Đồ án Xây dựng hệ thống điều khiển các thông số bể sơn điện ly ôtô con

tõ ®¸y bÓ vµ ng¨n phô qua hÖ thèng läc 103/BF/01 b¬m tíi hÖ thèng vßi phun 103/EN/01 bè trÝ trong bÓ ®Ó t¹o dßng ch¶y tuÇn hoµn liªn tôc. - Trªn bÒ mÆt bÓ, bè trÝ hÖ thèng vßi phun n­íc ®Ó phun trùc tiÕp vµo xe t¨ng c­êng kh¶ n¨ng lµm s¹ch xe tr­íc khi ®­a xuèng bÓ. - Møc n­íc bÓ ®­îc b¸o vµ ®iÒu chØnh b»ng c¶m biÕn møc vµ hÖ thèng van 103/SV/01. - §é kiÒm tæng vµ ®é pH cña dung dÞch ®­îc ®o vµ ph©n tÝch ®Ó ®iÒu chØnh b»ng ho¸ chÊt. H×nh 2.3 : S¬ ®å c«ng nghÖ cña bÓ t¹o ®iÒu kiÖn bÒ mÆt + Th«ng sè kü thuËt : ¸p lùc b¬m tuÇn hoµn : 2 Bar. L­u l­îng b¬m : 78 m3/h §é pH : 8 – 9 §é kiÒm tæng : 3 – 4.5 ThÓ tÝch dung dÞch : 48 m3 Thêi gian nhóng xe : 30 s Phèt ph¸t ho¸ bÒ mÆt (Phosphating) : Sau khi qua bÓ t¹o ®iÒu kiÖn bÒ mÆt, th©n xe ®­a tíi nhóng ch×m trong bÓ chøa dung dÞch phèt ph¸t (TK-104). Qu¸ tr×nh nµy nh»m môc ®Ých t¹o líp nÒn ®Ó s¬n ®iÖn ly dÔ dµng b¸m chÆt trªn bÒ mÆt kim lo¹i. + M« t¶ sù ho¹t ®éng cña hÖ thèng ( H.2.4) : H×nh 2.4 : S¬ ®å c«ng nghÖ cña bÓ phèt ph¸t ho¸ - Dung dÞch phèt ph¸t trong bÓ TK-104 ®­îc lµm nãng lªn vµ ®­îc gi÷ æn ®Þnh ë 40-45°C. Do tÝnh chÊt cña dung dÞch phèt ph¸t mµ hÖ thèng trao ®æi nhiÖt ë ®©y kh«ng ®Æt trùc tiÕp trong bÓ nh­ ë bÓ tÈy dÇu mì, b¬m P-104 lµm viÖc hót dung dÞch tõ ®¸y bÓ vµ ng¨n phô qua hÖ thèng läc th« 104/BF/01, b¬m qua hÖ thèng trao ®æi nhiÖt HE-104 råi míi tíi c¸c vßi phun 104/PN/01 bè trÝ trong bÓ ®Ó t¹o dßng ch¶y tuÇn hoµn liªn tôc. - Nguån nhiÖt cho HE-104 lµ n­íc ®· ®­îc lµm nãng lªn nhê h¬i n­íc ë 120°C cÊp trùc tiÕp vµo b×nh n­íc nãng qua c¸c vßi phun 104/SS/01 vµ ®­îc b¬m tíi b»ng b¬m P-124. - §Ó æn ®Þnh nhiÖt cho dung dÞch phèt ph¸t, dïng hÖ thèng ®iÒu tiÕt l­u l­îng cña n­íc nãng ®Õn bé trao ®æi nhiÖt 104/TV/01. - §Ó æn ®Þnh nhiÖt cho bÓ n­íc nãng, dïng hÖ thèng ®iÒu tiÕt l­u l­îng h¬i n­íc cÊp cho bÓ (104/TV/02) - Møc dung dÞch bÓ ®­îc b¸o vµ ®iÒu chØnh b»ng c¶m biÕn møc vµ hÖ thèng van 104/SV/01. - §Ó t¸ch cÆn kÕt tña sinh ra trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, ng­êi ta sö dông hÖ thèng läc cÆn. B¬m P-144 sÏ liªn tôc b¬m dung dÞch phèt ph¸t tõ bÓ TK-104 ®Õn bé läc TK-144. Dung dÞch sau khi ®­îc läc s¹ch cÆn sÏ quay trë l¹i bÓ. Khi ¸p lùc cña b¬m P-144 t¨ng qu¸ 1 bar th× ph¶i vÖ sinh bé läc TK-134. - §Ó dÔ dµng cho viÖc b¶o d­ìng vµ söa ch÷a bÓ, ng­êi ta l¾p ®Æt 1 bÓ chøa phô (TK-134). Khi b¶o d­ìng bÓ chÝnh th× b¬m toµn bé dung dÞch sang bÓ phô b»ng c¸ch kho¸ van 104/BU/07 vµ më van 104/BU/08. Sau khi söa ch÷a b¶o d­ìng xong, dïng b¬m P-134 b¬m tr¶ l¹i dung dÞch vÒ bÓ chÝnh TK-104. §Ó lµm s¹ch ®­êng èng trong khi b¶o d­ìng, sö dông dung dÞch axit Ni-t¬-rÝc b¬m trùc tiÕp vµo tõ bÓ axÝt TK-114 b»ng b¬m P-114. ViÖc nµy ®­îc thùc hiÖn khi ®é chªnh lÖch ¸p suÊt cña dung dÞch t¹i cöa vµo vµ cöa ra cña bé trao ®æi nhiÖt lµ 0.5 bar. - §é axÝt vµ ho¹t tÝnh cña dung dÞch ®­îc ®o vµ ph©n tÝch ®Ó ®iÒu chØnh b»ng ho¸ chÊt. + Th«ng sè kü thuËt : - ¸p lùc b¬m tuÇn hoµn P-104 : 2 Bar. - L­u l­îng b¬m P-104 : 120 m3/h - ¸p lùc b¬m P-144 : 1 bar - §é axÝt tæng : 17-23 - §é axÝt tù do : 0.6-0.9 - Ho¹t chÊt : 1.5-2.5 - ThÓ tÝch dung dÞch : 48 m3 - NhiÖt ®é dung dÞch : 40-45°C - NhiÖt ®é n­íc nãng : 80-90°C - Thêi gian nhóng xe : 180 s Röa n­íc th­êng vµ röa n­íc khö ion (#3Water Rinse & DI Water Rinse) : Sau khi phèt ph¸t ho¸ bÒ mÆt th©n xe, tr­íc khi vµo s¬n ®iÖn ly, xe ph¶i qua 2 c«ng ®o¹n röa lµ röa b»ng n­íc s¹ch vµ n­íc khö Ion. Môc ®Ých ®Ó lµm s¹ch c¸c ho¸ chÊt cßn b¸n trªn xe, t¹o ®iÒu kiÖn tèt nhÊt cho qu¸ tr×nh s¬n ®iÖn ly vµ kh«ng lµm ¶nh h­ëng ®Õn chÊt l­îng cña bÓ s¬n. VÒ nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña 2 bÓ nµy hoµn toµn gièng víi bÓ TK-102, chØ kh¸c th«ng sè kü thuËt ( H.2.5 ) H×nh 2.5 : S¬ ®å c«ng nghÖ cña bÓ röa TK-105 (TK-106) Röa n­íc th­êng (TK-105): - ¸p lùc b¬m tuÇn hoµn : 2 Bar. - L­u l­îng b¬m : 78 m3/h - §é pH : 6 - 8 - ThÓ tÝch n­íc : 48 m3 - Thêi gian nhóng xe : 30 s Röa n­íc khö Ion (TK-106) : - ¸p lùc b¬m tuÇn hoµn : 2 Bar. - L­u l­îng b¬m : 78 m3/h - §é dÉn ®iÖn max : 50 mS - ThÓ tÝch n­íc : 48 m3 - Thêi gian nhóng xe: 30 s 2.2.2 S¬n ®iÖn ly (Electro Deposision) : §©y lµ qu¸ tr×nh quan träng nhÊt trong c«ng nghÖ s¬n ¤t«. §Ó hoµn tÊt qu¸ tr×nh nµy, th©n xe ph¶i tr¶i qua 3 c«ng ®o¹n: S¬n ®iÖn ly. Th©n xe sau khi qua qu¸ tr×nh xö lý tr­íc ®­îc nhóng ch×m trong bÓ chøa dung dÞch s¬n ®iÖn ly. D­íi t¸c dông cña dßng ®iÖn ®iÖn 1 chiÒu sÏ h×nh thµnh 1 líp s¬n b¸m ®Òu trªn bÒ mÆt kim lo¹i cña xe. + M« t¶ ho¹t ®éng cña bÓ s¬n ®iÖn ly (H.2.6) : - Còng gièng nh­ c¸c bÓ cña hÖ thèng xö lý tr­íc, dung dich s¬n ®­îc b¬m liªn tôc b»ng 2 b¬m ly t©m P-207 vµ P-207-1. C¸c b¬m nµy hót s¬n tõ ®¸y bÓ chÝnh vµ ng¨n phô qua phin läc th«, sau ®ã s¬n ®­îc b¬m qua 2 phin läc tinh, qua bé trao ®æi nhiÖt ®Õn c¸c vßi phun ®Î t¹o dßng ch¶y tuÇn hoµn trong bÓ. - NÕu ®é chªnh ¸p gi÷a ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña c¸c bé läc v­ît qu¸ 0.5 bar th× ph¶i vÖ sinh hoÆc thay thÕ c¸c bé läc nµy. - Trªn bÒ mÆt bÓ, bè trÝ c¸c vßi phun dung dÞch n­íc khö Ion vµ BC ®Ó röa dung dÞch s¬n b¸m vµo xe sau khi nhóng. - C¸c th«ng sè nh­ ®é pH, ®é dÉn ®iÖn, hµm l­îng Solid, Binder cña bÓ s¬n ®­îc ®o vµ ph©n tÝch hµng ngµy ®Ó ®iÒu chØnh b»ng ho¸ chÊt cho phï hîp tiªu chuÈn. H×nh 2.6 : S¬ ®å c«ng nghÖ cña bÓ s¬n ®iÖn ly - §Ó dÔ dµng cho viÖc b¶o d­ìng vµ söa ch÷a bÓ, ng­êi ta l¾p ®Æt 1 bÓ chøa phô (TK-237). Khi b¶o d­ìng bÓ chÝnh th× b¬m toµn bé dung dÞch sang bÓ phô b»ng c¸ch kho¸ van 207/BU/16 vµ më van 207/BU/15. Sau khi söa ch÷a b¶o d­ìng xong, dïng b¬m P-237 b¬m dung dÞch s¬n trë l¹i bÓ. HÖ thèng trao ®æi nhiÖt vµ m¸y l¹nh (HE-207 & C-207) : Khi lµm viÖc, dung dÞch s¬n nãng lªn, ®Ó ®¶m b¶o chÊt l­îng s¬n, ph¶i gi÷ æn ®Þnh nhiÖt ®é ë 28-35oC. HÖ thèng trao ®æi nhiÖt vµ m¸y l¹nh ®­îc l¾p ®Æt. - Dung dÞch s¬n sÏ ®­îc lµm m¸t gi¸n tiÕp t¹i bé trao ®æi nhiÖt HE-207 b»ng n­íc l¹nh (12-17oC) tõ bÓ n­íc l¹nh qua b¬m tuÇn hoµn P-227. - §Ó gi÷ æn ®Þnh nhiÖt ®é bÓ s¬n (28-32oC), sö dông hÖ thèng ®iÒu tiÕt l­u l­îng n­íc l¹nh (07/NV/01) ®Õn bé lµm m¸t HE-207. - §Ó lµm l¹nh n­íc trong bÓ n­íc l¹nh, sö dông m¸y l¹nh C-207. M¸y l¹nh nµy ®­îc gi¶i nhiÖt b»ng 1 th¸p lµm m¸t ®Æt ngoµi trêi CT-207. - Møc n­íc trong bÓ n­íc l¹nh ®­îc ®iÒu tiÕt b»ng van phao 207/BT/01. - Møc n­íc trong bÓ cña th¸p lµm m¸t ®­îc ®iÒu tiÕt b»ng van phao 207/BT/02. HÖ thèng d­¬ng cùc (Anolyte Solution system) D­¬ng cùc cña bÓ s¬n ED ®­îc chÕ t¹o ®Æc biÖt. Chóng gåm nh÷ng b¶n cùc h×nh ch÷ nhËt bªn