thiết kế trạm bán xăng dầu tự động

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 thong 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 phân phối sản phẩm tới người
tiêu dùng là rất cần thiết. Trên cơ sở đó, chúng em đã chọn đề tài “ Thiết kế trạm bán xăng tự
động ”. Sau một thời gian được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Hà Văn Phương và các thầy
cô trong bộ môn Tự động hoá, báo cáo của chúng em đã hoàn thiện. Do thời gian đề tài ngắn và
khả năng còn hạn chế, chắc chắn báo cáo của chúng em 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.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
MỤC LỤC
PHẦN I : Trình bày tổng quan về công nghệ hẹ thống trạm bán xăng tự động
PHẦN II:Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống...........................................................................
........................................................................................................................................................
PHẦN III:Liệt kê các cảm biến có trong hệ thống....................................................................
PHẦN IV:Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống....................................................
PHẦN V:Trình bày về loại cảm biến lựa chọn..........................................................................
PHẦN VI:Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến và tính toán, xử lý, đo tín hiệu đầu ra của cảm
biến để tác động đến các đối tượng điều khiển.........................................................................
PHẦN VII:Đánh giá về sai số của hệ thống...............................................................................


PHẦN I: YÊU CẦU TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ
1.1/Giới thiệu chung về trạm bán xăng dầu tự động
Xăng dầu là sản phẩm có vai trò rất quan trọng trong tất cả các lĩnh vực sản xuất và đời

sống xã hội. Việc đưa sản phẩn tới người tiêu dùng một cách ngắn nhất và hiệu quả nhất sẽ
giúp cắt giảm được những khoản chi nhất định thật sự cần thiết cho các doanh nghiệp cũng
như sự tiện lợi cho người tiêu dùng về mặt thời gian .
Với cơ sở hạ tầng và công nghệ hiện đại, thì mô hình này đã trở thành một phương thức bán
hàng có nhiều ưu thế vượt trội. Những trạm bơm xăng tự động đã và đang trở thành một phần tất
yếu của cuộc sống.những trạm bơm xăng dầu tự động giúp tiết kiệm chi phí thuê nhân công qua

đó có thể giảm giá bán lẻ nhiên liệu, Đơn giản hóa việc đổ nhiên liệu và thanh toán (có thể bằng
tiền mặt, thẻ xăng trả trước, thẻ tín dụng…),Tránh tình trạng gian lận số lượng nhiên liệu với hóa
đơn đầy đủ, rõ ràng.

Giải pháp sử dụng các cảm biến để xác định và nhận diện giá trị tiền mặt, sau thực hiện
quá trình bơm xăng và xuất ra mức xăng tương ứng cho khách hàng với sự hỗ trợ của các
cảm biến , tất cả đều tự động hóa một cách tối đa ,không cần bất kì sự hỗ trợ nào của nhân
viên ...
1.2/ Chế độ bán xăng dầu tự động .
Chế độ bán xăng dầu tự động là chế độ vận hành trực tiếp tại trạm bán xăng dầu tự động , tín
hiệu đầu vào được xử lý tự động có điều kiện cho trước , hệ thống sẽ tự động xuất lượng sản
phẩm tương ứng và ngừng , chờ khách hàng nhận sản phẩm, sau đó quay lại trạng thái ban đầu.
1.3/ Giới thiệu bán xăng dầu tự động hiện tại:
1.3.1/ Sơ đồ bán hàng:

Khách
hàng chọn
cột nhiên
liệu cần
mua

Khách hàng
chọn

phương
thức thanh
toán

Khách
hàng
thanh
toán

tr

1.3.2/ Khách hàng đến trạm đổ nhiên liệu:

Khách
hàng nhấn
nút Open
trên cây
xăng

Khách
hàng bơm
nhiên liệu

Kết thúc
bán hàng


Khách hàng cần chọn đúng cây nhiên liệu mình cần mua , ở từng cây đã ghi rõ loại nhiên liệu ,
đơn giá, sẽ có 5 nhiên liệu chính lần lượt ở 5 cây là : RON 92-II, RON 95-II, E5 RON 92-II, DO 0,05S,
Dầu hoả.

