intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đồ án tốt nghiệp Điện công nghiệp: Thiết kế mô hình trạm bơm nước tự động dùng PCL S7-200

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:73

Thêm vào BST
Báo xấu
50
lượt xem 21
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài "Thiết kế mô hình trạm bơm nước tự động dùng PCL S7-200" là thiết kế bơm nước tự động sử dụng PLS S7-200 và biến tần cùng một số tập lệnh để viết chương trình. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp Điện công nghiệp: Thiết kế mô hình trạm bơm nước tự động dùng PCL S7-200

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH TRẠM BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-200 Ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn : ThS HUỲNH PHÁT HUY Sinh viên thực hiện : TRẦN MINH NGUYÊN MSSV : 1311020248 Lớp : 13DDC04 Sinh viên thực hiện : TRỊNH XUÂN SƠN MSSV : 1311020316 Lớp : 13DDC02 TP. Hồ Chí Minh,
  2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM LỜI CAM ĐOAN Chúng tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chúng tôi. Các thông số, số liệu, kết quả dữ liệu nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TP, Hồ Chí Minh, ngày……tháng…...năm 2017. Người thực hiện TRẦN MINH NGUYÊN TRỊNH XUÂN SƠN i
  3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM LỜI CẢM ƠN Chân thành cảm ơn Th.S HUỲNH PHÁT HUY đã nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn công trình nghiên cứu này. Chân thành cảm ơn quý thầy cô Viện kỹ thuật trường Đại học Công Nghệ TPHCM đã dạy và truyền đạt hướng nghiên cứu khoa học, làm nền tảng cho sự phát triển mục tiêu với bản thân chúng tôi trong tương lai. Tp-Hồ Chí Minh, ngày…….tháng…….năm 2017. Người thực hiện TRẦN MINH NGUYÊN TRỊNH XUÂN SƠN ii
  4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... ii CHƯƠNG 1 ........................................................................................................................ 1 Tổng quan về cơ sở lý thuyết ............................................................................................ 1 1.1 Mô hình phân cấp chức năng công ty sản xuất công nghiệp ............................................ 2 1.1.1 Cấp chấp hành ................................................................................................................ 2 1.1.2 Cấp điều khiển ................................................................................................................. 3 1.1.3 Cấp điều khiển quá trình .................................................................................................. 3 1.2 Giới thiệu chung về các loại trạm bơm nước ..................................................................... 3 1.2.1 Khái niệm: ........................................................................................................................ 3 1.2.2 Các thành phần công trình của hệ thống trạm bơm ......................................................... 4 1.3 Các loại động cơ sử dụng trong trạm bơm ........................................................................ 6 1.3.1 Động cơ điện kéo máy bơm ............................................................................................. 7 1.3.2 Động cơ điện dị bộ........................................................................................................... 8 1.4 Giới thiệu về biến tần Omron (3G3MV)................................................................................ 9 1.4.1 Các kiểu biến tần trong họ 3G3MV: ............................................................................... 10 1.4.2 Các ký hiệu trên mặt điềukhiển ...................................................................................... 11 1.4.3 Cài đặt và thay đổi các thông số .................................................................................... 12 1.5 PLC S7-200 .......................................................................................................................... 20 1.5.1 Giới thiệu ....................................................................................................................... 20 1.5.2 Quá trình phát triển của kỹ thuật điều khiển ................................................................... 21 1.5.3 Cấu trúc bộ nhớ PLC S7-200 ......................................................................................... 22 1.5.4 Ngôn ngữ lập trình ......................................................................................................... 25 1.5.5 Bộ định thời ................................................................................................................... 26 1.5.6 Bộ đếm .......................................................................................................................... 27 1.5.7 Lệnh............................................................................................................................... 28
