Bơm xút trung hòa độ PH
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.59 MB, 25 trang )
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Trường: Đại học Giao Thông Vận Tải TPHCM
Khoa : Điện – Điện Tử Viễn Thông
----------oOo---------
Giảng viên hướng dẫn : TS. Lê Quang Đức
Đồ án: Bơm xút trung hòa độ PH
Nội dung đề tài :
Ổn định độ PH: Một bơm 150L/min cấp NaOH vào bồn chứa dung dịch axit
để trung hòa độ PH. Hãy điều khiển lưu lượng của bơm làm sao đ ể độ PH ổn
định bằng 0.7.
Biến tần dùng của hãng : Rockwell Automation
Page 1
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Nội Dung:
PHẦN I : MÔ HÌNH CHO HỆ THỐNG:
(1)
(4)
(2)
(3)
Hình 1: Sơ đồ hệ thống (1) Biến tần, (2) Bơm, động cơ, (3) Thùng chứa,
(4) Cảm biến độ PH.
Mô tả hệ thống:
Biến tần điều khiển bơm, bơm NAOH vào bồn chứa với tốc độ được đặt
trước 150lit/min. Cảm biến độ PH sẽ cảm biến độ PH dung dịch trong thùng chứa,
phản hồi tín hiệu về biến tần. Biến tần so sánh tín hiệu phản hồi về từ cảm biến
với giá trị PH đặt là 0,7 sẽ điều khiển bơm bơm dung dịch NAOH vào bình chứa sao
cho độ PH trong bình chứa luôn ổn định ở mức 0,7.
Cần các thiết bị:
1. Biến tần.
2. Bơm + động cơ.
3. Cảm biến PH.
4. Các thiết bị bảo vệ cho hệ thống.
PHẦN 2: Lựa chọn thiết bị:
A. Đăc tinh cua bơm
Page 2
Kỹ thuật điều khiển động cơ
• H= f(Q): là đường đặc tính của bơm. Lưu lượng càng lớn thì cột áp càng
giảm
Khi chất lỏng chuyển động trong đường ống thì sẽ có tổn thất do ma
sát của chất lỏng với đường ống( cái này do độ nhớt của chất lỏng quyết
định, chất lỏng mà có độ nhớt càng lớn thì tổn thất này càng cao). Ngoài ra
còn có tổn thất do va đập phụ thuộc chính vào góc tiếp xúc, các dòng chảy
trong bơm với bánh cánh công tác cho nên tồn tại một giá trị tốc độ hay sản
lượng mà tại đó tổn thất va đập là thấp nhất.
B.Chọn máy bơm:
Page 3
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Theo yêu cầu đề bài là bơm 150L/min. Vậy ta chọn bơm có sẵn động cơ 3
phase 2CD 120/15 (Hãng EBARA) dùng được trong môi trường hóa chất công
nghiệp có: P = 1,1 kW, lưu lượng Q = 150 l/min, bơm sẽ bơm lên được độ cao là 30m
Trang 16 catalogue “Bơm EBARA Catalogue 2005 Version 5.0.pdf”
Thông số kỹ thuật:
-
Áp suất làm việc tối đa : 8 bar. Nhiệt độ chất lỏng từ 35° – 60 °.
-
3 pha 230 – 400 V ± 10%, 50Hz. Công suất 1,1 Kw. 2 cặp cực.