Khách hàng thanh toán bằng cách sử dụng tiền nhét vào khe nhận tiền trong trên cây ( sử dụng
đúng các mệnh giá mà cây có thể đáp ứng : 10000đ,20000đ,50000đ,100000đ,500000đ) hoặc sử
dụng thẻ mua xăng của công ty. Khách hàng nhấn Open để xác nhận số tiền thanh toán, sau đó
khách hàng nhận nhiên liệu . Kết thúc mua hàng
1.3.3/ Khách hàng trước khi rời trạm:
Khách hàng đảm bảo đặt lại vòi bơm nhiên liệu đúng nơi quy định,đảm bảo an toàn cháy nổ
trước khi rời trạm .
1.4/ Hệ thống công nghệ :
- Hệ thống điện động lực, điện điều khiển, điện chiếu sáng
- Hệ thống tự động hóa điều khiển, thiết bị van, máy bơm, bộ xử số liệu trước khi xuất nhiên liệu
1.5/ Khu vực làm việc:
- Vị trí để xe mua nhiên liệu
- Khu vực đặt cây bơm
- Khu bể trụ chứa xăng dầu và hệ thống công nghệ xuất nhập xăng dầu
- Khu hệ thống công nghệ xuất nhập
- Hệ thống PCCC
- Sơ đồ công xuất nhiên liệu, sơ đồ phân phối điện, phương án phòng cháy chữa cháy, sơ đồ
PCCC có đầy đủ dụng cụ.
PHẦN II: MÔ TẢ NGUYÊN LÍ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG
2.1/Các yêu cầu về hệ thống.
Các mục tiêu kinh tế - kỹ thuật mà hệ thống Tự động hoá bán xăng, dầu phải đạt được là:
• Hệ thống có độ an toàn, tin cậy cao để phục vụ liên tục và ổn định cho người mua.
• 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 bán 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 bán 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, tính toán 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 trạm trong quá trình hiện đại hoá.

2.2/ Nguyên lí vận hành của hệ thống.

Hình 1:Tổng quan thiết bị

Hình 2:sơ đồ nguyên lý


2.2.1/Nguyên lí hoạt động:
Sau khi thanh toán bộ vi xử lí sẽ xác định được số lít xăng (hoặc số xung) tương ứng với số tiền
thanh toán . Tiếp theo, khách hàng bấm Open van điện từ được cấp điện mở van động cơ xoay
chiều hoạt động khi đó áp suất trong hệ thống tăng lên nhờ van áp suất xả áp để giữ cho áp suất ở
một giá trị xác định.
Khách hàng sử dụng vòi bơm và nhấn tay cò để bơm xăng khi đó đĩa xung sẽ bị công tơ thể tích
tác động làm quay và mạch vi xử lí sẽ đếm số xung nhận được.
Đến giá trị xung được định trước mạch vi xử lí sẽ ngắt nguồn cấp vào van điện từ làm van điện
từ đóng lại đồng thời động cơ xoay chiều cũng ngừng hoạt động.
Cảm biến lưu lượng: Trong trường hợp tốc độ dòng chảy không ổn định sẽ báo lỗi lên mạch vi
xử lí sẽ dừng toàn bộ hệ thống và báo lỗi lên công ty.

Cảm biến nhiệt độ: Khi cấp điện vào đầu cảm biến, cảm biến sẽ theo dõi nhiệt độ bằng thiết bị
hiển thị nhiệt độ. Khi nhiệt độ vượt mức cho phép, thiết bị hiện thị nhiệt độ sẽ phát ra tín hiệu.
Tín hiệu đó sẽ gửi lại vào tín hiệu điều khiển PLC S7-300. PLC S7-300 sẽ hiển thị ra màn hình
và báo lỗi để nhân viên công ty đến trạm theo dõi và kiểm tra.

