ
hơn 0,4M
đm
và momen cực đại không quá 1,5M
đm
.
Máy nén có năng suất lớn hơn 20m
3
/ph thờng kéo bằng động cơ không
đồng bộ .Trờng hợp này cần momen mở máy không dới 0,4M
đm
và momen
khi kéo vào đồng bộ không dới 0,6M
đm
.Động cơ đồng bộ kéo máy nén
pittong thờng đóng trực tiếp vào lới.
Máy nén tua bin (turbocompressor)cũng dùng động cơ đồng bộ để truyền

động .Nếu công suất lớn (vài ngàn kW)thì mở máy qua cuộn kháng hoặc
biến áp tự ngẫu .Điện áp mở máy ban đầu đặt vào động cơ khoảng 0,64U
đm
.
Tính công suất động cơ truyền động máy nén có thể theo công thức

2102600
ai
tdk
LL
Q
kP
+
ì
ì
=

[kW]
Trong đó: Q-năng suất máy nén [m
3
/ph]

k

-hiệu suất máy nén ,
k

=0,5
ữ
0,8;

td
à
-hiệu suất bộ truyền;truyền đai thì
td
à
=0,85
10
L
i
,L
a
-công nén đẳng nhiệt và đoạn nhiệt (kGm)
k-hệ số dự trữ,k=1,1
ữ
1,15
Cũng có thể chọn công suất động cơ theo công thức

6,81
Qz
kP =
[kW]
Trong đó:z-hệ số
Đại
áp suất cuối (là áp suất máy nén +1at) (at)
3 4 5 6 7 8 9 10
L
i
11.000 13.900 16.100 17.900 19.500 20.800 22.000 23000
L

a
12.900 17.100 20.500 23.500 26.100 28.600 30.700 32.700
Z 200 260 300 345 360 410 440 464
1.3 tự động khống chế máy nén [1]
Để đảm bảo cấp khí nén hợp lí cho các thiết bị tiêu dùng máy nén phải
đợc tự động khống chế nhằm thoả mãn 2 điều kiện chính :
- Đảm bảo lu động tiêu thụ
- Đảm bảo áp suất khí yêu cầu, thờng giới hạn ( 8-10 %) áp suất yêu
cầu. Ngoài ra khí nén còn phải đợc đảm bảo về chất lợng nh độ ẩm, sạch
theo yêu cầu riêng.
Máy nén khí thờng kèm theo các bộ lọc và bình chứa khí với mục đích :
- Điều hoà lu lợng, áp suất, khử các xung áp trong kênh tiêu thụ đối
với máy nén piston.
- Làm việc dễ dàng việc điều chỉnh giới hạn cực đại hoặc cực tiểu của
áp suất, hạn chế tới giá trị có thể của tần suất mở máy động cơ lai.
- Tránh các sụt áp đột ngột của khí khi có tiêu thụ đột ngột trong một
thời gian ngắn ( nh phanh khí nén, chuyển động của kích khí có piston lớn
) .
11
- Làm mát khí nén và ngng tụ hơi nớc, tạp chất
Đối với thiết bị dới 10KW ngời ta thờng dùng tiếp điểm áp khí đảm
bảo dừng động cơ khi bình chứa áp suất (đặt) cực đại và chạy lại động cơ khi
áp suất đặt cực tiểu.
Tiếp điểm áp khí sẽ đóng cắt công tắc tơ cấp điện cho động cơ kéo
máy nén. Một bình trung gian đợc lắp trên dờng ống dẫn khí và có thể tích đ-
ợc tính toán sao cho 5-6s đầu động cơ đạt tốc độ bình thờng mà không có áp
suất, tránh mở máy có áp suất. Một đầu xả gắn với tếp điểm áp khí sẽ đảm
bảo xả khí trong bình phụ vào khí quyển khi động cơ dừng, van bi một chiều
khi đó sẽ đóng kín do vậy khi động cơ chạy lại thì không có áp suất đặt vào
máy nén khi mới mở máy. Khi công tắc tơ đóng thì đầu xảcũng đóng, khí

