Đề tài Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển máy nén khí tại Nhà máy Thuỷ điện Thác bà

ường. Ngược lại hết khoảng thời gian đặt 20s của tiếp điểm PB1 (7 – 6) mà áp suất dầu bôi trơn chưa tăng lên ³ 0,8 Kg/Cm2 thì tiếp điểm PB1 (7 – 6) đóng lại khi tiếp điểm 3DD1 (1 – 2) chưa mở ra, mạch được liền, rơ le cờ 4b1 có điện tác động làm rơi cờ báo sự cố “Chênh lệch áp suất dầu bôi trơn”, tiếp điểm thường hở của rơ le cờ 4b1 (3 – 5) đóng lại dẫn đến rơ le trung gian PZ1 có điện đóng tiếp điểm PZ1(3 – 4) để tự duy trì và mở tiếp điểm thường kín PZ1(1 – 2) trong mạch ngừng máy (Trong mạch rơ le PZ1 có tiếp điểm thường mở mở chậm PB1(13 – 14) được đặt thời gian 20s nhằm mục đích để các bảo vệ thông qua rơ le trung gian RZ tác động chắc chắn), máy nén khí được ngừng do bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp, đồng thời tiếp điểm gửi tín hiệu báo sự cố đến phòng điều khiển trung tâm. - Bảo vệ áp lực dầu bôi trơn cao: Trong quá trình máy làm việc nếu áp suất dầu bôi trơn tăng lên ³3 Kg/Cm2 thì tiếp điểm thường hở của đồng hồ áp lực 3DD1(1 – 2) khép lại dẫn đến rơ le cờ 4b1 có điện tác động bảo vệ và báo tín hiệu như sự cố áp lực dầu bôi trơn thấp. - Bảo vệ nhiệt độ dầu bôi trơn cao: Máy nén khí được ngừng do bảo vệ nhiệt độ dầu bôi trơn khi nhiệt độ dầu tăng lên ³70oc lúc đó tiếp điểm của đồng hồ nhiệt độ DT1(3 – 2) khép lại làm rơ le trung gian PP1 có điện. Rơ le PP1 có điện tác động mở tiếp điểm thường đóng PP1(7 – 8) trong mạch để dừng máy, đồng thời đóng tiếp điểm thường hở PP1(5 – 6) dẫn dến rơ le cờ 1b1 có điện. rơ le cờ 1b1 có điện tác động làm rơi cờ báo sự cố “Nhiệt độ dầu bôi trơn cao”. - Bảo vệ áp suất cấp I cao: Khi máy nén khí làm việc áp lực khí trong xi lanh cấp I được đặt bảo vệ áp lực khí cao ở mức ³ 3 Kg/Cm2. Nếu áp suất khí cấp I tăng lên ³3 Kg/Cm2, thì tiếp điểm thường hở của đồng hồ áp lực 1DD1(3 – 2) khép lại dẫn đến rơ le cờ 2b1 có điện tác động làm rơi cờ báo “áp suất cấp I cao”, đồng thời đóng tiếp điểm thường hở 2b1(3 – 5) để khởi động rơ le trung gian PZ1 tác động ngừng máy và báo tín hiệu sự cố. Máy nén khí được bảo vệ áp suất cấp I cao. - Bảo vệ áp suất cấp II cao: Khi máy nén khí làm việc áp lực khí trong xi lanh cấp II được đặt bảo vệ áp lực khí cao ở mức ³ 14 Kg/Cm2. Nếu áp lực khí cấp II tăng lên đến ³14 Kg/Cm2, thì tiếp điểm thường hở của đồng hồ áp lực 2DD1(3 – 2) khép lại dẫn đến rơ le cờ 3b1 có điện tác động làm rơi cờ báo “áp suất cấp II cao”, đồng thời đóng tiếp điểm thường hở 2b1(3 – 5) để khởi động rơ le trung gian PZ1 tác động ngừng máy và báo tín hiệu sự cố. Máy nén khí được bảo vệ áp lực cấp II cao. V.2- Chế độ chạy “Dự phòng”: - Khoá 1KY1 đặtở vị trí “Dự phòng – DP ”. - Khi áp suất trong hệ thống giảm xuống Ê 35Kg/Cm2 rơ le 4PP trong mạch điều khiển chung có điện đóng tiếp điểm 4PP (1 - 2). Mạch chạy máy được kín qua tiếp điểm của khoá 1KY1(2 - 6), qua tiếp điểm 4PP (1 - 2), khi đó chưa có bảo vệ nào tác động, máy nén khí đựơc khởi động ở chế độ chạy “Dự phòng”. Các bảo vệ công nghệ và chế độ dừng máy như trong chế độ chạy “Tự động”. V.3- Chế