thiết kế giám sát hệ thống bơm vận chuyển chất lỏng trên tuyến ống dài

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU.......................................................................................................4
1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................................................4
2. Mục đích của đề tài.......................................................................................................................4
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu........................................................................................4
4. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................................4
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn................................................................................................5
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG BƠM CHẤT LỎNG...........................6
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống bơm...................................................................................6
1.2. Các yêu cầu đối với giám sát hệ thống bơm vận chuyển chất lỏng trên
tuyến ống dài.........................................................................................................................................7
1.3. Sơ đồ P&ID biểu diễn các thiết bị giám sát................................................................8
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CẤU TRÚC GIÁM SÁT HỆ THỐNG BƠM VẬN
CHUYỂN CHÂT LỎNG TRÊN TUYẾN ỐNG DÀI..........................................11
2.1. Lựa chọn các thiết bị giám sát..........................................................................................11
2.2. Thiết kế điểm đặt các cảm biến cho hệ thống..........................................................15
2.3. Thiết kế mạch điện giám sát cho hệ thống................................................................17
2.4. Thiết kế tủ giám sát................................................................................................................37
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT..............................38
3.1. Xây dựng thuật toán..............................................................................................................38
3.2. Xây dựng chương trình trên PLC S7-300..................................................................39
3.3. Mô phỏng kiểm chứng..........................................................................................................45
KẾT LUẬN.............................................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................48

1


DANH MỤC CÁC HÌNH VE
Hình
1.1

2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
2.16
2.17
2.18
2.19
2.20
2.21
2.22
2.23
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7

3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13

Tên hình
Sơ đồ P&ID thu thập tín hiệu giám sát
Cảm biến đo mức bể chứa chất lỏng
Cảm biến áp suất SR1F002A00 Georgin – Pháp
Cảm biến lưu lượng Digital flow DCTT-015S
Điểm đặt thiết bị cảm biến ở bể hút
Điểm đặt thiết bị cảm biến ở mỗi bơm
Điểm đặt thiết bị cảm biến trên đường ống
Mạch cấp nguồn chính
Mạch điều khiển rơ le thứ tự pha
Mạch cấp nguồn chính cho động cơ M1
Mạch cấp nguồn chính cho động cơ M2
Mạch cấp nguồn chính cho động cơ M3
Mạch rơle trung gian cho cảm biến mức tại bể chứa
Mạch role trung gian cho cảm biến áp suất tại bơm 1
Mạch role trung gian cho cảm biến áp suất tại bơm 2
Mạch role trung gian cho cảm biến áp suất tại bơm 3
Mạch role trung gian cho cảm biến lưu lượng trên đường ống
Mạch rơ le trung gian cho các rơ le nhiệt
Mạch module đầu vào số (1/3)
Mạch module đầu vào số (2/3)
Mạch module đầu vào số (2/3)
Mạch module đầu ra (1/2)

Mạch module đầu ra (1/2)
Dãy các tủ điện giám sát
Thuật toán giám sát trạm bơm
Cấu hình trạm PLC
Bảng khai báo biến (1/2)
Bảng khai báo biến (2/2)
Chương trình PLC (1/9)
Chương trình PLC (2/9)
Chương trình PLC (3/9)
Chương trình PLC (4/9)
Chương trình PLC (5/9)
Chương trình PLC (6/9)
Chương trình PLC (7/9)
Chương trình PLC (8/9)
Chương trình PLC (9/9)

Trang
8
12
13
14
15
16
16
17
19
20
21
21
24

25
25
26
27
29
34
34
35
35
36
36
38
39
40
40
41
41
42
42
43
43
44
44
45
2


3.14

Giao diện giám sát trên phần mềm WINCC

45

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng
1.1
2.1

Tên bảng
Ý nghĩa ký hiệu các phần tử trong hệ thống bơm
Tín hiệu I/O của hệ thống

Trang
9
30

3


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Khoa học kĩ thuật đang ngày càng phát triển, các thiết bị và công nghệ tối tân
có vai trò hết sức quan trọng trong công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Trong đó quá
trình giám sát các hệ thống như trạm bơm, trạm lạnh, các cần trục cầu trục đóng
một vai trò thiết yếu trong các bộ máy hệ thống.
Từ những nhu cầu thiết yếu đó, em đã tiếp nhận đề tài của thầy PGS. TS.
Hoàng Xuân Bình về: “Thiết kế giám sát hệ thống bơm vận chuyển chất lỏng
trên tuyến ống dài” để tìm hiểu về hệ thống giám sát và thiết kế hệ thống giám sát
cho đề tài trên.
2. Mục đích của đề tài

