Ứng dụng plc để xây dựng các đặc tính của máy bơm trong phòng thí nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THANH HẢI

ỨNG DỤNG PLC ĐỂ XÂY DỰNG CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY BƠM TRONG
PHỊNG THÍ NGHIỆM
Chun ngành: TỰ ĐỘNG HÓA
Mã số: 60.52.85

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS NGUYỄN CHÍ TÌNH
HÀ NỘI 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Những nội
dung trình bày trong luận văn do chính bản thân tơi thực hiện. Các số liệu tính
tốn trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng
trình nào khác.
Hà Nội, ngày tháng

năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Thanh Hải


2

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
MỞ ĐẦU
DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU
CHƯƠNG 1Tổng quan về các đường đặc tính của máy bơm ly tâm............... 4
1.1 Vấn đề chung.............................................................................................. 4
1.2Vấn đề riêng ................................................................................................ 4
1.2.1Tổng quan về các đường đặc tính máy bơm ly tâm ................................. 5
1.2.2.Đường đặc tính thực nghiệm máy bơm ly tâm ....................................... 6
1.2.3 Đường đặc tính tổng hợp......................................................................... 7

1.2.4 Yêu cầu đặt ra .........................................................................................8
CHƯƠNG 2Nghiên cứu thiết kế xây dựng mơ hình thí nghiệm....................... 9
2.1 Tổng quan về mơ hình................................................................................ 9
2.2 Giải thích thiết bị trong mơ hình .............................................................. 10
2.2.1 Khung mơ hình ...................................................................................... 10
2.2.2 Bình chứa nước ..................................................................................... 10
2.2.3Máy bơm ly tâm ...................................................................................... 10
2.2.4Van điện khí nén..................................................................................... 11
2.2.5Bộ điều khiển van điện khí nén SIPART PS2 ......................................... 12


3

2.2.6Máy khí nén ............................................................................................ 15
2.2.7Cảm biến lưu lượng................................................................................ 15
2.2.8Cảm biến áp suất PT218B...................................................................... 16
2.2.9Van điện từ on/off ................................................................................... 18
2.2.10Đường ống............................................................................................ 18

2.3 Tủ điều khiển mơ hình ............................................................................. 18
2.3.1 PLC S7-300 và PLC S7 - 1200.............................................................. 19
2.3.2 Modul Analog EM235 ........................................................................... 23
2.3.3 Biến tần LS IE 5 .................................................................................... 24
2.3.4Khởi động từ........................................................................................... 29
2.3.5Rơ le trung gian...................................................................................... 30
2.3.6Aptomat .................................................................................................. 30
CHƯƠNG 3Chương trình điều khiển, giao diện giám sát .............................. 31
3.1 Chương trình điều khiển........................................................................... 31
3.1.1Lưu đồ thuật tốn ................................................................................... 31
3.1.2 Chương trình đi ều khiển cho PLC S7-200 ............................................ 37
3.2 Giao diện giám sát.................................................................................... 58
CHƯƠNG 4Bài thí nghiệm vẽ đặc tính máy bơm ly tâm................................ 58
4.1 Lấy số liệu cho bài thí nghiệm ................................................................. 58
4.1.1Bước chuẩn bị ........................................................................................ 58


