Đo điều khiển và cảnh báo lưu lượng trên đường ống

Thành viên:
1.
2.
3.
4.
5.

Nguyễn Thành Luân
Thân Hồng Anh
Hoàng Huỳnh Đức
Phan Văn Linh
Đỗ Trọng Hải

1


Mục Lục

2


Chương 1: Cơ sở lý thuyết
1.1 Mục đích của đề tài

Mục đích của đề tài là: “ Đo, điều khiển và cảnh báo lưu lượng trên đường ống” ở
một ngưỡng đặt trước thông qua sự điều khiển của PLC đối với biến tần. Hệ thống
bơm dựa trên tín hiệu cảm biến lưu lượng trong đường ống đưa về.
1.2 Phương pháp đo lưu lượng
1.2.1 Khái quát

Lưu lượng chất lưu là lượng chất lưu chảy qua tiết diện ngang của ống trong

một đơn vị thời gian. Tùy theo đơn vị tính lượng chất lưu (theo thể tích hoặc theo khối
lượng) người ta phân biệt:
•
•

Lưu lượng thể tích Q tính bằng m3/s, m3/giờ,….
Lưu lượng G tính bằng kg/s, kg/giờ,…

Lưu lượng trung bình trong khoảng thời gian ∆t= t2- t1 xác định bởi biểu thức:
Qtb= hoặc Gtb=
Trong đó: ∆V, ∆m: thể tích và khối lượng chất lưu chảy qua ống trong thời gian khảo
sát.
Lưu lượng nước tức thời được tính theo công thức:
Q= hoặc G=
Để đo lưu lượng người ta dùng các lưu lượng kế, tùy thuộc vào tính chất lưu và yêu
cầu công nghệ mà người ta sử dụng các lưu lượng kế khác nhau. Nguyên lý hoạt động
của các lưu lượng kế dựa trên cơ sở:
Để trực tiếp thể tích chất lưu chảy qua công tơ trong một khoảng thời gian xác
định ∆t
• Đo vận tốc chất lưu chảy qua công tơ khi lưu lượng là hàm của vận tốc
• Đo độ giảm áp qua tiết diện thu hẹp trên dòng chảy, lưu lượng là hàm phụ
thuộc vào độ giảm áp
•

Tín hiệu đo biến đổi trực tiếp thành tín hiệu điện nhờ bộ chuyển đổi điện thích hợp.
1.2.2
1.
2.
3.
4.

5.
6.
7.

Phương pháp đo lưu lượng
Đo lưu lượng theo nguyên lý chênh áp (Differential Pressure)
Đo lưu lượng theo nguyên lý Vortex
Đo lưu lượng theo nguyên lý từ tính
Đo lưu lượng theo nguyên lý chiếm chổ ( Positive Displacement Sensor)\
Đo lưu lượng theo nguyên lý Turbine
Đo lưu lượng theo nguyên lý gia nhiệt
Đo lưu lượng theo nguyên lý Coriolis
3


1.2.3 Các cảm biến đo lưu lượng
1) Công tơ thể tích

Công tơ thể tích đo thể tích chất lưu chảy qua công tắc tơ bằng cách đếm trực tiếp
lượng thể tích đi qua buồng chứa có thể tích xác định của công tắc tơ.

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý của công cơ thể tích
Công tơ gồm hai bánh răng hình ovan 1 và 2 truyền động ăn khớp nhau. Dưới
tác động của dòng chất lỏng, bánh răng 2 quay và truyền động tới bánh răng 1 cho đến
lúc bánh răng 2 ở vị trí thẳng đứng, bánh răng 1 nằm ngang. Chất lỏng thể tích V1
được đẩy sang cửa ra và sau đó bánh răng 1 quay, quá trình tương tự lặp lại, thể tích
chất lỏng trong buồng V2 được đẩy sang cửa ra. Trong một vòng quay của công tơ thể
tích chất lỏng qua công tơ bằng 2 lần V1+ V2. Trục của một trong 2 bánh răng lien kết
với cơ cấu đém đặt ngoài công tơ.
Để đếm số vòng quay và chuyển thành tín hiệu điện, người ta dung 1 trong 3 cách sau:

-

-

Dùng một nam châm nhỏ gắn trên trục quay của công tơ. Khi nam châm đi qua
một cuộn dây đặt cố định sẽ tạo ra xung điện. đếm số xung điện theo thời gian
sẽ tính được tốc độ quay của trục công tơ.
Dùng tốc đọ kế quang
Dùng mạch đo thích hợp để đo tần số hoặc điện áp

Giới hạn công tơ loại này từ 0,01- 250 m3/h, sai số từ 0,5- 1%, tổn thất áp suất nhỏ
nhưng chất lỏng phải được lọc tốt và không gây ồn khi đo.