Cảm biến đo mức: Khi cấp điện vào đầu cảm biến, cảm biến sẽ theo dõi mức nước bằng thiết bị
hiển thị mức nước. Khi mức nước vượt mức cho phép, thiết bị hiện thị mức sẽ phát ra tín hiệu.
Tín hiệu đó sẽ gửi lại vào tín hiệu điều khiển PLC S7-300. PLC S7-300 sẽ hiển thị ra màn hình
và báo lỗi để nhân viên công ty đến theo dõi và kiểm tra. Khi mức nhiên liệu ít hơn điều kiện
cho phép, nhân viên sẽ đi bổ sung vào bồn chứa xăng dầu.

2.2.2/Vận hành hệ thống


Sau khách hàng nhét tiền vào cây và nhấn nút Open ,bộ vi xử lý tín hiệu sẽ cho tín hiệu ra và
hiển thị trên màn hình hiển thị... khi khách hàng ấn cò ở vòi bơm, van điện từ mở đồng thời gửi
tín hiệu về mạch vi xử lý , mạch xử lí đưa tín hiệu vào bộ điều khiển xoay chiều ĐC-AC điều
khiển tốc độ động cơ , dòng nhiên liệu sẽ đi qua cảm biến lưu lượng xuất ra ngoài và thực hiện
đếm ,đồng thời cảm biến lưu lượng sẽ gửi tín hiệu trở lại mạch vi xử lý thông qua mạch khuếch
đại tín hiệu để ra tín hiệu ngừng bơm khi tín hiệu đầu ra bằng tín hiệu đầu vào .

Cấu trúc chung của hệ thống:


Hình ảnh phần động lực:

Hình ảnh phần mạch xử lý :


Cảm biến lưu lượng: Khi xăng dầu đi qua cảm biến lưu lượng, cảm biến sẽ theo dõi lưu lượng
nước nước bằng thiết bị hiển thị lưu lượng. Khi lưu lượng nước vượt mức cho phép 80 lít/ phút,
Cảm biến sẽ gửi tín hiệu về mạch vi xử lý để điều chỉnh tốc độ động cơ .
Cảm biến nhiệt độ: Khi cấp điện vào đầu cảm biến, cảm biến sẽ theo dõi nhiệt độ bằng thiết bị
hiển thị nhiệt độ. Khi nhiệt độ vượt mức cho phép, thì cảm biến đưa ra tín hiệu cảnh báo đồng

thời báo về công ty để nhân viên kiểm tra và xử lý kịp thời....
2.3/ Hệ thống thanh toán
Có 2 phương thức thanh toán bằng thẻ hoặc bằng tiền mặt:
2.3.1/ Thanh toán bằng thẻ
Máy quẹt thẻ thanh toán tự động

-

Tính tiền linh hoạt cho khách hàng.
Không cần sử dụng giao dịch bằng tiền mặt nên giám đáng kể các loại chi phí
phát sinh.
Nhanh chóng quản lý và ghi nhận thanh toán của toàn bộ khách hàng. Vì thế
công tác ghi nhận doanh thu bán hàng cũng rất nhanh.
Dễ dàng quản lý toàn bộ khách hàng từ văn phòng quản lý trung tâm.
Dễ hàng quản lý bán hàng và phân tích nhanh chóng các xu hướng bán hàng
Hệ thống này có thể sử dụng được nhiều loại thẻ khác nhau ví dụ như : Loại
thẻ RFID, Thẻ từ, thẻ chíp, thẻ mã vạch…