Tìm hiểu, thiết kế hệ thống giám sát từ đó gửi các thông số yêu cầu điều khiển
cho hệ thống trạm có nhiều bơm cấp lỏng cho bồn hở trong thực tế.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu về sơ đồ P&ID thu thập tín hiệu giám sát và các trang thiết bị của
hệ thống cảm biến đo đạc.
Nghiên cứu bố trí các điểm đặt cảm biến, tủ điện và phần mềm giám sát.
b. Phạm vi nghiên cứu
Đồ án nghiên cứu để cấp nước cho một khách sạn, công xưởng hoặc trung tâm
thương mại.
4. Phương pháp nghiên cứu
Thiết lập sơ đồ P&ID thu thập tín hiệu giám sát.
Tính chọn trang bị điện giám sát cho hệ thống bơm vận chuyển chất lỏng trên
tuyến ống dài.
4


Thiết kế điểm đặt các thiết bị cảm biến cho hệ thống.
Thiết kế tủ điện báo động và phần mềm giám sát.
Xây dựng chương trình giám sát.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a. Ý nghĩa khoa học của thực tiễn
Giúp sinh viên nắm rõ nguyên lý thiết kế giám sát để có thể giám sát hệ thống
vận hành trơn tru, ổn định, bền vững.
b. Ý nghĩa thực tiễn
Giúp sinh viên hiểu sâu hơn về một hệ thống giám sát hoàn chỉnh ngoài thực
tế để phục vụ yêu cầu giám sát.
Xây dựng được một phương án giám sát cụ thể.
Tính toán và lựa chọn được các thiết bị cần thiết cho việc giám sát.

5


CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG BƠM CHẤT LỎNG
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống bơm
1.1.1. Khái niệm chung
Bơm là máy thuỷ lực dùng để hút và đẩy chất lỏng từ nơi này đến nơi khác.
Chất lỏng dịch chuyển trong đường ống nên bơm phải tăng áp suất chất lỏng ở đầu
đường ống để thắng trở lực trên đường ống và thắng hiệu áp suất ở 2 đầu đường
ống. Năng lượng bơm cấp cho chất lỏng lấy từ động cơ điện hoặc từ các nguồn
động lực khác (máy nổ, máy hơi nước…).
Điều kiện làm việc của bơm rất khác nhau (trong nhà, ngoài trời, độ ẩm, nhiệt
độ v.v…) và bơm phải chịu đc tính chất lý hoá của chất lỏng vận chuyển.
1.1.2. Hệ thống bơm vận chuyển chất lỏng trên tuyến ống dài
Hệ thống bơm tuyến ống dài có mục đích là nhằm gia tăng áp lực lưu thông
nước trong đường ống, từ đó có thể đưa được khối chất lỏng đi xa, lên cao hay điều
chỉnh áp suất để đầu ra của khối chất lỏng được như mong muốn của người thiết
kế.
Hệ thống giám sát 3 bơm mắc song song cùng đưa tới một đường ống góp
chung. Các tín hiệu cần giám sát được đo đạc và nhận biết bằng cảm biến, sau khi
cảm biến đã thu thập được các số liệu giám sát sẽ cho các tín hiệu đi qua một bộ xử
lý PLC ở đây sẽ có chương trình được lập trình sẵn để điều khiển đèn trong tủ điện
tại hiện trường. Các vị trí sơ đồ lắp đặt các thiết bị đo tùy thuộc vào yêu cầu đề xuất
ta sẽ lựa chọn các cảm biến, PLC phù hợp như cảm biến mực nước dạng phao, bộ
chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số gửi về máy tính và các thiết bị đèn báo cho
tủ điện tại vị trí hiện trường. Muốn lắp đặt ta phải thực hiện một số thao tác sau:
- Khảo sát vị trí lắp đặt cảm biến: thiết kế các điểm đo. Điểm một đo mức chất
lỏng trong két. Điểm hai đo tại cửa hút của bơm (hiển thị áp suất ngay tại hiện
6