4


2) Công tơ tốc độ

Công tơ tuabin hướng trục như trên hình dưới đây:

Hình 1.2: Công tơ tốc độ tuabin hướng trục
1: Bộ chỉnh dòng chảy 2: Tuabin hướng trục
3: Bộ truyền bánh răng- trục vít 4: Thiết bị đếm
Bộ chỉnh dòng chảy để san phẳng dòng chảy rối và loại bỏ xoáy
Tốc độ quay của công tơ tỷ lệ với tốc độ dòng chảy:
N= k.W
Trong đó:
•
•

k: Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào cấu tạo của công tơ
W: Tốc độ dòng chảy

Lưu lượng thể tích chất lưu chảy qua công tơ:
Q= W.F= .n
Với:
•
•

F: Tiết diện dòng chảy
n: Tốc độ quay của tuabin

Nếu dung cơ cấu đếm để đếm tổng số vòng quay của công tơ trong 1 khoảng thời
gian sẽ nhận được thể tích đong chảy qua công tơ.
5


Công tơ tuabin hướng trục với đường kính tuabion từ 50-300 mm có phạm vi đo từ
50- 300 m3/h, cấp chính xác 1; 1,5
3) Lưu lượng kế điện từ

Nguyên lý hoạt động của lưu lượng kế điện từ dựa trên hiện tượng cảm biến điện
từ
Khi có chất lưu dẫn điện chảy qua ống, trong chất lưu xuất hiện một sức điện động
cảm ứng:
E= B.W.D= .Q
Trong đó:
•
•
•

•

B: Cường độ từ trường
W: Tốc độ trung bình của dòng chảy
D: Đường kính trong của ống
Q: Lưu lượng thể tích chất lưu

Khi B= h/s thì E tỷ lệ với Q
Đặc điểm:
-

-

Đo lưu lượng chất lỏng dẫn điện không nhỏ hơn 10-5- 10-6 simen/m
Đo lưu lượng không cần đo tỷ trọng của chất lỏng, các phần tử bọt khí, hạt nếu
không làm ảnh hưởng đến độ dẫn điện thì cũng không ảnh hưởng đến kết quả
đo
Với ống có đường kính từ 10- 1000 mm có thể đo lưu lượng từ 1- 2500 m3/h
với vận tốc dòng chảy từ 0,6- 10 m/s và độ chính xác 1; 2,5

Hình 1.3: Cấu tạo nguyên lý của lưu lượng kế điện từ
1,2: Điện cực 3: Ống dẫn chất lỏng 4: mV 5: Nam châm

6


4) Đo lưu lượng bằng sự thay đổi nhiệt độ

Nguyên tắc:
-

Một đầu đốt nóng làm giá trị điện trở Sensor tăng và mạch cầu là cân bằng
Khi có dòng chảy lưu chất, nhiệt độ trên Sensor sẽ giảm nên mạch cầu mất cân
bằng
Đo điện áp ngõ ra sẽ xác định được tốc độ của dòng chảy
Q= = A. = A.V
Trong đó: A: Tiết diện
V: Vận tốc dòng chảy

Hình 1.4: Cấu tạo và nguyên lý của đo lưu lượng bằng sự thay đổ nhiệt độ
5) Đo lưu lượng dựa trên sự chênh lệch áp suất
 Ống co Venturi
Phương pháp đo lưu lượng bằng ống co dựa trên định luật lien tục và phương
trình năng lượng của Bernoulli
Phương trình liên tục:
A1u1ρ= A2u2ρ
Phương trình Bernoulli:
p1+ ρ.g.h1+ . = p2+ ρ.g.h2+ .
áp dụng cho trường ống co venture:
p1+ . = p2+ .
Ở nơi diện tích ống bị thu nhỏ, vận tốc dòng chảy gia tăng. Với phương trình
năng lượng của Bernoulli, năng lượng dòng chảy là tổng năng lượng áp suất tĩnh
và động năng là một hằng số.
∆p= p1- p2= (
Lưu lượng tính theo thể tích và khối lượng được tính theo công thức sau:
7


QV= A2.u2= α.A2.. = α.k.
Qm= A2.u2.ρ= α.A2.. = α.k

→ Lưu lượng tỷ lệ với căn bậc hai của hiệu áp khi khối lượng riêng là hằng số.


Pitot tube

Nguyên tắc hoạt động:
p1+ . = p2+ .
trong đó:
•
•
•
•
•

p1: Áp suất tĩnh trong dòng chảy của lưu chất ống dẫn
p2: Áp suất dẫn trong pitot tube
v1: Vận tốc dòng chảy
v2: Vận tốc dòng chảy ở vị trí động
ρ: Khối lượng riêng của lưu chất

Lưu lượng được tính theo thể tích và khối lượng như sau:
Qv= A.v1= A.
Trong thực tế pitot tube có thể được tích hợp trong cùng một khối, bộ phận đo
tổng áp suất tĩnh và động năng với bộ phận đo áp suất tĩnh được đặt trong cùng
một thiết bị.
6) Đo lưu lượng bằng phương pháp siêu âm

Sensor siêu âm được dùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và sinh
học để đo dòng chảy. Các cảm biến loại này là thiết bị đo áp điện phát ra các
xung ngắn của song âm để xác định tần số âm thanh của dòng trong khoảng nghe

được.
Nguyên lý hoạt động dựa trên truyền song siêu âm giữa 2 điểm. Thời gian
truyền song giữa 2 điểm sẽ thay đổi ứng với tốc độ trung bình của dòng chảy.
Hay nói cách độ chênh lệch về thời gian truyền xuôi và truyền ngược tỷ lệ trực
tiếp với tốc độ dòng chảy.
Sử dụng phương pháp siêu âm có ưu điểm là đo được cả chất lỏng và chất khí,
tuy nhiên phương pháp này bị hạn chế khi chất lỏng có lẫn tạp chất rắn và không
đo được khi có các bọt khí.
→ Từ những phương pháp đo lưu lượng trên, ta chọn phương pháp đo lưu lượng
bằng cảm ứng điện từ vì phương pháp này có những ưu điểm sau:
Khoảng đo rộng và độ chính xác cao
Có thể đo được chất lỏng dơ bẩn, môi trường độc hại dơ bẩn cao
Mặt cắt của dòng chảy không bị thu hẹp bởi các ống blende hay ống phun
1.3 Tìm hiểu về PLC- S7-200
-

8


1.3.1

Khái quát về PLC

PLC là các bộ điều khiển logic khả trình, tiếng anh là: "Programmable Logic
Controller", PLC được xếp vào trong họ máy tính, được sử dụng trong các ứng dụng
công nghiệp và thương mại.
PLC đặc biệt sử dụng trong các ứng dụng hoạt động logic điều khiển chuỗi sự
kiện, duy trì biến số theo giá trị không đổi hoặc hàm cho trước.
PLC có đầy đủ chức năng và tính toán như vi xử lý, ngoài ra PLC có tích hợp
thêm một hàm chuyên dùng như bộ điều khiển PID, dịch chuyển khối dữ liệu, khối

truyền thông,…
PLC có những ưu điểm:
-

Có kích thước nhỏ, được thiết kế và tăng bền chịu được rung động, nhiệt, ẩm
và tiếng ồn, đáng tin cậy
Rẻ tiền đối với các ứng dụng điều khiển cho hệ thống phức tạp
Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi cấu trúc của mạch điều khiển
PLC có chức năng kiểm tra lỗi, chẩn đoán lỗi
Có thể nhân đôi các ứng dụng nhanh và ít tốn kém

Một PLC cơ bản gồm:
1. Bộ nguồn: cung cấp thiết bị và các module mở rộng được kết nối vào.
2. CPU: thực hiện chương trình và dữ liệu để điều khiển tự động tác vụ hoặc quá
3.
4.