4

4.1.2 Thí nghiệm............................................................................................. 58
4.2 Xử lý số .................................................................................................... 59
4.3 Vẽ đặc tính Q-H bằng phần mềm Matlab ................................................ 60
4.4.Tính tốn và vẽ đặc tính cản của hệ thống................................................... 61
4.5.Gửi số liệu lên bộ phát Wifi qua PLC S7-1200........................................... 65
4.5.1Chương trình điều khiển cho PLC S7-1200............................................... 65
4.5.2Đường đặc tính vẽ tự động trên Website .............................................. 65
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, các hệ thống điều khiển tự động hóa ngày càng được ứng dụng
rộng rãi vào sản xuất. Việc sản xuất tự động hóa dần thay thế các phương thức sản
xuất lạc hậu trước kia. Sản xuất tự động hóa giúp tăng năng suất lao động, tăng chất
lượng sản phẩm và giải phóng sức lao động cho con người.
Trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa ngành tự động hóa đóng vai
trị rất quan trọng. Để trang bị các hệ thống và mơ hình tự động hóa , nhà trường đã
xây dựng nhiều máy móc và thiết bị nhằm phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu của
giáo viên và sinh viên. Hiện nay, trong phịng thí nghiệm của bộ mơn Tự động hóa
đã được trang bị phần cứng để thí nghiệm xây dựng đường đặc tính bơm
2. Mục đích nghiên cứu
Hiện nay có rất nhiều PLC để ứng dụng vẽ các đường đặc tính của máy bơm
như S7-200, S7-300 v…v…
Đề tài: “Ứng dụng PLC để xây dựng các đặc tính của máy bơm trong
phịng thí nghiệm ” sử dụng PLC S7 -1200 vẽ tự động các đặc tính để xác định các
thơng số của máy bơm phục vụ q trình nghiên cứu của phịng thí nghiệm .
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu về sự thay đổi sức cản đường ống bằng cách thay đổi độ mở van
tiết lưu và thay đổi tốc độ của động cơ bơm .
b. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu các chức năng từ cơ bả n đến nâng cao, các chức năng đặc biệt
của một số bộ điều khiển khiển thông dụng trong thực tế như: Bộ điều khiển PLC
S7-200, S7-1200, các cảm biến v..v…
Xây dựng được mơ hình điều khiển với các chức năng đáp ứng được các yêu
cầu điều khiển cơ bản trong t hực tế.

2

4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về bộ điều khiển khả trình bao gồm cấu trúc phần
cứng và cách thức lập trình cho bộ điều khiển.
- Ứng dụng kỹ thuật vi xử lý, vi điều khiển, kỹ thuật điện tử để xây dựng
phần cứng cho bộ điều khiển.
- Tổng quan các hệ thống bơm thủy lực
- Giới thiệu và xây dựng các đường đặc tính máy bơm
- Ứng dụng PLC để tự động hóa hệ thống
- Sử dụng ngơn ngữ lập trình C#, Win cc
5. Phương pháp nghiên cứu
- Tham khảo các tài liệu giới thiệu về cấu trúc phần cứng và n guyên lý hoạt
động của các bộ điều khiển .
- Quan sát mơ hình thực và hoạt động của các bộ điều khiển trong thực tế.
- Sử dụng các công cụ mô phỏng và lập trình của các hãng sản xuất.
- Tham khảo ý kiến của những kỹ sư, các thầy giáo có kinh nghiệm nhiều
năm về sử dụng, lắp đặt và đào tạo về bộ điều khiển khả trình.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài
a. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu và phát triển mơ hình thí nghiệm điều khiển để ứng dụng PLC vẽ
các đường đặc tính của máy bơm dựa trên cơ sở xây dựng m ột hệ xử lý, tính tốn
làm đa dạng và phong phú hơn các bộ điều khiển trong thực tế . Ứng dụng được
những thành tựu khoa học trên các lĩnh vực như điện tử, tin học vào một sản phẩm
phục vụ đờ i sống.
b. Ý nghĩa thực tiễn
Việc ứng dụng PLC để vẽ các đường đặc tính của máy bơm trong phịng thí
nghiệm đem lại kết quả chính xác và có độ chính xác cao . Bên cạnh đó thơng qua

bộ phát Wifi có thể kết nối và điều khiển hệ thống dễ dàng và thuận tiện.