  5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM CHƯƠNG 2 ...................................................................................................................... 34 Thiết kế mô hình .............................................................................................................. 34 2.1 Thiết kế bồn nước............................................................................................................... 34 2.2 Vỏ và mô hình tủ điện (tủ điều khiển):............................................................................... 34 2.2.1 Vỏ tủ điện ...................................................................................................................... 34 2.2.2 Mô hình tủ điện: ............................................................................................................. 35 2.3 Thiết kế module thí nghiệm ................................................................................................ 36 2.3.1 Module PLC ................................................................................................................... 36 2.3.2 Relay trung gian ............................................................................................................. 41 2.3.3 Phao nước báo mức nước cạn hoặc đầy....................................................................... 42 2.3.4 Module Biến tần ............................................................................................................. 43 2.4 Xây dựng mô hình trạm bơm nước tự động sử dụng PLC S7-200 và Biến tần. ............ 45 2.4.1 Yêu cầu công nghệ ........................................................................................................ 45 2.4.2 Tính chọn các thông số thiết bị ...................................................................................... 45 2.4.3 Quá trình hoạt động ..................................................................................................... 46 2.4.4 Các sơ đồ mạch điện của bài đã hoàn thành:............................................................. 48 2.4.5 Nguyên lý hoạt động .................................................................................................... 50 2.4.6 Kết nối và lập trình điều khiển bằng PLC .................................................................... 51 2.4.7 Lập trình PLC................................................................................................................ 52 CHƯƠNG 3 ...................................................................................................................... 59 Kết luận ............................................................................................................................ 59 3.1 Kết luận: .............................................................................................................................. 59 3.2 Kết quả đạt được: ............................................................................................................... 59 3.3 Tính chất ứng dụng thực tế ............................................................................................... 59 3.4 Khuyết điểm mô hình .......................................................................................................... 59 3.5 Khuyến nghị: ....................................................................................................................... 60 3.6 Hướng phát triển đề tài: ..................................................................................................... 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 61
  6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Mô hình phân cấp quản lý sản xuất trong công nghiệp ................................ 2 Hình 1.2: Sơ đồ khối các công trình trạm bơm .............................................................. 4 Hình 1.3: Cấu tạo động cơ điện dị bộ .............................................................................. 8 Hình 1.4 : Hình ảnh biến tần Omron (3G3MV) ............................................................. 9 Hình 1.5: Ký hiệu trên mặt điều khiển của biến tần .................................................... 11 Hình 1.6a: Các nhóm thay đổi thông số ........................................................................ 12 Hình 1.6b: Các phím chức năng ..................................................................................... 13 Hình 1.6c: Các thông số cài đặt của biến tần ................................................................ 13 Hình 1.7 : Khoảng cách lắp đặt biến tần ....................................................................... 14 Hình 1.8a : Cách đấu dây động lực cho loại 3 pha 220v-AC ...................................... 15 Hình 1.8b : Cách đấu dây động lực cho loại 3 pha 380v-AC ....................................... 15 Hình 1.8c: Sơ đồ đấu dây của biến tần .......................................................................... 16 Hình 1.9: Nối các đầu dây ............................................................................................... 17 Hình 1.10: Nối dây mạch điều khiển .............................................................................. 17
  7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM Hình 1.11: Lựa chọn phương thức đầu vào .................................................................. 19 Hình 1.12: PLC S7-200................................................................................................... 20 Hình 1.13: Sơ đồ khối cấu trúc PLC S7-200. ................................................................ 21 Hình 1.14: Mô hình một bộ điều khiển lập trình dùng PLC ....................................... 22 Hình 1.15: Sơ đồ kết nối PLC S7-200. ........................................................................... 23 Hình 1.16: Quá trình hoạt động của một vòng quét. .................................................... 24 Hình 1.17a: Lập trình dạng LAD. .................................................................................. 25 Hình 1.17b: Lập trình dang STL. .................................................................................. 26 Hình 1.17c: Lập trình dạng FBD ................................................................................... 26 Hình 1.18: Các lệnh thời gian: a-TON, b-TONR, c-TOFF.......................................... 26 Hình 1.19: Các bộ đếm: a-Đếm tiến, b- Đếm lùi, c- Đếm tiến/lùi……………………27 Hình 1.20: a-Câu lệnh tiếp điểm, b-Câu lệnh lấy sườn……………………………....28 Hình 1.21: Mô tả dữ liệu và toán hạng các đầu vào ra……………………………….28 Hình 1.22: Các lênh di chuyển vùng nhớ: ............................................................................... 29 Hình 1.23: Lệnh gọi chương trình con. .......................................................................... 30