5.
6.

trình.
Vùng nhớ
Các ngõ vào, ra: gồm các ngõ vào, ra số, ngõ vào ra tương tự. các ngõ dung để
quan sát tín hiệu từ bên ngoài đưa vào. Ngõ ra dung để điều khiển các thiết bị
ngoại vi trong quá trình.
Các cổng, module truyền thông: dung để nối CPU với các thiết bị khác để kết
nối thành mạng, xử lý thực hiện truyền thông giữa các trạm trong mạng
Các loại module chức năng:

Phân loại PLC

PLC được phân làm 2 loại theo phần cứng:
 PLC kiểu hộp đơn ( thường sử dụng trong các thiết bị lập trình cỡ nhỏ)
 PLC kiểu module ( gồm các module riêng cho bộ nguồn, bộ xử lý…)

CPU thường có:
-

Bộ thuật toán logic
Bộ nhớ
Bộ điều khiển
9


Cấu trúc bên trong của PLC

Hình 1.5: Cấu trúc bên trong của PLC
Một hệ thống lập trình cơ bản phải gồm có 2 phần:
 Khối xử lý trung tâm CPU
 Hệ thống giao tiếp vào ra

Trong đó:






Thiết bị đầu vào gồm các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển
Input, Output các cổng nối vào ra của PLC hay các module mở rộng
Cơ cấu chấp hành gồm các thiết bị điều khiển

Chương trình điều khiển
Khối điều khiển trung tâm gồm 3 phần: bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và hệ thống
cung cấp nguồn

10


Hình 1.6: Sơ đồ khối tổng quát CPU
Có nhiều loại bộ nhớ để người dung lựa chọn theo mục đích hay yêu cầu sử
dụng:
1. ROM: Bộ nhớ chỉ đọc không nhớ, dung lưu trữ chương trình cố định, không

thay đổi thường dung cho nhà sản xuất PLC
2. RAM: Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dung để lưu dữ liệu và chương trình
cho người sử dụng
3. EPROM: ROM lập trình có thể xóa được
4. EEPROM: electrically EPROM
 PLC S7-200 CPU- 224 AC/ DC/ RELAY

Hình 1.7: S7-200 CPU- 224
CPU được cấp nguồn 220V AC. Tích hợp 14 ngõ vào số ( mức 1 là 24V DC- mức 0 là
0V DC) và 10 ngõ ra dạng rơ-le
 Mô tả đèn báo trên S7- 200
• SF (đèn đỏ): báo hiệu khi PLC bị hỏng hóc

11


RUN (đèn xanh): báo hiệu PLC đang ở chế độ làm việc thực hiện chương
trình nạp ở trong máy

• STOP (đèn vàng): báo hiệu PLC ở chế độ dừng, không thực hiện chương
trình hiện có
• Ix.x (đèn xanh): chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Ix.x
• Qx.x (đèn xanh): chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Qx.x
 Cách đấu nối ngõ vào ra của PLC
•

Hình 1.8: Cách đấu nối S7- 200 và các module mở rộng
S7- 200 và các module vào ra được nối với nhau bằng dây nối. Hai đầu dây nối
được bảo vệ bên trong PLC và module. Chúng ta có thể kế nối PLC và module sát
nhau để bảo vệ hoàn toàn dây nối. CPU- 224 cho phép mở rộng tối đa 7 module.

12


1.3.2 Giới thiệu về các module mở rộng
1) .Module EM223 16I/ 16Q DC/ RELAY

Hình 1.9: Hình ảnh Module EM223 16I/ 16Q DC/ RELAY
Module này được gắn thông qua cáp tới CPU- 224 và sử dụng nguồn trực tiếp của
CPU
Module có 16 ngõ vào dạng số và 16 ngõ ra dạng rơ-le
Địa chỉ bắt đầu từ I2.0 cho ngõ vào và Q2.0 cho ngõ ra
2) Module EM223 4I/ 4Q DC/ RELAY

Hình 1.10: Hình ảnh Module EM223 4I/ 4Q DC/ RELAY
Module này tích hợp 4 ngõ vào dạng số và 4 ngõ ra dạng rơ-le
13

Địa chỉ bắt đầu I0.4 ở ngõ vào và Q0.4 ngõ ra

3) Module analog EM235

Hình 1.11: Hình ảnh Module analog EM235

 Đặc tính kỹ thuật.
• Số lượng ngõ vào: 3
• Số lượng ngõ ra : 1

Thông số ngõ ra:
- Điện áp:10V, độ phân giải 12 bits
- Dòng điện: 0 – 20mA, độ phân giải 11bits
Thông số ngõ vào:
14