trong chøa ®Çy dung dÞch Anolyte. Mét líp vi mµng máng ng¨n kh«ng cho dung dÞch Anolyte thÊm ra ngoµi bÓ s¬n ED nh­ng kh«ng ng¨n c¸c Cation ch¹y vµo tõ bÓ s¬n khi cã dßng ®iÖn 1 chiÒu ch¹y qua. - Dung dÞch Anolyte chøa trong bÓ TK-217 ®­îc b¬m tuÇn hoµn ®Õn c¸c b¶n cùc b»ng b¬m P-217. - Møc cña bÓ TK-217 ®­îc ®iÒu chØnh b»ng hÖ thèng van tù ®éng 207/SV/01. - C¸c th«ng sè nh­ ®é pH, dÉn ®iÖn cña dung dÞch Anolyte ®­îc ®o hµng ngµy vµ xö lý b»ng ho¸ chÊt. - §Ó t¨ng hiÖu qu¶ cña vµ ®iÒu chØnh chÕ ®é cña d­¬ng cùc, sö dông hÖ thèng kiÓm so¸t l­u l­îng dung dÞch Anolyte 207/FM/01. HÖ thèng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p vµ chØnh l­u (IVR vµ Reetifiev). §Ó cung cÊp nguån mét chiÒu víi dßng ®iÖn lín (1000A, 380V) cho qu¸ tr×nh s¬n ED, ng­êi ta l¾p ®Æt hÖ thèng æn ®Þnh ®iÖn ¸p (IVR) vµ chØnh l­u cã ®iÒu khiÓn (Reetifiev). + æn ®Þnh ®iÖn ¸p : §©y lµ mét m¸y biÕn ¸p tù ngÉu tù ®éng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p khi t¨ng t¶i ®Ó ®¶m b¶o ®iÖn ¸p cÊp cho chØnh l­u lµ 380-400V. + ChØnh l­u : §©y lµ mét bé chØnh l­u cÇu 3 pha c«ng suÊt lín (450KVA) tù ®éng ®iÒu chØnh dßng ®iÒu khiÓn t¨ng dÇn tõ 0-1000A d­íi ®iÖn ¸p 380V. + Th«ng sè kÜ thuËt : - BÓ s¬n ED : ¸p lùc b¬m tuÇn hoµn P-207, P-207-1 3 Bar L­u l­îng b¬m P-207, P-207-1 132 m3/hour NhiÖt ®é dung dÞch s¬n ED 28- 350C ThÓ tÝch bÓ s¬n ED 48m3 Solid 20 – 23 WT% Binder 5,0 – 6,2 §é pH 5,9 – 6,2 §é dÉn ®iÖn 1250 – 1650 ms - HÖ thèng trao ®æi nhiÖt : N¨ng suÊt m¸y l¹nh 108000 kcal/h NhiÖt ®é n­íc l¹nh 12 –170C NhiÖt ®é n­íc gi¶i nhiÖt 25 – 400C ¸p lùc b¬m P-227, P-227-1 2 Bar L­u l­îng b¬m P-227, P-227-1 30m3/hour ¸p lùc b¬m P-227-2 2 Bar L­u l­îng b¬m P – 227-2 36m3/hour - HÖ thèng Anolyte : §é PH 2,8 – 3,5 §é dÉn ®iÖn 4000-7000 mS L­u l­îng b¬m P – 217 3 m3/hour ¸p lùc b¬m P – 217 1,2 Bar - HÖ thèng æn ®Þnh ®iÖn ¸p vµ chØnh l­u : C«ng suÊt 450KVA Dßng ®iÖn mét chiÒu max 1000A §iÖn ¸p lµm viÖc 380-400V BÓ röa vµ thu håi s¬n ( UF Rinse#1,2, TK – 208 ). Trªn th©n xe sau khi ®­îc s¬n ED cßn cã rÊt nhiÒu s¬n ED kh«ng kÕt tña dÝnh ë bªn ngoµi. §Ó röa s¹ch vµ thu håi phÇn s¬n nµy, ng­êi ta nhóng xe vµo bÓ röa UF. H×nh 2.7 : S¬ ®å c«ng nghÖ cña bÓ UF, TK-208 M« t¶ ho¹t ®éng cña TK –208. - VÒ c¬ b¶n, bÓ TK –208 còng gièng nh­ nh÷ng bÓ röa kh¸c, nã chØ kh¸c vÒ dung dÞch trong bÓ vµ thiÕt bÞ c«ng nghÖ cña bÓ. - Dung dÞch ®Ó röa líp s¬n ED kh«ng kÕt tña trªn xe gåm hçn hîp cña n­íc vµ DI, Binder, BC vµ n­íc t¸ch ra tõ bÓ s¬n ED. Dung dÞch nµy sÏ cã kh¶ n¨ng hoµ tan phÇn s¬n kh«ng kÕt tña cßn b¸m ë trªn th©n xe. Th«ng sè kÜ thuËt - §é PH 5,5-6,2 - §é dÉn ®iÖn 800-1300 mS - ¸p lùc b¬m P – 208 1,2 Bar - L­u l­îng b¬m 1200m3/h - ThÓ tÝch bÓ 48 m3 - Thêi gian nhóng xe 30s HÖ thèng thu håi s¬n (Paint Recover System, UF-208). HÖ thèng nµy cã t¸c dông läc l¹i dung dÞch s¬n trong bÓ ED 1 lÇn n÷a vµ cÊp n­íc lµm m¸t cho b¹c b¬m tuÇn hoµn s¬n ED. S¬n tõ bÓ chÝnh ED ®­îc b¬m tuÇn hoµn M – 1 b¬m qua bé läc tinh ( Micro Filter, MF ) ®Õn bé t¸ch n­íc ( Ultra Filter, UF ). §©y lµ mét hÖ thèng gåm 6 cét läc bao gåm c¸c vi mµng chØ cho phÐp c¸c phÇn tö n­íc thÊm qua cßn c¸c phÇn tö kh¸c nÕu cã ph©n tö l­îng lín h¬n ph©n tö l­îng cña n­íc sÏ kh«ng ®i qua ®­îc. PhÇn dung dÞch s¬n sau khi ®· t¸ch bít n­íc sÏ quay trë l¹i bÓ s¬n. PhÇn n­íc ®­îc t¸ch ra khái s¬n ®­îc ®­a vµo 2 bÓ T1 ( Permeate water tank ) vµ T2 ( Seal water tank ) råi ch¶y vÒ ®Çu bÓ TK 208 ( UF Rinse # 1,2 ). Tõ cuèi bÓ UF, cã 1 ®­êng èng nèi th«ng víi bÓ ED ®Ó dÉn phÇn dung dÞch UF trµn ®i. Dung dÞch trong bÓ UF liªn tôc ®­îc n­íc t¸ch tõ s¬n ED bæ sung lµm lo·ng ra, phÇn trµn ®i sÏ trén vµo bÓ s¬n vµ l¹i ®­îc t¸ch n­íc. N­íc ®­îc t¸ch ra tõ dung dÞch s¬n ED cßn ®­îc b¬m tuÇn hoµn M- 2 b¬m ®i lµm m¸t c¸c æ b¹c ( Mechanical Seal ) cña b¬m tuÇn hoµn s¬n ED. Mét phÇn kh¸c sÏ ®­îc b¬m ®Õn c¸c vßi phun röa xe trùc tiÕp t¹i bÓ TK- 208 b»ng b¬m M-3. Bé läc tinh MF sÏ ®­îc thay thÕ nÕu ®é chªnh ¸p suÊt gi÷a ®Çu vµo vµ ®Çu ra v­ît qu¸ 0,5 bar. H×nh 2.8 : S¬ ®å c«ng nghÖ cña hÖ thèng thu håi s¬n §Ó kiÓm so¸t kh¶ n¨ng t¸ch n­íc cña UF, ng­êi ta ®Æt 1 l­u l­îng kÕ (Flow meter, FM1) ®Ó kiÓm so¸t l­u l­îng n­íc t¸ch ®­îc. N Õu l­u l­îng n­íc t¸ch tõ s¬n ED nhá h¬n 10l/phót th× ph¶i ch¹y hÖ thèng ë chÕ ®é th«ng röa bé t¸ch n­íc UF. §Ó kiÓm so¸t l­u l­îng n­íc lµm m¸t c¸c b¹c b¬m ng­êi ta còng ®Æt 2 l­u l­îng kÕ FM-2 vµ FM-3, l­u l­îng n­íc lµm m¸t b¹c b¬m qua FM-2 hoÆc FM-3 kho¶ng 5l/phót. NÕu møc n­íc trong bÓ T-2 ( Seal water tank ) gi¶m ®ét ngét hÖ thèng sÏ c¶nh b¸o sù cè t¹i c¸c b¹c cña c¸c b¬m tuÇn hoµn. - Th«ng sè kü thuËt : NhiÖt ®é s¬n ED max 400C ¸p lùc b¬m M-1 2- 3,8 Bar L­u l­îng b¬m M-1 24m3/h L­u l­îng n­íc t¸ch ra tõ’ UF 10-15 l/phót L­u l­îng n­íc lµm m¸t b¹c b¬m 3-5 l/phót Röa n­íc khö Ion (DI Water Rinsse, H.2.9). Sau khi qua bÓ röa UF, th©n xe ®­îc röa l¹i mét lÇn cuèi cïng b»ng n­íc DI tr­íc khi vµo lß sÊy. H×nh 2.9 : S¬ ®å c«ng nghÖ cña bÓ röa n­íc khö Ion Sù ho¹t ®éng cña bÓ nµy t­¬ng tù ho¹t ®éng cña c¸c bÓ röa kh¸c. N­íc röa xe sau khi kiÓm tra nÕu v­ît qu¸ c¸c th«ng sè cho phÐp nh­ ®é pH, ®é dÉn ®iÖn th× sÏ ®­îc x¶ ®i vµ thay b»ng n­íc DI nguyªn chÊt. Th«ng sè kÜ thuËt : - §é PH 6 – 8 - §é dÉn ®iÖn 0,4 – 7 ms - ¸p suÊt b¬m P-209 1,2 Bar - L­u l­îng b¬m P-209 130m3/h - ThÓ tÝch b¬m 48m3 - Thêi gian nhóng xe 30s 2.2.3 SÊy s¬n ED : Th©n xe sau khi s¬n xong sÏ ®­îc ®­a vµo lß sÊy vµ ®­îc sÊy víi nhiÖt ®é lªn ®Õn 185oC. D­íi t¸c dông cña luång giã nãng, líp s¬n ED trªn bÒ mÆt kim lo¹i sÏ kh« ®i vµ b¸m v÷ng ch¾c vµo xe. §Õn ®©y míi chÝnh thøc kÕt thóc qu¸ tr×nh s¬n ®iÖn ly cña th©n xe «t«. Ch­¬ng 3 Kh¶o s¸t vµ lùa chän thiÕt bÞ cho hÖ thèng theo dâi C¸c th«ng sè cña bÓ s¬n ®iÖn ly. 3.1 Lùa chän c¸c th«ng sè cÇn gi¸m s¸t cña d©y chuyÒn s¬n ®iÖn ly (s¬n ED ) : Dùa theo c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ vµ sù ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn nh­ ®· m« t¶ ë ch­¬ng 2, chóng ta tiÕn hµnh kh¶o s¸t, ph©n tÝch vµ lùa chän c¸c th«ng sè cÇn gi¸m s¸t cho d©y chuyÒn. §Ó ®¶m b¶o tÝnh kh¶ thi vÒ mÆt kinh tÕ, nh÷ng th«ng sè ®­îc lùa chän ph¶i thùc sù lµ cÇn thiÕt ®èi víi ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn. §ã lµ c¸c th«ng sè ë chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng, chÕ ®é sù cè vµ chÕ ®é b¶o d­ìng. ë ®å ¸n nµy chØ tr×nh bµy vÒ viÖc gi¸m s¸t c¸c th«ng sè cÇn thiÕt cña bÓ s¬n ED. Nh­ ®· nãi ë trªn, ®Ó gi÷ cho s¬n ED kh«ng bÞ l¾ng cÆn vµ t¨ng hiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh s¬n, hai b¬m tuÇn hoµn P-207 vµ P-207-1 ph¶i