độ chạy “Bằng tay”: - Chuyển khoá 1KY1 về vị trí “bằng tay – BT ” mạch khởi động kín mạch, máy nén khí được khởi động ở chế độ cưỡng bức. - Các chế độ bảo vệ công nghệ tương tự như trong chế độ chạy “Tự động”. - Dừng máy khi chuyển khoá về vị trí “Cắt – O” hoặc “TĐ”, “DP”. Chú ý: - Máy nén khí được dừng khẩn cấp khi đưa khoá chọn chế độ về vị trí “ Cắt - O” trong bất kỳ trường hợp nào. - Khi bảo vệ công nghệ tác động làm rơi cờ báo sự cố, sau đó phải giải trừ sự cố bằng cách giải trừ bằng tay các cờ sự cố trước khi khởi động lại máy. VI- Thuyết minh nguyên lý mạch lực và điều khiển van giảm áp: VI.1- Thuyết minh sơ đồ nguyên lý mạch lực van giảm áp: - Đóng áp tô mát 5AB mạch lực van giảm áp có điện ( Hình I.6). - Khống chế van giảm áp 1$PK bằng công tắc tơ 1PM$. khi công tắc tơ 1PM$ tác động, nguồn cấp cho cuận van 1$PK được nối tiếp qua 3 cặp tiếp điểm của công tắc tơ 1PM$ nhằm mục đích phân nhỏ hồ quang điện khi cắt cuận van. - Khi áp suất tuyến 1 hệ thống OPY giảm xuống Ê19Kg/Cm2 mạch điều khiển cấp điện cho cuận dây của công tắc tơ 1PM$ ( Được thuyết minh ở phần mạch điều khiển sau), các tiếp điểm của công tắc tơ 1PM$ đóng lại nguồn được cấp cho cuận van 1$PK. Do thời điểm ban đầu cần một lực điện từ đủ lớn để mở van, khi van đã mở hết hai tiếp điểm hành trình 1$PK sẽ mở ra, lúc đó cuận van được nối tiếp với điện trở R1 và hai cuận 10W và 47W bởi vì lúc này chỉ cần một lực điện từ đủ lớn để giữ cho van ở trạng thái mở và chánh ngâm dòng lớn dẫn đến cháy cuận van. - Khi áp suất tuyến 1 hệ thống OPY tăng lên ³21Kg/Cm2, mạch điều khiển ngừng cấp điện cho cuận dây của công tắc tơ 1PM$ tiếp điểm lực của công tác tơ 1PM$ mở ra ngừng cấp điện cho cuận van 1$PK lực lò xo sẽ đẩy ty van đóng lại ngừng cấp khí cho hệ thống OPY. - Khống chế van giảm áp 2$PK bằng công tắc tơ 2PM$ để điều khiển mở van cung cấp khí cho tuyến 2 hệ thống OPY. Nguyên lý hoạt động tương tự như mạch van 1$PK. - Hai van được bảo vệ quá tải bằng rơ le nhiệt và bảo vệ ngắn mạch bằng áp tô mát 5AB. VI.2- Thuyết minh nguyên lý mạch điều khiển van giảm áp (hình I.6): - Khi khoá 3KY đặt ở vị trí “Tuyến 1 - T1” mạch chỉ điều khiển một van 1$PK làm việc ở chế độ tự động. - Khi khoá3 KY đặt ở vị trí “Tuyến 2 - T2” mạch chỉ điều khiển một van 2$PK làm việc ở chế độ tự động. - Khi khoá 3KY đặt ở vị trí “P” mạch điều khiển cả 2 van 1$PK và 2$PK làm việc ở chế độ tự động. VI.2.a- Chế độ tự động van 1$PK: - Khoá 3KY đặt ở vị trí “T1”, khi áp suất tuyến 1 hệ thống OPY giảm xuống Ê19Kg/Cm2, tiếp điểm thường đóng của đồng hồ áp lực 6DD khép lại, nguồn được cấp qua tiếp điểm 6DD(1 - 2), qua tiếp điểm khoá 3KY(10 - 11) dẫn đến rơ le trung gian 1PP$ có điện. Rơ le 1PP$ có điện đóng tiếp điểm thường hở 1PP$(3 - 4) để tự dữ, đồng thời đóng tiếp điểm 1PP$(5 - 6) dẫn đến cuận dây công tắc tơ 1PM$ có điện. Cuận dây công tắc tơ 1PM$ có điện đóng tiếp điểm lực cấp nguồn cho cuận van 1$PK van được mở ra. Khi áp suất khí cấp cho hệ thống ORY tăng lên ³21Kg/Cm2, tiếp điểm thường hở của đồng hồ áp lực 6DD(2 - 3) khép lại, dẫn đến rơ le 4PP$ có điện. Khi rơ le 4PP$ có