Page 4
Kỹ thuật điều khiển động cơ
-
Dòng chay trên động cơ 3,3A
Kích thước - các thông số của máy bơm được thể hiện trong bảng dưới:
Bảng thông số:
B. Chọn thiết bị điện chinh:
a) Chọn biến tần:
- Do động cơ có công suất 1,1 kW nên ta chọn biến tần Power Flex 40 mã số 22BD4P0x104 của hãng Rockwell Automation
Page 5
Kỹ thuật điều khiển động cơ
- Biến tần dùng cho tải bơm quat( product overview,page 2, Tech Data)
- Các thông số của biến tần Power Flex - 40 22B-D4P0x104
Trang 4 catalogue “werFlex 40 Standard Drives Quick Start [PDF].pdf “
Model: PowerFlex 40 22B-D4P0x104
Pin = 4 kW
Pout = 1,5 kW
IOut= 4 A
Iin= 5,7 A
Uin= 380 (V)
Điện trơ ham theo khuyến cáo của biến tần:
Theo catalogue của biến tần thì ta chọn điện trở hãm AK-R2-360P500 có giá
trị là 121Ω
Page 6
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Hình : Trích từ catalogue của biến tần “Power Flex 4-40 (User Manual).pdf” Trang
78
data)
Chọn biến trơ điều tốc theo catalogue của biến tần: 100KΩ (trang 20 tech
Chọn bộ lọc cao tần: EMC Filters theo catalogue của biến tần:
Loai: 22-RF012-BS
Page 7
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Hình : Trích catalogue biến tần “Power Flex 4-40(Tech Data)” Trang 12
b) Chọn cảm biến PH:
Ta chọn cảm biến PH: WQ201 của hãng Global Water
Page 8
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Hình : Trích từ catalogue “WQ201B.pdf”
Thông số kỹ thuật của cảm biến:
-
Nguồn vào 10-30V DC.
-
Chân tín hiệu ra : 4 - 20 mA.
Page 9
Kỹ thuật điều khiển động cơ
-
Chịu được nhiệt độ: -5 +55°.
-
Cấu hình cảm biến 3 chân.
Hình : Sơ đồ đấu nối chân của cảm biến PH gồm 3 chân
Catalogue: “WQ201 pH Sensor.pdf”. Trang 25
A. Chọn các thiết bị bảo vệ:
1. Chọn cầu chì:
Page 10
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Chọn cầu chì theo hướng dẫn của biến tần (Ipuses = (1,5 ÷ 1,7). Iin inverter = 10 A). Ta
chọn cầu chì của hãng Rockwell với các thông số kỹ thuật như sau:
-
Loai CCMR model UL Class CC / CSA HRCI-MISC.
-
460V – 3 pha.
-
Dòng làm việc 11A
Hình : Bảng thông số : Trang 4 catalogue “Power Pluse Rockwell.pdf”
2. Chọn contactor:
Chọn contactor theo hướng dẫn của catalogue của biến tần :
Ta chọn contactor loai 100-C09 có các thông số kỹ thuật là:
-
I = 9A
-
3 pha 400/415V, 50Hz
-
Công suất 4 kW
Page 11
Kỹ thuật điều khiển động cơ
-
Model 100-C09 – 200 : có 2 tiếp điểm thường đóng và 2 tiếp điểm thường
mở.
Hình: Trích từ catalogue “Contactor Rockwell.pdf” Trang 1.
3. Chọn CB mạch động lực:
Chọn CB cho mach động lực của hãng LS Industrial systems có các thông số kỹ
thuật sau:
-
Model : RKP-b 3P B10
-
Dòng định mức 10A
-
Điện áp 400V AC
-
3 poles
Page 12
Kỹ thuật điều khiển động cơ
-
Dòng cắt 10 kA
Hình: trích từ catalogue “MCB_E_1101.pdf” Trang 24
4. Chọn biến áp cách ly cho mạch điều khiển:
Page 13
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Hình : Trích từ catalogue “bien ap cach ly.pdf” Trang 11
Các thông số kỹ thuật:
-
Mã số sản phẩm: ST-1000VA-BACL.
-
Điện áp vào 220V AC (1 pha)
-
Điện áp ra 220 V, Dòng 4,5A.
-
Công suất: 1kW
-
Kích thước dài x rộng x cao : 245 x 215 x 165 (mm)
-
Trọng lượng: 9 Kg.