lµm viÖc liªn tôc ngay c¶ khi kh«ng s¬n xe. ViÖc dõng 1 hoÆc 2 b¬m lµ rÊt quan träng v× nã ¶nh h­ëng trùc tiÕp tíi chÊt l­îng s¬n. Do vËy, nÕu 1 hoÆc 2 b¬m nµy kh«ng ch¹y cã thÓ coi lµ tÝn hiÖu sù cè. MÆt kh¸c, nÕu nhiÖt ®é bÓ s¬n n»m ngoµi ph¹m vi cho phÐp còng ®­îc coi lµ tÝn hiÖu sù cè v× nã còng g©y ¶nh h­ëng ®Õn chÊt l­îng s¬n. Chóng ta lùa chän c¸c th«ng sè gi¸m s¸t cho bÓ s¬n ED nh­ sau : Tr¹ng th¸i c¸c b¬m tuÇn hoµn : Ch¹y, dõng. Sù cè c¸c ®éng c¬ ®iÖn. NhiÖt ®é bÓ s¬n : 28 – 320C. Møc bÓ s¬n : cao, thÊp, trung b×nh. ¸p lùc 2 b¬m tuÇn hoµn ( P-207 vµ P-207-1 ) : 3 – 3,5 bar. §é chªnh ¸p gi÷a ®Çu vµo vµ ra cña 2 phin läc 207/MF/01 vµ 207/ MF/ 02 . §é pH cña dung dÞch s¬n ED. Thêi gian ho¹t ®éng cña hÖ thèng. Nh­ vËy, qua c¸c ph©n tÝch trªn ta thÊy ®Ó x©y dùng hÖ thèng theo dâi gi¸m s¸t d©y chuyÒn s¬n ED mét c¸ch t­¬ng ®èi ®Çy ®ñ, chóng ta ®· lùa chän ®­îc 1 sè th«ng sè cÇn gi¸m s¸t sau : Tr¹ng th¸i b¬m. NhiÖt ®é. Møc. §é pH. §é dÉn ®iÖn. ¸p suÊt. §é chªnh lÖch ¸p suÊt. L­u l­îng. Sù cè c¸c ®éng c¬ diÖn. Thêi gian lµm viÖc. 3.2 Lùa chän c¸c thiÕt bÞ c¶m biÕn : Kü thuËt ®o l­êng - ®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i cã b­íc ph¸t triÓn nh¶y vät, ®ã lµ sù kÕt hîp chÆt chÏ gi÷a lý thuyÕt ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn hÖn ®¹i ( ®iÒu khiÓn mê, n¬ron, tèi ­u, thÝch nghi… ) víi c«ng cô to¸n häc vµ tin häc ( trÝ tuÖ nh©n t¹o ). Qu¸ tr×nh tÝch hîp gi÷a c¸c lÜnh vùc nµy h×nh thµnh “ Tin häc c«ng nghiÖp ”, mét lÜnh vùc ®a ngµnh trong ®ã kü thuËt ®iÖn, ®iÖn tö, ®iÒu khiÓn, ®o l­êng vµ tin häc hoµ trén vµ cïng nhau ph¸t triÓn. C¸c bé c¶m biÕn ®ãng vai trß cùc kú quan träng trong lÜnh vùc ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn. Chóng c¶m nhËn vµ ®¸p øng theo c¸c kÝch thÝch th­êng lµ c¸c ®¹i l­îng kh«ng ®iÖn, chuyÓn ®æi c¸c ®¹i l­îng nµy thµnh c¸c ®¹i l­îng ®iÖn vµ truyÒn c¸c th«ng tin vÒ hÖ thèng ®o l­êng ®iÒu khiÓn gióp chóng ta nhËn d¹ng, ®¸nh gi¸ vµ ®iÒu khiÓn mäi biÕn tr¹ng th¸i cña ®èi t­îng. Cã thÓ vÝ vai trß cña c¸c bé c¶m biÕn ®èi víi kü thuËt ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn gièng nh­ c¸c gi¸c quan ®èi víi c¬ thÓ sèng. §Ó phôc vô cho viÖc ®iÒu khiÓn c¸c th«ng sè cña bÓ s¬n ®iÖn ly nh­ ®· nãi ë trªn, trong ®å ¸n nµy em xin tr×nh bµy mét sè lo¹i c¶m biÕn sau : 3.2.1 ThiÕt bÞ kiÓm so¸t nhiÖt ®é (Temperature transmitter): §Ó ®o vµ tiÕp nhËn th«ng tin vÒ nhiÖt ®é cña bÓ s¬n ®iÖn ly, chóng ta dïng thiÕt bÞ ®o nhiÖt ®é. ThiÕt bÞ nµy bao gåm c¶m biÕn nhiÖt vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é. C¶m biÕn nhiÖt ®é (Temperature sensor) : HiÖn nay cã rÊt nhiÒu lo¹i c¶m biÕn nhiÖt, ë ®©y lùa chän lo¹i PT100 bëi v× ­u ®iÓm cña lo¹i nµy lµ t­¬ng ®èi chÝnh x¸c vµ cã thÓ chÞu ®­îc m«i tr­êng ho¸ chÊt kh¾c nghiÖt, mÆt kh¸c d¶i biÕn thiªn cña nhiÖt ®é kh«ng lín. C¶m biÕn PT100 dïng kim lo¹i Platin tinh khiÕt (99.999%) lµm ®iÖn trë, ®Ó ®o vµ ®­a nh÷ng th«ng tin vÒ nhiÖt ®é cña c¸c m«i tr­êng ®o. §Æc ®iÓm : Do ®iÖn trë cña c¶m biÕn ®­¬c chÕ t¹o tõ tõ Platin thuÇn khiÕt, cã tÝnh chÊt tr¬ vÒ mÆt ho¸ häc vµ sù æn ®Þnh vÒ cÊu tróc cho nªn nã ®¶m b¶o sù æn ®Þnh cña c¸c ®Æc tÝnh dÉn ®iÖn cña ®iÖn trë, do ®ã c¶m biÕn ho¹t ®éng tèt trong d¶i nhiÖt ®é tõ 2000C¸10000C. Quan hÖ gi÷a ®iÖn trë cña c¶m biÕn vµ nhiÖt ®é cña m«i tr­êng cÇn ®o theo biÓu thøc sau : RT =0.385xT0C +1000C (W) (3.1) ë nhiÖt ®é 00C ®iÖn trë cña c¶m biÕn lµ 100(W). NhiÖt ®é ë 1000C th× ®iÖn trë cña c¶m biÕn gÊp 1.358 lÇn ®iÖn trë cña c¶m biÕn ë 00C. H×nh 3.1 : S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o cña thiÕt bÞ ®o nhiÖt ®é Trong ®ã: a, b, c - D©y nèi cña c¶m biÕn 1, 2, 3 - §Çu nèi víi c¸c bé ®iÒu khiÓn. L - §iÖn trë cña c¶m biÕn. Nguyªn lý : Khi nhiÖt ®é t¨ng ®iÖn trë cña c¶m biÕn còng t¨ng theo biÓu thøc ( 3.1). TÝn hiÖu ®Çu ra cña c¶m biÕn ®­îc ®­a vÒ bé ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é lµ tÝn hiÖu dßng ®iÖn, tÝn hiÖu nµy l»m trong d¶i tõ 10mA ®Õn 20mA t­¬ng øng víi nhiÖt ®é tõ 00C ®Õn 10000C Bé ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é (Temperature control) : NhiÖm vô : Bé ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é cã chøc n¨ng hiÓn thÞ vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é cña c¸c m«i tr­êng ®­îc ®o. Ngoµi ra nã cßn göi c¸c tÝn hiÖu t­¬ng tù d­íi d¹ng dßng ®iÖn (4-20 mA) hoÆc ®iÖn ¸p (0-30 V) ®Õn c¸c thiÕt bÞ kh¸c. ë ®©y chóng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é b»ng c¸ch ®iÒu khiÓn c¸c van cÊp h¬i n­íc nãng cña bÓ phèt ph¸t vµ bÓ tÈy dÇu mì hoÆc ®iÒu khiÓn van cÊp n­íc l¹nh cña bé trao ®æi nhiÖt bÓ s¬n. CÊu t¹o : Bé ®iÒu khiÓn gåm mét c¶m biÕn nhiÖt ®é ®Ó theo dâi nhiÖt ®é cña m«i tr­êng ®o, mét hÖ thèng xö lý tÝn hiÖu nhiÖt ®é ®Ó hiÓn thÞ vµ göi ®Õn c¸c thiÕt bÞ kh¸c, mét hÖ thèng ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c van cÊp h¬i. ThiÕt bÞ kiÓm so¸t ¸p suÊt (Pressure Transmitter) : ThiÕt bÞ kiÓm so¸t ¸p suÊt bao gåm c¶m biÕn ¸p suÊt vµ bé xö lý tÝn hiÖu ¸p suÊt. Tuú tõng øng dông mµ ng­êi ta cã thÓ chÕ t¹o t¸ch rêi riªng biÖt chóng. Th«ng th­êng, 2 phÇn linh kiÖn nµy th­êng ®­îc chÕ t¹o chung trªn 1 thiÕt bÞ duy nhÊt (Pressure Transmitter) C¶m biÕn ¸p suÊt : Do trªn thùc tÕ c¸c nhu cÇu ®o rÊt ®a d¹ng ®ßi hái c¸c c¶m biÕn ®o ¸p suÊt ph¶i ®¸p øng mét c¸ch tèt nhÊt cho tõng tr­êng hîp cô thÓ. ChÝnh v× thÕ, c¸c c¶m biÕn ¸p suÊt rÊt ®a d¹ng. Mét nguyªn nh©n n÷a lµ ®é lín cña ¸p suÊt cÇn ®o n»m trong mét d¶i kh¸ réng, tõ ch©n kh«ng siªu cao ®Õn ¸p suÊt siªu cao. §é lín cña ¸p suÊt ®­îc biÓu diÔn b»ng gi¸ trÞ tuyÖt ®èi (so víi ch©n kh«ng) hoÆc gi¸ trÞ t­¬ng ®èi (so víi ¸p suÊt khÝ quyÓn) hoÆc b»ng sù kh¸c nhau cña 2 ¸p suÊt. BiÓu thøc x¸c ®Þnh ¸p suÊt chÊt l­u trong b×nh chøa nh­ sau : Trong ®ã dF lµ vi ph©n lùc t¸c dông vu«ng gãc lªn vi ph©n diÖn tÝch dS cña thµnh b×nh. Th­¬ng sè nµy kh«ng phô thuéc vµo ®Þnh h­íng cña bÒ mÆt dS mµ chØ phô thuéc vµo vÞ trÝ cña nã. Nãi chung c¸c chÊt l­u kh«ng chÞu t¸c dông cña träng lùc, bëi vËy trong tr­êng hîp cét chÊt l­u chøa mét èng hë ®Æt th¼ng ®øng, ¸p suÊt ë mét ®iÓm c¸ch bÒ mÆt tù do cã chiÒu cao h sÏ b»ng ¸p suÊt khÝ quyÓn p0 céng víi träng l­îng cña cét chÊt l­u cã chiÒu cao h t¸c dông lªn 1 ®¬n vÞ bÒ mÆt : p = p0 + rg.h Trong ®ã : r: Khèi l­îng riªng cña chÊt l­u. g: gia tèc träng tr­êng t¹i ®iÓm ®o ¸p suÊt. NÕu chÊt l­u chÞu t¸c ®éng cña 1 gia tèc th× cÇn ph¶i tÝnh thªm ¶nh h­ëng cña lùc qu¸n tÝnh ®Õn ¸p suÊt cÇn ®o. §Ó ®o ¸p suÊt cña chÊt l­u, trong c¸c c¶m biÕn ®o ¸p suÊt ng­êi ta th­êng sö dông c¸c vËt dông trung gian