điện tác động mở tiếp điểm thường kín 4PP$(1 - 2), rơ le 1PP$ mất điện cắt mạch mở van dẫn đến cuận van mất điện và đóng lại ngừng cấp khí cho hệ thống OPY. VI.2.b- Chế độ tự động van 2$PK: - Khoá 3KY đặt ở vị trí “T2”, khi áp suất tuyến 2 hệ thông OPY giảm xuống Ê19Kg/Cm2 tiếp điểm thường đóng của đồng hồ áp lực 7DD khép lại, nguồn được cấp qua tiếp điểm 7DD(1 - 2), qua tiếp điểm khoá 3KY(1 - 4) dẫn đến rơ le trung gian 2PP$ có điện. Rơ le 2PP$ có điện đóng tiếp điểm thường hở 2PP$(3 - 4) để tự dữ, đồng thời đóng tiếp điểm 2PP$(5 - 6) dẫn đến cuận dây công tắc tơ 2PM$ có điện. Cuận dây công tắc tơ 2PM$ có điện đóng tiếp điểm lực cấp nguồn cho cuận van 2$PK van được mở ra. Khi áp suất khí cấp cho hệ thống ORY tăng lên ³21Kg/Cm2, tiếp điểm thường hở của đồng hồ 7DD(2 -3) khép lại, dẫn đến rơ le 4PP$ có điện. Khi rơ le 4PP$ có điện tác động mở tiếp điểm thường kín 4PP$(3 - 4), rơ le 1PP$ mất điện cắt mạch mở van dẫn đến cuận van mất điện và đóng lại ngừng cấp khí cho hệ thống OPY. VI.2.c- Nguyên lý mạch báo tín hiệu sự cố áp lực hệ thống OPY: - Tín hiệu báo “áp suất khí OPY không bình thường” được khống chế bởi hai đồng hồ áp suất có tiếp điểm điện 8DD và 9DD (Hình I.6). - Khi áp suất hệ thống OPY giảm xuống Ê18Kg/Cm2 hoặc tăng cao ³22Kg/Cm2, lúc đó tiếp điểm báo mức thấp (Thường đóng) hoặc mức cao (Thường hở), của hai đồng hồ áp lực 8DD và 9DD khép lại dẫn đến rơ le cờ 8b có điện. Rơ le cờ 8b có điện tác động làm rơi cờ báo “áp suất hệ thống OPY không bình thường” đồng thời gửi tín hiệu báo sự cố đến phòng điều khiển trung tâm. VII- Thuyết minh nguyên lý mạch báo tín hiệu trung tâm: - Tất cả các tín hiệu sự cố và cảnh báo đều được gửi tới phòng điều khiển trung tâm bằng một đèn báo sự cố CT báo “Sự cố trong hệ thống nén khí” nguồn điều khiển là nguồn 220 VDC lấy thẳng từ thanh cái tín hiệu chung tại phòng điều khiển (Hình I.7). - Khi có sự cố trong trạm nén khí làm rơi cờ báo nguyên nhân sự cố tại thiết bị, đồng thời tiếp điểm phụ của các rơ le cờ hoặc tiếp điểm phụ của các áp tô mát bảo vệ khép lại cấp điện cho đèn tín hiệu CT. - Đèn tín hiệu báo sự cố sẽ sáng khi có một trong các tiếp điểm tương ứng với nguyên nhân sự cố sau đóng lại: 1b1 – Nhiệt độ dầu bôi trơn nén khí N1 cao. 1b2 – Nhiệt độ dầu bôi trơn nén khí N2 cao. 1b3 – Nhiệt độ dầu bôi trơn nén khí N3 cao. 2b1 - áp suất cấp I máy nén khí N1 cao. 2b2 - áp suất cấp I máy nén khí N2 cao. 2b3 - áp suất cấp I máy nén khí N3 cao. 3b1 - áp suất cấp II máy nén khí N1 cao 3b2 - áp suất cấp II máy nén khí N2 cao 3b3 - áp suất cấp II máy nén khí N3 cao. 4b1 - áp suất dầu bôi trơn máy nén khí N1 cao, thấp. 4b2 - áp suất dầu bôi trơn máy nén khí N2 cao, thấp. 4b3 - áp suất dầu bôi trơn máy nén khí N3 cao, thấp. 6b – Máy nén khí dự phòng làm việc. 7b - áp suất khí hệ thống 40 at cao. 8b - áp suất khí hệ thống OPY không bình thường. 9b – Mất nguồn điều khiển mạch điều khiển chung. 3AB1 – Mất nguồn điều khiển máy nén khí N1. 3AB2 – Mất nguồn điều khiển máy nén khí N2. 3AB3 – Mất nguồn điều khiển máy nén khí N3. 