Phần I: TÌM HIỂU HỆ ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN KHÍ UK135/8T

CHƯƠNG 1 Tìm hiểu tổng quan về máy nén khí

1.1. Vai trò và chức năng của máy nén khí trong nhà máy

Nhiệm vụ của máy nén là nâng áp suất cho một chất khí nào đó và cấp đủ lưu lượng cho các quá trình công nghệ khác, tạo ra sự tuần hoàn của lưu thể trong chu trình hoặc duy trì áp suất chân không ( cô chân không, sấy thăng hoa) cho các thiết bị khác.

Trong nhà máy xi măng nó có nhiệm vụ cụ thể là:

-Ổn định dòng chuyển động của liệu.

-Xử lý trường hợp liệu bị ùn tắc trong các ống dẫn.

-Trộn hay đồng nhất liệu trong quá trình cuối giữa Clanhke và các phụ gia.

1.2. Phân loại máy nén khí

Máy nén có thể phân loại như sau:

Máy nén làm việc theo nguyên lý thể tích gồm có máy nén pitông, máy nén rôto cánh trượt, máy nén trục vít…

Máy nén ly tâm.

Máy nén làm việc theo nguyên lý cánh nâng.

Máy nén tuye.

Máy nén một hoặc nhiều cấp.

Theo đối tượng nén: máy nén không khí, máy nén khí CO 2 , máy nén hơi NH 3 , máy nén hơi Freon…

Theo đặc điểm cấu tạo: máy nén kín, nửa kín và nưa hở (đối với độngcơ ).

1.3. Tổng quan về nguyên lý hoạt động của máy nén khí

Nguyên lý hoạt động:

Máy nén là nhóm máy công tác trong các loại máy thuỷ lực.Khi đi qua máy công tác, lưu thể thu nhận năng lượng. Ngược lại khi đi qua máy động lực thì lưu thể cho năng lượng. Trong quá trình nhận hay cho năng lượng của lưu thể đều tuân theo định luật Becnuli.

Các máy công tác làm việc theo nguyên lý chính sau đây :

Nguyên lý thể tích.

Nguyên lý cánh nâng.

Nguyên lý ly tâm.

Nguyên lý phun tia.

1.3.1 Nguyên lý thể tích

Nguyên lý thể tích được ứng dụng và thiết kế để chế tạo máy nén. Ở các máy nén thì lưu thể là các chất khí hay hơi. Nguyên lý chính của máy là tạo ra một dung tích thay đổi từ nhỏ đến lớn và ngược lại, khi dung tích của máy tăng từ giá trị bằng không đến giá trị lớn nhất được gọi là quá trình hút lưu thể, khi dung tích giảm về không được gọi là quá trình nén và đẩy lưuthể. Cứ mỗi lần hút và đẩy máy vận chuyển một lượng lưu thể nhất định,

dung tích này phụ thuộc vào cấu tạo và vòng quay của máy cũng như tính chất và áp lực của lưu thể. Trong quá trình máy hoạt động sự thay đổi trạng thái của lưu thể luôn tuân theo định luật sau đây:

PV = const và PV K = const.

Trong đó:

P-là áp suất lưu thể; V-là thể tích lưu thể; k- hệ số ; k = 1,4;

Khi máy làm việc với lưu thể không co dãn ( V = const ) cần tránh tăng hay giảm quá nhanh thể tích làm việc của máy để không làm hư hỏng máy hoặc cháy động cơ do quá tải. Muốn thế cần chú ý:

- Trước khi cho máy chạy cần mở van phía cửa đẩy.

- Lắp van an toàn để xả nhanh lưu thể từ không gian nén sang không gian hút của máy.

1.3.2 Nguyên lý ly tâm

Nguyên lý này giúp ta ngiên cứu chuyển động của chất lỏng chứa đầy trong kênh.