trường), điểm ba đo áp suất tại cửa đẩy của bơm (áp suất sẽ được đưa về PLC để xử
lý và tích hợp vào máy tính), điểm bốn quy định số lượng bơm được đưa vào hoạt
động, đưa tín hiệu về hệ thống giám sát.
- Khảo sát vị trí lắp đặt tủ điện giám sát tại hiện trường: lắp đặt tủ điện báo
động tại hiện trường phải cao ráo, tủ sắt chống va đập, vị trí dễ quan sát, tránh mưa
gió và các điều kiện thời tiết, dễ dàng thay thế và bảo trì mỗi khi cần thiết.
1.2. Các yêu cầu đối với giám sát hệ thống bơm vận chuyển chất lỏng trên
tuyến ống dài
Việc giám sát hệ thống thông qua các thiết bị cảm biến, các thiết bị đo lường
và chuyển đổi tín hiệu. Về cơ bản, các thiết bị đo lường sử dụng trong hệ thống
thực hiện 2 nhiệm vụ là điều khiển và giám sát. Đối với việc giám sát, tín hiệu đo
về chỉ phục vụ hiển thị, chỉ báo các thông số quá trình, không ảnh hưởng tới chế độ
làm việc của hệ thống.
1. Giám sát nguồn điện cho trạm bơm, thông báo trạng thái của nguồn điện.
- Nguồn điện ba pha: có đủ 3 pha, điện áp các pha, thứ tự các pha
- Nguồn điện 1 pha (phòng điều khiển): điện áp nguồn một pha.
2. Giám sát tình trạng hoạt động của các trang thiết bị truyền động điện hệ
thống bơm chất lỏng trên tuyến ống dài.
- Hiển thị công suất hoạt động của từng động cơ bơm trong hệ thống
3. Giám sát lượng chất lỏng trong bể chứa chất lỏng đầu vào của hệ thống
bơm.
- Khi lượng chất lỏng trong bể chứa thấp cần thông báo để tiếp chất lỏng vào
bể hoặc dừng hệ thống bơm.
4. Giám sát lưu lượng, áp suất đầu ra của từng trạm bơm.
7


- Khi bắt đầu vận hành, bơm bắt đầu chạy mà áp suất trong ống không tăng
thì cần kiểm tra hoạt động của hệ thống.

- Khi hoạt động ổn định cần kiểm tra áp suất, lưu lượng để tăng giảm công
suất của bơm để đạt yêu cầu
5. Giám sát lưu lượng, áp suất đầu ra cuối cùng của nơi tiếp nhận nhiên liệu.
- Kiểm tra áp suất, lưu lượng cuối xem có đạt yêu cầu cung cấp nhiên liệu
1.3. Sơ đồ P&ID biểu diễn các thiết bị giám sát
Sơ đồ cấu trúc P&ID miêu tả chi tiết quá trình công nghệ kèm theo các chức
năng tiêu biểu của một hệ thống điều khiển quá trình cùng các đường liên hệ thành
phần.

Hình 1.1: Sơ đồ P&ID thu thập tín hiệu giám sát
Thuyết minh sơ đồ:
8


Về cơ bản, các thiết bị đo lường sử dụng trong hệ thống phục vụ hai nhiệm vụ
chính: giám sát và điều khiển
Giám sát: tín hiệu đo về chỉ phục vụ hiển thị, chỉ báo các thông số quá trình
(không ảnh hưởng tới chế độ làm việc của hệ thống)
Trong sơ đồ P&ID nói trên, các vị trí đo lường có các chức năng như sau:
- Tại bể hút: cần đo giá trị mức chất lỏng trong bể để phục vụ giám sát khi
mức chất lỏng xuống tới giá trị thấp
- Trong đường ống hút: Đồng hồ đo áp suất chân không để chỉ thị độ chân
không trong đường ống mà không cần thiết thu thập tín hiệu về thiết bị điều khiển
trung tâm. Tuy nhiên, trong một số trường hợp đặc biệt, cần đưa tín hiệu này về
phục vụ điều khiển. Nếu sau một khoảng thời gian trễ, bơm không có khả năng khử
áp suất âm trong đường ống hút thì cần dừng bơm.
- Trong đường ống đẩy: Cần đo giá trị áp suất trong đường ống. Các thiết bị
phục vụ cho giám sát cần được thiết đặt ở giá trị thấp hơn các tín hiệu phục vụ điều
khiển để cho phép người vận hành có thể can thiệp trước khi có lệnh tự động từ
trung tâm điều khiển. Trong trường hợp giá trị áp suất đo được thấp hơn mức bình

thường, cần kiểm tra đường ống dẫn (có thể bị dò rỉ tại một vị trí nào đó).
- Một số kí hiệu được dùng trong hệ thống:
Bảng 1.1: Ý nghĩa ký hiệu các phần tử trong hệ thống bơm
STT