5AB – Mất nguồn điều khiển van giảm áp. VIII- Đánh giá tình trạng mạch điều khiển: - Hệ thống điều khiển trạm nén khí cao áp Nhà máy Thuỷ điện Thác bà là hệ điều khiển tiếp điểm và rơ le điện từ, vì vậy có các đặc điểm ít chịu ảnh hưởng của nhiễu điện từ, tuy vậy hệ điều khiển này còn có nhiều hạn chế: + Khi đóng mở các tiếp điểm thường sinh ra hồ quang, tuổi thọ các tiếp điểm không cao, quán tính tác động chậm. + Sơ đồ nối dây theo logic cứng khó thay đổi, cồng kềnh, độ tin cậy không cao. Những nhược điểm trên làm cho hệ thống vận hành kém chính xác, thường xuyên phải bảo dưỡng sửa chữa gây ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất chung của nhà máy. chương 4: lập lưu đồ điều khiển I- thống kê đầu vào ra: I.1- Thống kê đầu vào: Bảng I.2- Thống kê các tín hiệu vào STT Chức năng Tín hiệu 1 áp suất phân đoạn I thấp Ê 37Kg/Cm2 Logic 2 áp suất phân đoạn II thấp Ê 37Kg/Cm2 Logic 3 áp suất phân đoạn I thấp Ê 35Kg/Cm2 Logic 4 áp suất phân đoạn II thấp Ê 35Kg/Cm2 Logic 5 áp suất phân đoạn I đủ ³ 40Kg/Cm2 Logic 6 áp suất phân đoạn II đủ ³ 40Kg/Cm2 Logic 7 áp suất phân đoạn I cao ³ 41Kg/Cm2 Logic 8 áp suất phân đoạn II cao ³ 41Kg/Cm2 Logic 9 áp suất tuyến 1 OPY thấp Ê19Kg/Cm2 Logic 10 áp suất tuyến 2 OPY thấp Ê 19Kg/Cm2 Logic 11 áp suất tuyến 1 OPY đủ ³ 21Kg/Cm2 Logic 12 áp suất tuyến 2 OPY đủ ³ 21Kg/Cm2 Logic 13 áp suất tuyến 1 hệ thống OPY sự cố ³ 22Kg/Cm2 Logic 14 áp suất tuyến 1 hệ thống OPY sự cố Ê 18Kg/Cm2 Logic 15 áp suất tuyến 2 hệ thống OPY sự cố ³ 22Kg/Cm2 Logic 16 áp suất tuyến 2 hệ thống OPY sự cố Ê 18Kg/Cm2 Logic 17 Quá tải van giảm áp tuyến 1 Logic 18 Quá tải van giảm áp tuyến 2 Logic 19 Mất nguồn một chiều van giảm áp Logic 20 Mất điện áp mạch điều khiển máy nén khí N1 Logic 21 Mất điện áp mạch điều khiển máy nén khí N2 Logic 22 Mất điện áp mạch điều khiển máy nén khí N3 Logic 23 Máy nén khí N1 đặt chế độ “Tự động” Logic 24 Máy nén khí N1 đặt chế độ “Dự phòng” Logic 25 Máy nén khí N1 đặt chế độ “Bằng tay” Logic 26 Lệnh chạy “Tự động” Logic 27 Lệnh chạy “Dự phòng” Logic 28 áp suất dầu máy nén khí N1 thấp Ê 0,8Kg/Cm2 Logic 29 áp suất dầu máy nén khí N1 cao ³ 3Kg/Cm2 Logic 30 nhiệt độ dầu máy nén khí N1 cao ³ 70oc Logic 31 áp suất cấp I máy nén khí N1 cao ³ 3Kg/Cm2 Logic 32 áp suất cấp II máy nén khí N1 cao ³ 13Kg/Cm2 Logic 33 Quá tải động cơ quạt gió máy nén khí N1 Logic 34 Quá tải động cơ nén khí máy nén khí N1 Logic 35 Máy nén khí N2 đặt chế độ “Tự động” Logic 36 Máy nén khí N2 đặt chế độ “Dự phòng” Logic 37 Máy nén khí N2 đặt chế độ “Bằng tay” Logic 38 Lệnh chạy “Tự động” Logic 39 Lệnh chạy “Dự phòng” Logic 40 áp suất dầu máy nén khí N2 thấp Ê 0,8Kg/Cm2 Logic 41 áp suất dầu máy nén khí N2 cao ³ 3Kg/Cm2 Logic 42 nhiệt độ dầu máy nén khí N2 cao ³ 70oc Logic 43 áp suất cấp I máy nén khí N2 cao ³ 3Kg/Cm2 Logic 44 áp suất cấp II máy nén khí N2 cao ³ 13Kg/Cm2 Logic 45 Quá tải động cơ quạt gió máy nén khí N2 Logic 46 Quá tải động cơ nén khí máy nén khí N2 Logic 47 Máy nén khí N3 đặt chế độ “Tự động” Logic 48 Máy nén khí N3 đặt chế độ “Dự phòng” Logic 49 Máy nén khí N3 đặt chế độ “Bằng tay” Logic 50 Lệnh chạy “Tự động” Logic 51 Lệnh chạy “Dự