5. Chọn CB cho mạch điều khiển:
Chọn CB cho mach điều khiển của hãng LS Industrial systems có các thông số
kỹ thuật sau:
Page 14
Kỹ thuật điều khiển động cơ
-
Model : RCBO – RKP – B6A - 06 120228RO
-
Dòng định mức 6 A
-
Điện áp 230V
-
2 poles
-
Dòng cắt 4,5 kA
Page 15
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Hình: Trích từ catalogue “MCB_E_1101.pdf” Trang 14
6. Chọn cáp cho mạch động lực:
Page 16
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Ta chọn cáp của CADIVI
Cáp có thông số kỹ thuật như sau:
-
Cáp điện lực 4 lõi loai 3 pha 1 dây trung tính.
-
Ruột đồng, ruột dẫn tròn không ép chặt theo tiêu chuẩn Vi ệt nam TCVN
6612-2000 / IEC228, cách điện XLPE, vỏ PVC.
-
Dùng để truyền tải, phân phối điện trong công nghiệp, cấp đi ện áp
600/1000V tiêu chuẩn TCVN 5935-1995 / IEC60502 , tần số 50Hz, lắp đặt cố
định
-
Nhiệt độ làm việc dài han cho phép đối với cáp là 90 OC.
-
Nhiệt độ cực đai cho phép khi ngắn mach với thời gian không quá 5 giây là
2500C
Mã SP
Lõi pha
Mặt
cắt
Danh
định
1060504
Kết
Cấu
Lõi trung tính
C/dày
C.
điện
Mặt
cắt
Danh
định
Kết
Cấu
C/dày
C.
điện
Bề
dày
vỏ
Đ.
Kính
tổng
Khối
lượng
cáp
Đ. Trở lõi
pha
Đ.Trở lõi
tr.tính
ở 20OC
ở 20OC
mm2
N0
/mm
mm
mm2
N0
/mm
Mm
mm
mm
Kg/km
Ω/km
Ω/km
10
7/1,35
0,7
6
7/1,04
0,7
1,8
17
611
1,83
3,08
Hình : Trích từ catalogue “7. cáp động lực 16 CXV 0,6-1KV.doc” Trang 7.
7. Chọn cáp cho mạch điều khiển:
Chọn cáp điều khiển của CADIVI
Page 17
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Cáp có thông số kỹ thuật như sau:
-
-
Cáp điều khiển 1 đến 30 lõi, ruột đồng,
Cách điện và vỏ bằng nhựa PVC, màn chắn đồng hoặc nhôm, giáp sợi thép,
dùng để truyền tín hiệu điều khiển, loại có màn nhôm chống nhiễu giáp sợi
thép ký hiệu là DVV/Sa/SWA
Cấp điện áp 0,6/1 kV, tần số 50Hz , lắp đặt cố định .
Nhiệt độ làm việc dài han cho phép đối với cáp là 70OC
Nhiệt độ cực đai cho phép khi ngắn mach với thời gian không quá 5 giây là
160 oC
Ruột dẫn-Conductor
Mặt cắt
Bề dày
Bề dày
Đ/kính
cách điện
ruột dẫn
Conductor dia.
Insul.
thicknes
s
Screen
thickness
màng chắn
Đ. Trở DC
ở 20OC
DC res. at
200C
danh định
Kết cấu
Nominal
area
mm2
Structure
N0/mm
mm
mm
mm
Ω/km
0,5
1/0,80
0,80
0,8
0,12 – 0,15
35,70
0,75
1/1,00
1,00
0,8
«
23,79
1,0
7/0,40
1,20
0,8
«
21,01
1,25
7/0,45
1,35
0,8
«
16,70
(Max)
Hình : Trích catalogue “6. cáp điều khiển DVV-ScSa-SWA_06-1KV.doc” Trang 4
8. Chọn đen báo, nut nhân :
Nut nhân loại lôi: QM3 của IDEC,U=220V dùng điều khiển đóng ngắt mach
điều khiển sử dụng loai có một tiếp điểm thường đóng hoặc thường mở. Sử dụng
loai thường mở cho nút start (xanh lục), loai thường đóng cho nút stop (đỏ).