  8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM Hình 2.1: Mô hình tủ điện ............................................................................................... 35 Hình 2.2: Mặt cửa tủ điện ............................................................................................... 36 Hình 2.3: Module thí nghiệm ......................................................................................... 36 Hình 2.4: Những đặc trưng lập trình của các loại điều khiển ..................................... 38 Hình 2.4: Đơn vị xử lý trung tâm ................................................................................... 39 Hình 2.5: Sơ đồ module PLC .......................................................................................... 41 Hình 2.6: Rơle trung gian ............................................................................................... 41 Hình 2.7: Phao nước dạng công tắc hành trình ............................................................ 42 Hình 2.8: Sơ đồ đấu nối phao nước với PLC ................................................................ 42 Hình 2.9: Module biến tần .............................................................................................. 43 Hình 2.10: Tủ đã hoàn thành. ......................................................................................... 47 Hình 2.11a: Sơ đồ mạch động lực .................................................................................. 48 Hình 2.11b : Sơ đồ mạch điều khiển .............................................................................. 49 Hình 2.11c.: Sơ đồ mạch kết nối PLC ............................................................................ 50
  9. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các thông số đặc trưng của biến tần loại 230V ........................................... 10 Bảng 1.2: Các thông số đặc trưng của biến tần loại 460V ........................................... 10 Bảng 1.3: Ký hiệu và diễn giải ........................................................................................ 17 Bảng 1.4:Chú giải ............................................................................................................ 18 Bảng 2.1: Mô hình tổng quát của PLC .......................................................................... 37 Bảng 2.2: Xác lập trạng thái Input ................................................................................ 51 Bảng 2.3: Xác lập trạng thái Output ............................................................................. 51
  10. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT PLC : Programmable Logic Control DW: Doudle Word EPROM: Electrically Programmable AO : Analog Output Real Ony Memory RE: Reset EEPROM: Electrically Erasable S: Set Pramgrammable Real Only Memory FC : Function SM: Special Memory STL : Statement List AI : Analog Input DB: Data Block DI : Digital Input FC:Function DO: Digital Output LAD :Ladder logic PS: Power Supply LB: Lacal Block DP : Distributed Port CM: Communicarion Module PROFIBUS: Process Field Bus Var : Variabletable IFM : Intergrated Function Module IM : Interface Module FM : Function Module FBD : Function Block Diagram OB: OrganizationBlock SFC: System Function FB: Function Block
  11. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM LỜI NÓI ĐẦU Như chúng ta đã biết, nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa- hiện đại hóa.Vì thế, tự động hóa đóng vai trò quan trọng. Tự động hóa giúp tăng năng suất , độ chính xác và tăng hiệu quả quá trình sản xuất. Để có thể thực hiện tự động hóa sản suất, bên cạnh các máy móc cơ khí hay diện, các dây chuyền sản xuất..v…v, cũng cần các bộ điều khiển để điều khiển chúng. Trong các thiết bị hiện đại được đưa vào các dây chuyền sản xuất tự động đó không thể không kể đến PLC. PLC là một thiết bị điều khiển đa năng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp để điều khiển hệ thống theo một chương trình được viết bởi người sử dụng. Nhờ hoạt động theo chương trình nên PLC có thể sử dụng để điều khiển nhiều thiết bị máy móc khác nhau. Nếu muốn thay đổi quy luật hoạt động của máy móc thiết bị hay hệ thống sản xuất tự động, đơn giản là ta chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển. Các đối tượng mà PLC có thể điều chình rất đa dạng từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt…đến các hệ thống phức tạp như: băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động (ATS), thang máy, dây chuyền sản xuất…v..v. Xuất phát từ thực tế đó, trong quá trình học tập tại trường, nhóm em đã thống nhất làm đề tại: “ THIẾT KÊ MÔ HÌNH TRẠM BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-200 “.