phòng” Logic 52 áp suất dầu máy nén khí N3 thấp Ê 0,8Kg/Cm2 Logic 53 áp suất dầu máy nén khí N3 cao ³ 3Kg/Cm2 Logic 54 nhiệt độ dầu máy nén khí N3 cao ³ 70oc Logic 55 áp suất cấp I máy nén khí N3 cao ³ 3Kg/Cm2 Logic 56 áp suất cấp II máy nén khí N3 cao ³ 13Kg/Cm2 Logic 57 Quá tải động cơ quạt gió máy nén khí N3 Logic 58 Quá tải động cơ nén khí máy nén khí N3 Logic I.2- Thống kê đầu ra: Bảng I.3- Thống kê các tín hiệu ra STT Chức năng Tín hiệu 1 Điều khiển các máy làm việc ở chế độ “Tự động” Logic 2 Điều khiển các máy làm việc ở chế độ “Dự phòng” Logic 3 áp suất khí phân đoạn I và II cao Logic 4 Mở van giảm áp 1$PK Logic 5 Mở van giảm áp 2$PK Logic 6 Quá tải van giảm áp 1$PK Logic 7 Quá tải van giảm áp 2$PK Logic 8 áp suất khí tuyến 1 hệ thống OPY cao, thấp Logic 9 áp suất khí tuyến 2 hệ thống OPY cao, thấp Logic 10 Mất điện áp một chiều van giảm áp Logic 11 Mất điện áp điều khiển máy nén khí N1 Logic 12 Mất điện áp điều khiển máy nén khí N2 Logic 13 Mất điện áp điều khiển máy nén khí N3 Logic 14 Tín hiệu trung tâm báo lỗi trong hệ thống điều khiển chung Logic 15 Chạy động cơ quạt gió máy nén khí N1 Logic 16 Chạy động cơ nén khí N1 Logic 17 áp suất dầu máy nén khí N1 thấp Logic 18 áp suất dầu máy nén khí N1 cao Logic 19 Nhiệt độ dầu máy nén khí N1 cao Logic 20 áp suất cấp I máy nén khí N1 cao Logic 21 áp suất cấp II máy nén khí N1 cao Logic 22 Quá tải động cơ quạt gió máy nén khí N1 Logic 23 Quá tải động cơ nén máy nén khí N1 Logic 24 Tín hiệu trung tâm báo có lỗi máy nén khí N1 Logic 25 Chạy động cơ quạt gió máy nén khí N2 Logic 26 Chạy động cơ nén khí N2 Logic 27 áp suất dầu máy nén khí N2 thấp Logic 28 áp suất dầu máy nén khí N2 cao Logic 29 Nhiệt độ dầu máy nén khí N2 cao Logic 30 áp suất cấp I máy nén khí N2 cao Logic 31 áp suất cấp II máy nén khí N2 cao Logic 32 Quá tải động cơ quạt gió máy nén khí N2 Logic 33 Quá tải động cơ nén máy nén khí N2 Logic 34 Tín hiệu trung tâm báo có lỗi máy nén khí N1 Logic 35 Chạy động cơ quạt gió máy nén khí N3 Logic 36 Chạy động cơ nén khí N3 Logic 37 áp suất dầu máy nén khí N3 thấp Logic 38 áp suất dầu máy nén khí N3 cao Logic 39 Nhiệt độ dầu máy nén khí N3 cao Logic 40 áp suất cấp I máy nén khí N3 cao Logic 41 áp suất cấp II máy nén khí N3 cao Logic 42 Quá tải động cơ quạt gió máy nén khí N3 Logic 43 Quá tải động cơ nén máy nén khí N3 Logic 44 Tín hiệu trung tâm báo có lỗi máy nén khí N3 Logic II- lập lưu đồ điều khiển: II.1- Lưu đồ điều khiển chung cho 3 máy nén khí: Phân tích lưu đồ (hình I.8): - Start – Khởi động chương trình. - Kiểm tra điều kiện P Ê 37Kg/Cm2: + Nếu đúng ra lệnh chạy các máy “Tự động”, lệnh này để điều khiển các máy nén khí chạy ở chế độ “Tự động” (được phân tích ở phần sau lưu đồ điều khiển riêng máy nén khí Hình I.10) + Nếu Sai thì kiểm tra điều kiện P Ê 35Kg/Cm2. - Kiểm tra điều kiện P Ê 35Kg/Cm2. + Nếu Đúng ra lệnh chạy các máy “Dự phòng”, lệnh này để điều khiển các máy nén khí chạy ở chế độ “Dự phòng” (được phân tích ở phần sau lưu đồ điều khiển riêng máy nén khí Hình I.10). + Nếu Sai thì quay lại đầu chương trình. - Khi có lệnh chạy máy “Tự