điều hành tiếp điểm áp khí lấy từ bình chứa, thờng tiếp điểm áp khí đóng
mạch cho động cơ khi p 9-10 bar và ngắt mạch động cơ khi p 2-3 bar.
Đối với thiết bị trên 10KW ngời ta thờng dùng cơ cấu điện khí, khi áp
kế đạt giá trị cực đại, tiếp điểm áp kế mở ra và động cơ dừng. Bình thờng van
điện không hút và đờng xả khí đóng kín. Khi áp suất giảm tới giá trị cực tiểu,
tiếp điểm áp kế sẽ đóng lại do lực lò xo điều chỉnh áp suất. Động cơ mở máy
kéo máy nén . Van điện đợc cấp điện 5-6s để mở cửa xả, giảm tải cho động
cơ khi mở máy.
1.4 cấu trúc tổng quát của hệ thống khí nén sử dụng
máy nén piston
+Trục khuỷu
Nối các tay biên 2 nối với pit tông 3 chuyển dộng trong xi lanh 4.Các
khớp nối này phảI đợc bôi trơn bằng dầu nhờn .áp suất bôi trơn thông thờng
tạo ra bằng bơm độc lập.
+Các-te của máy nén đồng thời là bệ máy
-áp suất nớc làm mát
P
nớc vào
:đo áp suất (đo3)
Tín hiệu đo áp suất dùng để báo động áp suất nớc làm mát máy nén
12
-Đầu ra của nớc làm mát :đo nhiệt độ nớc làm mát (đo2) :báo trạng thái bình
thờng hoặc báo cao.
-Ap suất dầu bôi trơn (đo1) là thông số điều khiển máy nén quan trọng
nhất.Thông thờng nó đợc thiết kế đo ở các mức:
-Cho phép hoạt động
-Dừng máy nén
Đồng thời các tín hiệu này đợc đa đến để báo động
+Các đầu ra (cửa đẩy của pittong) thờng đợc nối bởi van một chiều. Trong
quá trình hoạt động cửa đẩy của máy nén có hai thông số cần đợc bảo vệ:

- áp suất lớn nhất
- bảo vệ nhiệt độ đầu đẩy
+Đo đầu góp chung (đo6) hai thông số
- áp suất
- nhiệt độ
Đa đến mức điều khiển và báo động
+Đo 4 :đo mức và nhiệt độ dầu nhờn ở các te.Tín hiệu này dùng để chỉ báo
và báo động trạng thái của dầu trong các-te
+Trớc khi nạp khí nén vào bình khí .Khi máy nén hoạt động các van y1 và y2
lắp song song với nhau làm hai chức năng cơ bản trong hệ thống khí nén:
- Trong thời gian khởi động ,các cuộn hút đợc cấp điện để nối đầu góp
chung với máy tính bên ngoài để giảm tải cho máy nén (8 đến 20
giây)
- Giai đoạn đầu của quá trình khởi động máy nén mở hai van ra nhằm
thổi nớc trong đờng khí ra ngoài.
+Bình khí nén (chai gió) :Phải đợc cấp chứng chỉ.
chơng II:
thiết kế hệ thống điều khiển khởi
13
động động cơ trong hệ
thống máy nén khí nhiều máy nén
2.1 Giới thiệu chung về hệ thống máy nén khí
Hiện nay do yêu cầu kích thớc gọn nhẹ, độ tin cậy cao nên tự động hoá là
xu hớng phát triển chung trong thực tế chế tạo và vận hành máy nén. Trong
các hệ thống máy nén khí, tự động hoá nhằm đạt đợc các mục đích và yêu
cầu sau đây :
- Giảm bớt hoặc giảm hẳn sự phục vụ của con ngời đối với hoạt động
của hệ thống.
- Nâng cao tính kinh tế, tính an toàn, độ tin cậy và tuổi thọ của hệ
thống.

