Luận văn: Hệ thống bơm cấp nước trong thực tế, nắm rõ trình tự điều khiển từng máy bơm

Trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay nhu cầu tiêu thụ năng lượngngày càng tăng dần và đã có rất nhiều cảnh báo về tiết kiêm nănglượng. Các nghành công nghiệp nói chung và ngành nước nói chungvẫn sử dụng công nghệ truyền động không thích hợp,điều khiển thụđộng, không linh hoạt. Đối với nhà máy nước, yếu tố cấu thành giánước bị chi phối phần lớn bởi chi phí điện bơm nước( 30-35%). Trướcđây tồn tại quan điểm việc đầu tư vào tiết kiệm năng lượng là mộtcông việc tốn kém và không mang lại hiệu quả...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn: Hệ thống bơm cấp nước trong thực tế, nắm rõ trình tự điều khiển từng máy bơm LỜI MỞ ĐẦU1, MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:Trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay nhu cầu tiêu thụ năng l ượngngày càng tăng dần và đã có rất nhiều cảnh báo về tiết kiêm nănglượng. Các nghành công nghiệp nói chung và ngành nước nói chungvẫn sử dụng công nghệ truyền động không thích hợp,điều khiển th ụđộng, không linh hoạt. Đối với nhà máy nước, y ếu t ố c ấu thành giánước bị chi phối phần lớn bởi chi phí điện bơm nước( 30-35%). Trướcđây tồn tại quan điểm việc đầu tư vào tiết kiệm năng lượng là mộtcông việc tốn kém và không mang lại hiệu quả thiết thực. Với côngnghệ biến tần tính toán đã chỉ ra việc đầu tư vào h ệ th ống đi ều khi ểntiết kiệm năng lượng cho trạm bơm cấp II có thời gian hoàn vốn đầutư hết sức ngắn và giảm được chi phí cho công tác quản lý vạn hànhthiết bị.Máy bơm và quạt gió là những ứng dụng rất thích hợp vớitruyền động biến đổi tốc độ tiết kiệm năng lượng. Trong phạm vi đồán, chúng ta chỉ đề cập tới việc sử dụng thiết bị biền tần trong đi ềukhiển tốc độ tiết kiệm năng lượng cho các máy bơm và ổn định áp suấttrong đường ống cấp nước.2, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUĐối với các hệ thống bơm cấp nước trong thực tế,người ta sử dụngmáy bơm công suất lớn, biến tần công suất lớn để bơm c ấp n ước chocả khu dân cư, thành phố, cho cả khu công nghiệp. Với đ ề tàinày,chúng em đã mô hình hòa hệ thống nên chỉ sử dụng biến tần côngsuất nhỏ và động cơ không đồng bộ để mô tả sự hoạt động c ủa hêthống với tín hiệu giả đưa về tư triết áp. Một ph ần vì các máy b ơm bapha thường rất to và nặng kéo theo h ệ th ống s ẽ không đơn gi ản, lý donữa là chi phí cho một đồ án như vậy là quá lớn với kh ả năng c ủachúng em. Để thực hiện được đề tài chúng em đã: - Nghiên cứu kĩ hệ thống bơm cấp nước trong thực tế, nắm rõ trình tự điều khiển từng máy bơm - Tìm hiểu về biến tần sử dụng - Lựa chọn biến tần và động cơ có công suất hợp lý - Tìm hiểu giao tiếp PLC với biến tần - Lập trình PLC - Lập trình bộ PID để điều khiển máy bơm - Thiết kế giao diện WinCC để giám sát và điều khiển.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀIĐề tài cho thấy việc ứng dụng của tự động hóa vào trong cuộc sống làrất cần thiết,nó giúp ta tiết kiệm được th ời gian công sức, ti ền b ạcnhưng mang lai hiệu quả kinh tế cao và hoạt động rất ổn định.Từ đề tài nghiên cứu về điều khiển ổn định áp suất cho đường ốngnước, chúng ta có thể mợ rộng cho hệ thống điều khiển lò nhi ệt,h ệthống điều hòa không khí……4 PHẠM VI NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀITừ những kiến thức cơ sở học được tại trường và ngoài thực tế, docòn hạn chế về kiến thức cũng như khả năng kinh tế và thời gian cóhạn nên chúng em chỉ có thể tọa mô hình mang tính ch ất mô ph ỏng caođể thể hiện quy trình hoạt động của một hệ thống cấp nước thực tế.Trong đó, chúng em đã thực hiện một số công việc :- Lập trình PLC hoạt động theo thuật toán đưa ra- Giao tiếp PLC với WinCC giám sát hệ thống- Giao tiếp PLC với biến tần- Thiết kế giao diện điều khiển tự động với WinCC- Điều khiển PID cho động cơ theo giá trị yêu cầu CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ÁP SUẤT Mỗi trạm bơm thường có nhiều máy bơm cùng cấp nước vào cùngmột đường ống.Áp lực và lưu lượng của đường ống thay đổi hang giờtheo nhu cầu.Bơm và các thiết bị đi kèm như đường ống van,đài nướcđược thiết kế với lưu lượng nước bơm rất lớn.Vì thế điều chỉnh lưulượng nước bơm được thực hiện bằng các phương pháp sau: - Điều chỉnh bằng cách khép van trên ống đẩy của bơm - Điều chỉnh bằng đóng mở các máy bơm hoạt động đồng thời. - Điều khiển thay đổi tốc độ quay bằng khớp nối thủy lực. Điều khiển theo những phương pháp trên không những không tiếtkiệm được năng lượng điện tiêu thụ mà còn gây nên hỏng hóc thiết bịvà đường ống do chấn động khi đóng mở van gây nên,đồng thời cácmáy bơm cung cấp không bám sát được chế độ tiêu thụ trên mạnglưới.Để giải quyết các vấn đề kể trên chỉ có thể sử dụng phương phápđiều khiển truyền động biến đổi tốc độ bằng thiết bị biến tần.Thiết bịbiến tần là thiết bị điều chỉnh biến đổi quay của động cơ bằng cáchthay đổi tần số của dòng điện cung cấp cho động cơ.1.1 Nguyên tắc điều khiển trong hệ thống. Đầu ra của PLC được nối với biến tần để điều khiển biến tần và từđây biến tần điều khiển tốc độ động cơ. Khi sử dụng thiết bị biến tần cho phép điều chỉnh một cách linh hoạtlưu lượng và áp lực cấp vào mạng lưới theo yêu cầu tiêu thụ. Với tín hiệu từ cảm biến áp lực phản hồi về PLC.PLC sẽ so sánh giátrị truyền về này với giá trị đặt để từ đó ra lệnh cho biến tần giúp thayđổi tốc độ của động cơ bằng cách thay đổi tần số dòng điện đưa vàođông cơ để đảm bảo áp suất nước trong đường ống là ổn định. Sự điều chỉnh linh hoạt các máy bơm khi sử dụng biến tần được cụthể như sau: - Điều chỉnh tốc độ quay khi áp suất thay đổi. - Đa dạng trong phương thức điều khiển các máy bơm trong trạm bơm.Một thiết ...