  12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM TÓM TẮT Ứng dụng tự động hóa trong hệ thống bớm nước tưới tiêu, sinh hoạt…đem lại hiệu quả cao trong hoạt động sản xuất.PLC là loại thiết bị cần thiết trong công nghiệp nhỏ, vừa và lớn. Bên cạnh đó việc sử dụng biến tần đem lại cho chúng ta nhiều lợi ích, đặc biệt nhất của hệ truyền động biến tần – động cơ có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải rộng, khởi động mềm tăng độ bền động cơ và còn góp phần đáng kể để giảm năng lượng điện tiêu thụ. Mục tiêu của nghiên cứu này là bơm nước tự động sử dụng PLS S7-200 và biến tần cùng một số tập lệnh để viết chương trình.  Thiết lập các ứng dụng thực tế cho mô hình.  Tìm hiểu và lập trình PLC S7-200.  Kết nối và cài đặt biến tần…. Tóm lại, ứng dụng của PLC S7-200, biến tần…trong lĩnh vực tự động hóa mang lại những lợi ích về kinh tế, tiết kiệm thời gian và sức lao động của con người.
  13. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM CHƯƠNG 1 Tổng quan về cơ sở lý thuyết Mục tiêu chương: Giới thiệu tổng quát về cơ sở lý thuyết (Các hệ thống bơm nước, Động cơ không đồng bộ 3 phase xoay chiều, Biến tần) để tiến hành xây dựng mô hình.  Cải thiện điều kiện làm việc: tự động hoá là loại bỏ công việc lặp lại và khó nhọc cho việc vận hành, ví dụ: liên tục theo dõi, kiểm tra nhiều thông số công nghệ, tắt bật cơ cấu chấp hành, ghi chép số liệu, sự cố,...Tự động hoá và giám sát bằng máy tính làm tiện lợi thêm khả năng khống chế từ xa một số lượng lớn các thông tin, đơn giản hoá nhiệm vụ khai thác, giám sát và quản lý.  Nâng cao hiệu quả của thiết bị: Trước hết ta có thể cải thiện được áp suất nước đi đến các khu vực tiêu thụ bằng hệ thống bơm nước mạnh mẽ. Thay thế các hệ thống bơm nước cũ điều chỉnh bằng tay bằng các thiết bị đo và điều chỉnh tự động hoá quá trình, cho phép giải phóng con người và làm tăng tốc độ tin cậy của hệ thống. Nhưng quan trọng là nâng cao độ chắc chắn vận hành của thiết bị có tính đến các tiêu chuẩn độ tin cậy qua việc nghiên cứu các sự cố vận hành. Nghĩa là dự phòng các phương án để thiết bị có thể làm việc liên tục trong trường hợp bị hỏng hóc một bộ phận nào đó bằng cách đưa tự động các thiết bị dự phòng vào làm việc và giải quyết hỏng hóc. Tự động hoá cho phép việc nghiên cứu thống kê các dữ liệu đã thu được, mở ra con đường tối ưu của việc xử lý.  Tăng năng suất lao động: Tự động hoá nhằm nâng cao năng suất bằng cách giảm chi phí vận hành. Ta cũng có thể tối ưu hoá giá thành năng lượng chi phí hàng giờ và chi phí vật liệu. Giảm nhân công vận hành và giảm công việc bảo dưỡng cũng cho phép giảm giá thành.  Trợ giúp việc giám sát: Nó bao gồm việc lắp đặt bộ biến đổi, phát hiện báo động, đặt các phương tiện ghi các dữ liệu và truyền đi xa cho đến nơi giám sát bằng máy tính. 1