động” hoặc chạy máy “Dự phòng” chương trình sẽ kiểm tra tiếp điều kiện P³ 40 Kg/Cm2. + Nếu Sai thì quay lại kiểm lại từ đầu chương trình. + Nếu đúng thì ra lệnh dừng máy “Tự động” và “Dự phòng” tiếp tục quay lại đầu chương trình. - End- Kết thúc chương trình. Lệnh chạy tự động Lệnh chạy dự phòng Dừng chạy tự động, dự phòng End Start Đ Đ Đ S S S P Ê 37Kg/cm2 P Ê 35Kg/cm2 P ³ 40Kg/cm2 Hình I.8 - Lưu đồ điều khiển chung 3 máy nén khí 2- Lưu đồ điều khiển 1 van giảm áp: Mở van Đóng van End Start Đ Đ S S P Ê 19Kg/cm2 Quá tải van Hình I.9 - Lưu đồ điều khiển 1 van giảm áp P ³ 21Kg/cm2 Báo lỗi S Đ Phân tích lưu đồ (Hình I.9): - Start – Khởi động chương trình. - Chương trình kiểm tra điều kiện P Ê 19Kg/Cm2: + Nếu Sai quay lại kiểm tra cho đến khi đúng. + Nếu Đúng thì ra lệnh mở van. - Khi có lệnh mở van chương trình kiểm tra tiếp điều kiện quá tải van: + Nếu đúng thì báo lỗi và ra lệnh đóng van. + Nếu sai thì kiểm tra tiếp điều kiện P³ 21 Kg/Cm2. Đúng thì ra lệnh đóng van. Sai thì quay lại điều kiện trên cho đến khi có điều kiện đúng - End – Kết thúc chương trình II.3- Lưu đồ điều khiển 1 máy nén khí: Phân tích lưu đồ (Hình I.10): - Start – Khởi động chương trình. - Chương trình kiểm tra điều kiện khoá điều khiển ở vị trí “Tự động”: + Nếu đúng kiểm tra tiếp điều kiện “Có lệnh chạy máy tự động”. Đúng ra lệnh chạy máy. Sai quay lại kiểm tra cho đến khi đúng. + Nếu Sai thì kiểm tra điều kiện khoá ở vị trí “Dự phòng”. Đúng thì kiểm tra liên tục điều kiện có “Lệnh chạy máy dự phòng” cho đến khi đúng thì ra lệnh chạy máy. Sai sang kiểm tra điều kiện khoá điều khiển ở vị trí “Bằng tay”, Đúng thì ra lệnh chạy máy, Sai thì quay lại đầu chương trình. - Khi có lệnh chạy máy chương trình kiểm tra liên tiếp các điều kiện: áp suất dầu thấp Ê 0,8Kg/Cm2. áp suất dầu cao ³ 3Kg/Cm2. Nhiệt độ dầu cao ³ 70oc. áp suất cấp I cao ³ 3Kg/Cm2. áp suất cấp II cao ³ 13Kg/Cm2. Rơ le nhiệt động cơ quạt gió tác động. Rơ le nhiệt động cơ nén khí tác động. + Nếu có điều kiện nào đúng thì báo lỗi và ra lệnh dừng máy. + Nếu Sai thì kiểm tra điều kiện tiếp theo. - Kiểm tra điều kiện có lệnh “Dừng máy tự động và dự phòng”: + Nếu Sai thì quay lại kiểm tra các điều kiện bảo vệ công nghệ + Nếu Đúng thì ra lệnh dừng máy và quay trở về đầu chương trình. - End – Kết thúc chương trình. Quá tải ĐC Lệnh chạy máy Start End Đ Đ S S Đ S S S Khoá đặt vị trí TĐ Khoá đặt vị trí DP Khoá đặt vị trí BT Lệnh chạy DP Lệnh chạy TĐ Lệnh dừng máy Đ P dầu ³ 3 át P dầu Ê 0,8 át t dầu ³ 700C P cấp I ³ 3 át P cấp II ³13 át Lệnh dừng TĐ, DP Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ S S S S S S Hình I.10 Lưu đồ điều khiển riêng máy nén khí Báo lỗi Đ II.4 Lưu đồ báo lỗi trong hệ thống: P phân đoạn I,II cao thấp Báo lỗi Đ Start End Báo tín hiệu trung tâm Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ P tuyến 1; 2 ORY cao P tuyến 1,2 ORY thấp Quá tải van 1 Mất nguồn ĐK máy N1 Mất nguồn ĐK máy N2 Mất nguồn ĐK máy N3 Mất nguồn ĐK van giảm áp Hình I.11 - Lưu đồ báo tín hiệu lỗi hệ thống S S S S S S S S S Đ Quá tải van 2 Phân tích lưu đồ báo lỗi trong hệ thống (Hình