nh­ mµng máng, mµng d¹ng sãng, piston kÕt hîp lß xo, èng xÕp nÕp, èng cong kÝn 1 ®Çu... ViÖc lùa chän nh÷ng vËt trung gian phô thuéc vµo b¶n chÊt cña ¸p suÊt cÇn ®o, ®é lín cña nã vµ ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi ¸p suÊt thµnh tÝn hiÖu ®iÖn. Theo ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®æi ¸p suÊt thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ng­êi ta chÕ t¹o ra 1 sè lo¹i c¶m biÕn nh­ sau : - C¶m biÕn ®o ¸p suÊt dïng ®iÖn trë lùc c¨ng. - C¶m biÕn ®o ¸p suÊt dïng vËt trung gian lµ mµng máng. - C¶m biÕn ®o ¸p suÊt dïng chuyÓn ®æi ¸p ®iÖn. - C¶m biÕn ¸p suÊt dïng chuyÓn ®æi ®iÖn dung. - C¶m biÕn ¸p suÊt dïng chuyÓn ®æi ®iÖn dung vi sai. - C¶m biÕn biÕn ®æi ¸p suÊt thµnh tÇn sè. - C¶m biÕn ¸p trë. Bé xö lý tÝn hiÖu ¸p suÊt : Tuú thuéc vµo tõng lo¹i c¶m biÕn mµ ng­êi ta chÕ t¹o c¸c bé xö lý tÝn hiÖu ¸p suÊt kh¸c nhau. NhiÖm vô chung cña chóng lµ phèi hîp víi c¸c c¶m biÕn ®Ó xö lý c¸c tÝn hiÖu ¸p suÊt thµnh nh÷ng tÝn hiÖu ®iÖn (dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p). C¸c tÝn hiÖu ®iÖn nµy cã thÓ dïng ®Ó ®iÒu khiÓn cho c¸c thiÕt bÞ thø cÊp hoÆc göi ®Õn c¸c thiÕt bÞ kh¸c d­íi d¹ng tÝn hiÖu t­¬ng tù hoÆc tÝn hiÖu sè. MÆt kh¸c, bé xö lý nµy cßn cã thÓ tù hiÖu chØnh ®­îc c¸c sai sè trong qu¸ tr×nh ®o. S¬ ®å khèi cña thiÕt bÞ kiÓm so¸t ¸p suÊt. H×nh 3.2 : S¬ ®å khèi cña thiÕt bÞ kiÓm so¸t ¸p suÊt ThiÕt bÞ kiÓm so¸t ®é chªnh lÖch ¸p suÊt (Electronic differential Pressure Transmitter) : §Ó kiÓm tra t×nh tr¹ng 1 bé läc dung dÞch nµo ®ã, dÔ dµng nhÊt lµ kiÓm tra ®é chªnh lÖch ¸p suÊt gi÷a cöa vµo vµ cöa ra cña bé läc. NÕu ®é chªnh ¸p suÊt nµy nhá h¬n giíi h¹n cho phÐp th× bé läc ë tr¹ng th¸i b×nh th­êng, cßn ng­îc l¹i, nã ë tr¹ng th¸i kh«ng b×nh th­êng ( h­ háng). H×nh 3.3 : S¬ ®å khèi cña thiÕt bÞ kiÓm so¸t ®é chªnh ¸p suÊt VÒ nguyªn lý cña thiÕt bÞ kiÓm so¸t ®é chªnh lÖch ¸p suÊt, nã còng gièng nh­ thiÕt bÞ kiÓm so¸t ¸p suÊt nh­ ®· tr×nh bµy ë phÇn 3.2.2. nã chØ kh¸c lµ gåm cã 2 c¶m biÕn ¸p suÊt ®Æt ë 2 vÞ trÝ cÇn kiÓm tra ®é chªnh ¸p. Bé xö lý sÏ nhËn tÝn hiÖu ¸p suÊt cña 2 c¶m biÕn, so s¸nh chóng víi nhau vµ chuyÓn kÕt qu¶ so s¸nh thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ( dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p ). C¸c kh©u cßn l¹i hoµn toµn gièng nh­ thiÕt bÞ kiÓm so¸t ¸p suÊt. Mét sè lo¹i kh¸c 2 tÝn hiÖu ¸p suÊt còng ®­îc ®­a vÒ bé xö lý råi biÕn ®æi thµnh ®¹i l­îng ®iÖn tr­íc khi ®em so s¸nh chóng víi nhau. S¬ ®å khèi cña thiÕt bÞ nµy nh­ ( H-3.3 ) 3.2.4 ThiÕt bÞ kiÓm tra l­u l­îng (Flow Transmitter). Trong hÖ thèng s¬n ®iÖn ly, th«ng sè l­u l­îng cña c¸c b¬m tuÇn hoµn ®Æc biÖt quan träng. NÕu gi¸ trÞ cña l­u l­îng nhá h¬n gi¸ trÞ thiÕt kÕ th× chÊt l­îng cña s¶n phÈm sÏ kh«ng ®¶m b¶o. ChÝnh v× vËy, chóng ta ph¶i kiÓm so¸t ®­îc l­u l­îng cña c¸c b¬m nµy. Dùa theo tÝnh chÊt cña dung dÞch trong tõng c«ng ®o¹n ®Ó lùa chän c¸c l­u l­îng kÕ cho phï hîp. Cã rÊt nhiÒu lo¹i l­u l­îng kÕ ®­îc s¶n suÊt trªn thÕ giíi cã thÓ phï hîp víi hÖ thèng nµy, ë ®©y chóng ta kh¶o s¸t 1 sè lo¹i cña h·ng Endres + Hauser, Thuþ sÜ. ThiÕt bÞ kiÓm so¸t l­u l­îng kiÓu vi sai ¸p suÊt : Nguyªn lý ®o : Trªn dßng ch¶y ®Æt 1 tÊm máng khoÐt lç. Dßng ch¶y qua lç sÏ t¹o ra sù chªnh lÖch ¸p suÊt tr­íc vµ sau tÊm nµy. Gi¸ trÞ cña ®é chªnh lªch ¸p suÊt sÏ ®Æc tr­ng cho l­u l­îng cña dßng ch¶y qua lç. Ng­êi ta chØ cÇn kiÓm tra ®é chªnh ¸p suÊt nµy råi tÝnh to¸n ra l­u l­îng cña dßng ch¶y. H×nh 3.4 : S¬ ®å nguyªn lý cña l­u l­îng kÕ kiÓu vi sai ¸p suÊt ¦u ®iÓm : Thêi gian ®· chøng tá r»ng biÖn ph¸p nµy rÊt hiÖu qu¶. Nã cã thÓ ®o l­u l­îng qua nh÷ng ®­êng èng lín. DÔ dµng l¾p ®Æt. Kh«ng bÞ gi¸n ®o¹n do sù thay ®æi cña ¸p suÊt, øng dông cho nhiÒu lo¹i vËt liÖu. Lµm viÖc ®­îc ë d¶i nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt réng. Cã thÓ sö dông nhiÒu lÇn. ThiÕt bÞ kiÓm so¸t l­u l­îng kiÓu ®iÖn tõ : Nguyªn lý ®o : Dùa theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ cña Faraday søc ®iÖn ®éng sÏ ®­îc t¹o ra khi mét d©y dÉn chuyÓn ®éng trong tr­êng ®iÖn tõ. Theo nguyªn lý ®o ®iÖn tõ nµy, dßng ch¶y chÝnh lµ d©y dÉn chuyÓn ®éng. Søc ®iÖn ®éng t¹o ra sÏ tØ lÖ víi l­u tèc qua èng vµ nã ®­îc ®o råi khuÕch ®¹i b¨ng 2 ®iÖn cùc. TÝn hiÖu thu ®­îc ë ®Çu ra cã d¹ng : e = V.D.Bmaxcos(wt + j) biªn ®é cña suÊt ®iÖn ®éng tØ lÖ víi vËn tèc vµ cã gi¸ trÞ cì mV. C¸c chÊt l­u ph¶i cã ®é dÉn ®iÖn cì mS/cm. S¬ ®å cña thiÕt bÞ nµy cho ë h×nh 3.5 ¦u ®iÓm : BiÖn ph¸p ®o nµy kh«ng bÞ ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é, ¸p suÊt hoÆc ®é nhít cña chÊt l­u. Do kh«ng cã qu¸n tÝnh cho nªn cã thÓ ®o ®­îc l­u l­îng biÕn thiªn theo thêi gian, kh«ng bÞ ¶nh h­ëng cña c¸c søc c¶n phô. Nã ®­îc sö dông cho c¸c chÊt láng bÈn, c¸c chÊt láng chøa Solid, d¶i ®o réng. H×nh 3.5 : S¬ ®å nguyªn lý cña l­u l­îng kÕ kiÓu ®iÖn tõ 3.2.5 ThiÕt bÞ ®o ®é pH : HÇu hÕt c¸c c¶m biÕn dïng ®Ó kiÓm tra ®é pH ®Òu ®­îc chÕ t¹o dùa trªn nguyªn t¾c cña chuyÓn ®æi Ganvanics. Nguyªn lý lµm viÖc cña chuyÓn ®æi nµy dùa vµo sù phô thuéc cña ®iÖn thÕ cùc theo nång ®é vµ thµnh phÇn dung dÞch. ChuyÓn ®æi nµy ®­îc dïng réng r·i ®Ó ®o ho¹t ®é cña c¸c ion Hydro sau ®ã x¸c ®Þnh ®­îc c¸c thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cña dung dÞch n­íc cÇn nghiªn cøu. Sù ph©n ly cña n­íc diÔn ra nh­ sau : H2O Û H+ + OH- NÕu gäi aH+, aOH- lµ ho¹t ®é cña c¸c ion H+ vµ OH-, th× K = aH++ aOH- lµ mét h»ng sè gäi lµ h»ng sè ph©n ly, ë nhiÖt ®é 250C th× K =10-14. Víi n­íc s¹ch hoÆc dung dÞch trung hoµ aH++ aOH- = 10-7, víi dung dÞch axÝt aH+> aOH- vµ víi dung dÞch kiÒm aH+< aOH-. Trong thù tÕ, ®Ó tiÖn cho viÖc tÝnh to¸n ghi chÐp, ng­êi ta dïng ®¬n vÞ ®é pH. pH = -lg aH+ V× aH+ thay ®æi tõ 100 ®Õn 1014 nªn kho¶ng thay ®æi cña ®é pH tõ 0 ®Õn 14. ChuyÓn ®æi Ganvanics gåm cã b¸n phÇn tö Calomen 1 vµ ®iÖn cùc ®o l­êng thuû tinh (H- 3.6). H×nh 3.6 : ChuyÓn ®æi Ganvanics §iÖn cùc phÇn tö Calomel lµ 1 èng thuû ng©n, trong ®ã cã dung dÞch Calomen b·o hoµ khã hoµ tan ( Hg2Cl2). Sù tiÕp xóc cña phÇn tö víi dung dÞch thÝ nghiÖm ®­îc thùc hiÖn qua dung dÞch b·o hßa KCl (kho¸ ®iÖn ly) ®Ó gi¶m ®iÖn thÕ khuÕch t¸n, do trªn biªn dung dÞch b·o hoµ KCl ®iÖn thÕ khuÕch t¸n cã trÞ sè nhá. §iÖn cùc thuû tinh 2 lµ 1b×nh thuû tinh cã thµnh máng (chøa Natri). Khi nhóng b×nh thuû tinh vµo dung dÞch, c¸c ion natri tõ thuû tinh ®i vµo dung dÞch, cßn c¸c ion hydro ®i tõ dung dÞch vµo chiÕm chç cña chóng, do ®ã bÒ mÆt cña líp thuû tinh ®­îc lµm b·o hoµ bëi c¸c ion hydro vµ ®iÖn cùc thuû tinh cã tÝnh chÊt nh­ ®iÖn cùc hydro. §Ó lÊy ®iÖn thÕ bªn