Ký hiệu

Ý nghĩa

1

Đầu hút của bơm

2

Van cầu

9


3

Van cửa

4

Van một chiều

5

Khớp nối mềm

6

Động cơ truyền động

7

Bơm ly tâm

8

Chức năng thiết bị/ số thứ tự

Trong đó:
LT: Thiết bị đo mức
LI: Thiết bị chỉ thị mức
PG: Đồng hồ ấp suất
PT: Thiết bị đo áp suất
VG: Đồng hồ đo áp suất chân không
FM: Thiết bị đo lưu lượng

10


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CẤU TRÚC GIÁM SÁT HỆ THỐNG BƠM VẬN
CHUYỂN CHÂT LỎNG TRÊN TUYẾN ỐNG DÀI
2.1. Lựa chọn các thiết bị giám sát
Sử dụng loại cảm biến loại tương tự cho phép khả năng mềm dẻo trong việc
quyết định sự làm việc của các bơm. Ngoài ra, hệ thống cần phải điều khiển sự làm

việc giữa các bơm một cách luân phiên, tránh trường hợp có bơm hoạt động liên
tục, có bơm không hoạt động.
2.1.1. Chọn cảm biến mức
Mức là chiều cao điền đầy các chất lỏng hay hạt có tiết diện không thay đổi
trong các thiết bị công nghệ và là tham số cần xác định để kiểm tra chế độ làm việc
của thiết bị, điều khiển các quá trình sán xuất. Mặt khác nhờ cảm biến mức ta có
thể đánh giá được khối lượng của các chất lỏng chứa trong bồn xăng, dầu,…Đơn vị
đo mức là đơn vị đo chiều dài.
Đo mức có thể thực hiện đo liên tục hoặc xác định theo ngưỡng. Đo liên tục là
quá trình trong đó tín hiệu đo cho biết thể tích chất lưu còn lại trong bồn chứa.
Khi đo theo ngưỡng, cảm biến đưa ra tín hiệu dưới dạng nhị phân để phát hiện
tình trạng mức có đạt hay không để điều khiển quá trình làm việc của bồn chứa.
Dựa trên cơ sở lý thuyết, lựa chọn các thiết bị sau đây để tiến hành xây dựng,
nghiên cứu đồ án:
Ta sử dụng cảm biến đo mức kiểu điện dung Finetek-Type: SA, hoạt động trên
nguyên lý cảm ứng điện dung Capacitance Effects.

11


Hình 2.1: Cảm biến đo mức bể chứa chất lỏng
Các thông số kĩ thuật:
- Nhiệt độ làm việc: 20 ~ 200°C, Max. 800°C.
- Độ nhạy: 10pf, 20pf và 40pf, có thể điều chỉnh được.
- Thiết kế thêm tính năng điều chỉnh độ trễ, cho phép khoảng điều chỉnh từ 0
-

~ 6 giây.
Điện áp làm việc: 110V/220VacC hoặc 24Vdc
Tùy chọn đầu ra: NPN transistor, 5A/250Vac and 5A/240Vac SPDT contact.

Kiểu kết nối: kiểu ren 1" NPT, hoặc theo yêu cầu của khách hàng.
Cấp bảo vệ: IP65 hoặc phòng nổ explosion-proor.

2.1.2. Cảm biến áp suất
Cảm biến đo áp suất trong đường ống. Sử dụng để đo áp suất trong đường ống
đẩy, nếu sau thời gian khởi động bơm mà áp suất không tăng thì cần dừng bơm.
Ta sử dụng cảm biến áp suất dạng on/off SR1F002A00 Georgin – Pháp

12


Hình 2.2: Cảm biến áp suất SR1F002A00 Georgin – Pháp
Các thông số kĩ thuật:
- Bảo vệ quá áp gấp 3 lần áp định mức trong ngắn hạn.
- Đo được trong điều kiện tĩnh hoặc áp suất thay đổi liên tục, chống sốc áp và
-

chống rung.
Dãy đo : -1 to 1000 bar
Nhiệt độ hoạt động: 0- 95 oC
Tín hiệu: ON/OFF.
Độ chính xác : 0.25% dãy.
Cấp bảo vệ : IP65.
Dãy 0..10, 0..16, 0..25, 0..40 bar luôn có sẵn.

