hệ thống đo lường cảm biến trong bến xuất xăng dầu ôtô

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

bị tiên tiến, hiện đại hoá, nhằm nâng cao năng lực hoạt động và tăng cường
hệ số an toàn trong vận hành khai thác các công trình xăng dầu.
Việc ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật ở Petrolimex có vai trò đặc biệt quan
trọng trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh, đảm bảo an toàn
tuyệt đối các công trình xăng dầu, góp phần giải quyết được những khó
khăn, ách tắc trong sản xuất kinh doanh, nâng cao năng suất lao động, cải
thiện điều kiện làm việc và môi trường lao động. Các ứng dụng kỹ thuật này
đã giúp cho tập thể người lao động nhanh chóng vươn lên tiếp cận và làm
chủ công nghệ, tạo nền móng vững chắc cho Tập đoàn và các đơn vị thành
viên hội nhập, mở rộng hợp tác với các bạn hàng dầu khí lớn trên thế giới.
Nhằm giảm thiểu các thao tác thủ công, nâng cao năng suất lao động và văn
minh thương mại, tăng cường công tác an toàn phòng chống cháy nổ và bảo
vệ môi trường tại các kho, cảng xăng dầu đồng thời tránh tác động chủ quan
trong khâu xuất hàng tại các bến xuất xăng dầu, Petrolimex đã chủ trương áp
dụng đồng bộ hệ thống xuất hàng tự động tại các bến xuất xăng dầu từng
bước tự động hoá, hiện đại hoá công nghệ, đáp ứng tăng trưởng nhu cầu
xăng dầu trong cả nước.
2
1.1.2 Thời kỳ xuất nhập xăng dầu thủ công
Xuất hàng cho cho xe xi téc phải dùng máy bơm qua hệ thống vòi ống
mềm, một công nhân đứng trên sàn thao tác và một công nhân đứng trong
khu vực nhà bơm để đóng, mở van, khi hàng đầy đến cổ téc thì người
trên sàn thao tác báo hiệu, người kia sẽ đóng van lại.
Thời kỳ đó bộc lộ nhiều hạn chế, nếu hai công nhân phối hợp không
tốt sẽ dẫn đến sự cố tràn dầu”. Việc đo lường, giao nhận thủ công như
vậy có hiệu quả thấp, mất an toàn, không chính xác và dễ gây ra hiện
tượng thừa, thiếu hàng trong mỗi lần xuất. Do đó, thời gian này, ở khu
vực bảo vệ luôn phải bố trí một vài thùng phi, xô chứa để bộ phận kiểm
tra thực hiện rút ra hoặc thêm hàng vào nếu thấy thừa hoặc thiếu. Công
đoạn này kéo dài gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tới sức khoẻ người

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

bơm xăng dầu và van điện là quá trình đồng bộ khép kín tổng thể. Công
nghệ này không những giải quyết được những hạn chế trước đây, mà còn
nâng cao độ chính xác và năng suất cấp hàng. Trước đây khi xuất một xe
hàng 15-16 m3 trung bình phải mất khoảng 40-50 phút/xe, nay giảm
xuống còn 20-25 phút/xe.
Giờ đây, toàn bộ quá trình cấp hàng từ lập đơn hàng, bơm rót hàng, hoàn
thiện thủ tục đơn hàng, cho phép phương tiện rời bến đều do hệ thống tự
động hoá thực hiện mà không có bất kỳ sự can thiệp nào của con người
vào các dữ liệu ban đầu. Nếu có vấn đề không đồng bộ với dữ liệu đã
được lập trình thì quá trình xuất hàng sẽ không thể hoàn thiện được, vì
vậy, khách hàng hoàn toàn yên tâm về tính chính xác, tiện lợi và minh
bạch.Hệ thống đo lường tại các bến xuất đều được các cơ quan quản lý
Nhà nước kiểm tra, kiểm định định kỳ về độ chính xác và cấp giấy chứng
nhận theo đúng quy định. Việc bảo quản và sử dụng các thiết bị này tuân
thủ nghiêm ngặt theo các quy trình nghiệp vụ kỹ thuật.
Trong ngành công nghiệp nói chung, lĩnh vực xăng dầu nói riêng, tự động
hoá, hiện đại hoá quá trình công nghệ luôn là một trong các động lực
quan trọng, thúc đẩy công cuộc đổi mới, phát triển, tăng cường năng lực
cạnh tranh của các doanh nghiệp, các tập đoàn kinh tế, hỗ trợ cho quá
trình hội nhập kinh tế quốc tế và cải thiện môi trường làm việc của người
lao động. Công nghệ tự động hoá bến xuất xăng dầu của Tập đoàn xăng
4
dầu Việt Nam đã đạt được những thành quả nhất định, góp phần nâng cao
năng suất lao động, tăng cường công tác an toàn, phòng chống cháy nổ,
bảo vệ môi trường và minh bạch hoá quá trình giao nhận. Trong thời gian
tơi, Tập đoàn sẽ tiếp tục triển khai và hoàn thiện chương trình tự động
hoá hệ thống cửa hàng bán lẻ xăng dầu, dự án tự động hoá kho bể và dự
án quản trị nguồn lực ERP nhằm nâng cao khả năng quản trị toàn hệ
thống Petrolimex.
1.2 Giới thiệu quy trình xuất hàng của các bến xăng dầu