3

7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn được trình bày trong 4 chương, ph ần mở đầu và phần kết luận, tổng
cộng gồm 79 trang, 13 bản biểu, 40 hình vẽ .
8. Lời cảm ơn
Luận văn được hoàn thành tại Phịng thí nghiệm Bộ mơn Tự động hóa Xí
nghiệp Mỏ và Dầu khí - Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Trong quá trình thực hiện
tác giả nhận đượ c sự tận tình chỉ bảo, hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Chí
Tình, cũng như các ý kiến đóng góp của các thầy cô trong bộ môn.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Nguyễn Chí Tình,
người trực tiếp hướng dẫn khoa học , các nhà khoa học về những đóng góp quý báu
trong quá trình thực hiện đề tài, tác giả bày tỏ lịng biết ơn đến phịng Khoa học
Cơng nghệ nơi tác giả công tác đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để hoàn thành
luận án này.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Stt

Bảng

Tên hình

Trang

1

2.1

Thơng số cơ bản của bơm ly âm

11

2

2.2

Thông số kĩ thuật của cảm biến lưu lượng S201

16

3

2.3

Một số thông số cơ bản của cảm biến PT218B

18

4

2.4

Bảng chọn độ phân giải cho EM235

23

5

2.5

Màn hình hiển thị và các đèn báo trên biến tần

24

6

2.6

Phím bấm cài đặt trên biến tần

24

7

2.7

Các tham số cài đặt của biến tần

29

8

4.1

Số liệu đo được khi động cơ chạy với tốc độ f= 50Hz

58

9

4.2

Số liệu đo được khi động cơ chạy với tốc độ f=40Hz

58

10

4.3

Số liệu đo được khi động cơ chạy với tốc độ f=30Hz

59

11

4.4

Tính tốn sức cản đường ống ứng với f=50Hz

61

12

4.5

Tính tốn sức cản đường ống ứng với f=40Hz

62

13

4.6

Tính tốn sức cản đường ống ứng với f=30Hz

62


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH MÁY BƠM LY TÂM
1.1 Vấn đề chung
Xây dựng một mơ hình thí nghiệm phục vụ cho việc làm luận văn tốt nghiệp
cũng như tạo điều kiện cho các học viên và sinh viên các khố sau có mơ hình học
tập.
Dưới sự hướng dẫn, chỉ đạo tận tình của TS. Nguyễn Chí Tình và sự nỗ lực
của bản thân, sau khi được Nhà Trường giao đề tài luận văntốt nghiệp em đã hoàn
thành được mơ hình thí nghiệm “Ứng dụng PLC để xây dựng các đặc tính của
máy bơm trong phịng thí nghiệm”.
Đối với bài tốn xây dựng đặc tính máy bơm ly tâm thì mơ hình cần có máy
bơm, van tỉ lệ, bể chứa nước, biến tần dùng để thay đổi tốc độ bơm, các đường ống,
cảm biến đo lưu lượng, cảm biến đo áp suất…
Các bài toán sẽ được vận hành thơng qua tủ điều khiể n và máy tính. Tủ điều

khiển cần có các thiết bị bao gồm: PLC, Biến Tần, Rơ le trung gian, Aptomat, Nút
bấm, đèn báo, chuyển mạch, và các thiết bị khác…
Phần mềm cần sử dụng: Step 7 Microwin, WinCC, Matlab.
1.2 Vấn đề riêng
Bơm ly tâm là loại bơm cánh dẫn được sử dụng rộng rãi trong các ngành
cơng nghiệp hiện nay bởi nó có nhiều ưu điểm nổi bật vượt trội. Để sử dụng một
cách hiệu quả bơm ly tâm thì chúng ta cần chọn bơm theo các yêu cầu kĩ thuật, kinh
tế sao cho phù hợp.Sau đây là 2 lý do chính yêu cầu cần thiết của vẽ đặc tính máy
bơm ly tâm:
- Muốn sử dụng tốt bơm ly tâm, nắm vững nguyên lý làm việc, xác định
đúng điểm làm việc mà ở đó hiệu suất của bơm là cao nhất vì vậy chúng ta cần hiểu
được đường đặc tính của bơm.
- Hiện nay trong nhiều ngành cơng ngh iệp có sử dụng bơm ly tâm, nhưng
qua q trình sử dụng bơm đã khơng cịn đạt được các đặc tính như ban đầu, việc