-Điện áp tối đa 30V, độ phân giải 12 bits
-Dòng điện tối đa 32mA, độ phân giải 12bits
Giá trị số:
-32000 đến 32000 : có dấu
0 đến 32000
: không dấu
 Nguyên tắc đầu vào của MODULE ANALOG

Hình 1.12: Nguyên tắc đầu vào của MODULE ANALOG

15

 Nguyên lý đầu ra của MODULE ANALOG:

Hình 1.13: Nguyên lý đầu ra của MODULE ANALOG
Định dạng dữ liệu đầu vào.
 Dữ liệu đầu vào:
 Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (0-10V, 0-20mA):

MSD
15
14
0

3

2

Dữ liệu 12 bits

1

0

0

LSB
0
0

Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào (áp, dòng)
thành giá trị số từ 0- 32000

 Đối với dải tín hiệu đo đối xứng(Ví dụ ±10V, ±10mA):
MSB
LSB
Dữ liệu 12 bit

0

0

0

0

Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào áp, dòng thành
giá trị số từ 0 -32000/32000
 Cài đặt tầm hoạt động:
16


 Cài đặt các switch 1, 3, 5, 7, 9 cho phép thay đổi giới hạn đo của chuyển đổi.


1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Điều chỉnh độ lợi và offset
Tắt nguồn của Modul, chọn tầm ngõ và thích hợp.
Cấp nguồn cho CPU vàModul. Để cho modul ổn định trong vòng 15 phút.
Sử dụng máy phát tín hiệu, nguồn áp hoặc nguồn dòng đặt tín hiệu có giá trị
bằng 0 tới một trong những đầu nối của ngõ vào.
Đọc giá trị thu được cho CPU bằng kênh ngõ vào thích hợp.
Điều chỉnh OFFSET của máy đo điện thế cho đến khi băng 0, hoặc giá trị dữ
liệu dạng số mong muốn.
Kết nối một giá trị toàn thang tới một trong những đầu nối của ngõ vào. Đọc dữ
liệu thu được cho CPU.
Điều chỉnh GAINcủa máy đo điện thế cho đến khi bằng 32000, hoặc giá trị dữ
liệu dạng số mong muốn.
Lặp lại sự chỉnh định OFFSET và GAIN theo yêu cầu.

17


Chương 2: Thiết kế hệ thống
Trong đề tài ứng dụng PLC đo, điều khiển và cảnh báo lưu lượng trên đường ống,
chúng em áp dụng đề tài này vào trạm cấp nước của trường Đại Học Công Nghiệp Hà
Nội.

Hình 2.1: Sơ đồ khối cấp nước của toàn trường ĐHCNHN

18


Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ thống
 Nguyên tắc điều khiển trong hệ thống

Đầu ra của PLC được nối với biến tần để điều khiển biến tần và từ đây biến tần
điều khiển tốc độ động cơ.
Khi sử dụng thiết bị biến tần cho phép điều khiển một cách linh hoạt lưu lượng
và áp lực cấp vào mạng lưới theo yêu cầu tiêu thụ.
Với tín hiệu từ cảm biến lưu lượng truyền vể PLC, PLC sẽ so sánh giá trị
truyền về này với giá trị đặt để từ đó ra lệnh cho biến tần giúp thay đổi tốc độ động
cơ bằng các thay đổi tần số dòng điện đưa vào động cơ để đảm bảo lưu lượng
trong đường ống là luôn ổn định.
 Mô tả công nghệ:

Trong hệ thống ta sử dụng 1 máy bơm ba pha. Biến tần sẽ điều khiển trực tiếp
máy bơm ba pha.
Khi khởi động hệ thống nên thì máy bơm ba pha được điều khiển trực tiếp từ
biến tần sẽ khởi động chạy cho đến khi đạt được lưu lượng đặt. khi lưu lượng trên
đường ống bằng lưu lượng đặt thì biến tần sẽ giữ ổn định tốc độ động cơ của máy
bơm chính.