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

nhận chỉ số qua tấm mức và giấy kiểm định.
Khi kết thúc quá trình xuất hàng cho xe xi-téc, người tài xế với Lệnh
xuất hàng đưa cho nhân viên thao tác máy tính quản lý hàng hoá và in các
hoá đơn xuất hàng cho khách hàng, in hoá đơn với đầy đủ thông tin yêu cầu.
Nhân viên tại cổng kiểm tra thực tế tiến hành đo lại mức xăng dầu trong
từng ngăn xe so với tấm mức lưỡi gà và ghi thêm vào hóa đơn (ở phía sau
6
hoá đơn). Kẹp chì niêm phong xe đồng thời ghi số hiệu chì vào mặt sau của
hoá đơn.
Cho phép xe xi téc ra khỏi Kho.
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỆ THỐNG
2.1 Các yêu cầu đặt ra về hệ thống
Các mục tiêu kinh tế - kỹ thuật mà hệ thống Tự động hoá xuất xăng,
dầu cho xe ôtô phải đạt được là:
• Hệ thống có độ an toàn, tin cậy cao để phục vụ liên tục và ổn định
cho quá trình sản xuất.
• Hệ thống có độ chính xác cao trong đo đạc, cấp hàng giảm tỷ lệ
hao hụt tới mức thấp nhất .
• Hệ thống Tự động hoá phải đảm bảo việc xuất hàng được nhanh
chóng và thuận tiện, giảm tác động chủ quan của con người, nâng
cao năng xuất lao động. Tăng cường khả năng giám sát quá trình
xuất hàng và kiểm tra sự cố.
• Hệ thống phải lưu trữ được số liệu trong quá trình xuất hàng
(lượng thực xuất, nhiệt độ trung bình ) và kết nối được với hệ
thống thông tin quản lý giúp cho công tác quản lý chặt chẽ, chính
xác, nhanh chóng và thuận tiện.
• Hệ thống tự động hoá điều khiển động cơ bơm, điều khiển van,
đóng hàng tự động một cách chính xác theo lượng hàng đặt trước
(Vpreset)
• Hệ thống đảm bảo cho việc phát triển hệ thống về sau này được dễ

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

gây ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất tại kho và công tác PCCC
8
• Đo kiểm tra nồng độ xăng dầu khu vực thi công. Nếu nồng độ xăng
dầu vượt quá quy định cho phép thì không được đục cắt bê tong
• Bố trí đầy đủ trang thiết bị phòng cháy chữa cháy.
2.3 Các hướng giải quyết
Để xây dựng một hệ thống bến xuất xăng dầu sẽ có nhiều phương án
để thực hiện. Dưới đây ta phân tích một số phương án khả thi:
2.3.1 Phương pháp điều khiển BatchControler sử dụng thiết bị
Accuload
a) Giới thiệu hệ thống
9
Hình 2.1. Mô hình hệ thống cho 1 họng xuất
Hệ Thống vận hành hệ thống theo 3 chế độ: Tự động hoàn toàn, bán tự
động khi máy tính chủ dữ liệu hệ thống tự động hóa lỗi, mạng LAN lỗi…
khi đó số liệu tự động hóa sẽ được cập nhật lại vào cơ sở dữ liệu khi hệ
thống vận hành trở lại. Chế độ tại chỗ là việc vận hành bơm tại chỗ, hoàn
toàn không có kết nối PLC với Controllogix, các Batch controller vẫn hoạt
động, các van điều khiển vẫn đóng theo lượng đặt trước.
Đây là công nghệ điều khiển tiên tiến nhất hiện nay cho việc xuất xăng
dầu, công nghệ điều khiển mẻ (Batch controller).
10
Hệ thống bao gồm:
• Mỗi bộ Accuload điều khiển 1 cần xuất, nhận thông tin từ đầu đo
nhiệt độ, tín hiệu phát xung từ lưu lượng kế và điều khiển bơm và van
tại từng họng xuất.
• Mỗi họng xuất sẽ có 1 sensor đo nhiệt độ được lắp trên đường ống
xuất, sai số đo nhiệt độ nhỏ hơn ±0,25
0
C. Khoảng cách đi dây giữa