I.11): - Start – Khởi động chương trình. - kiểm tra các điều kiện : áp suất khí phân đoạn I và II cao ³ 41Kg/Cm2. áp suất khí tuyến 1 và 2 cao ³ 22Kg/Cm2. áp suất khí tuyến 1 và 2 thấp Ê 18Kg/Cm2 máy nén khí dự phòng làm việc. Mất nguồn điều khiển mạch điều khiển máy nén khí N1. Mất nguồn điều khiển mạch điều khiển máy nén khí N2. Mất nguồn điều khiển mạch điều khiển máy nén khí N3. Mất nguồn một chiều van giảm áp. Quá tải van giảm áp tuyến 1. Quá tải van giảm áp tuyến 1. Bảo vệ công nghệ máy nén khí N1 tác động. Bảo vệ công nghệ máy nén khí N2 tác động. Bảo vệ công nghệ máy nén khí N3 tác động. + Nếu có điều kiện nào đúng thì báo lỗi và báo tín hiệu sự cố trung tâm + Nếu Sai thì kiểm tra các điều kiện tiếp theo và quay trở về đầu chương trình. - End – Kết thúc chương trình.  phần II thiết kế chuyển đổi hệ điều khiển chương 1- thiết bị logic khả trình PLC I- cấu trúc chung về PLC: I.1- Giới thiệu chung: - Thiết bị logíc khả trình là bộ điều khiển logíc lập trình được, được viết thành PLC ( Progammable Logic Contronl). - Mới ra đời từ năm 1985, chúng đã nhanh chóng phát triển hình thành và được các nghành công nghiệp đón nhận để sử dụng hệ thống và được coi là một dạng Contronl số hoá chuẩn của công nghiệp - Ngày nay lĩnh vực điều khiển được mở rộng đến các quá trình sản xuất phức tạp, đến các hệ thống điều khiển tổng thể với các mạch vòng kín, đến các hệ thống sử lý số liệu và điều khiển kiểm tra tập chung hoá. Vì vậy các hệ điều khiển logíc thông thường không thể thực hiện được, các bộ điều khiển chương trình và điều khiển bằng máy tính đã chở nên cần thiết. I.2- Chức năng của PLC (TL - 3): Người ta đã đi đến tiêu chuẩn hoá các chức năng chính của PLC trong các hệ điều khiển là: - Điều khiển chuyên gia giám sát: + Thay thế cho điều khiển rơ le. + Thay thế cho các Panel điều khiển, mạch in. + Điều khiển tự động, bán tự động bằng tay các máy và các quá trình. + Có các khối điều khiển thông dụng ( thời gian, bộ đếm). - Điều khiển dãy: + Các phép toán số học. + Cung cấp thông tin. + Điều khiển liên tục các quá trình (nhiệt độ, áp suất...). + Điều khiển PID. + Điều khiển động cơ chấp hành. + Điều khiển động cơ bước. Điều khiển mềm dẻo: + Điều hành quá trình báo động. + Phát hiện lỗi khi chạy chương trình. + Ghép nối với máy tính (RS232/ RS242). + Ghép nối với máy in. + Thực hiện mạng tự động hoá xí nghiệp. + Mạng cục bộ. + Mạng mở rộng. + FA, EMS, CTM I.3- Lợi thế của PLC trong tự động hoá (TL - 3): Trong tự động hoá PLC đã chở thành thiết bị điều khiển thông dụng bởi các lợi thế của nó. - Thời gian lắp đặt công trình ngắn hơn. - Dễ dàng thay đổi. - Có thể tính toán chính xác được giá thành. - Cần ít thời gian đào tạo. - Dễ dàng thay đổi thiết kế nhờ phần mềm. - ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng. - Dễ bảo trì sửa chữa (các chỉ thị vào ra giúp sử lý sự cố dễ dàng và nhanh hơn). - Độ tin cậy cao. - Chuẩn hoá được phần cứng điều khiển. - Thích ứng trong các môi trường khắc nghiệt ( Nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động, tiếng ồn...). I.4- Cấu trúc chung của PLC: Thiết bị