19


Khi tải thay đổi:
TH1: Tải tăng lên (lưu lượng trên đường ống sẽ giảm) → Muốn ổn định lưu
lượng thì biến tần sẽ điều chỉnh máy bơm ba pha chạy nhanh lên cho đến khi
bằng với lưu lượng đặt.
• TH2: Tải giảm đi (lưu lượng trên đường ống tăng lên) → Muốn ổn định lưu
lượng thì biến tần sẽ điều chỉnh tốc độ động cơ của máy bơm ba pha chạy chậm
lại cho đến khi lưu lượng trên đường ống bằng với lưu lượng đặt.
•

Hệ thống cứ hoạt động liên tục như vậy, tránh tình trạng lưu lương trên đường ống
tăng lên quá cao gây vỡ đường ống.
2.1 Lựa chọn thiết bị và giới hạn tham số
2.1.1 Cảm biến lưu lượng kế điện từ ADMAG AE
 Nguyên lý làm việc dựa trên định luật cảm ứng điện từ FARADAY
Dùng một chất lỏng dẫn điện chạy qua giữa hai cực từ của một nam châm và đo
sức điện động sinh ra trong chất lỏng thì có thể xác định được tốc độ của dòng chảy
hay lưu lượng.

Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của cảm biến lưu lượng
Nhiễu và chống nhiễu: Khi đo các chất lỏng bằng lưu lượng kế điện từ, độ chính
xác của lưu lượng kế có thể thay đổi phụ thuộc vào độ dẫn điện. Mối quan hệ giữa độ
chính xác và độ dẫn điện được miêu tả như hình dưới đây:
( Độ dẫn điện của chất lỏng phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ)

20


Hình 2.3: Mối quan hệ giữa độ chính xác và độ dẫn điện
Một nguyên nhân khác cũng dẫn đến sai lệch về độ chính xác của phép đo là ảnh
hưởng của các chất ăn mòn do trong quá trình hoạt động lâu ngày bám lên điện cực.
 Ta chọn loại cảm biến lưu lượng kế điện từ:

Hình 2.4: Lưu lượng kế điện từ
•
•
•
•
•
•

•
•
•
•
•
•
•


Thông số:
Nhà sản xuất: Flowtech (công nghệ Mỹ, SX Chinna)
Mô hình: KF700
Loại: Compact
Liệu nút điện: SS316L
Liệu lót: cao su cloropren
Lớp bảo vệ: IP65
Nhiệt độ làm việc: 65 ° C
Áp suất làm việc: 1MPa
Nguồn cung cấp: DC24V
Output: 4 - 20mA + Pulse
Input: 0-600l/p
Chất lỏng: nước, nước thải
Cách lắp đặt:

21


Hình 2.5: Khoảng cách hợp lý khi đặt lưu lượng kế điện từ

Hình 2.6: Vị trí lắp đặt hợp lí cho lưu lượng kế điện từ

2.1.2 Biến tần
 Những ưu điểm khi điều khiển tốc độ bơm bằng thiết bị biến tần
• Hạn chế được dòng điện khởi động cao
• Tiết kiệm năng lượng
• Điều khiển linh hoạt các máy bơm
• Sử dụng công nghệ điều khiển vecto
Ngoài ra còn các ưu điểm khác của thiết bị biến tần như:
• Dãy công suất rộng từ 1,1 – 400 Kw
• Tự động ngừng khi đạt tới điểm cài đặt
22


Tăng tốc nhanh giứp biến tần bắt kịp tốc độ hiện thời của động cơ,
Tự động tăng tốc giảm tốc tránh quá tải hoặc qúa điện áp khi khởi động,
Bảo vệ được động cơ khi : ngắn , mạch, mất pha lệch pha, quá tải, quá dòng,
quá nhiệt,
• Kết nối với máy tính chạy trên hệ điều hành Windows,
• Kích thước nhỏ gọn không chiếm diện tích trong nhà trạm,
• Mô men khởi động cao với chế độ tiết kiệm năng lượng,
• Dễ dàng lắp đặt vận hành,
Hiển thị các thông số của động cơ và biến tần.
1) .Chọn loại biến tần của Siemens G120
•
•
•

Hình 2.6: Biến tần G120 của Siemens
Biến tần, biến tần SiemensG120 hay bộ biến tần Siemens dùng để điều khiển tốc độ
của động cơ ba pha.
Bộ biến tần Siemens G120 là bộ biến tần loại mới, mạnh mẽ nhất trong dòng điều

khiển motor AC, công suất từ 0.25 - 250kW, Biến tần G120 có chế độ điều khiển V/f,
Vector & Torque control, tần số điều chế 4 kHz (lên đến 16 kHz), Điều khiển hồi tiếp
PID, Phần mềm cài đặt thông số và chuẩn đoán lỗi.