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,

việc hoàn chỉnh hóa đơn qua cơ sở dữ liệu có đầy đủ lượng hàng thực sự
xuất được cũng như nhiệt độ trung bình của ca lô hàng đó. Các thao tác và
hiện tự động tối đa từ khâu trước khi xuất đến khi hoàn chỉnh hóa đơn cho
khách hàng nhằm tránh các tiêu cực, phiền hà cho khách hàng, giảm thiểu
thời gian xuất.
- Các thông tin nhập trên Batch hiển thị bằng tiếng việt không dấu, thao tác
xuất hàng đơn giản, các thông tin báo lỗi sự cố hỏng nhiệt độ, xuất quá
lượng đặt, lưu tốc quá cao, quá thấp,… đều được thể hiện rõ ràng trên Batch
controller
2.3.2 Mô hình sử dụng công nghệ điều ĐK bằng PLC kết hợp với máy tính
Mô hình sử dụng PLC S7-300 của hãng Siemen
Đây là hệ điều khiển khá phổ biến và đã được dùng rất rộng rãi trong
công nghiệp vì nhưng ưu điểm của nó như tính mềm dẻo, linh hoạt, đáp ứng
được những yêu cầu về thay đổi và mở rộng quy mô sản xuất với chi phí hợp
lý.
a) Tổng quan hệ thống:
12
Hình 2.3. Mô hình giải pháp hệ thống sử dụng PLC S7-300
Bộ PLC S7-300 thu nhận thông tin từ đầu đo nhiệt độ, tín hiệu phát xung
từ lưu lượng kế và điều khiển bơm, tại từng họng xuất,điều khiển đóng mở
van điện. Tại Phòng Điều khiển, với phần mềm điều khiển SCADA, toàn bộ
thông tin về nhiệt độ thực tế, lưu lượng, bơm được chuyền về và hiển thị
trên màn hình máy tính trong thời gian thực
Máy in để in ra hóa đơn với các thông tin đầy đủ được lưu trữ trong Hệ
thống Điều khiển trung tâm bao gồm: số hóa đơn, mã khách hàng, mã số xe,
13
loại hàng, lượng thực xuất, nhiệt độ trung bình, lượng lit 15
O
C, hệ số VCF,
WCF, tỷ trọng, v.v.Phát hành hoá đơn tự động cho khách hàng.

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.

Nếu dùng phương án Bath Controller , là công nghệ điều khiển tiên
tiến nhất hiện nay cho việc xuất xăng dầu trên thế giới,có rất nhiều ưu
điểm,hệ thống đạt được độ chính xác cao,nhưng giá thành của các thiết
bị khá đắt,thích hợp cho những bến xuất lớn vị dụ như bến xuất xitec
nước mặn Đà Nẵng.Không những thế, việc tiếp cận và tìm hiểu đối với
các thiết bị này đối với chúng em là rất khó khăn.Vì vậy chúng em quyết
định lựa chọn phương án dùng bộ điều khiển khả trình PLC kết hợp với
máy tính.
Với quy mô của bến xuất xăng dầu vừa phải,có 3 họng xuất hàng, hệ
thống tự động hóa thiết kế cho bến xuất xăng dầu này sử dụng phương án
dùng bộ điều khiển khả trình PLC kết hợp vơí máy tính là rất hợp lý.Đảm
bảo độ tin cậy và chính xác cao, giá thành hợp lý,phù hợp với quy mô
của dự án. Khi cần mở rộng thêm các phân hệ đo bồn, trạm bơm, thêm hệ
thống báo cháy, việc tích hợp đơn giản.
2.5 Tính chọn thiết bị
Sau khi phân tích và lựa chọn xong giải pháp mới cho hệ thống tự động
hóa bến xuất xăng dầu cho ôtô,chúng ta tiến hành tìm hiểu và lựa chọn các
thiết bị nằm trong hệ thống này.
Các thiết bị nằm trọng hệ thống bao gồm:
+ Hệ thống bể chưa kho xăng dầu.
+ Thiết bị bơm động lực
+ Thiết bị đo lưu lượng
+ Thiết bị đo nhiệt đô
+ Van điện
15
2.5.1 Hệ thống bể chứa
a) Giới thiệu
Hệ thống có 3 bồn chứa : 1 bồn A92, 1 bồn A95 và 1 bồn dầu DO
Hình 5.1. Bể chứa xăng dầu
b)Cấu tạo bể chứa