5

vận hành, bảo trì sử chữa sẽ gặp rất nhiều khó khăn, từ đó yêu cầu cần có phương
pháp để xác định được đặc tình của bơm khơng rõ đặc tính.
Để vẽ chính xác đường đặc tính của máy bơm ly tâm là một cơng việc hết
sức khó khăn, địi hỏi người thực hiện cần nắm vững lý thuyết cơ bản về bơm nói
chung và bơm ly tâm nói riêng. Bên c ạnh đó các thiết bị đo phục vụ cho việc vẽ đặc
tính bơm cần đạt độ chính x ác và ổn định cao.
Xác định được yêu cầu bài toán đặt ra, xem xét điều kiện bản thân cũng như
sự tạo điều kiện giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn và của bộ môn, em đã nghiên cứu
thiết kế và ứng dụng PLC để xây dựng mơ hình tự động lấy số liệu để vẽ đặc tính
bơm sẽ được trình bày rõ hơn trong luận vănnày.
1.2.1 Tổng quan về các đường đặc tính máy bơm ly tâm
Các quan hệ: H=f 1(Q), N=f2(Q), ɳ=f3(Q) biểu thị đặc tính làm việc của bơm.

Các quan hệ này biểu diễn d ưới dạng phương trình gọi là phương trình đặc tính,
biểu diễn dưới dạng đồ thị gọi là đường đặc tính.
Trong thực tế kỹ thuật, người ta hay dùng các đường đặc tính sau:
- Các đường đặc tính được xây dựng nên từ các số liệu tính tốn được gọi là

đường đặc tính tính tốn, nếu được xây dựng từ các giá trị đo được qua thí nghiệm
gọi là đường đặc tính thực nghiệm.
- Các đường đặc tính ứng với số vịng quay làm việc không đổi (n = const)
gọi là đường đặc tính làm việc và ứng với số vịng quay làm việc khác nhau (n =
var) gọi là đường đặc tính tổng hợp.
Trong ba đường đặc tính: Cột áp, cơng suất, hiệu suất, quan trọng hơn cả là
đường cột áp H = f(Q), nó cho ta biết khả năng làm việc của bơm, nên cịn có tên
riêng là đường đặc tính cơ bản. Từ đường đặc tính cơ bản H = f1(Q), bằng tính tốn
có thể suy ra các đường đặc tính N = f 2(Q) và  = f3(Q).
Cơng dụng của các đường đặc tính là: Qua chúng ta có thể biết được một
cách tổng quát các đặc tính làm việc của bơm, cho phép ta mở rộng phạm vi làm
việc và sử dụng hợp lý các chế độ làm việc khác nhau của bơm.


6

1.2.2. Đường đặc tính thực nghiệm máy bơm ly tâm
Việc xây dựng đường đặc tính tính tốn rất phức tạp và khó khăn, bởi vậy
trong kỹ thuật thường xây dựng các đường đặc tính bằng các số liệu đo được khi
khảo nghiệm trên các máy cụ thể. Đó là đường đặc tính thực nghiệm H – Q, N – Q,
 - Q của bơm.

Đối với bơm ly tâm, ngoài 3 đường đặc tính trên cịn có đường biểu diễn quan
hệ cột áp chân không cho phép với lưu lượng [H CK] = f(Q).

Dưới đây là hình ảnh về một số đường đặc tính thực nghiệm của máy bơm ly tâm

Hình 1.1. Một số đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm
Nhìn chung, đường đặc tính xây dựng bằng phương pháp thực nghiệm cũng có
dạng giống đường đặc tính xây dựng bằng phư ơng pháp tính tốn nhưng chúng
khơng trùng nhau. Điều đó chứng tỏ bằng tính tốn khơng xác định được đầy đủ và
hồn tồn chính xác các loại tổn thất xảy ra trong bơm. Vì thế, việc nghiên cứu các
loại máy thuỷ lực nói chung và máy bơm nói riêng bằng phương pháp thuỷ lực là vơ
cùng quan trọng.
Cơng dụng của đường đặc tính làm việc của bơm:
- Các đường đặc tính H – Q, N – Q,  - Q, cho phép xác định khu vực làm
việc có lợi nhất ứng với hiệu suất cao nhất [  max hoặc  = ( max – 7%)];