trong ®iÖn cùc thuû tinh, b×nh d­îc ®æ ®Çy dung dÞch mÉu cã ®é pHm ®· biÕt. Trong b×nh thuû tinh c¸c ®iÖn cùc lµm b»ng B¹c ( III ) Clorua( AgCl3). Víi ®é pHx cÇn ®o, søc ®iÖn ®éng E cña chuyÓn ®æi Ganvanics cã thÓ biÓu diÔn d­íi d¹ng : E = E0 + bpH Trong ®ã E0 lµ søc ®iÖn ®éng cña chuyÓn ®æi khi pH = 0 vµ b lµ hÖ sè phô thuéc vµo nhiÖt ®é, lo¹i ®iÖn cùc sö dông. Sai sè cña chuyÓn ®æi Ganvanics chñ yÕu lµ do ¶nh h­ëng cña m«i tr­êng vµ ®iÖn thÕ biªn. Sù thay ®æi cña nhiÖt ®é dÉn ®Õn sù thay ®æi cña ®iÖn thÕ ®iÖn cùc vµ ®iÖn trë cña chuyÓn ®æi. §Ó gi¶m sai sè nµy cã thÓ dïng m¹ch hiÖu chØnh nhiÖt ®é. Sai sè ®éng cña chuyÓn ®æi cã ®iÖn cùc thuû tinh phô thuéc vµo chiÒu dµy cña b×nh, víi thµnh rÊt máng ( 0,05 mm ), thÕ cña ®iÖn cùc thuû tinh thay ®æi tøc thêi theo sù thay ®æi ®é pH cña dung dÞch. Kh¾c ®é ®­îc tiÕn hµnh theo dung dÞch mÉu cã ®é pH æn ®Þnh vµ cã thÓ ®¹t ®­îc sai sè tuyÖt ®èi ± 0,01 pH. Do tÝn hiÖu ra cña chuyÓn ®æi Ganvanics rÊt nhá ( tæng trë ra lín ) nªn m¹ch ®o cÇn cã tæng trë vµo lín (108 ¸ 1012 ) W. Khi ®o søc ®iÖn ®éng cña chuyÓn ®æi Ganvanics ng­êi ta th­êng dïng m¹ch ®o kiÓu bï cã thiÐt bÞ tù ®éng hiÖu chØnh sai sè. C¸c thiÕt bÞ ®o ®é pH hiÖn nay sö dông trong c«ng nghiÖp thuêng tÝch hîp c¶ phÇn ®o nhiÖt ®é vµ ®o ®é dÉn ®iÖn. C¸c tÝn hiÖu tõ c¸c c¶m biÕn ®­îc chuyÓn ®æi chuÈn ho¸ thµnh c¸c ®¹i l­îng ®iÖn sau ®ã ®­îc ®­a vµo xö lý. 3.2.6 ThiÕt bÞ ®o ®é dÉn ®iÖn (Conductivity Meter) : VÒ nguyªn t¾c, viÖc ®o ®é dÉn ®iÖn cña 1 dung dÞch chÝnh lµ ®o ®iÖn trë cña dung dÞch ®ã. ë ®©y chóng ta xem xÐt nguyªn t¾c ®o cña thiÕt bÞ Mycom CLM 152 do h·ng Endress + Hauser s¶n xuÊt. Nguyªn t¾c tù c¶m : Trong thiÕt bÞ ®o ®é dÉn ®iÖn c¶m øng, 1 cuén d©y ph¸t ra mét tõ tr­êng xoay chiÒu liªn tôc ®Ó t¹o ra 1 ®iÖn thÕ trong dung dÞch, do ®ã cã mét dßng ®iÖn ch¹y trong dung dÞch bëi v× dung dÞch chøa c¸c c¸c Ion tËp trung. Dßng ®iÖn sÏ t¨ng lªn nÕu mËt ®é cña c¸c Ion trong dung dich lµ lín. Sù ho¹t ®éng cña c¸c Ion tËp trung nµy chÝnh lµ ®Æc tr­ng cho ®é dÉn ®iÖn. Dßng ®iÖn trong dung dÞch t¹o ra mét tõ tr­êng xoay chiÒu trong cuén nhËn. Dßng ®iÖn c¶m øng nhËn ®­îc trong cuén nhËn chÝnh lµ kÕt qu¶ cña ph­¬ng ph¸p ®o vµ ®­îc biÕn ®æi thµnh gi¸ trÞ cña ®é dÉn ®iÖn. ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ lo¹i trö ®­îc c¸c sai sè ®o nÕu dung dÞch cã ®é l¾ng cÆn cao, kh«ng cã chÊt dÉn ®iÖn nµo nèi g÷a c¸c sensor vµ dung dÞch, vµ còng kh«ng cã sù ph©n cùc gi÷a c¸c ®iÖn cùc. Nguyªn t¾c ®é dÉn : Khi c¸c ion ë trong ®iÖn tr­êng hiÖn t­îng ®iÖn ly sÏ x¶y ra. C¸c Cation sÏ di chuyÓn ®Õn d­¬ng cùc vµ c¸c Anion ®Õn ©m cùc. VËn tèc di chuyÓn cña c¸c ion tû lÖ víi c­êng ®é cña dßng ®iÖn ®­îc ghi ë thiÕt bÞ ®o nh­ lµ trÞ sè cña ®é dÉn ®iÖn. Bï ph©n cùc (®iÖn dÉn) hiÖu øng ph©n cùc trong líp biªn gi÷a ®iÖn cùc vµ dung dÞch ®o giíi h¹n d¶i ®o cña c¶m biÕn ®iÖn dÉn. ThiÕt bÞ Mycom CLM 152 cã thÓ ph¸t hiÖn vµ bï hiÖu øng ph©n cùc. KÕt qu¶ nµy rÊt quan träng trong viÖc më réng d¶i ®o cña sensor. 3.2.7 ThiÕt bÞ ®o møc (Level Sensor) : Trong hÖ thèng xö lý tr­íc vµ s¬n ®iÖn ly, tr¹ng th¸i cña c¸c bÓ chØ cÇn x¸c ®Þnh ë 2 møc lµ cao vµ thÊp (1, 0). Do vËy chØ cÇn lùa chän lo¹i thiÕt bÞ kiÓm tra møc ®¬n gi¶n ®Ó sao cho ®Çu ra chØ cÇn ®­a ra 2 gi¸ trÞ lµ 0 vµ 1. ë trong ®å ¸n nµy em vÉn sö dông nh÷ng van phao cã s½n ®Ó tiÕt kiÖm chi phÝ do nh÷ng van nµy vÉn cßn ho¹t ®éng tèt, kh«ng cÇn ph¶i thay thÕ. Ch­¬ng 4 øng dông Plc s7-200 ®Ó tù ®éng ho¸ viÖc ®iÒu chØnh c¸c Th«ng sè bÓ s¬n ®iÖn ly. 4.1 ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh S7-200 : 4.1.1 CÊu h×nh cøng : PLC lµ viÕt t¾t cña Programmable Logic Control, lµ thiÕt bÞ diÒu khiÓn logic lËp tr×nh ®­îc ( hay kh¶ tr×nh ). S7-200 lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh lo¹i nhá cña h·ng Siemen ( CHLB §øc ), cã cÊu tróc theo kiÓu Modul vµ cã c¸c modul më réng. C¸c modul nµy ®­îc sö dông cho nhiÒu nh÷ng øng dông lËp tr×nh kh¸c nhau. Thµnh phÇn c¬ b¶n cña S7-200 lµ khèi vi xö lý CPU 212 hoÆc CPU 214. VÒ h×nh thøc bªn ngoµi, sù kh¸c nhau cña 2 lo¹i CPU nµy ®­îc nhËn biÕt nhê sè ®Çu vµo vµ ra nguån cung cÊp. CPU 212 cã 8 cæng vµo vµ 6 cæng ra vµ cã kh¶ n¨ng ®­îc më réng thªm b»ng 2 modul më réng. CPU 214 cã 14 cæng vµo vµ 10 cæng ra, cã kh¶ n¨ng më réng thªm b»ng 7 modul më réng. S7-200 cã nhiÒu lo¹i modul më réng kh¸c nhau. 4.1.2 ¦u nh­îc ®iÓm cña PLC : ¦u ®iÓm : - ChuÈn bÞ vµo ho¹t ®éng nhanh. ThiÕt kÕ modul cho phÐp thÝch nghi ®¬n gi¶n víi bÊt kú mäi chøc n¨ng ®iÒu khiÓn. Khi bé ®iÒu khiÓn vµ c¸c phô kiÖn ®· ®­îc l¾p ghÐp, th× bé PLC vµo t­ thÕ s½n sµng lµm viÖc ngay. - §é tin cËy ngµy cµng cao. Do thµnh phÇn tuæi thä cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö dµi h¬n so víi c¸c thiÕt bÞ c¬ ®iÖn, viÖc b¶o d­ìng ®Þnh kú ®èi víi PLC ®­îc lo¹i bá. Trong khi nã l¹i cÇn thiÕt víi hÖ ®iÒu khiÓn b»ng r¬le. - DÔ dµng thay ®æi hoÆc so¹n th¶o ch­¬ng tr×nh míi. Nh÷ng thay ®æi cÇn thiÕt ngay c¶ ë khi b¾t ®Çu khëi ®éng hoÆc nh÷ng b­íc tiÕp theo ®Òu cã thÓ thay ®æi ®­îc dÔ dµng mµ kh«ng cÇn thao t¸c bÊt kú vÒ phÇn cøng. - Sù ®¸nh gi¸ nhu cÇu ®¬n gi¶n. NÕu biÕt ®óng c¸c con sè ®Çu vµo ®Çu ra cÇn thiÕt, th× cã thÓ ®¸nh gi¸ kÝch cì bé nhí ( ®é dµi ch­¬ng tr×nh ) tèi ®a lµ bao nhiªu. Do ®ã cã thÓ nhanh chãng lùa chän lo¹i PLC cho phï hîp víi yªu cÇu ®Ò ra. - Xö lý tù ®éng. - TiÕt kiÖm kh«ng gian PLC ®ßi hái Ýt kh«ng gian h¬n so víi bé ®iÒu khiÓn r¬le t­¬ng ®­¬ng. - Kh¶ n¨ng t¸i t¹o : NÕu dïng nhiÒu bé PLC víi quy c¸ch kü thuËt cña bé ®iÒu khiÓn r¬le gièng hÖt nhau, th× chi phÝ lao ®éng sÏ thÊp h¬n so víi bé ®iÒu khiÓn R¬le . §iÒu ®ã lµm gi¶m phÇn lín chi phÝ l¾p r¸p. H¬n n÷a khi sö dông bé PLC ®Ó ®iÒu khiÓn, cßn cho phÐp ®¸p øng ®­îc nhu cÇu cña c¸c thiÕt bÞ mÉu ®Çu tiªn, mµ ng­êi ta cã thÓ c¶i tiÕn trong qu¸ tr×nh vËn hµnh . - Sù c¶i biÕn thuËn lîi. Nh÷ng bé ®iÒu khiÓn, nÕu chØ muèn c¶i biÕn mét phÇn nµo ®ã, cã thÓ t¸i t¹o mét c¸ch ®¬n gi¶n b»ng sao chÐp, c¶i biÕn hoÆc thªm vµo phÇn míi. Nh÷ng phÇn trong ch­¬ng tr×nh vÉn s½n sµng ®­îc sö dông th× vÉn ®­îc dïng l¹i kh«ng cÇn thay thÕ. So víi kÜ thuËt R¬le ë ®©y cã thÓ gi¶m ®­îc mét phÇn ®¸ng kÓ thêi gian l¾p r¸p bëi v× cã thÓ lËp tr×nh c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn tr­íc hoÆc sau khi l¾p r¸p . - Gi¸ trÞ kinh tÕ. L¾p r¸p bé ®iÒu khiÓn PLC ®¬n gi¶n h¬n nhiÒu so víi l¾p ®Æt hÖ thèng R¬le, víi c«ng nghÖ ®iÖn tö ngµy cµng hiÖn ®¹i do ®ã s¶n xuÊt ra c¸c PLC ngµy cµng cã gi¸ thµnh rÎ. H¬n n÷a viÖc øng dông PLC ®Ó ®iÒu khiÓn trong mäi lÜnh vùc ngµy cµng nhiÒu. Nh­îc ®iÓm : NÕu so s¸nh gi¸ c¶ cña PLC