  14. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM  Chính vì vậy, tự động hoá là điều cần thiết và tất yếu trong các trạm bơm cấp nước tưới tiêu cho vùng nông thôn, cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư như hiện nay. Nội dung: Giới thiệu các khái niệm, thuật ngữ, các chương trình phần mềm sử dụng trong đồ án. Tìm hiểu nguyên lý làm việc của các thiết bị. 1.1 Mô hình phân cấp chức năng công ty sản xuất công nghiệp Hình 1.1. Mô hình phân cấp quản lý sản xuất trong công nghiệp 1.1.1 Cấp chấp hành Các chức năng chính của cấp chấp hành là đo lường, dẫn động và chuyển đổi tín hiệu trong trường hợp cần thiết. Thực tế, đa số các thiết bị cảm biến (sensor) hay chấp hành (actuator) cũng có phần điều khiển riêng cho việc thực hiện đo lường, truyền động được chính xác và nhanh nhạy. Các thiết bị thông minh (smart device) có thể đảm nhận việc xử lý và chuẩn bị thông tin trước khi đưa lên cấp điều khiển. 2
  15. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM 1.1.2 Cấp điều khiển Nhiệm vụ chính của cấp điều khiển là nhận thông tin từ các bộ cảm biến, xử lý các thông tin theo thuật toán nhất định và truyền đạt lại kết quả xuống cấp chấp hành. Các thiết bị thông minh ở cấp cảm biến/chấp hành cũng có thể đảm nhận một phần việc này. Ngoài ra, việc thực hiện các chức năng ở bất kỳ cấp nào bên trên đều mang bản chất chất là xử lý thông tin. Cấp điều khiển và cấp chấp hành cũng hay được gọi chung là cấp trường (field level) chính vì các bộ điều khiển, cảm biến và chấp hành được cài đặt trực tiếp tại hiện trường, gần kề với hệ thống kỹ thuật . 1.1.3 Cấp điều khiển quá trình Điều khiển quá trình tức là điều khiển và vận hành một quá trình kỹ thuật. Khi đa số các chức năng như đo lường điều khiển, điều chỉnh, bảo trì hệ thống được các cấp cơ sở thực hiện, thì nhiệm vụ của các cấp điều khiển quá trình là hỗ trợ người sử dụng trong việc cài đặt ứng dụng, thao tác, theo dõi, giám sát vận hành và xử lý những tình huống bất thường. Ngoài ra, trong một số trường hợp, cấp này còn thực hiện các bài toán điều khiển cao cấp như điều khiển phối hợp, điều khiển khởi động hay dừng và điều khiển theo công thức (ví dụ như trong chế biến dược phẩm, hoá chất). Khác với các cấp dưới, việc thực hiện các chức năng ở cấp điều khiển quá trình thường không đòi hỏi phương tiện, thiết bị phần cứng đặc biệt có giao diện mạng ngoài các máy tính điều hành. Hiện nay, do nhu cầu tự động hoá tổng thể ở các cấp điều hành sản xuất và quản lý công ty, việc tích hợp hệ thống và loại bỏ các cấp trung gian không cần thiết trong mô hình chức năng trở nên cần thiết. Cũng vì thế, ranh giới giữa cấp điều khiển quá trình và điều hành sản xuất nhiều khi không rõ ràng, hình thành xu hướng hội nhập hai cấp này thành một cấp duy nhất, gọi chung là cấp điều khiển. 1.2 Giới thiệu chung về các loại trạm bơm nước 1.2.1 Khái niệm: Hệ thống công trình trạm bơm là tổ hợp các công trình thủy công và các trang thiết bị cơ điện…Nhằm đảm lấy nước từ nguồn nước,vận chuyển và bơm nước đến nơi sử dụng hoặc cần tiêu nước thừa ra nơi khác. 3
  16. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM 1.2.2 Các thành phần công trình của hệ thống trạm bơm Hình 1.2: Sơ đồ khối các công trình trạm bơm Công trình cửa lấy nước 1, lấy nước từ nguồn (lấy từ sông, hồ, kênh dẫn…). Công trình dẫn nước 2, có nhiệm vụ đưa nước từ cửa lấy nước về bể tập trung nước trước nhà máy bơm. Công trình dẫn nước có thể là kênh dẫn, đường ống dẫn. Trên công trình dẫn có thể có bể lắng cát 3. Bể tập trung nước 4 nằm trước nhà máy bơm, nó có nhiệm vụ nối tiếp đường dẫn với công trình nhận nước (bể hút) của nhà máy sao cho thuận dòng. Công trình nhận nước 9 (bể hút) lấy nước từ bể tập trung và cung cấp nước cho ống hút hoặc ống tự chảy vào máy bơm. Nhà máy bơm 5, đây là nơi đặt các tổ máy bơm và các thiết bị phụ cơ điện. Đường ống áp lực (ống đẩy) 6, đưa nước từ máy bơm lên công trình tháo 7. Công trình tháo 7 ( bể tháo) nhận nước từ ống đẩy, làm ổn định mực nước, phân phối nước cho kênh dẫn 8 hoặc công trình nhận nước. 1.2.2.1 Phân loại trạm bơm Phân theo mục đích sử dụng của trạm bơm:  Trạm bơm tưới, mục đích làm việc của nó là cung cấp nước tưới cho nông nghiệp.  Trạm bơm tiêu , mục đích của nó là đưa nước thừa vào vùng nhận nước tiêu.  Trạm bơm tháo nước, nhằm chuyển nước mưa, nước sinh hoạt và nước công nghiệp.  Trạm bơm cấp nước nông thôn, nhằm cấp nước cho các hộ dùng nước nông thôn. Phân loại theo sơ đồ bố trí hệ thống các công trình của trạm:  Bố trí kết hợp hay riêng biệt giữa nhà máy và công trình lấynước.  Bố trí kết hợp hay riêng biệt giữa nhà máy với công trình tháo nước. 4
  17. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM  Bố trí toàn khối. Phân loại theo nguồn cấp nước:  Nguồn cấp nước là sông.  Nguồn cấp nước là hồ chứa. 1.2.2.2 Trạm bơm tưới Trạm bơm tưới có những đặc điểm sau đây: Làm việc vào thời kỳ khô hạn trong năm. Việc ngừng làm việc chỉ cho phép tùy thuộc vào cấp an toàn cấp nước. Nói chung không yêu cầu nước phải sạch về bùn cát và vật nổi, chỉ cần không để những đối tượng và hạt có khả năng mài mòn và làm hư hỏng bánh xe công tác của máy bơm. Riêng những trạm bơm cấp nước cho các máy tưới phun mưa thì yêu cầu nước phải qua lưới lọc kỹ để loại bỏ những hạt có đường kính lớn lấp nhét lỗ phun. Do trạm bơm làm việc theo mùa do vậy cho phép đơn giản nhiều về kết cấu nhà máy, giảm yêu cầu về khả năng ổn định nhiệt của trang thiết bị và kết cấu bao che. Nhà trạm còn có thể được thay thế bằng trạm di động hoặc phao nhẹ nhàng hơn khi máy bơm nhỏ nhẹ . Gian máy cho phép thấp hơn do đặt cần trục bên ngoài. 1.2.2.3 Trạm bơm tiêu Trạm bơm tiêu được xây dựng để bơm nước từ kênh tiêu hở, từ các giếng khoan đứng, từ các hố móng của vùng ngập nước… Ở nước ta do các sông chia cắt ruộng đất thành từng vùng có đê ngăn lũ bảo vệ, do vậy về mùa mưa, lũ mực nước sông lên cao hơn mặt ruộng trong đồng, nước thừa trong đồng không tiêu tự chảy ra sông được gây nên úng ngập đồng, do vậy cần phải bơm tiêu úng chủ động. Trạm bơm tiêu được phân ra các loại: trạm tiêu nước mặt, trạm tiêu nước ngầm, trạm bơm tiêu kết hợp cả nước mặt lẫn nước ngầm. Thời gian làm việc của các trạm bơm tiêu cũng khác nhau: các trạm bơm tiêu nước lũ và nước mưa rào làm việc có tính chu kỳ, thời gian ngắn trong năm, còn bơm nước ngầm thông thường làm việc quanh năm. Ở nước ta hiện nay chủ yếu là tiêu nước mặt cho cây trồng. 1.2.2.4 Trạm bơm cấp nước nông thôn Người ta gọi nhà máy trong đó chứa các máy bơm chính và máy bơm phụ cùng các trang thiết bị liên quan nhằm cấp nước cho vùng nông thôn là trạm bơm cấp nước nông thôn.Đặc điểm của trạm bơm cấp nước nông thôn là thời gian làm việc tiến hành cả năm. 5
