Đồ án Tốt nghiệp: Thiết Kế và Thi Công Hệ Thống Ổn Định Lưu Lượng

• Tác giả: Nguyễn Văn A
• Trường học: Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng
• Chuyên ngành: Tự Động Hoá
• Đề tài: Thiết Kế và Thi Công Hệ Thống Ổn Định Lưu Lượng
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: HCM

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
• 1.1. Giới thiệu chung
• 1.2. Mục tiêu của đề tài
• 1.3. Cấu trúc quyển báo cáo
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu thuật toán điều khiển
• 2.1.1. Thuật toán điều khiển PID
• 2.2. Các khâu trong bộ điều khiển PID
• 2.2.1. Khâu P
• 2.2.2. Khâu I
• 2.2.3. Khâu D
• 2.3. Thiết kế bộ điều khiển PID
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÀ TÍNH CHỌN THIẾT BỊ
• 3.1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển
• 3.1.1. Sơ đồ khối hệ thống sử dụng bộ điều khiển PID PLC
• 3.1.2. Sơ đồ khối hệ thống sử dụng bộ điều khiển PID biến tần
• 3.2. Sơ đồ đấu dây của mạch động lực và mạch điều khiển
• 3.2.1. Bảng địa chỉ
• 3.2.2. Sơ đồ đấu dây các thiết bị ngõ vào/ra với bộ điều khiển PLC
• 3.3. Tính chọn thiết bị
• 3.3.1. Chọn bộ điều khiển PLC S7-1200
• 3.3.2. Tính chọn bơm 3 pha
• 3.3.3. Lựa chọn biến tần
• 3.3.4. Lựa chọn CB tổng
• 3.3.5. Tính chọn dây cho mạch động lực
• 3.3.6. Tính chọn dây dẫn cho mạch điều khiển
• 4. CHƯƠNG 4: BỘ ĐIỀU KHIỂN PID TRÊN BIẾN TẦN
• 4.1. Giới thiệu về PID trên biến tần
• 4.2. Sơ đồ đấu nối biến tần
• 4.3. Sử dụng bộ PID trên biến tần
• 4.3.1. Các thông số cài đặt cho biến tần
• 4.3.2. Giải thích các thông số
• 5. CHƯƠNG 5: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
• 5.1. Lưu đồ giải thuật
• 5.1.1. Lưu đồ giải thuật chương trình chính
• 5.1.2. Lưu đồ giải thuật của chương trình ngắt
• 5.1.3. Lưu đồ giải thuật chương trình con xử lý tín hiệu cảm biến
• 5.1.4. Lưu đồ giải thuật chương trình con kiểm tra nút nhấn
• 5.1.5. Lưu đồ giải thuật chương trình con sử dụng bộ điều khiển PID PLC
• 5.1.6. Lưu đồ giải thuật chương trình con sử dụng bộ điều khiển PID VFD
• 5.1.7. Lưu đồ giải thuật chương trình con xuất xung PWM
• 5.1.8. Lưu đồ giải thuật các ngõ ra
• 5.2. Chương trình điều khiển
• 5.2.1. Khối khởi tạo HSC và PWM
• 5.2.2. Chương trình ngắt
• 5.2.3. Chương trình xử lý tín hiệu cảm biến
• 5.2.4. Chương trình PID PLC
• 5.2.5. Chương trình PID VFD
• 5.2.6. Chương trình xuất xung PWM
• 5.2.7. Chương trình kiểm tra nút nhấn
• 5.2.8. Setpoint biến tần hiển thị HMI
• 5.2.9. Khối đọc tần số biến tần lên PLC
• 6. CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 6.1. Hướng dẫn vận hành mô hình
• 6.1.1. Ngoại quan ngoài tủ điều khiển
• 6.1.2. Hướng dẫn vận hành
• 6.2. Kết quả đạt được
• 6.3. Điểm còn hạn chế
• 6.4. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• BẢNG TÍNH VẬT TƯ

I. Giới thiệu về Thiết Kế và Thi Công Hệ Thống Ổn Định Lưu Lượng

Thiết kế và thi công hệ thống ổn định lưu lượng là một trong những lĩnh vực quan trọng trong ngành tự động hóa. Hệ thống này giúp kiểm soát lưu lượng chất lỏng trong các quy trình công nghiệp, đảm bảo hiệu suất và độ chính xác cao. Đề tài này sẽ trình bày chi tiết về quy trình thiết kế, các thiết bị cần thiết và ứng dụng thực tiễn của hệ thống.