Việc tự động hoá hệ thống máy nén khí đợc chia thành các nhóm, tuỳ
theo nhiệm vụ và chức năng của các thiết bị nh sau :
1. Tự động kiểm tra, báo hiệu khi hệ thống gặp sự cố
2. Tự động điều chỉnh, duy trì mức khí nén cần thiết
3. Tự động bảo vệ hệ thống
4. Tự động điều khiển các chức năng liên quan.
Dựa trên các tiêu chí trên ta xây dựng một hệ thống máy nén khí gồm 3
máy nén với yêu cầu duy trì mức khí nén đủ cung cấp cho các hộ tiêu thụ
khi nhu cầu sử dụng có sự thay đổi liên tục hoặc không liên tục.
Dới đây là sơ đồ mạch động lực của hệ thống máy nén khí gồm 3
máy nén .Việc đo các thông số của các máy nén đợc đo bằng các đồng
hồ,cảm biến đặt trên máy nén và các đờng dẫn khí .Để phục vụ cho việc
14
giám sát các thông số đợc đo này đợc biến đổi thành tín hiệu đa đến các
thiết bị điều khiển logic khả trình nh PLC.
2.2 Sơ đồ hệ thống điều khiển khởi động động cơ lai trong hệ thống máy
nén gồm ba máy nén (động cơ khởi động sao/tam giác)
2.2.1 sơ đồ động lực
*Giới thiệu phần tử:
- AT1,AT2,AT3 :Aptomat
- M1,M2,M3 :động cơ lai máy nén
- K1,K2,K3,K4,K5,K6,K7,K8,K9 :tiếp điểm công-tắc-tơ sử dụng trong
khởi động động cơ lai máy nén
- K10,K11,K12 ,C1,C2,C3 :tiếp điểm công-tắc-tơ cấp nguồn cho đèn
báo
- Đ1 :đèn báo máy một đợc cấp nguồn
- Đ2 :đèn báo máy hai đợc cấp nguồn
- Đ3 :đèn báo máy ba đợc cấp nguồn
- Đ4 :đèn báo cần một máy hoạt động
- Đ5 :đèn báo cần hai máy hoạt động

- Đ6 :đèn báo cần ba máy hoạt động
2.2.2 sơ đồ điều khiển
chơng III:
chơng trình điều khiển bằng plc
15
3.1 Giới thiệu chung [3]
PLC ,viết tắt của Programmable Logic Control ,là thiết bị điều khiển
logic lập trình đợc,hay khả trình ,cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán
điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình.
Từ khi PLC ra đời nó đã đem lại nhiều thuận tiện và làm cho thao tác
máy trở nên nhanh nhẹn, dễ dàng và tin cậy, nó đã từng bớc phát triển tiếp
cận theo các nhu cầu của sự phát triển công nghệ. Trong thiết bị chấp hành
có thể đợc nối trực tiếp với PLC. Chơng trình chỉ ra các phơng thức hoạt
động đợc viết trực tiếp vào bộ nhớ. Khi có sự thay đổi nào đó trong cấu trúc
điều khiển ta chỉ cần thay đổi chơng trình trong bộ nhớ.
S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens
(Cộng hoà liên bang Đức),có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở
rộng.Các modul này đợc sử dụng cho nhiều những ứng dụng lập trình khác
nhau.
Trong bài thiết kế này ta sẽ sử dụng phơng pháp hình thang (Ladder
Logic viết tắt thành LAD) để lập trình cho S7-200
LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ.Những thành phần cơ bản
dùng trong LAD tơng ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơ-
le.Mạng LAD là đờng nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện ,đi từ đờng
nguồn bên tráI sang đờng nguồn bên phải.Đờng nguồn bên trái là dây
nóng ,đờng nguồn bên phảI là dây trung hoà (neutral ) hay là đờng trở về
nguồn cấp.Dòng điện chạy từ trái qua các tiếp điểm đóng đến các cuộn dây
hoặc trở về bên phải nguồn.
3.2 Chơng trình điều khiển
3.2.1 Khối thuật toán xác định số lợng máy nén đang hoạt động