2.1.3. Cảm biến lưu lượng
Cảm biến lưu lượng dòng chảy sử dụng cảm biến hall, bên trong còn có cánh
quạt, khi có dòng nước chảy qua làm cho cánh quạt quay, cảm biến hall sẽ đưa ra
tín hiệu xung, dựa vào tần số của xung đưa ra ta có thể xác định được tốc độ dòng
chảy. Cảm biến lưu lượng dòng chảy được sử dụng trong ứng dụng: Thiết bị giám

sát lưu lượng nước
13


Cảm biến lưu lượng Digital flow DCTT-015S:

Hình 2.3: Cảm biến lưu lượng Digital flow DCTT-015S
Các thông số kĩ thuật:
-

Nguyên lý làm việc: turbine.
Độ chính xác: 0.5%.
Nhiệt độ môi chất và môi trường: -40 đến 800C.
Áp suất làm việc: max 500bar.
Đơn vị xung: 0.0027l/phút (có thể kết nối với DG_100, đồng hồ đo xung
MP5W, MP5M, MP5Y, CT6M, CT6S, CT6Y để hiển thị, giám sát lưu

-

lượng).
Nguồn cấp: 3-24VDC.
Ngõ ra: xung (NPN, NO).
Ren nối ống: ren ngoài PT3/4".
Vật liệu: lõi quay: Polyamide và ferrite, Thân: SUS304, Trục quay:
SUS316.
14


- Môi chất: Dầu lửa, xăng, dầu diesel, dầu nhẹ, dầu nặng, nước, và các chất
lỏng khác, v.v...

- Sơ đồ đấu dây:
Dây đen (BLACK): Ground 0VDC.
Dây đỏ (RED): (+) POWER 24VDC.
Dây trắng (WHITE): (-) SIGNAL dây tín hiệu NPN.
2.2. Thiết kế điểm đặt các cảm biến cho hệ thống
* Ở bể hút:

Hình 2.4: Điểm đặt thiết bị cảm biến ở bể hút
- Tại điểm đo Đ1 sử dụng cảm biến đo mức với yêu cầu giám sát mức nước tại
vị trí cấp nước của hệ thống. Giám sát ba mức nước tương đương với ba mức cảnh
báo của hệ thống:
NLV: Mức nước bình thường, hệ thống làm việc bình thường.
L1LV: Mức nước thấp, cảnh báo bằng tín hiệu đèn vàng ngắt quãng, yêu cầu
giảm công suất hệ thống.
L2LV: Mức nước cạn, cảnh báo bằng tín hiệu đèn đỏ ngắt quãng và còi, yêu
cầu dừng hệ thống khẩn cấp.
* Ở mỗi đường ống:
15


Hình 2.5: Điểm đặt thiết bị cảm biến ở mỗi bơm
- Tại điểm đo Đ2.1, Đ2.2, Đ2.3 sử dụng cảm biến đo áp suất, đo áp suất trong
đường ống ở vị trí sau bơm. Đo áp suất công tác của bơm, khởi động bơm khác nếu
điểm đo ở đây không đạt yêu cầu.
* Ở đường ống góp chung

Hình 2.6: Điểm đặt thiết bị cảm biến trên đường ống
- Tại điểm đo Đ4 sử dụng cảm biến lưu lượng, đo thể tích chất lỏng do bơm
cung cấp vào đường ống ở vị trí cuối cùng trước khi đến nới tiếp nhận nhiên liệu.
Nếu lưu lượgn không đạt yêu cầu dừng hệ thống để kiểm tra.