  18. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM Loại trạm bơm này được phân chia ra theo các cách:  Phân theo vị trí tuyến bơm nước.  Phân theo công dụng của trạm.  Phân theo đặc điểm kết cấu. Yêu cầu đặt ra đối với loại trạm bơm này:  Có tính an toàn cao. Vì vậy ngoài thiế bị bơm chính còn phải lắp đặt các tổ máy bơm dự phòng và các trang thiết bị phụtrợ.  Đảm bảo yêu cầu vệ sinh cao. Xung quanh trạm bơm cần bảo đảm vệ sinh, bêntrong nhà máy cần có các công trình vệ sinh và bố trí các phòng cho nhân viên trực ban nghỉ. Cần có mức tự động hóa cao. Lưu lượng trạm bơm cấp tương đối nhỏ, bởi vậy các đường ống được làm bằng thép cán có đường kính nhỏ, điều này cho phép dễ dàng lắp ghép đường ống trong nhàmáy.  Thành phần của các trạm bơm loại này có thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên. Bởi vậy, thường bố trí tối ưu của chúng được chọn thông qua kết quả so sánh kinh tế - kỹ thuật nhiều phươngán. 1.3 Các loại động cơ sử dụng trong trạm bơm Các thiết bị chính trong trạm bơm gồm có: các thiết bị cơ khí thủy lực chính và các thiết bị về năng lượng chính. Các thiết bị cơ khí thủy lực chính của trạm bơm đảm bảo cung cấp đủ nước cho các hộ dùng nước (hoặc tiêu nước) tương ứng với biểu đồ lưu lượng yêu cầu. Thành phần của thiết bị này gồm có: các tổ máy hoặc các cụm thiết bị tham gia trực tiếp vào quá trình công nghệ bơm nước theo biểu đồ lưu lượng đã định như: các máy bơm chính, các thiết bị trên đường ống áp lực (van, thiết bị an toàn, van ngược…). Các thiết bị năng lượng chính của trạm bơm nhằm đảm bảo làm việc của các máy bơm chính, gồm có: động cơ để kéo máy bơm chính và các thiết bị để truyền công suất từ trục động cơ cho trục bơm chính. Kiểu và nhãn hiệu của máy bơm chính được chọn dựa vào kết quả tính toán kinh tế, kỹ thuật, luận chứng được tính hợp lý của việc sử dụng nó trong trạm bơm. Việc tính toán không chỉ riêng về giá thành của trạm mà còn phải tính cả đến chi phí vận hành năm của trạm. Đối với trạm bơm tưới và tiêu cũng như trạm bơm cấp nước nông thôn thông thường sử dụng máy bơm cánh quạt. Các máy bơm chính được chọn cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: 6
  19. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM  Đảm bảo cấp đủ lưu lượng nước theo biểu đồ đã định trong suốt mùa với mức an toàn và kinh tế cao.  Làm việc với hiệu suất cao trong mọi chế độ làm việc.  Có kích thước và khối lượng nhỏ nhất.  Có khả năng phòng chống khí thực tốt nhất để cao trình đặt máy bơm cho phép việc xây dựng trạm bơm với chi phí nhỏnhất.  Tiện lợi trong lắp đặt và vận hành, dễ sữa chữa.  Có khả năng chống được nước xâm thực.  Máy bơm đã được sản xuất hàng loạt nhằm giá rẻ và tiến độ lắp ráp nhanh. Tất nhiên chọn được một máy bơm đồng thời thỏa mãn các yêu cầu nêu trên cần thỏa mãn biểu đồ yêu cầu dùng nước (về lưu lượng và lượng nước yêu cầu) mà trạm bơm đảm nhận sao cho hiệu quả kinh tế là cao nhất. Muốn vậy phải qua so sánh kinh tế - kỹ thuật về các phương án số máy bơm về cả đầu tư cơ bản lẫn chi phí vận hành hàng năm mà quyết định số tổ máy và loại máy bơm. Các máy bơm được chọn phải thỏa mãn những yêu cầu đặt ra đối với trạm bơm. 1.3.1 Động cơ điện kéo máy bơm Để truyền động máy bơm có thể dùng động