• 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

được trong quá trình nhập, xuất, tồn chứa cũng như các hoạt động khác của
bể chứa. Dưới bộ phận khống chế áp suất dương, âm và tiếp giáp với mái bể
thường lắp bộ phận ngăn tia lửa có tác dụng ngăn tia lửa cháy ngược từ
ngoài vào bên trong bể chứa.
• Lăng phun bọt chữa cháy cỗ định: thường được lắp ở tâng tôn trên cùng của
thành bể và được nối với hệ thống bơm cố định của tổng kho. Khi xảy ra sự
cố thì dung dịch bọt sẽ được phun vào bên trong bể để phủ kín bề mặt
thoáng của xăng dầu ngăn cản sự cháy.
• Cầu thang bể: lắp bên ngoài bể bám theo thành bể, dẫn từ đáy bể tới mái bể.
Nó có tác dụng phục vụ cho viẹc đi lại trong quá trình thao tác kiểm tra, giao
nhận, bảo dưỡng
17
• Ống dẫn hướng: được nối từ mái bể xuống gần sát đáy bể có tác dụng đo,
đếm tự động và được làm bằng thép hợp kim.
• Công nghệ xuất nhập: bao gồm các đường ống và các van được gắn vào
thành bể ở tầng tôn cuối cùng và liên kết với các đường ống xuất nhập của
Tổng kho. Kích thước của nó đáp ứng với thông số xuất nhập hoạt động của
bể chứa.
• Công nghệ hút vét, xả cặn: thường được nối ở phía dưới của tầng tôn cuối
thành bể. Bên trong bể nó được nối với đường ống rà sát vị trí thấp nhất của
đáy bể chứa; bên ngoài nó có các đường ống, van nối với công nghệ hút vét
của Tổng kho.
• Hệ thống tiếp địa: là hệ thống truyền dẫn từ bể tiếp địa đảm bảo điện trở tiếp
đất nằm trong giới hạn cho phép, nó nối thông mạch với hệ thống các cột thu
lôi trên mái bể.
2.5.2 Bơm động lực
a) Giới thiệu
Thiết bị có chức năng bơm cấp sản phẩm xăng dầu từ bể chứa ra các họng
xuất.Xăng dầu là chất lỏng có độ nhớt cao,là dung môi dễ cháy nổ nên ta sử
dụng loại bơm bánh răng là thiết bị chuyên dụng trong lĩnh vực xăng dầu và hóa

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

• Idler Gear: Bánh răng dẫn động
• Bushings: Ống lót ổ trục
• Case Seal: Vòng để chèn kín
*Nguyên lý hoạt động
Hình 5.3. Nguyên lý hoạt động của bơm
Bơm thể tích có cơ cấu chấp hành ở dạng hai bánh răng ăn khớp. Các
buồng làm việc của bơm được tạo nên bằng thành thân bơm và các profin
của răng. Buồng hút nằm bên phía các răng ra khớp, buồng nén nằm bên
phía các răng vào khớp. Thể tích của buồng hút và buồng nén được thay đổi
do các răng ra khớp và vào khớp với nhau thực hiện chu kì hút và nén chất
lỏng. BBR có kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao trong khi vận hành, kích
thước nhỏ gọn, nhẹ. Áp suất dẫn từ 10 đến 100 bar, cá biệt tới 200 bar; hiệu
suất 0,87 - 0,89; hiệu suất thể tích 0,95 - 0,98; hiệu suất cơ khí 0,94; lưu
lượng bơm tới 1.000 l/phút (đối với bơm áp suất thấp). BBR thường được
trang bị van an toàn để chuyển chất lỏng từ buồng nén sang buồng hút khi
đạt tới áp suất tối đa.
2.5.3 Thiết bị đo lưu lượng Oval
a)Các đặc điểm riêng
20
+ Mức đo có thể mở rộng từ 40 đến 90% so với những mô hình đã đưa ra
trước đây. Điều đó có nghĩa là kích thước vật lý trở nên nhỏ hơn (kích thước
từ 45 đến 70)
+ Giảm tổn thất áp suất 30%,tiết kiệm chi phí năng lượng
+ Thể hiện được tổng mức dòng đã chảy qua, tốc độ dòng tức thời chảy qua,
tổng số lần reset bộ đo lưu lượng
+ Đơn giản hóa thiết kế và vật liệu mới cùng với lớp bọc bên ngoài đã tăng
tuổi thọ của thiết bị
+Có thể giao tiếp với thiết bị đo dễ dàng
+Có khoảng 17 mẫu từ kích cỡ 39 đến 65
b) Thông số kỹ thuật