víi hÖ ®iÒu khiÓn Role cã cïng chøc n¨ng th× : - PhÇn mÒm dïng cho môc ®Ých ®iÒu khiÓn PLC lµ rÊt ®¾t tiÒn. - Ph¶i dïng ®éi ngò nh©n viªn kü thuËt lµnh nghÒ cã kinh nghiÖm vµ hiÓu biÕt tèt vÒ phÇn mÒm ®Ó thiÕt kÕ lËp tr×nh vµ thao t¸c PLC. - NÕu trong tr­êng hîp kh«ng ph¶i tù m×nh t¹o ra phÇn mÒm th× b¾t buéc ph¶i hái chÝnh x¸c, tØ mØ vµ râ rµng tr­íc lóc b¾t ®Çu. 4.2 øng dông PLC S7-200 ®Ó tù ®éng ®iÒu chØnh c¸c th«ng sè bÓ s¬n ®iÖn ly : Sau khi kh¶o s¸t s¬ ®å bÓ s¬n, ta thÊy viÖc sö dông c¸c van trong s¬ ®å lµ rÊt nhiÒu vµ rÊt cÇn thiÕt. HiÖn nay, c¸c van nµy ®Òu ®­îc ®ãng më b»ng tay tuú theo yªu cÇu c«ng viÖc. ViÖc ®ãng, më van b»ng tay nh­ vËy sÏ dÉn ®Õn : Tèn nh©n c«ng. Kh«ng chÝnh x¸c tuyÖt ®èi trong viÖc ®iÒu chØnh ( ®Æc biÖt ®èi víi nh÷ng van ®Æt ë vÞ trÝ cÇn ®iÒu khiÓn chÝnh x¸c ) §Ó kh¾c phôc nh­îc ®iÓm nµy, trong ®å ¸n nµy sö dông c¸c van ®iÒu khiÓn. HiÖn nay trªn thÞ tr­êng cã rÊt nhiÒu c¸c lo¹i van ®iÒu khiÓn kh¸c nhau ®­îc thiÕt kÕ phï hîp víi tõng lo¹i ®­êng èng cã tiÕt diÖn kh¸c nhau. D­íi ®©y lµ h×nh vÏ cÊu t¹o chung vµ c¸c th«ng sè kü thuËt cña van ®iÒu khiÓn lo¹i EWN. KiÓu thiÕt kÕ Cì th©n C«ng suÊt Chèt van hµnh tr×nh §­êng kÝnh lç Inch mm Inch mm EWND - 1 8 x 6 900 5 127 5 – 3/8 136 12 x 8 300, 600 hoÆc 900 8 203 7 – 3/4 197 6 – 3/4 172 EWNT - 1 8 x 6 900 5 127 5 – 3/8 136 12 x 8 900 8 203 6 – 3/4 197 12 x 8 7 – 3/4 172 EWNT - 2 12 x 8 300 hoÆc 600 8 203 7– 3/4 197 6 – 3/4 172 C¸c tÝn hiÖu®Çu vµo ®iÒu khiÓn : TÝn hiÖu khëi ®éng hoÆc dõng hÖ thèng I0.0 TÝn hiÖu chän chÕ ®é ®iÒu khiÓn b»ng tay hoÆc tù ®éng I0.1 TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/03 I0.2 TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/08 I0.3 TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/06 vµ 207/BU/07 I0.4 TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/11 vµ 207/BU/12 I0.5 TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/13 vµ 207/BU/14 I0.6 TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/23 vµ 207/BU/24 I0.7 TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/18 vµ 207/BU/22 I1.0 TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/21 I1.1 TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/15 vµ 207/BU/16 I1.2 TÝn hiÖu sù cè b¬m P207 vµ P207-1 I1.3 TÝn hiÖu sù cè mµng läc th« 207/MF/03 ( Khi ®é chªnh ¸p gi÷a 2 ®Çu mµng läc v­ît qu¸ 0.5 bar ) AIW0 TÝn hiÖu sù cè mµng läc tinh 207/MF/01 ( Khi ®é chªnh ¸p gi÷a 2 ®Çu mµng läc v­ît qu¸ 0.5 bar ) AIW2 TÝn hiÖu sù cè mµng läc tinh 207/MF/02 ( Khi ®é chªnh ¸p gi÷a 2 ®Çu mµng läc v­ît qu¸ 0.5 bar ) AIW4 TÝn hiÖu sù cè b¬m P227 I1.4 TÝn hiÖu sù cè nhiÖt ®é ( 280C <t < 320C ) AIW6 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van P207/BU/03 I1.5 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van P207/BU/08 I1.6 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van P207/BU/06 vµ van 207/BU/07 I1.7 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van P207/BU/11 vµ van 207/BU/12 I2.0 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van P207/BU/13 vµ van 207/BU/14 I2.1 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van P207/BU/23 vµ van 207/BU/24 I2.2 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van P207/BU/18 vµ van 207/BU/22 I2.3 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van P207/BU/21 I2.4 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van P207/BU/15 vµ van 207/BU/16 I2.5 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn b¬m P207 vµ b¬m P201 -1 I2.6 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn b¬m P227 I2.7 C¸c tÝn hiÖu ®Çu ra ®iÒu khiÓn : §iÒu khiÓn van 207/BU/08 Q0.0 §iÒu khiÓn van 207/BU/03 Q0.1 §iÒu khiÓn van 207/BU/06 vµ 207/BU/07 Q0.2 §iÒu khiÓn van 207/BU/11 vµ 207/BU/12 Q0.3 §iÒu khiÓn van 207/BU/13 vµ 207/BU/14 Q0.4 §iÒu khiÓn van 207/BU/23 vµ 207/BU/24 Q0.5 §iÒu khiÓn van 207/BU/18 vµ 207/BU/22 Q0.6 §iÒu khiÓn van 207/BU/21 Q0.7 §iÒu khiÓn van 207/BU/15 vµ 207/BU/16 Q1.0 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn b¬m P207 vµ P207-1 Q1.1 TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn b¬m P227 Q1.2 TÝn hiÖu b¸o nhiÖt ®é kh«ng ®¹t yªu cÇu Q1.3 TÝn hiÖu b¸o mµng läc th« 207/MF/03 bÈn ( §é chªnh ¸p gi÷a 2 ®Çu mµng läc v­ît qu¸ 0.5 bar ) Q1.5 TÝn hiÖu b¸o mµng läc tinh 207/MF/01 bÈn ( §é chªnh ¸p gi÷a 2 ®Çu mµng läc v­ît qu¸ 0.5 bar ) Q1.6 TÝn hiÖu b¸o mµng läc tinh 207/MF/02 bÈn ( §é chªnh ¸p gi÷a 2 ®Çu mµng läc v­ît qu¸ 0.5 bar ) Q1.7 C¸c bÝt nhí : BÝt nhí sù cè van 207/BU/03 M2.0 BÝt nhí sù cè van 207/BU/08 M2.1 BÝt nhí sù cè van 207/BU/06 vµ 207/BU/07 M2.2 BÝt nhí sù cè van 207/BU/11 vµ 207/BU/12 M2.3 BÝt nhí sù cè van 207/BU/13 vµ 207/BU/14 M2.4 BÝt nhí sù cè van 207/BU/23 vµ 207/BU/24 M2.5 BÝt nhí sù cè van 207/BU/18 vµ 207/BU/22 M2.6 BÝt nhí sù cè van 207/BU/21 M2.7 BÝt nhí sù cè van 207/BU/15 vµ 207/BU/16 M3.0 BÝt nhí sù cè b¬m P207 vµ P207-1 M3.1 BÝt nhí sù cè b¬m P227 M3.2 BÝt nhí sù cè mµng läc M3.3 BÝt nhí sù cè chung M3.4 Sau khi chän c¸c th«ng sè ®Çu vµo vµ ®Çu ra ta thÊy cã tÊt c¶ 28 ®Çu vµo ( 24 ®Çu vµo sè, 4 ®Çu vµo Analog ) vµ 15 ®Çu ra. Tõ ®ã ta chän CPU 224 Giíi thiÖu vÒ CPU 224 : HiÖu n¨ng cao,CPU gän Cã 14 ®Çu vµo vµ 10 ®Çu ra Cã thÓ ghÐp tíi 7 modul më réng S¬ ®å ch©n thùc tÕ cña CPU 224 + C¸c tÝnh n¨ng kü thuËt Lo¹i AC/DC/R¬ le Nguån §Çu vµo §Çu ra Sè ®Çu vµo ®­îc tÝch hîp s½n 14 C¸ch ®iÖn Trong nh÷ng nhãm C¸ch ly quang 6 vµ 8 `§é dµi c¸p Kh«ng cã vá bäc kim (kh«ng dïng cho tÝn hiÖu tèc ®é cao) Cã vá bäc kim - §Çu vµo th­êng - Bé ®Õm tèc ®é cao 300m 500m 50m Sè ®Çu ra ®­îc tÝch hîp s½n 10 (R¬le) C¸ch ®iÖn Trong nh÷ng nhãm R¬ le 3,3 vµ 4 §é dµi c¸p Kh«ng cã vá bäc kim Cã vá bäc kim 150m 500m KÝch th­íc(WxHxD) mm 120.5 x 80 x62 Khèi l­îng (xÊp xØ) 410g M· hiÖu ®Æt hµng 6ES7 214-1BD22-0XB0 C¸c tÝnh n¨ng kü thuËt chung Bé nhí ch­¬ng tr×nh 8 KB Bé nhí d÷ liÖu 2 KB Card nhí (tïy chän) 1 m« dun nhí lo¹i EEPROM L­u gi÷ ch­¬ng tr×nh Toµn bé ch­¬ng tr×nh l­u gi÷ ®­îc tÝch hîp trong EEPROM L­u gi÷ d÷ liÖu Toµn bé DB1 ®­îc n¹p tõ PG/PC xuèng EEPROM: D÷ liÖu cña DB1 trong RAM , cê nhí, timet, coutnter… ®­îc l­u gi÷ qua tô lín hoÆc pin Thêi gian l­u gi÷ 190h (min , 120h ë 40°C) 200 ngµy nÕu chän m«dun pin Ng«n ng÷ lËp tr×nh LAD, FBD, STL Tæ chøc ch­¬ng tr×nh 1 OB, 1 DB, 1 SDB ch­¬ng tr×nh con cã/ kh«ng truyÒn tham sè Thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh Chu kú thay ®æi ®­îc (OB1) §iÒu khiÓn theo ng¾t §iÒu khiÓn theo thêi gian (1 tíi 255 ms) Sè ch­¬ng tr×nh con tèi ®a 64 B¶o vÖ ch­¬ng tr×nh 3 cÊp ®é mËt khÈu