2.3.2/ Thanh toán bằng tiền mặt


Thông thường là loại CCD - Charge Couple Device Tương tự như cảm biến của máy ảnh số
nhưng cấp thấp hơn, Vi điều khiển sẽ phân tích vùng phản xạ của ánh sáng + tính toán khoảng
cách của các vạch sáng và tối ( Khoảng cách vạch cực ký quan trọng ) rồi giải mã ra các loại ký
tự tương ứng với tập hợp vạch nào đó và theo chuẩn mã vạch nào đó ( Mã vạch một chiều :
Code128 code39, UPC8, AEN 13 , hoặc hai chiều PDF417...)
Sau khi giải mã thành các ký tự sẽ truyền lên Host hoặc lưu vào bọ nhớ đệm của thiết bị đọc và
đợi lệnh truyền. khi có lệnh truyền tương ứng với chuẩn truyền thông nào đó RS232, Keyboard,
IR, Wireless, ... sẽ gửi dũ liệu vủa giải mã được theo yêu cầu tới nơi nhận.
Thông thường để đọc và giải mã chính xác các vạch thiết bị đọc thường có tốc độ quyét là 72

scan/sec.
khoảng cách đọc thông thường tùy thuộc vào loại tia quét. Lazzer hoặc Diod Laser, vvv....
Ngoài ra còn loại có gương phản nữa gọi là Ormni Dricctional Scanner - Quét xoay vòng - Loại
này thường đặt dưới mặt bàn và tốc độ đọc thường rất lớn.
Mã vạch cũng đã bắt đầu lạc hậu rồi ( ở nước ngoài ) người ta đang tiến tới thay thế bằng thẻ
nhận dạng sóng điện từ - RFID
PHẦN III: LIỆT KỆ CÁC CẢM BIẾN CÓ TRONG HỆ THỐNG
3.1/ Cảm biến nhiệt độ:
5 cảm biến vào 5 bồn chứa: 1 vào RON 92-II,
Dầu hoả.

3.2/ Cảm biến lưu lượng:
Đặt trong hệ thống đường ống xuất xăng.

1 vào RON 95-II, 1 vào E5 RON 92-II, 1 vào DO 0,05S, 1 vào


3.3/ Cảm biến mức:
1 vào RON 92-II,
3.4/

1 vào RON 95-II, 1 vào E5 RON 92-II, 1 vào DO 0,05S, 1 vào Dầu hoả.

cảm biến ánh sáng

PHẦN IV: Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống

Ngoài các phương pháp trên ,chúng ta có thể lựa chọn các phương án sau:
+) cảm biến mức:
Chúng ta có thể lựa chọn cảm biến siêu âm ,cảm biến đo mức phao FG – NED

bằng phương pháp áp suất thủy tĩnh LMK 809....
+) cảm biến lưu lượng:
Chúng ta có thể lựa chọn cảm biến đo lưu lượng bằng lưu lượng kế điện từ hoặc
ống co Venturi hoặc Pitot tube.
+) cảm biến ánh sáng :
Chúng ta có thể lựa chọn Quang trở CDS
PHẦN V: Trình bày về loại cảm biến lựa chọn
5.1) cảm biến nhiệt độ :
Trong hệ thống bồn chứa và hệ thống chữa cháy tự động , mỗi bồn sẽ có 1 cảm biến nhiệt độ để
theo dõi nhiệt độ nhiên liệu ,cảm biến xác định nhiệt độ trong từng cây xăng và một số cảm biến
nhiệt độ chữa cháy khi nhiệt độ tăng quá cao ( 90 độ ) sẽ cảnh báo sự cố về công ty cho nhân
viên đi kiểm tra và xử lý, ngoài ra còn tính nhiệt độ trung bình nhằm quy đổi chính xác về thể
tích chuẩn tại 15 độ.
Có thể lựa chọn một số phương án: Cặp nhiệt điện (Thermocouple – Can nhiệt), Nhiệt điện trở
(Resitance temperature detector –RTD), Điện trở oxit kim loại (PTC Thermistor và NTC
Thermistor), Cảm biến nhiệt bán dẫn, Nhiệt kế bức xạ (Hay hỏa kế).
Do dải nhiệt độ đo tương đương với nhiệt độ môi trường nên ta dùng cảm biến PT100 (thuộc loại
cảm biến nhiệt điện trở) là hợp lý. PT100 chính xác,dễ sử dụng và giá thành khá rẻ so với các
loại cảm biến khác.
a) Giới thiệu
Nhiệt kể điện trở Plantium cung cấp chính xác trên một dải nhiệt độ rộng (từ -200˚C đến
850˚C).Có nhiều loại cảm biến đạt tiêu chuẩn được các nhà sản xuất khác nhau chế tạo với các
thông số kỹ thuật khác nhau và bao bì khác nhau để thích hợp với sự ứng dụng nhất.
Không giống như cặp nhiệt điện, nó không cần dùng cáp đặc biệt để kết nối đến cảm biến.