23


Thông số kỹ thuật của Biến tần Siemens G120
Dãy công suất biến tần
Cấp điện áp biến tần G120
Dãy công suất biến tần
Cấp điện áp biến tần G120
Dãy công suất biến tần
Cấp điện áp cho biến tần
Phạm vi điều chỉnh

0,25 kW đến 250 kW (PM 240)
3 pha x 380 ... 480V (±10%)
5,5 kW đến 90 kW (PM 250)
3 pha x 380 ... 480V (±10%)
7,5 kW đến 55 kW (PM 260)
3 pha x 500 ... 690V (±10%)
0 ... 650 Hz (điều khiển V/f)
0 ... 200 Hz (điều khiển Vector)
V/f, Vector & Torque control
4 kHz (lên đến 16 kHz)

Chế độ điều khiển
Tần số điều chế
Điều khiển hồi tiếp PID

Có khả năng giao diện

RS485/USS, PROFIBUS DP, CANopen,
Modbus, BACnet
Giao diện bên ngoài
Với máy tính qua cổng USB, BOP-2, IOP, MMC
Card, SD Card
Phần mềm cài đặt thông số và chuẩn đoán lỗi
Ứng dụng biến tần G120:
- Hệ thống quạt, bơm, máy nén
- Hệ thống máy đùn, máy trộn, máy nghiền, băng
tải
Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật của biến tần G120 Siemens
2) Máy bơm

Để chon 1 loại máy bơm phù hợp cần đảm bảo những điều kiện sau:
1. Điều quan trọng của để chọn máy bơm đầu tiên là phải biết được cần bơm bao
nhiêu lượng nước trong 1 giờ hay 1 phút.
2. Xác định chiều cao tính từ đầu bơm nước đến nới đặt bồn nước, vấn đề này
trong ngành máy bơm gọi là cột áp tương đương với bao nhiêu m..
3. Vì đường ống hút của máy bơm nước công nghiệp chỉ từ khoảng 7m đổ lại
nếu đặt máy bơm xa nguồn nước quá thì làm cho lượng nước đẩy lên rất yêu
và làm giảm tuổi thọ của máy bơm. Nếu muốn đặt máy bơm xa nguồn nước có
thể chọn máy bơm có 2 đầu nhưng nó chỉ là biện pháp tạm thới bởi vì dòng
máy bơm 2 đầu giông như các gia đình đang dùng chỉ có công suât rất nhỏ
khoảng 2-3hp còn với máy bơm công nghiệp với trường hợp trên thì nên chọ
máy bơm thả chìm trong nước ..
4. Loại dung dịch bơm nếu dung dich đó là nước sạch thì chọn máy bơm rât dể
dàng, còn nếu là loại nước thải thì phải cung cấp đó là nước thải gì có tính axit
hay bazo để nhà sản xuất chọn loại máy bơm. Trong trường hợp này thì cần

lưu ý đến nhiệt độ của dung dich vì nó ảnh hướng đên photod chóng tràn
nước...
5. Chủng loại máy bơm muồn dùng chạy bằng gì bởi vì máy bơm có thể chạy
bằng điện nhưng ở 1 số nơi không có điện người ta chạy bằng động cơ xăng
tohatsu, hay động cơ dầu diesel ..
24


6. Loại bơm chạy băng điện 220V hay 380V

→ Ta thấy trạm cấp nước của trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội cấp nước cho
các tòa nhà: A1, A2, A7,A8, A9, A10,A11, Ký túc xá. Lưu lượng cần bơm của trạm
là: Q= 1320 m3/h. Do đó ta chọn bơm : HS 350-300- 480 2/1-F-B EBQP có các thông
số sau:
- Lưu lượng Q = 1320 m3/h; Hmax = 50 m;
- Số vòng quay bánh xe công tác n=1488 vòng/phút;
- Hiệu suất làm việc 81,4%;
- Công suất tiêu thụ điện P2= 221KW;
- Trọng lượng 3680 kg;
- Chiều dài toàn phần của máy = 3.115mm;
- Chiều cao từ chân máy đến cốt máy là 410mm; đến đỉnh máy là: 1093mm;
- Chiều dài toàn phần của bệ máy là : 3200mm;
- Đường kính miệng hút D1= 350 mm;
- Đường kính miệng đẩy D2=300 mm.

Hình 2.8: Máy bơm 3 pha
25