7

- Qua hình dạng của đường đặc tính có thể biết tính năng làm việc của bơm để
sử dụng bơm một cách hợp lý;
- Đường đặc tính [H CK] = f(Q) để tính tốn ống hút và xác định vị trí đặt bơm
một cách hợp lý.
1.2.3 Đường đặc tính tổng hợp
việc
Mỗi đường đặc tính làm việc được xây dựng với một số vịng quay làm việc
khơng đổi của bơm. Nếu thay đổi tốc độ làm việc (vịng/phút) thì đường đặc tính
Q,, H, N,  của
làm việc cũng thay đổi theo. Để biết nhanh sự thay đổi các thông số Q
bơm khi n thay đổi, cần xây dựng đường đặc tính tổng hợp.

Hình 1.2. Đường đặc tính tổng hợp của bơm ly tâm
Đường đặc tính tổng hợp của bơm là đường biểu diễn các quan hệ Q -H, N-H

với các số vịng quay làm việc khác nhau, trên đó các điểm làm việc cùng hiệu suất


8

được nối với nhau thành những đường cong gọi là đường cùng hiệu suất (đường
đẳng hiệu suất).
1.2.4 Yêu cầu đặt ra
Vì đường đặc tính H – Q là đường đặc tính cơ bản của bơm, hơn nữa từ đường
đặc tính này ta có thể suy ra các đường đặc tính N – Q , ɳ- Q. Nên vẽ đường đặc
tính H – Q là một nhiệm vụ quan trọng trong nghiên cứu về bơm ly tâm.

Để biết được điểm làm việc của bơm, chúng ta cần có đồ thị đường đặc tính
của bơm và đồ thị đường đặc tính của mạng dẫn (đường đặc tính của hệ thống).
Để có ba đường đặc tính của máy bơm ứng với ba cấp tốc độ thì u cầu mơ
hình cần có một biến tần để điểu khiển tốc độ bơ m.
Để có các đường đặc tính sức cản hệ thống thì mơ hình cẩn có một van tiết
lưu có thể thay đổi độ mở để thay đổi sức cản của đường ống. Ở đây ta xây dựng hệ
thống tự động lấy số liệu để vẽ đặc tính nên yêu cầu van tiết lưu ở đây phải được
điều khiển tự động bằng PLC.
Xây dựng chương trì nh tự động lấy số liệu trên PLC , điều khiển giám sát trên
phần mềm WinCC.
Khi có được số liệu từ thí nghiệm thực hiện trên mơ hình chúng ta sẽ xử lý số
liệu đó và vẽ các đường đặc tính thơng qua phần mềm Matlab & Simuli nk.


9

CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM

2.1. Tổng quan về mơ hình
Bài tốn Ứng dụng PLC để xây dựng các đặc tính của máy bơm trong phịng
thí nghiệm sử dụng máy bơm, biến tần và PLC để điểu khiển.
Tủ điều khiển cần có các loại thiết bị như rơ le trung gian, aptomat, cầu đấu,
máng nối dây, nút ấn, đèn báo, công tắc, chuyển mạch…
như sau:
sau:
Sau khi nghiên cứu thiết kế em đã xây dựng được mơ hình như

Hình 2.1. Hình ảnh mơ hình đã xây dựng
1. Khung mơ hình
7. Van điện khí nén Emerson
2. Bình chứa nước số 1