b) Thông số kỹ thuật.
Đầu đo nhiệt độ (Sensor đo nhiệt độ)
- Hãng sản xuất: Siemens (Đức)
- Kiểu nhiệt điện trở Platinum (Pt-100).

- Điện trở ở 00C : 100 Ω.
- Hệ số nhiệt độ A = 0,00385.
- Khoảng đo từ 0 ÷ 1000C (Phù hợp yêu cầu 0-500C)
- Độ chính xác ≤ 0.140C ( Phù hợp yêu cầu sai số <1 độ ).
c) Nguyên lí làm việc của cảm biến nhiệt độ.
Nguyên lý hoạt động cảm biến nhiệt độ dựa trên mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ.
Khi nhiệt độ là 0 độ C thì điện trở là 100Ω, điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng lên và
ngược lại.
Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ là sử dụng đầu dò bằng bạch kim, không bị ăn mòn, rất nhạy với
nhiệt độ, hoạt động ổn định.
Ngoài ra, cảm biến nhiệt độ được tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu giúp hiệu suất làm việc cao,
vận hành dễ dàng và đơn giản trong lắp đặt.
d)Số lượng cảm biến nhiệt độ:
Do giá thành cảm biến nhiệt độ rất rẻ, và chống ăn mòn tốt ta nên lắp 5 cái : 1 vào RON 92-II,
RON 95-II, 1 vào E5 RON 92-II, 1 vào DO 0,05S, 1 vào Dầu hoả.

1 vào

Và 5 cảm biến trong 5 cây xăng ,một số cảm

biến chữa cháy đặt trên mái

Cảm biến mức sẽ theo dõi nhiệt độ hàng ngày và báo về máy tính chủ. Hơn nữa, các cảm biến ở
cùng 1 bồn chứa sẽ cho ta biết sự chênh lệch và sai số của nhiệt độ, nhân viên kịp thời thay thế,
lắp đặt các cảm biến nhiệt độ, đảm bảo quá trình hoạt động. Khi xảy ra sự cố, kịp thời khắc phục,
quá trình làm việc luôn được bảo đảm.

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ là sử dụng đầu dò bằng bạch kim, không bị ăn mòn, rất nhạy với
nhiệt độ, hoạt động ổn định.
Ngoài ra, cảm biến nhiệt độ được tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu giúp hiệu suất làm việc cao,

vận hành dễ dàng và đơn giản trong lắp đặt. Nó được kết nối với máy tính để hiển thị nhiệt độ
trong bồn chứa xăng.
5.2) cảm biến siêu âm đo mức
Có thể lựa chọn một số loại cảm biến sử dung các phương pháp đo mức khác nhau như: Phương
pháp thủy tĩnh, cảm biến độ dẫn, cảm biến tụ điện hay dùng sóng âm.