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

gỉ
Thép
không
gỉ
Thép
cacbon
đặc
biệt
-JIS
-
ANSI/JPI
2,94MPa
41 10 1-60
l/h
45 10 5-
420l/h
50 20 0,03-
2
52 25 0,08-
3,8
53 25 0,15-
3,4
55 40 0,26-
14
56 50 0,6-
24
57 50 1,2-
44
58 80
0,5

%
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-

320
63 250 20-
450
4,51MPa
64 300 30-
700
1,96MPa
65 350 50-
1000
Để phù hợp với yêu cầu công nghê,dải lưu lượng bơm tối đa là khoảng 70m3/h nên
ta chọn thiết bị Oval có kích cỡ 59:
+ Đường kính ống 100mm
+ Sai số thiết bị là 0,5%
22
+ Dải đo từ 4 đến 90 m3/h
+ Áp suát cực đại : 1,96 MPa
c) Nguyên lý hoạt động:
Hình 3.4. Các vị trí của 2 oval
Bộ đo lưu lượng Oval đo dòng chất lỏng bằng cách sử dụng 1 áp lực chênh
lệch yếu để quay đôi bánh răng oval.Hai bánh răng ăn khớp bịt kín đầu vào và đầu
ra nhằm tạo ra độ chênh lệch áp lực.Khi sự định hướng của căp bánh răng oval như
vị trí 1,hình vẽ trên,bánh răng A nhận momen quay từ sự chênh lêch áp suất,bánh
răng B hủy lực xoắn,và bánh răng A lái bánh răng B như mô tả ở vị trí 2.Khi bánh
răng A quay đến vị trí như hình 3,khi hết momen quay,nhưng bánh răng B lại nhận
được momen và lái bánh răng A.Cách hoạt động luân chuyển như vậy duy trì việc
quay liên hoàn với momen quay gần như không đổi ngoại trừ điểm chết.Vị trí
4,5,6,7,8 và 9 minh họa nguyên lý này thông qua 1 vòng tròn kín liên hoàn mang
bánh răng A trở về vị trí ban đầu như vị trí 1.
Với việc quay bánh răng thiết bị có thể đo được chính xác lượng chất lỏng
trong khe hở hình lưỡi liềm hoặc đo trong khoang.Tổng số lượng chất lỏng cho 1

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

tạo bọt và thậm chí là độ gồ ghề hoặc góc tạo bởi chùm sóng với bề mặt cần đo đều
góp phần tạo những thông tin không mong muốn ở tín hiệu phản hồi. Điều cần
thiết là người sử dụng cần phải cân nhắc điều kiện hoạt động sẽ ảnh hưởng thế nào
tới sóng âm khi phát ra.
Hình 3. Sơ đồ
bố trí cảm biến
siêu âm đo mức
Những yếu tố quan trọng khác cần chú ý khi dùng bộ truyền âm gồm:
* Sóng âm-điều kiện tiên quyết của phép đo là sóng âm phải đi qua chất cần đo.
Thông thường là không khí, nếu môi trường là chân không lại không phù hợp do
trong chân không, không có đủ số phân tử khí làm giảm khả năng truyền sóng.
*Điều kiện bề mặt-bọt và những hạt bụi bẩn bám trên bề mặt của chất lỏng có thể
hấp thụ sóng âm và làm cản trở sóng phản hồi về đầu phát;
* Góc tới và góc phản xạ-sóng âm cần được phát và nhận theo đường thẳng, mặt
phản xạ cần là mặt phẳng;
* Nhiệt độ hoạt động-những phần mà siêu âm được gửi đến để đo thường làm bằng
25