8. Cảm biến đo áp suât

3. Bình chứa nước số 2

9. Cảm biến đo lưu lượng

4. Máy bơm ly tâm

10. Van điện từ

5. Máy nén khí

11. Tủ điều khiển

6. Bộ điều khiển van SIPAR SP2

10
2.2 Giải thích thiết bị trong mơ hình
2.2.1 Khung mơ hình
Để đảm bảo độ vững chắc về mặt cơ học cho mơ hình em lựa chọn thép hợp
kim dạng ống vng (kích thước tiết diện ngang là 3cm x3cm) đ ể làm khung cho
mơ hình. Để đảm bảo tính thẩm mĩ và độ bền vững thì phần khung của mơ hình sẽ
được sơn chống ghỉ.
Trên phần khung này em sẽ lắp đặt máy bơm, hai bình chứa nước, van điện
khí nén, hệ thống đường ố ng, các cảm biến, hệ thống dây điện và máng chứa.
2.2.2 Bình chứa nước
Theo yêu cầu của bài tốn thực hiện trên mơ hình thì mơ hình cần có hai bình
chứa nước và chúng sẽ được nối thông với nhau qua hệ thống van tay và van điện từ
(đảm bao cho nước có thể tuần hồn và ta khơng cần cung cấp thêm nước trong q
trình thí nghiệm). Chọn vật liệu làm bình chứa là inox vì inox vừa đảm bảo được độ
bền cơ học vừa có tính thẩm mỹ cao. Bình chứa nước ở phía trên có một ống để
hiển thị mức chất lỏng trong bình. Kích t hước thiết kế hai bình chứa như sau :
(Đường kính x chiều cao)
- Bình chứa nước sơ 1: 40cm x50cm
- Bình chứa nước số 2: 50cm x 60cm
2.2.3. Máy bơm ly tâm
Mơ hình sẽ sử dụng ba bơm ly tâm EBARA PUMP

Hình 2.2. Bơm ly tâm EBARA PUMP


11
Một số thông số cơ bản của bơm ly tâm
Bảng 2.1 . Thông số cơ bản của bơm ly âm
Số Seria

NO. T 36341

Công suất định mức (KW)

0.25

Điện áp định mưc (V)

220

Dòng điện định mức (A)

1.5

Cột áp định mức (m)

12

Lưu lượng định mức (l/min)

65,

Tốc độ đinh mức (min -1)

2850

Tần số định mức (Hz)

50

2.2.4. Van điện khí nén Emerson

Hình 2.3. Van điện khí nén

1. Bình chứa khí

4. Xilanh

2. Đầu cấp khí vào van

5. Thân van

3. Thước theo dõi độ mở van
Van hoạt động khi được cấp khí nén qua bộ điều khiển. Tùy thuộc vào lượng
khí cấp vào mà xilang của van di chuyển lên hoặc xuống để thay đổi độ mở của van.


12
2.2.5 Bộ điều khiển van điện khí nén SIPART PS2

Hình 2.4. Hình dáng bên ngồi của bộ điều khiển SIPART PS2

Hình 2.5. Hình dáng bên trong khi tháo nắ p bảo vệ


13

Hình 2.6. Sơ đồ đấu nối bộ điều khiển van

Hình 2.7. Giao diện cài đặt điều khiển bộ điều khiển van


14

Hình 2.8. Chuyển đổi giữa hai chế độ Auto và Manual
Một số thơng số cơ bản:
-

Nguồn dịng cung cấp: 4mA – 20mA

-

Dòng điều khiển: 4mA – 20mA tương ứng với độ mở van từ 0%
đến 100%

-

Nguồn cấp khí: 1.4 ... 7 bar (20.3 ... 101.5 psi).
Thiết lập thông số cơ bản để Bộ điều khiển van SIPART PS2 dị tìm các
thơng số min, max điểm hành trình trên và dưới của Van.
Bước 1: ẤN giữ phím Select trong 5 s để hiển thị:

Bước 2: Ấn phím + đến thơng số 4 để chon chế độ dị tìm tự động.


15

Bước 3: Ấn giữ phím Select trong 5s để chọn chế độ auto.

Bước 4: Đợi bộ điều khiển dị tìm đến khi màn hình báo

Bước 5: Ấn giữ phím Select để hồn thành.