Để phù hợp với yêu cầu Mức đo từ 0-15m ( sai số 1cm) ta chọn cảm biến siêu âm, sử dụng cảm
biến cảm biến siêu âm mức UTG21-BE. Cảm biến báo mức kiểu siêu âm HYPERLINK
" HYPERLINK " có giá thành hợp lý, đo mức không cần tiếp xúc,cách
lắp đặt dễ dàng, ứng dụng được trong nhiều lĩnh vực thiết bị. Nó thỏa mãn các yêu cầu trong sản
xuất thương mại cũng như các ứng dụng kỹ thuật cao như ngành hàng không, vũ trụ. Không
giống như các dòng cảm biến đo mức có giới hạn khác, cảm biến kiểu siêu âm dễ dàng lắp đặt,
độ chính xác cao, cam kết thỏa mãn nhiều yêu cầu của khách hàng.
Thông số kĩ thuật:
Tổng quan về cảm biến siêu âm mức UTG21-BE:
Phạm vi: 0 ~ 20m( phù hợp với phạm vi 0-15m)
Khu vực mù: 0.2m ~ 0.8m
Độ chính xác: 0.1%
Áp suất: Chưa đầy bốn áp suất khí quyển
Hiển thị: màn hình LCD cao cấp được xây dựng hoặc khoảng cách
Nhiệt độ môi trường: -20 ℃ ~ 60 ℃
Số lượng và nguyên lý cảm biến mức:
- số lượng : Để đảm bảo cho thủ tục nhanh gọn, quá trình xuất hàng được thuận lợi ta nên lắp 5
cái vào 5 bồn chứa : 1 vào RON 92-II, 1 vào RON 95-II, 1 vào E5 RON 92-II, 1 vào DO 0,05S, 1 vào Dầu hoả
xăng dầu và báo về máy tính chủ. Khi xảy ra sự cố, kịp thời khắc phục, quá trình làm việc luôn
được bảo đảm.

- nguyên lý: dựa trên cảm biến BUT—E dựa mực chất lỏng ở bộ phận đo sẽ sinh ra mức điện
dung tương ứng , dựa vào mức điện dung này phải bộ xử lý trên bảng điện tử sẽ có tính toán và

xuất ra tín hiệu tương ứng .
5.3/ Thiết bị đo cảm biến lưu lượng Oval
a)Các đặc điểm riêng:
- 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.
b) Thông số kỹ thuật:
Tên thiết bị: GM007 - 1” Oval Gear Pulse Meter:
Đầu ra: 4-20 mA
Dải lưu lượng : 0-100 lít/ phút( Phù hợp với dải lưu lượng 0-80 lít/phút)
Độ chính xác: ± 0.5%
Độ lặp lại: ± 0.03%
Độ nhớt tối đa: 1000 cps
Mức áp suất: 150 PSI / 10 BAR
Nhiệt độ tối đa: 176 ° F / 80 ° C (Phù hợp với nhiệt độ tối đa 500C)
Dải tần số: 2,6-69,0 Hz
Trọng lượng: 1,3 kg
c) Nguyên lí hoạt động
Đồng hồ đo lưu lượng kiểu bánh răng Oval đo dòng chất lỏng bằng cách sử dụng một 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. 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….

Hình 3. Cơ cấu truyền động của 2 bánh răng oval


d/Số lượng cảm biến lưu lượng:
Để đảm bảo cho việc bơm xăng dầu,sử dụng một cảm biến đo lưu lượng trên 10 đầu ra nhiên
liệu như trên hình mô tả nguyên lý . Khi xảy ra sự cố, kịp thời khắc chảy và báo về màn hình
phục, quá trình làm việc luôn được bảo đảm.
5.4/ Van điện từ
a) Giới thiệu:
Van điện từ là thiết bị đóng mở bằng điện khi dòng điện chạy vào cuộn dây (cuộn coil) của van.
Van điện từ khá đa dạng về chủng loại, và cấu tạo của chúng cũng có sự khác biệt. Van hoạt
động nhờ điện cơ, được điều khiển bởi dòng điện thông qua tác dụng của lực điện từ. Đối với
loại van 2 cửa, cửa ra và cửa vào sẽ được đóng mở thay phiên nhau (nghĩa là cửa vào đóng thì
cửa ra mở và ngược lại), đối với van 3 cửa, 2 cửa ra sẽ được đóng mở thay phiên nhau. Một hệ
thống phức tạp có thể sử dụng nhiều van điện từ được ghép lại với nhau. Van điện từ có loại
thường đóng và thường mở, loại dùng cho nước và hơi.
b) Thông số kỹ thuật
- Đường Kính: 10A - 50A
- Thân: Đồng, Inox....
- Áp lực: 10Kgf/cm2
- Nhiệt độ: -5°C đến 180°C
- Kiểu: Lắp ren, Lắp bích …
- Điện áp: AC220V, DC 24V
- Sử dụng: Hơi, Khí, Dầu, Nước, Gas
-Nguyên lý hoạt động:
Khi có dòng điện chạy vào cuộn dây của van, phần động (lõi thép) của nam châm điện nối liền