b¶o vÖ Thêi gian thùc hiÖn lÖnh bÝt 0,37s Chu kú quÐt 300 ms, cã thÓ thay ®æi Vïng nhí bÝt Kh¶ n¨ng nhí cña vïng nµy 256 Tõ bÝt 0 tíi bÝt 122 trong EEPROM. Cã thÓ thay ®æi chän ®­îc Tõ bÝt 0 tíi 256 nhê sö dông tô lín hoÆc pin Bé ®Õm Kh¶ n¨ng nhí cña bé ®Õm D¶i ®Õm 256 256, sö dông tô lín hoÆc pin 0 tíi 32767 Bé ®Þnh thêi Kh¶ n¨ng nhë cña bé ®Þnh thêi D¶i thêi gian 256 64, sö dông tô lín hoÆc pin 4 timer, 1ms tíi 30s 16 timers, 10ms tíi 5 min 236 timers, 100ms tíi 54 min C¸c chøc n¨ng tèc ®é cao §Çu vµo ng¾t Bé ®Õm §Çu ra xung 4 (4 ®Çu vµo tÝch cùc theo s­ên d­¬ng vµ/ hoÆc 4 ®Çu vµo tÝch cùc theo s­ên ©m ) 4 bé ®Õm nhanh (30kHz), 32 bÝt ( bao gåm c¶ bÝt dÊu) 2 ®Çu ra nhanh, 20 kHz, cã kh¶ n¨ng ng¾t §é réng vµ tÇn sè xung cã thÓ ®iÒu biÕn ®­îc Giao diÖn truyÒn th«ng 01 cæng RS 485: Giao diÖn PP1 víi giao thøc PP1 cho chøc n¨ng lËp tr×nh kÕt nèi HMI (TD200, OP) giao tiÕp CPU S7-200, tèc ®é truyÒn th«ng 9.6/19.2/187.5 kbit/s HoÆc nh­ lµ MPI slave trao ®æi d÷k liÖu víi MPI master ( S7-300/S7-400) S7-200 CPU tèc ®é truyÒn 19.2/187.5 kbit/s HoÆc giao diÖn do ng­êi lËp tr×nh ®Þnh nghÜa, cã kh¶ n¨ng ng¾t ®Ó trao ®æi d÷ liÖu nèi tiÕp víi thiÕt bÞ cña h·ng kh¸c, giao thøc ASCII, tèc ®é truyÒn 0.3/0.6/1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4 kbit/s. ¥ tèc ®é tõ 1.2 ®Õn 38.4 kbit/s c¸p PC/PPI cã thÓ sö dông nh­ bé thÝch øng RS232/RS485. Bus më réng ChØ m«dun më réng S7-22x EM cã thÓ sö dông ®­îc M¸y tÝnh lËp tr×nh SIMATIC PG/PC, PC tiªu chuÈn Sè ®Çu vµo / ra s½n cã trªn CPU §Çu nèi vµo ra cã thÓ th¸o rêi Sè ®Çu vµo sè Sè ®Çu ra sè ChiÕt ¸p t­¬ng tù Cã 14 10 2 chiÕt ¸p t­¬ng tù, ®é ph©n gi¶i 8 bÝt Sè ®Çu vµo / ra lín nhÊt: §Çu vµo/ ra sè §Çu vµo/ ra t­¬ng tù Giao diÖn AS-i 94 ®Çu vµo vµ 74 ®Çu ra 28 ®Çu vµo vµ 7 ®Çu ra EM hoÆc 0 ®Çu vµo vµ 14 ®Çu ra 31 AS-i slave ( Cp 234-2) Sè m«dun më réng tèi ®a 7 bé. ChØ c¸c m«dun më réng S7-22x EM míi ®­îc sö dông CÊp b¶o vÖ IP 20 theo tiªu chuÈn IEC 529 NhiÖt ®é m«i tr­êng Khi l¾p ®Æt n»m ngang Khi l¾p ®Æt theo chiÒu ®øng 0 tíi 55°C 0 tíi 45°C §é Èm t­¬ng ®èi 5 tíi 95%;(RH cÊp 2 theo tiªu chuÈn IEC 1131-2) ¸p suÊt kh«ng khÝ 860 tíi 1080 hPa Sau khi ®· chän CPU 224 ta thÊy vÉn thiÕu sè ®Çu vµo / ra nªn ta sÏ chän thªm 1 module më réng sè. Trong ®å ¸n nµy em chän lo¹i module më réng EM223 ( cã 16 ®Çu vµo/ 16 ®Çu ra ) Giíi thiÖu vÒ Modul ®Çu vµo/ ra sè EM 223 : Th«ng sè kü thuËt 16 vµo/ 16 ra §Çu vµo 24V DC §Çu ra R¬le Cho kÕt nèi víi S7-22x §Çu nèi vµo / ra cã thÓ th¸o rêi Cã Sè ®Çu vµo 16 §iÖn ¸p ®Çu vµo + §iÖn ¸p ®Þnh møc + TÝn hiÖu “1” + TÝn hiÖu “0” 24 V DC 15 tíi 30 V DC 0 tíi 5 V C¸ch ®iÖn + Trong nh÷ng nhãm C¸ch ly quang 4 Dßng ®iÖn vµo + TÝn hiÖu “1” 4 mA Sè ®Çu ra 16 §iÖn ¸p t¶i ®Þnh møc L +/L1 + D¶i cho phÐp 24 V DC/24 tíi 230 V DC §iÖn ¸p ®Çu ra + TÝn hiÖu “1” ( nhá nhÊt ) + TÝn hiÖu “0” ( lín nhÊt ) ( Víi t¶i 10 kW ) L+/L1 0.1 V DC Dßng ®iÖn ®Çu ra tèi ®a + TÝn hiÖu ”1” - Dßng ®iÖn nhá nhÊt 2A Dßng ®iÖn nhá nhÊt cho mét d©y dÉn / nhãm 8A B¶o vÖ ng¾n m¹ch CÊp tõ bªn ngoµi §é dµi c¸p + Kh«ng cã vá bäc kim + Cã vá bäc kim 150 m 500 m C«ng suÊt tiªu thô 6 W KÝch th­íc ( Wx Hx D ) mm 120.5x 80x 62 + Khèi l­îng ( xÊp xØ ) 400 g + M· hiÖu ®Æt hµng 6ES7 223 – 1PL22- 0XA0 Ta sÏ chän thªm 1 Module Analog EM231 víi c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt sau : Cho kÕt nèi víi S – 22x §Çu nèi vµo / ra cã thÓ th¸o rêi Kh«ng cã Sè ®Çu vµo 4 B¶o vÖ nèi nhÇm cùc Kh«ng cã D¶i ®Çu vµo / trë kh¸ng vµo 0 tíi 5 V/ 10 MW ; tíi 10 V/ 10 MW ; ± 2.5 V/ 10 MW ; ± 5/ 10 MW ; 0 tíi 20 mA/ 10 MW §iÖn ¸p ®Çu vµo lín nhÊt 30 V Dßng ®iÖn ®Çu vµo lín nhÊt 32 mA C¸ch ly Kh«ng Thêi gian biÕn ®æi t­¬ng tù sang sè 250 ms Bé biÕn ®æi 12 bit D¶i gi¸ trÞ biÕn ®æi + TÝn hiÖu ®¬n cùc + TÝn hiÖu hai cùc 0 tíi 32 000 -32 000 tíi 32 000 Dßng ®iÖn tiªu thô + Tõ bus néi bé ( 5 V DC ) + Tõ nguån cung cÊp cho sensor hoÆc nguån cung cÊp tõ bªn ngoµi ( 24 V DC ) 20 mA 60 mA C«ng suÊt tiªu thô 2 W KÝch th­íc ( W x H x D ) mm 120.5 x 80 x 62 Khèi l­îng 183 g M· hiÖu hµng 6ES7 231 – 0HC22 – 0 XA0 Ch­¬ng tr×nh chÝnh NETWORK 1 LD M3.4 // NÕu cã sù cè chung CALL SBR_0 // Gäi ch­¬ng tr×nh xö lý sù cè NETWORK 2 LDN M3.4 // NÕu kh«ng cã sù cè A I0.1 // Chän chÕ ®é ®iÒu khiÓn tù ®éng CALL SBR_1 // Gäi ch­¬ng tr×nh con ®iÒu khiÓn tù ®éng NETWORK 3 LDN M3.4 // NÕu kh«ng cã sù cè AN I0.1 // Chän chÕ ®é b»ng tay CALL SBR_2 // Gäi ch­¬ng tr×nh con ®iÒu khiÓn b»ng tay NETWORK 4 LD SM0.0 CALL SBR_3 // Gäi ch­¬ng tr×nh con kiÓm tra sù cè NETWORK 5 LD SM0.1 CALL SBR_7 NETWORK 6 MEND Ch­¬ng tr×nh xö lý sù cè ( SBR_0 ) NETWORK 1 LD M2.0 // Sù cè van 207/BU/03 O M2.1 // Sù cè van 207/BU/08 CALL SBR_4 // Gäi ch­¬ng tr×nh dõng c«ng nghÖ NETWORK 2 LD M2.2 // Sù cè van 207/BU/06 CALL SBR_4 NETWORK 3 LD M2.3 O M2.4 CALL SBR_4 NETWORK 4 LD M2.5 CALL SBR_4 NETWORK 5 LD M2.6 CALL SBR_4 NETWORK 6 LD M2.7 // Sù cè van 207/BA/21 R Q0.7,1 // Dõng ®iÒu khiÓn van NETWORK 7 LD M3.0 CALL SBR_4 NETWORK 8 LD M3.1 A M3.2 CALL SBR_4 NETWORK 9 LD M3.3 CALL SBR_4 NETWORK 10 RETI Ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn tù ®éng ( SBR_1) NETWORK 1 LD I0.0 CALL SBR_5 NETWORK 2 LDN I0.0 CALL SBR_4 NETWORK 3 RETI Ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn b»ng tay ( SBR_2 ) NETWORK 1 LD I0.0 CALL SBR_6 NETWORK 2 RETI Ch­¬ng tr×nh con kiÓm tra sù cè ( SBR_3 ) NETWORK 1 LD I0.2 // TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/03 = M2.0 // Bit nhí sù cè van 207/BU/03 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 2 LD I0.3 // TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/08 = M2.1 // Bit nhí sù cè van 207/BU/08 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 3 LD I0.4 // TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/06 vµ van 207/BU/07 = M2.2 // Bit nhí sù cè van 207/BU/06 vµ van 207/BU/07 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 4 LD I0.5 // TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/11 vµ van 207/BU/12 = M2.3 // Bit nhí sù cè van 207/BU/11 vµ van 207/BU/12 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 5 LD I0.6 // TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/13 vµ van 207/BU/14 = M2.4 // Bit nhí sù cè van 207/BU/13 vµ van 207/BU/14 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 6 LD M2.5 // Bit nhí sù cè van 207/BU/23 vµ van 207/BU/24 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 7 LD I1.0 // TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/18 vµ van 207/BU/22 = M2.6 // Bit nhí sù cè van 207/BU/18 vµ van 207/BU/22 