Logíc khả trình PLC là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển, thông qua một ngôn ngữ lập trình riêng thay cho việc phải thiết kế và thể hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy với chương trình điều khiển của nó PLC chở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ trao đổi thông tin với môi trường bên ngoài (Với PLC khác, với các thiết bị, với máy tính cá nhân). Toàn bộ chương trình điều khiển được nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình và được thực hiện theo chu kỳ vòng quét (SCAN). Có rất nhiều loại PLC của các hãng khác nhau nhưng chúng đều có một nguyên lý chung như hình vẽ dưới đây (Hình II.1). POWEZ SUPPLY Memory Output Input CPU COM Signal to Solenoids Motor Signal from Switches Sensors Hình II.1- Sơ đồ khối PLC Trong đó: - Powez Supply: Bộ nguồn điện áp dải rộng. - Memory: Bộ nhớ chương trình. - RAM ( Random Access Memory) bộ nhớ này có thể ghi hoặc đọc ra - EPROM (Erasable Programmable Red Only Memory) là bộ nhớ vĩnh cửu chương trình có thể lập trình lại bằng thiết bị lập trình. - EEPROM ( Electriccal Erasable Programmable Red Only Memory) là bộ nhớ vĩnh cửu các chương trình có thể lập trình lại bằng thiết bị chuẩn CRT hoặc bằng tay. - INPUT : Khối đầu vào. - OUTPUT: Khối đầu ra. - COM: Cổng giao tiếp với các thiết bị ngoại vi (Máy tính, bộ lập trình). - CPU: Bộ vi sử lý trung tâm. Như vậy PLC thực chất hoạt động như một máy tính cá nhân nghĩa là phải có bộ vi sư lý, hệ điều hành, bộ nhớ để lưu giữ chương trình điều khiển, dữ liệu, có cổng vào ra để giao tiếp với các thiết bị bên ngoài. Bên cạnh đó PLC còn có các bộ Counter, Time để phục vụ bài toán điều khiển. - PLC sẽ thực hiện chương trình theo chế độ lặp có chu kỳ mỗi vòng lặp được gọi là một vòng quét SCAN (hình II.2). 4. Đọc và ghi dữ liệu đầu ra 2. Thực hiện chương trình 3.Tự kiểm tra lỗi 1. Đọc và ghi dữ liệu đầu vào Hình II.2- Sơ đồ vòng quét PLC I.5- Thủ tục để thiết kế bộ điều khiển chương trình (TL - 3): Tìm hiểu các yêu cầu của hệ thống điều khiển Lập lưu đồ chung Liệt kê đầu vào ra tương ứng với PLC Dịch sang giản đồ thang Lập trình giản đồ thang vào PLC Mô phỏng chương trình, kiểm tra phần mềm Chương trình đúng Thay đổi chương trình Nối tất cả các thiết bị vào ra với PLC Kiểm tra các dây nối Chạy thử chương trình Chương trình đúng Sửa lại phần mềm Lưu chương trình vào EPROM Sắp sếp có hệ thống các bản vẽ Kết thúc S Đ S Đ Hình II.3- Sơ đồ các bước thủ tục thiết kế bộ điều khiển chương trình Để thiết kế bộ điều khiển chương trình gồm các bước như sơ đồ (Hình II.3) 1 – Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu của hệ thống cần lập trình điều khiển. 2 – Lập lưu đồ điều khiển chung dựa trên các yêu cầu điều khiển của hệ thống. 3 – Phân cổng vào ra, chọn sơ bộ cấu hình bộ điều khiển lập trình. 4 – Chuyển đổi sơ đồ điều khiển sang giản đồ thang (Ladder). 5 – Thử chương trình, mô phỏng và kiểm tra phần mềm đáp ứng các yêu cầu của hệ thống cần điều khiển: + Nếu được thì thực hiện các bươc tiếp theo. + Nếu chưa được thì thay đổi, sửa lỗi cho đến khi đáp ứng các yêu cầu của