2.3. Thiết kế mạch điện giám sát cho hệ thống
2.3.1. Mạch cấp nguồn

16


Hình 2.7: Mạch cấp nguồn chính
a, Ký hiệu, tên gọi, chức năng các phần tử trong mạch cấp nguồn
Trên hình 2.7, sơ đồ mạch cấp nguồn gồm các phần tử:
Cầu dao tự động (MCB): trong hệ thống gồm có 1MCB, 2MCB, 3MCB,
4MCB.
1MCB (30AF/10A) có chức năng đóng cắt nguồn điện cấp cho toàn hệ thống
trong mạch điện.
2MCB (30AF/10A) có chức năng đóng cắt nguồn điện cấp cho mạch điều
khiển 220V xoay chiều và mạch điều khiển nguồn 24V một chiều.
3MCB (30AF/10A) đóng cắt nguồn điều khiển 220V xoay chiều, nguồn điều
khiển 24V một chiều.
17


4MCB (30AF/10A) đóng cắt nguồn điều khiển 24V một chiều.
Công tắc tơ xoay chiều (MC): có chức năng dùng để điều khiển đóng cắt cấp
nguồn cho toàn bộ mạch động lực.
Rơle thứ tự pha (1RF): có chức năng bảo vệ mất pha.
Máy biến áp xoay chiều (TR): trong hệ thống bản vẽ gồm có 1TR, 2TR.
1TR (15kVA – 380/110V – 20A) có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều
380V xuống 110V để đo giá trị điện áp nguồn hiển thị trên vôn kế V0.
2TR (15kVA – 380/110V – 20A) có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều
380V xuống 220V để tạo ra nguồn điều khiển 220V.
Biến dòng đo lường (CT): trong hệ thống bản vẽ gồm 1CT.

1CT (1CT – 100/5A): biến đổi dòng điện sơ cấp 100A về dòng thứ cấp 5A
hiển thị trên giá trị ampe kế A0.
Bộ chuyển đổi xoay chiều thành một chiều (220VAC/24VDC): có chức năng
biến đổi điện áp xoay chiều một pha 220V sang điện áp 24v một chiều cấp nguồn
cho mạch điều khiển trung gian, mạch điều khiển nguồn.
Cầu chì (F – 5A) có chức năng bảo vệ ngắn mạch trong hệ thống và dễ dàng
thay thế các thiết bị điện.
b, Nguyên lí hoạt động

18


Hình 2.8: Mạch điều khiển rơ le thứ tự pha
Trên hình 2.7 thể hiện sơ đồ cấp nguồn động lực cho hệ thống. Nguồn điện 3
pha 380V được lấy từ phía hạ áp của máy biến áp sẽ được đưa tới thanh cái, tới trụ
đấu dây JB1. Sau đó ta đóng Aptomat tổng 1MCB, dòng điện trong mạch cấp
nguồn chính được đo thông qua biến dòng.
Điện áp 3 pha sau khi qua trụ đấu dây sẽ đi qua rơ le pha, sau khi có đủ điện 3
pha, rơ le pha sẽ đóng các tiếp điểm. Ta điều khiển cấp nguồn tại chỗ bằng nút ấn
ON hoặc từ xa bằng ON1 như trên hình 2.8, cấp điện cho cuộn hút contactor MC,
đóng tiếp điểm chính của các thiết bị phía sau lại để sẵn sáng cấp nguồn cho các
thiết bị phía sau hoạt động.
Khi xảy ra quá trình mất pha thì tiếp điểm của role thứ tự pha mở ra ngắt
nguồn cấp cho contactor MC, ngắt mạch động lực khỏi nguồn. Đồng thời, điện áp
19


380V sẽ được đưa qua máy biến áp 380V/220V để có thể cấp điện cho mạch rơ le
trung gian, cấp nguồn cho PLC hoạt động.
Điện áp 220v tiếp tục đưa qua bộ chuyển nguồn,biến đổi điện áp 220VAC