1.3.3 Nguyên lý cánh nâng

Đây là nguyên lý thể hiện chiều chuyển động của lưu thể cùng các lực tác dụng lên cánh, nguyên lý này được ứng dụng trong các máy nén hướng trục.

1.3.4 Nguyên lý phun tia

Nguyên lý này dựa trên định luật bảo toàn năng lượng của dòng lưu thể, khi áp suất tăng lên thì vận tốc giảm đi hoặc ngược lại, năng suất và ápsuất của máy tuỳ thuộc vào vận tốc chất lưu.

1.4. Vai trò chức năng của hệ thống đo lường, điều khiển máy nén

Để đảm bảo hoạt động của máy nén cũng như năng suất hoạt động của máy cần phải có hệ thống đo giám sát các thông số chất lưu, các thông số đó là: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, từ các thông số đo được gửi về người vận hành sẽ dựa vào đó để điều chỉnh sao cho máy luôn hoạt động ở chế độ an toàn, đúng các thông số kỹ thuật cho phép, hoặc các thông số đo sẽ được chuyển thành các tín hiệu điện áp hoặc dòng điện bằng các bộ chuyển đổi để đưa vào các đầu vào của PLC.

Hệ thống điều khiển máy nén khí nhằm thay đổi các thông số chất lưu ở giới hạn cho phép, ổn định hoạt động của máy, giúp cho việc khởi động và dừng máy. Mạch điều khiển là các mạch điện gồm các rơle, rơle thời gian, các công tắc tơ, áptômát, khởi động từ, các khoá điều khiển tạo thành các

mạch dừng, mạch khởi động, mạch bảo vệ lắp trên các tủ điều khiển.

KẾT LUẬN

Với các nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp đã đặt ra: "Nâng cấp hệ thống đo lường ,điều khiển máy nén khí UK135/8T". Em đã hoàn thành được các công việc sau:

Phần I: Nhiệm vụ : Tìm hiểu tổng quan về hệ đo lường điều khiển máy nén khí UK135/8T.

-Tìm hiểu tổng quan về máy nén khí.

-Tìm hiểu cấu tạo và vai trò máy nén khí UK135/8T trong nhà máy.

-Tìm hiểu hệ đo lường và điều khiển máy nén khí UK135/8T.

-Tìm hiểu những hạn chế về mặt đo lường và điều khiển máy nén khí.

-Đề xuất các phương án nâng cấp việc điều khiển máy nén.

Phần II: Nâng cấp hệ thống đo lường và điều khiển máy nén khí UK135/8T.

-Lựa chọn phương án nâng cấp dùng PLCS7-300.

-Thay thế một số thiết bị trong hệ thống đo lường điều khiển cũ.

-Tìm hiểu về bộ điều khiển logic khả trình PLCS7-300.

-Tìm hiểu công cụ lập trình Step7 cho PLC.

-Xây dựng cấu hình phần cứng cho PLC,

-Viết chương trình điều khiển máy nén khí.

-Tìm hiểu về phần mềm điều khiển giám sát WinCC.

-Xây dựng mô hình theo dõi, giám sát hệ thống bằng WinCC.

-Tìm hiểu về các giao thức truyền thông công nghiệp: Industrial

Ethernet, Profibus-DP.

-Ứng dụng các giao thức truyền thông trong hệ thống. Những hạn chế:

-Chỉ xây dựng được mô hình cho một máy nén khí.

-Chưa xây dựng được giao thức truyền thông trong hệ thống.

-Chưa tìm hiểu hết các công cụ trong Step7.

-Chương trình điều khiển và mô hình theo dõi giám sát chưa được thực hiện trong thực tế mà chỉ kiểm tra và mô phỏng trên máy tính.

Hướng phát triển của đồ án:

-Ngiên cứu hết các công cụ trong Step7.

-Xây dựng mô hình cho tất cả các máy nén trong nhà máy.

-Nếu có điều kiện có thể thực hiện ứng dụng thực tế trong nhà máy xi măng Bỉm Sơn.