cơ điện, động cơ đốt trong , máy hơi nước, động cơ gió, máy thủy lực…vv. Trong đó động cơ điện được dùng phổ biến nhất. Động cơ đốt trong chỉ được dùng đối với máy bơm di động hoặc trạm bơm dã chiến ở các vùng xa, động cơ chạy bằng sức gió chỉ dùng ở nơi có điều kiện thích hợp sử dụng gió…Bởi vậy chỉ nghiên cứu về động cơ điện. Hệ thống truyền động máy bơm với sự tác động của năng lượng điện gọi là truyền động điện. Quy ước có thể chia hệ thống này làm ba phần: động cơ điện – thiết bị điều khiển động cơ điện – trang thiết bị truyền năng lượng từ động cơ điện đến máy bơm. Động cơ điện được sử dụng rộng rãi trên trạm bơm do tính ưu việt của nó so với các loại truyền động khác: khối lượng xây lắp được giảm nhỏ - nền móng và thiết bị truyền năng lượng từ động cơ đến máy bơm đơn giản hơn (trục động cơ và trục máy bơm có thể được nối qua khớp nối trục) - dễ tự động hóa khi khởi động hoặc dừng máy - chi phí vận hành nhỏ - điều kiện làm việc tốt nhất - gian máy sạch sẽ…Trong trạm bơm thường sử dụng động cơ điện xoay chiều ba pha dị bộ. 7
  20. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP-HCM 1.3.2 Động cơ điện dị bộ Động cơ điện dị bộ là động cơ có tốc độ quay của rôto nhỏ hơn tốc độ của từ trường quay,quay cùng chiều với từ trường. Động cơ dị bộ có hai loại: có rôto ngắn mạch (còn gọi là động cơ lồng sóc) và loại rôto dây quấn. Động cơ rôto ngắn mạch so với động cơ dây quấn có kết cấu đơn giản hơn, kích thước và khối lượng nhỏ hơn,giá thành rẻ hơn, còn động cơ rôto dây quấn đắt hơn, nặng hơn nhưng có tính năng động tốt hơn, do có thể tạo các hệ thống khởi động và điều chỉnh. Hình 1.3: Cấu tạo động cơ điện dị bộ Nguyên lý làm việc của động cơ điện dị bộ gồm 3 cuộn dây đặt cách nhau trên chu vi động cơ một góc 1200, rô to là cuộn dây ngắn mạch. Khi cung cấp vào 3 cuộn dây 3 dòng điện của hệ thống điện 3 pha có tần số là f1 thì trong máy điện sinh ra từ trường quay với tốc độ 60f1/p. Từ trường này cắt thanh dẫn của rô to và stato, sinh ra ở cuộn stato sđđ tự cảm e1 và ở cuộn dây rô to. Sđđ cảm ứng e2 có giá trị hiệu dụng như sau: E1=4,44.W1.Ø.f1.kcd E2=4,44.W2.Ø.f2.kcd Do cuộn rô-to kín mạch, nên sẽ có dòng điện chạy trong các thanh dẫn của cuộn dây này. Sự tác động tương hỗ giữa dòng điện chạy trong dây dẫn rô to và từ trường, sinh ra lực, đó là các ngẫu lực (2 thanh dẫn nằm cách nhau đường kính rô to) nên tạo ra mô men quay. Mô men quay có chiều đẩy stato theo chiều chống lại sự tăng từ thông móc vòng với cuộn dây. Nhưng vì stato gắn chặt còn rô to lại treo trên ổ bi, do đó rô to phải quay với tốc độ n theo chiều quay của từ trường. Tuy nhiên tốc độ này không thể bằng tốc độ quay của từ trường, bởi nếu n=ntt thì từ trường không cắt các thanh dẫn nữa, do đó không có sđđ cảm ứng, E2=0 dẫn đến I2=0 và mô men quay cũng bằng không, rô to quay chậm lại, khi rô to chậm lại thì từ trường lại cắt các thanh dẫn, nên lại có sđđ, lại có dòng và mô men, rô to lại quay. Do tốc độ quay của rô-to khác tốc độ quay của từ trường nên xuất hiện độ trượt và được định nghĩa như sau: 8
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học
320 tài liệu
1245 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
5=>2