thành 24VDC.
2.3.2. Mạch động lực

Hình 2.9: Mạch cấp nguồn chính cho động cơ M1

20


Hình 2.10: Mạch cấp nguồn chính cho động cơ M2

Hình 2.11: Mạch cấp nguồn chính cho động cơ M3
21


a, Ký hiệu, tên gọi, chức năng các phần tử trong mạch động lực
Trên hình 2.9, hình 2.10, hình 2.11 gồm các phần tử:
Cầu dao tự động (MCB): trong hệ thống gồm có 5MCB, 6MCB, 7MCB.
5MCB (30AF/10A) đóng cắt mạch động lực cho động cơ lai bơm 1.
6MCB (30AF/10A) đóng cắt mạch động lực cho động cơ lai bơm 2.
7MCB (30AF/10A) đóng cắt mạch động lực cho động cơ lai bơm 3.
Máy biến áp xoay chiều (TR): trong hệ thống bản vẽ gồm có 3TR, 4TR, 5TR.
3TR (15kVA – 380/110V – 20A) có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều
380V xuống 110V để đo giá trị điện áp nguồn hiển thị trên vôn kế V1.
4TR (15kVA – 380/110V – 20A) có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều
380V xuống 110V để đo giá trị điện áp nguồn hiển thị trên vôn kế V2.
5TR (15kVA – 380/110V – 20A) có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều
380V xuống 110V để đo giá trị điện áp nguồn hiển thị trên vôn kế V3.
Biến dòng đo lường (CT): trong hệ thống bản vẽ gồm 2CT, 3CT, 4CT
2CT (2CT – 100/5A): biến đổi dòng điện sơ cấp 100A về dòng thứ cấp 5A
hiển thị trên giá trị ampe kế A1.

3CT (3CT – 100/5A): biến đổi dòng điện sơ cấp 100A về dòng thứ cấp 5A
hiển thị trên giá trị ampe kế A2.
4CT (4CT – 100/5A): biến đổi dòng điện sơ cấp 100A về dòng thứ cấp 5A
hiển thị trên giá trị ampe kế A3.
Rơ le nhiệt (RT): trong hệ thông bản vẽ bao gồm 1RT, 2RT, 3RT
1RT: bảo vệ quá tải cho động cơ M1
2RT: bảo về quá tải cho động cơ M2
22


3RT: bảo vệ quá tải cho động cơ M3
Các cuộn hút công tắc tơ: trong hệ thống bản vẽ bao gồm: 1M, 2M, 3M.
1M: Khởi động trực tiếp động cơ M1.
2M: Khởi động trực tiếp động cơ M2.
3M: Khởi động trực tiếp động cơ M3.
M1: động cơ lai bơm 1 để biến đổi năng lượng điện sang năng lượng cơ học
tạo ra tốc độ quay roto quay bơm 1 hoạt động.
M2: động cơ lai bơm 2 để biến đổi năng lượng điện sang năng lượng cơ học
tạo ra tốc độ quay roto quay bơm 2 hoạt động.
M3: động cơ lai bơm 3 để biến đổi năng lượng điện sang năng lượng cơ học
tạo ra tốc độ quay roto quay bơm 3 hoạt động.
b, Nguyên lý hoạt động
Điện áp 3 pha 380V sau khi lấy từ tủ điện chính cấp nguồn cho toàn bộ hệ
thống sẽ được cấp tới các động cơ qua Aptomat MCB 30AF/10A của từng tủ điện
động lực. Các động cơ sẽ được thiết kế khởi động bằng phương pháp khởi động
trực tiếp. Các thông số về dòng điện và điện áp của động cơ sẽ được giam sát thông
qua các tủ điện.
2.3.3. Mạch rơ le trung gian
a, Mạch rơ le trung gian cảm biến mức tại bể chứa.

23


Hình 2.12: Mạch rơle trung gian cho cảm biến mức tại bể chứa
Sơ đồ bao gồm các phần tử:
Cảm biến SL1 có chức năng cảm biến mức ở mức thấp 2.
Cảm biến SL2 có chức năng cảm biến mức ở mức thấp 1.
Role trung gian gồm có 3 role NLV, L1LV, L2LV có chức năng bảo vệ mạch
đầu vào plc và tạo nhiều tiếp điểm để phục vụ quá trình giám sát và điều khiển.
Các đèn báo L2LLV, L1LLV, NLLV có chức năng hiển thị mức chất lỏng.
Nguyên lý hoạt động:
Mạch role trung gian được lấy nguồn 220 VAC từ tủ cấp nguồn, khi các cảm
biến SL1, SL2 bị tác động sẽ làm các role trung gian được cấp nguồn, làm thay đổi
trạng thái các tiếp điểm của role, làm sáng các đèn hiển thị và truyền thông đến
phòng điều khiển ở xa.
b, Mạch rơ le trung gian cho các cảm biến áp suất tại các bơm
24


Hình 2.13: Mạch role trung gian cho cảm biến áp suất tại bơm 1

Hình 2.14: Mạch role trung gian cho cảm biến áp suất tại bơm 2
25