Chức năng : Xác định số máy nén đang hoạt động trong trạm nén
Sơ đồ khối :
16
+ Tín hiệu vào của khối
a
1
, a
2
, a
3
: Lấy từ tiếp điểm phụ của contactor cấp nguồn cho các động
cơ
a
1
= 1 : Máy nén 1 đã đợc cấp nguồn hoạt động
a
1
= 0 : Máy nén 1 cha đợc cấp nguồn hoạt động
a
2
= 1 : Máy nén 2 đã đợc cấp nguồn hoạt động
a
2
= 0 : Máy nén 2 cha đợc cấp nguồn hoạt động
a
3
= 1 : Máy nén 3 đã đợc cấp nguồn hoạt động
a
3
= 0 : Máy nén 3 cha đợc cấp nguồn hoạt động

+ Tín hiệu ra của khối :các tín hiệu này sẽ đợc đa tới công-tắc-tơ có
tiếp điểm cấp điện cho đèn báo
b
1
= 1 : Có 1 máy đang hoạt động
b
1
= 0 : Có số máy đang hoạt động khác 1 máy
b
2
= 1 : Có 2 máy đang hoạt động
b
2
= 0 : Có số máy đang hoạt động khác 2 máy
b
3
= 1 : Có 3 máy đang hoạt động
b
3
= 0 : Có số máy đang hoạt động khác 3 máy
Từ các điều kiện trên ta có bảng sự thật sau :
a
1
a
2
a
3
b
1
b

2
b
3
0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 0
0 1 1 0 1 0
17
b
1
b
2
b
3
a
1
a
2
a
3
1 0 0 1 0 0
1 0 1 0 1 0
1 1 0 0 1 0
1 1 1 0 0 1
Hình 3.6 : Bảng sự thật
Từ bảng sự thật ta có các phơng trình trạng thái sau:
3213213211
. aaaaaaaaab
++=
(2-1)

3213213212
aaaaaaaaab
++=
(2-2)
3213
aaab =
(2-3)
3.2.2. Khối thuật toán xác định số lợng máy nén cần thiết
Trạm khí nén gồm 3 máy nén, trạng thái hoạt động của các máy nén
này phụ thuộc vào mức độ của các hộ sử dụng yêu cầu cung cấp. Trong một
số trờng hợp, nh tất cả các hộ sử dụng cùng lúc, hoặc hình thành thêm hộ sử
dụng thì một máy nén chạy là không đủ đòi hỏi phải có thêm các máy nén
khác cùng hoạt động, them chícả ba máy đều hoạt động cung lúc mới có thể
đáp ứng đợc theo yêu cầu của hộ sử dụng.
Ta sẽ xây dựng thuật toán khối để giải quyết bài toán trên
Ngỡng tác động quyết định chạy số máy nén cần thiết là một, hai hoặc
cả ba máy nén cùng một lúc.
P
max
0,9p
0,8p
0,7p
18
Trong bình cao áp, nếu áp suất tụt xuống mức 0,9P thì tín hiệu tác
động khởi động cho một máy chạy, nếu áp suất trong bình vẫn giảm xuống
mức 0.8p thì tín hiệu thứ hai tác động khởi động cho một máy nữa cùng
chạy. vì một lí do nào đó áp suất vẫn tụt và xuống tới mức 0,7P thì lệnh điều
khiển tác động khởi động tiếp cho máy thứ ba cùng hoạt động. Sau khi áp
suất trong bình tăng tới 0,8P thì lệnh điều khiển tác động dừng máy thứ ba.
Sau khi áp suất trong bình tăng tới 0,9P thì vẫn để hai máy còn lại tiếp tục