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 8 LD I1.1 // TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/21 = M2.7 // Bit nhí sù cè van 207/BU/21 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 9 LD I1.2 // TÝn hiÖu sù cè van 207/BU/15 vµ van 207/BU/16 = M3.0 // Bit nhí sù cè van 207/BU/15 vµ van 207/BU/16 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 10 LD I1.3 // TÝn hiÖu sù cè b¬m P207 vµ P207-1 = M3.1 // Bit nhí sù cè b¬m P207 vµ P207-1 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 11 LD I1.4 // TÝn hiÖu sù cè b¬m P227 = M3.2 // Bit nhí sù cè b¬m P227 = M3.4 // Bit nhí sù cè chung NETWORK 12 LDW >= VW1000,VW2000 // VW1000 chøa gi¸ trÞ cña ®é chªnh lÖch ¸p suÊt mµng läc th«. AW >= VW1200,VW2200 // VW1200 chøa gi¸ trÞ cña ®é chªnh lÖch ¸p suÊt mµng läc tinh 207/MF/01 AW >= VW1400,VW2400 // VW1400 chøa gi¸ trÞ cña ®é chªnh lÖch ¸p suÊt mµng läc tinh 207/MF/2 = M3.3 = M3.4 NETWORK 13 RETI Ch­¬ng tr×nh dõng c«ng nghÖ ( SBR_4 ) NETWORK 1 LD SM0.0 R Q1.1,2 // T¾t hÕt c¸c b¬m TON T39,+100 // TÝnh thêi gian 10s NETWORK 2 LD T39 R Q0.0,9 // §ãng hÕt tÊt c¶ c¸c van NETWORK 3 RETI Ch­¬ng tr×nh khëi ®éng vµ thùc thi c«ng nghÖ ( SBR_5 ) NETWORK 1 LDW>= VW1600, VW2600 // VW1600 chøa gi¸ trÞ cæng analog nhiÖt ®é,VW2600 chøa gi¸ trÞ nhiÖt ®é b»ng 280C LDW<= VW1600, VW2800 // VW2800 chøa gi¸ trÞ nhiÖt ®é b»ng 320C AN M3.3 S Q0.0,9 // Më hÕt tÊt c¶ c¸c van TON T38,+100 NETWORK 2 LD T38 S Q1.1,2 // Khëi ®éng b¬m Ch­¬ng tr×nh khëi ®éng do ng­êi ®iÒu khiÓn ( SBR_6 ) NETWORK 1 LD I1.5 // Cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van 207/BU/03 S Q0.1,1 NETWORK 2 LD I1.6 //Cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van 207/BU/08 S Q0.0,1 NETWORK 3 LD I1.7 S Q0.2,1 NETWORK 4 LD I2.0 S Q0.3,1 NETWORK 5 LD I2.1 S Q0.4,1 NETWORK 6 LD I2.2 S Q0.5,1 NETWORK 7 LD I2.3 S Q0.6,1 NETWORK 8 LD I2.4 S Q0.7,1 NETWORK 9 LD I2.5 // Cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn b¬m 207/BU/15 vµ 207/BU/16 S Q1.0,1 NETWORK 10 LD I2.6 // Cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn b¬m P207 vµ P207-1 S Q1.1,1 NETWORK 11 LD I2.7 // Cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn b¬m P227 S Q1.2,1 Ch­¬ng tr×nh khai b¸o ng¾t ( SBR_7 ) NETWORK 1 LD SM0.0 MOV 30, SMB34 // Cø 30 ms t¹o ra 1 ng¾t ENI // KÝch ho¹t ng¾t ATCH 0,10 Ch­¬ng tr×nh ng¾t 0 ( INT_0 ) NETWORK 1 MOV AIW0,VW1000 MOV AIW2,VW1200 MOV AIW4,VW1400 MOV AIW6,VW1600 NETWORK 2 RETI 4.3 Sö dông TD 200 ®Ó hiÓn thÞ c¸c Message th«ng b¸o : TD 200 lµ thiÕt bÞ hiÓn thÞ cho phÐp hiªnt thÞ c¸c message ®­îc ®­a tãi bëi CPU, b¶n th©n TD 200 kh«ng l­u tr÷ c¸c th«ng tin vÒ c¸u h×nh còng nh­ c¸c message mµ nã hiÓn thÞ. C¸c th«ng tin mµ TD 200 l­u tr÷ chØ cã : §Þa chØ cña b¶n th©n TD 200 §Þa chØ cña CPU Tèc ®é truyÒn d÷ liÖu VÞ trÝ cña bé nhí tham sè trong CPU C¸c th«ng tin vÒ cÊu h×nh thiÕt lËp cho TD 200 ®­îc l­u tr÷ trong vïng nhí V ( V Memory ) cña CPU. Sau khi ®­îc cÊp nguång, TD 200 sÏ ®äc vïng nhí tham sè cña CPU. C¸c th«ng tin vÒ cÊu h×nh sÏ ®­îc kiÓm tra. NÕu trong c¸c th«ng tin ®ã cã th«ng tin cho phÐp ho¹t ®éng th× TD 200 sÏ chuyÓn sang chÕ ®é trao ®æi d÷ liÖuth«ng tin víi CPU thao ph­¬ng ph¸p hái vßng. Khi ®ã c¸c bit cho phÐp sÏ ®­îc kiÓm tra ®Ó thùc hiÖn viÖc hiÓn thÞ c¸c message t­¬ng øng. Trong ®å ¸n nµy, em sÏ lËp tr×nh cho hiÓn thÞ 2 message lµ : B¸o hÖ thèng ®· khëi ®éng vµ Th«ng b¸o nhiÖt ®é bÓ s¬n. // //DATA BLOCK COMMENTS // //Press F1 for help and example data block // //BEGIN TD200_BLOCK ---------------------------- VB0 'TD' VB2 16#10 //Set Language to English, set Update to as fast as possible VB3 16#B1 //Set the display to 40 character mode; Up key V3.2; Down key V3.3; VB4 2 //Set the number of messages VB5 0 //Set the Function Keys notification bits to M0.0 - M0.7 VW6 34 //Set the starting address for messages to VW34 VW8 14 //Set the starting address for message enable bits to VW14 VW10 0 //Global Password (if enabled) VW12 1 //Character Set = Latin 1 //MESSAGE 1 //Message Enable Bit V14.7 VB34 'HE THONG KHOI DO' VB50 16#00 //No Edit;No Acknowledgement;No Password; VB51 16#10 //Signed Word; 0 Digits to the right of the decimal; VW52 16#0000 //Embedded Data Value: Move data for display here. VB54 ' ' //MESSAGE 2 //Message Enable Bit V14.6 VB74 ' ' //END TD200_BLOCK ------------------------------ //BEGIN TD200_BLOCK ---------------------------- VB0 'TD' VB2 16#10 //Set Language to English, set Update to as fast as possible VB3 16#B1 //Set the display to 40 character mode; Up key V3.2; Down key V3.3; VB4 3 //Set the number of messages VB5 0 //Set the Function Keys notification bits to M0.0 - M0.7 VW6 40 //Set the starting address for messages to VW40 VW8 14 //Set the starting address for message enable bits to VW14 VW10 0 //Global Password (if enabled) VW12 2 //Character Set = Latin 1 (Bold) //MESSAGE 1 //Message Enable Bit V14.7 VB40 'HIEN THI NHIET DO BAM F1 TIEP TUC.. ' //MESSAGE 2 //Message Enable Bit V14.6 VB80 'HT KHOI DONG:' VB93 16#00 //No Edit;No Acknowledgement;No Password; VB94 16#10 //Signed Word; 0 Digits to the right of the decimal; VW95 16#0000 //Embedded Data Value: Move data for display here. VB97 ' ' //MESSAGE 3 //Message Enable Bit V14.5 VB120 'NHIET DO BE SON:' VB136 16#00 //No Edit;No Acknowledgement;No Password; VB137 16#10 //Signed Word; 0 Digits to the right of the decimal; VW138 16#0000 //Embedded Data Value: Move data for display here. VB140 ' ' //END TD200_BLOCK ------------------------------ KÕt luËn NÕu nh­ tr­íc ®©y c«ng ty sö dông c¸c r¬le, c«ng-t¾c-t¬, khëi ®éng tõ trong hÖ thèng c¸c bÓ s¬n th× : ViÖc kiÓm so¸t quy tr×nh c«ng nghÖ khã. TÝn hiÖu hÖ thèng ph¶i hiÓn thÞ ngay t¹i chç dÉn ®Õn viÖc khã ®iÒu khiÓn. ViÖc sö dông thiÕt bÞ logic kh¶ tr×nh PLC ®Ó thay thÕ cho c¸c s¬ ®å r¬le tr­íc ®©y sÏ gióp cho c«ng ty tù ®éng ho¸ ®­îc d©y chuyÒn c«ng nghÖ, gi¶m søc lao ®éng, chÊt l­îng s¶n phÈm lµm ra ®ång ®Òu h¬n ( do viÖc sö dông PLC ®Ó ®iÒu khiÓn sÏ chÝnh x¸c h¬n rÊt nhiÒu so víi viÖc ®iÒu khiÓn theo trùc quan tr­íc ®©y), gi¸ thµnh s¶n phÈm sÏ h¹, n©ng cao søc c¹nh tranh cña c«ng ty víi nh÷ng ®èi thñ kh¸c trong cïng lÜnh vùc. Tµi liÖu tham kh¶o Lª V¨n Doanh – Ph¹m Th­îng Hµn – NguyÔn V¨n Hoµ - Vâ Th¹ch S¬n - §µo V¨n T©n. C¸c bé phËn c¶m biÕn trong kü thuËt ®o l­êng vµ ®iÒu khiÓn ( Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt Hµ Néi ). Tù ®éng ho¸ víi Simatic S7 – 200. Nhµ xuÊt b¶n khoa häc kü thuËt 2000. Tù ®éng ho¸ ®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc n¨m 1999.