Page 18
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Hình : Trích trong catalogue “nút nhấn -đen báo.pdf” Trang 4
Đen báo:
Page 19
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Hình : Trích trong catalogue “nút nhấn -đen báo.pdf” Trang 4
9. Bộ chuyển đổi AC-DC cho cảm biến:
Page 20
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Hình : Trích từ catalogue “bo nguon AC-DC.pdf”
Thông số kỹ thuật:
-
Bộ nguồn AC-DC của hãng OMROM : 635-S8JX-G015112CD
-
AC : 100 – 240 Vol
-
DC: 12 Vol
PHẦN 3: MACH ĐÔNG LƯC – MACH ĐIÊU KHIÊN – SƠ ĐÔ ĐÂU NỐI CHÂN BIÊN
TẦN:
Yêu cầu cua hệ thống:
Cấp nguồn và điều khiển máy bơm theo yêu cầu của đồ án.
Page 21
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Bảo vệ máy sản xuất và các thiết bị điện khi có sự cố.
Liệt kê các phần tư trong mạch :
1. MCB bảo vệ ngắn mach
2. Cầu chì bảo vệ ngắn mach
3. Contactor K1 đóng cắt mach động lực, điều khiển
4. EMC Filters lọc nhiêu
5. Biến tần điều khiển
6. Máy bơm sản xuất
7. Sensor Ph phản hồi tín hiệu
8. Bộ chuyển đổi AC/DC cấp nguồn cho cảm biến pH
9. Biến áp cách ly cấp nguồn cho mach điều khiển
10.Cb 1 phase bảo vệ ngắn mach phần mach điều khiển
11.Biến trở 100k ohm
12.Điện trở hãm
Page 22
Kỹ thuật điều khiển động cơ
PHẦN 4 :
THUYÊT MINH MACH ĐIÊU KHIÊN
HOẠT ĐỘNG:
+ Đóng MCB 3 phase cấp điện cho hệ thống.
+ Đóng CB 1 Phase cấp điện cho mach điều khiển.
+ Nhấn Start, cuộn dây contactor K1 có điện, tiếp điểm phụ thường hở của K1 đóng
lai duy trì cung cấp điện cho cuộn dây K1. Đồng thời, các tiếp điểm chính của K1
bên mach động lực cũng đóng lai để cấp điện cho biến tần. Đen Đ 23sang.
+ Nhấn Run/Start, động cơ bắt đầu chay, bơm xút vào bồn. Cảm bi ến PH sẽ gửi tín
hiệu về biến tần, biến tần sẽ so sánh với giá trị đặt và đi ều khi ển tốc độ b ơm xút
để ổn định độ PH trong bồn.
+ Nhấn OFF, cuộn dây Contactor K1 mất điện, tiếp điểm K1 bên mach động l ực h ở
ra, động cơ ngừng hoat động.
BẢO VỆ:
Page 23
Kỹ thuật điều khiển động cơ
+ Khi xảy ra lỗi, Rơle báo lỗi nhảy, tiếp điểm R2-R3 hở ra ,ti ếp đi ểm R1-R2 đóng
lai. Khi đó ngắt điện khỏi K1, động cơ ngừng hoat động. Đen báo lỗi ALARM
24sáng.
+ Bảo vệ ngắn mach: Khi xảy ra ngắn mach, MCB cắt ra, hệ thống ngừng hoat
động.
+ Dây PE bảo vệ chống dòng rò.
PHẦN 5: CAI ĐĂT BIÊN TẦN.
File excel
PHẦN 6: TU ĐIỆN
Chọn tủ điện của Công ty VietStar, mã hàng: 4DBMS
Hình : Trích catalogue “Catalogue Tủ Điện.pdf” trang 5
Page 24
Kỹ thuật điều khiển động cơ
Page 25