2.2.6 Máy nén khí
Mơ hình có sử dụng van điện khí nén vì vậy cần có máy nén khí để cung cấp
khí cho van. Máy nén khí của hãng Puny air. Cơng suất 0.25HP
2.2.7.Cảm biến lưu lượng

Hình 2.9. Cảm biến lưu lượng nước S201


16
Bảng 2.2. Thông số kĩ thuật của cảm biến lưu lượng S201
Điện áp làm việc

5V – 24V

Dòng điện đầu ra

15mA (DC 5V)

Khối lượng

43g

Dải đo

1÷30L/min

Nhiệt độ cho phép

0oC ÷ 80oC

Độ ẩm cho phép

35% ÷ 90% RH

Áp suất cho phép

< 1.75 Mpa

Nhiệt độ bảo quản

-25oC ÷ +80oC

Kí hiệu dây của cảm biến:
-

Dây đen: GND

-

Dây đỏ: VCC

-

Dây vàng: Tín hiệu ra của cảm biến

-

Để đo lưu lượng nước chảy qua cảm biến ta chỉ cần đo tín hiệu đầu

ra của cảm biến.
Để đo lưu lượng nước chảy qua cảm biến ta chỉ cần đo tín hiệu đầu ra của
cảm biến. Cách tính lưu lượng qua cảm biến: Q = F/7.5 . Trong đó:
-

Q: lưu lượng cần đo

-

Tần số tín hiệu đầu ra (Số xung)

- 7.5 : hằng số.
2.2.8.Cảm biến áp suất PT218B

Hình 2.10. Hình ảnh cảm biến đo áp suất PT218B


17

Hình 2.11. Kích thước của cảm biến PT218B

Hình 2.12. Sơ đồ đấu chân của cảm biến PT218B

Hình 2.13. Kí hiệu các chân của vản biến


18

Bảng 2.3. Một số thông số cơ bản của cảm biến PT218B
Thơng số

Giá trị

Dải đo

0÷20 bar

Cấp chính xác

±0.5%FS

Nguồn cấp

24Vdc(10~30V)dc

5V

Tín hiệu ra

4~20mA

0.5~4.5V

Điện trở cầu

11KΩ±10%

Nhiệt độ cho phép

-25oC~85oC

2.2.9Van điện từ on/off

Hình 2.14. Van điện từ on/off
Một vài thông số cơ bản:
-

Nguồn cung cấp: 220VAC

-

Kích thước ren nối: ∅ 21

-

Áp suất cực đại: 145psi

Kiểu van: Hai cửa, thường đóng

2.2.10 Đường ống
Đường ống, ren nối được sử dụng trong mơ hình làm bằng chất liệu PVC của
hãng nhựa Thiếu Niên Tiền Phong với hai kích thước là ∅ 21 và ∅ 27
2.3 Tủ điều khiển mơ hình

Sau khi xây dựng xong mơ hình, chúng em nghiên cứu thiết kế và xây dựng
tủ điều khiển cho mơ hình. Mơ hình sẽ được điều khiển bởi 2 tủ. Một tủ điều khiển

19
chung tích hợp hai bài thí nghiệm là điều khiển ổn định mức và vẽ đặc tính bơm.Bài
tự động hóa trạm bơm thoát nước mỏ sẽ được điều khiển bằng tủ riêng.
Sau đây là hình ảnh tủ tích hợp điều khiển hai bài thí nghiệm đã xây dựng:

Hình 2.15. Tủ điều khiển mơ hình
2.3.1 PLC S7-300 và PLC S7 - 1200
a.Tng quan v PLC S7-200
Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controller) là
loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một
ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số.
+ Ưu điểm:
- Nhỏ gọn
- Dễ thay đổi thuật toán
- Dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với PLC khác hoặc máy
tính).
+ Các bộ phận chính của PLC
- Bộ vi xử lý trung tâm (CPU)
- Hệ điều hành