trục với van bị hút và mở van cho xăng và dầu đi qua. Khi mất dòng điện, phần động của nam
châm bị thả ra và van bị đóng lại, xăng dầu không đi qua. Công suất tiêu thụ của cuộn dây nam
châm từ 15-25W.
c) Số lượng và vị trí lắp đặt


d) Nguyên lý hoạt động và cấu tạo:
-Cấu tạo:

Hình 2.7: Van điện từ
-Nguyên lý hoạt động:
Khi có dòng điện chạy vào cuộn dây của van, phần động (lõi thép) của nam châm điện nối liền
trục với van bị hút và mở van cho xăng và dầu đi qua. Khi mất dòng điện, phần động của nam
châm bị thả ra và van bị đóng lại, xăng dầu không đi qua. Công suất tiêu thụ của cuộn dây nam
châm từ 15-25W.
e) Số lượng van điện.

Do van điện giá thành rẻ, thay thế dễ dàng và vận hành từ xa nhanh chóng, ta nên lắp 10 cái vào
trước ống dẫn nhiên liệu ra.
5.5/ Cảm biến quang
a) Giới thiệu chung:


Là điện trở có trị số càng giảm khi được chiếu sáng càng mạnh. Điện trở tối (khi không được
chiếu sáng - ở trong bóng tối) thường trên 1M, trị số này giảm rất nhỏ có thể dưới 100 ôm khi
được chiếu sáng mạnh
b) nguyên lý hoạt động cấu tạo và kí hiệu

Nguyên lý làm việc của quang điện trở là khi ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn (có thể
là Cadmium sulfide – CdS, Cadmium selenide – CdSe) làm phát sinh các điện tử tự do,

tức sự dẫn điện tăng lên và làm giảm điện trở của chất bán dẫn. Các đặc tính điện và
độ nhạy của quang điện trở dĩ nhiên tùy thuộc vào vật liệu dùng trong chế tạo.

- Về phương diện năng lượng, ta nói ánh sáng đã cung cấp một năng lượng E=h.f để
các điện tử nhảy từ dãi hóa trị lên dãi dẫn điện. Như vậy năng lượng cần thiết h.f phải
lớn hơn năng lượng của dãi cấm.
- Vài ứng dụng của quang điện trở:
- Quang điện trở được dùng rất phổ biến trong các mạch điều khiển.
Mạch báo động:


- Khi quang điện trở được chiếu sáng (trạng thái thường trực) có điện trở nhỏ, điện thế
cổng của SCR giảm nhỏ không đủ dòng kích nên SCR ngưng. Khi nguồn sáng bị chắn,
R tăng nhanh, điện thế cổng SCR tăng làm SCR dẫn điện, dòng điện qua tải làm cho
mạch báo động hoạt động.
- Người ta cũng có thể dùng mạch như trên, với tải là một bóng đèn để có thể cháy
sáng về đêm và tắt vào ban ngày. Hoặc có thể tải là một relais để điều khiển một mạch
báo động có công suất lớn hơn.
Mạch mở điện tự động về đêm dùng điện AC:

- Ban ngày, trị số của quang điện trở nhỏ. Điện thế ở điểm A không đủ để mở Diac nên
Triac không hoạt động, đèn tắt. về đêm, quang trở tăng trị số, làm tăng điện thế ở điểm
A, thông Diac và kích Triac dẫn điện, bóng đèn sáng lên.
c) Thông S ố K ĩ Thu ật Quang Tr ở CDS C ảm Bi ến Ánh Sáng

o
o
o
o
o

o
o
o
o
o
o

Max.Voltage 250 VDC,
Max. Power: 200mW
Giá trị đỉnh Spectrum: 540 nm
Kháng ánh sáng (10Lux): 10 ~ 20 (KΩ)
kháng Dark: 2 (MΩ)
Nhiệt độ môi trường .: -30 ~ +70 o C
giá trị c (1000 | 10): 0,6
Thời gian đáp ứng (ms):
Tăng: 30ms
Giảm: 30ms
- Tên khác: LDR, Điện trở phụ thuộc Light, CdS photoresistor


5.6/ Encoder
a) Giới thiệu chung
Encoder là một thuật ngữ chỉ các bộ mã hóa vòng quay. Cấu tạo cơ bản của nó gồm
một cặp diode thu phát tín hiệu quang học từ một đĩa tròn (chuyển động tròn) hay một
thước thẳng (Chuyển động dài) có đục lỗ hay sơn tạo các điểm có khoảng cách đều.
b) Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý làm việc của bộ Encoder là khi đĩa quay, diode thu tín hiệu tắt khi đĩa ở vị trí
che khuất tín hiệu phát sáng từ diode phát và ngược lại, tạo ra một chuỗi xung báo về
bộ phận xử lý.

Encoder thường có 6 dây (hoặc 4 dây tùy loại ) bao gồm 2 dây nguồn ,2 dây tín hiệu A
và B và dây pha Z.2 dây tín hiệu A và B cho phép bạn xác định số vòng quay của động
cơ ,vận tốc và chiều quay của động cơ.

PHẦN VI: Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến và tính toán, xử lý, đo tín hiệu đầu ra
của cảm biến để tác động đến các đối tượng điều khiển
6.1) Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến

+ Cảm biến nhiệt độ :


cảm biến xác định nhiệt độ trong từng cây xăng khi nhiệt độ trong cây xăng tăng quá cao và một
số cảm biến nhiệt độ chữa cháy được lắp đặt trên mái khi nhiệt độ tăng quá cao ( 90 độ ) sẽ cảnh
báo sự cố về công ty
+ Cảm biến mức :
Để quá trình xuất hàng được thuận lợi ta nên lắp 5 cái vào 5 bồn chứa : 1 vào RON 92-II,

1 vào

RON 95-II, 1 vào E5 RON 92-II, 1 vào DO 0,05S, 1 vào Dầu hoả

+ Cảm biến lưu lượng:
Để đảm bảo cho việc bơm xăng dầu,sử dụng một cảm biến đo lưu lượng trên 10 đầu ra nhiên
liệu như trên hình mô tả nguyên lý

6.2/ Tính toán, xử lý, đo tín hiệu đầu ra của cảm biến để tác động đến các đối tượng điều
khiển
Cơ sở lý thuyết :
•

S=

S- diện tích ống
R- bán kính ống
•

V=

V- vận tốc dòng chảy(m/s)
g- gia tốc trọng trường(9.81 m/)
h-độ cao cột nước(m)
Công thức tính lưu lượng:
•

Q=S*V

Q – lưu lượng dòng chảy
S- diện tích ống
V- vận tốc dòng chảy
• a=h/10
a- Áp suất(Atm)

PHẦN VII:Đánh giá về sai số của hệ thống


+) Giới hạn: Sai số của phép đo 0.5%
+) Nguyên nhân :
-

Sai số thiết bị hệ thống
Ảnh hưởng của môi trường (nhiệt độ , áp suất,..) đến thiết bị

+) Biện pháp:
-

Sử dụng các thiết bị hiện đại
Thường xuyên bảo trì bảo dưỡng thiết bị
Hạn chế sự ảnh hưởng của môi trường

The End
.