hoạt động chơtí khi áp suất trong bình đạt mức Pmax thì dừng cả hai máy
còn lại
Sơ đồ khối :
+ Tín hiệu vào của khối
d
1
, d
2
, d
3
là ngỡng tác động quyết định số máy nén hoạt động
d
1
= 1: Tín hiệu tác động khi áp suất bình cao áp giảm còn 0,9P
đm
d
1
= 0: Không có tín hiệu tác động khi áp suất bình cao áp giảm còn
0,9P
đm
d
2
= 1: Tín hiệu tác động khi áp suất bình cao áp giảm còn 0,8 P
đm
d
2
= 0: Không có tín hiệu tác động khi áp suất bình cao áp giảm còn
0,8P
đm
19

c
1
c
2
c
3
b
1
b
2
b
3
d
1
d
2
d
3
d
3
= 1: Tín hiệu tác động khi áp suất bình cao áp giảm còn 0,7 P
đm
d
3
= 0: Không có tín hiệu tác động khi áp suất bình cao áp giảm còn
0,7P
đm
b
1
, b

2
, b
3
số lợng máy nén đang hoạt động là 1,2 và 3 máy
C
1
= 1: Tín hiệu trạm nén khí cần thiết là 1 máy nén
C
1
= 0: Tín hiệu trạm nén khí cần thiết số lợng khác 1 máy nén
C
2
= 1: Tín hiệu trạm nén khí cần thiét là 2 máy nén
C
2
= 0: Tín hiệu trạm nén khí cần thiết là khác 2 máy nén
C
3
= 1: Tín hiệu trạm nén khí cần thiết số lợng khác 3 máy
+ Phơng trình xác định số lợng máy nén cần thiết là 1 máy không kể
máy nén nào
- Nếu áp suất bình cao áp giảm còn 0,9 P
đm
, yêu cầu hoạt động là 1
máy nén thì phơng trình thuật toán chứa những thành phần sau:
b
1
d
1
(3-4)

- Có một máy nén đang hoạt động và không có hiện tợng sụt giảm áp
suất còn 0,8 P
đm
thì phơng trình thuật toán chứa những thành phần sau
22db
Vậy phơng trình xác định số lợng máy nén cần thiết là 1 máy
22111 dbdbc +=
(3-5)
+ Phơng trình xác định số lợng máy nén cần thiết là 2 máy nén không
kể máy nén nào.
- Nếu đang có một máy nén hoạt động khi áp suất giảm còn 0,9 P
đm
nhng áp suất tiếp tục giảm xuống còn 0,8 P
đm
thì phơng trình thuận toán sẽ
chứa những thành phần sau
b
2
d
2
(3-6)
- Có hai máy nén đang hoạt động và không có hiện tợng áp suất sụt
giảm xuống còn 0,7 P
đm
thì phơng trình thuật toán chứa những thành phần
sau:
20
33db
(3-7)
Vậy phơng trình xác định số lợng máy nén hoạt động cần thiết là 2

máy nén nh sau:
33222 dbdbc +=
(3-8)
+ Phơng trình xác định, số lợng máy nén cần thiết là 3 máy không kể
máy nén nào
- Nếu trạm nén khí đang có hai máy nén hoạt động mà có hiện tợng áp
suất trong bình cao áp vẫn sụt giảm còn 0,7 P
đm
thì phơng trình thuật toán
chứa những thành thành phần sau:
b
3
d
3
(3-9)
Vậy phơng trình xác định số lợng máy nén cần thiết là 3 máy nh sau:
c
3
= b
3
d
3
(3-10)
3.2.3 Một số đầu vào
- Ap suất dầu bôi trơn máy nén 1: e1 >I0.1
- Ap suất dầu bôi trơn máy nén 2: e2 >I0.4
- Ap suất dầu bôi trơn máy nén 3: e3 >I0.7
- Nhiệt độ đầu đẩy máy nén 1 :f1 >I0.2
- Nhiệt độ đầu đẩy máy nén 2 :f2 >I0.5
- Nhiệt độ đầu đẩy máy nén 3 :f3 >I1.0

3.2.4 Chơng trình điều khiển
21
22

23

24


25