1.1. Tổng quan về hệ thống ổn định lưu lượng

Hệ thống ổn định lưu lượng sử dụng các thiết bị như bơm, cảm biến và bộ điều khiển để duy trì lưu lượng chất lỏng ở mức ổn định. Việc thiết kế hệ thống này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các nguyên lý điều khiển và các thiết bị liên quan.

1.2. Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu chính của đề tài là phát triển một hệ thống có khả năng điều khiển và giám sát lưu lượng chất lỏng một cách hiệu quả, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc của các quy trình công nghiệp.

II. Vấn đề và Thách thức trong Thiết Kế Hệ Thống Ổn Định Lưu Lượng

Trong quá trình thiết kế hệ thống ổn định lưu lượng, nhiều thách thức có thể phát sinh. Các vấn đề như độ chính xác của cảm biến, khả năng phản hồi của bộ điều khiển và sự ổn định của hệ thống là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ chính xác của cảm biến

Cảm biến lưu lượng cần có độ chính xác cao để đảm bảo rằng dữ liệu thu thập được phản ánh đúng thực tế. Sai số trong cảm biến có thể dẫn đến việc điều khiển không chính xác và ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.

2.2. Khả năng phản hồi của bộ điều khiển

Bộ điều khiển cần có khả năng phản hồi nhanh chóng với các thay đổi trong lưu lượng để duy trì sự ổn định. Việc lựa chọn bộ điều khiển phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Ổn Định Lưu Lượng Hiệu Quả

Để thiết kế một hệ thống ổn định lưu lượng hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và kỹ thuật hiện đại. Việc sử dụng bộ điều khiển PID là một trong những phương pháp phổ biến nhất trong lĩnh vực này.

3.1. Thiết kế bộ điều khiển PID

Bộ điều khiển PID giúp điều chỉnh lưu lượng bằng cách tính toán sai lệch giữa giá trị thực tế và giá trị mong muốn. Việc điều chỉnh các thông số Kp, Ki, Kd là rất quan trọng để đạt được hiệu suất tối ưu.

3.2. Lựa chọn thiết bị phù hợp

Việc lựa chọn các thiết bị như bơm, cảm biến và bộ điều khiển cần dựa trên các tiêu chí kỹ thuật cụ thể để đảm bảo rằng hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Hệ Thống Ổn Định Lưu Lượng

Hệ thống ổn định lưu lượng có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như cấp thoát nước, sản xuất công nghiệp và hệ thống tưới tiêu. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa giúp nâng cao hiệu quả và giảm thiểu sai sót trong quá trình điều khiển.

4.1. Ứng dụng trong ngành công nghiệp

Trong ngành công nghiệp, hệ thống ổn định lưu lượng giúp kiểm soát chất lỏng trong các quy trình sản xuất, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

4.2. Ứng dụng trong hệ thống cấp thoát nước

Hệ thống này cũng được sử dụng trong các nhà máy cấp thoát nước, giúp duy trì lưu lượng nước ổn định và đảm bảo cung cấp nước sạch cho người dân.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Tương Lai của Hệ Thống Ổn Định Lưu Lượng

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy rằng việc thiết kế và thi công hệ thống ổn định lưu lượng là một nhiệm vụ quan trọng và cần thiết trong ngành tự động hóa. Hướng phát triển tương lai có thể bao gồm việc áp dụng công nghệ mới và cải tiến quy trình điều khiển.

5.1. Đánh giá kết quả đạt được

Hệ thống đã đạt được những kết quả khả quan trong việc điều khiển lưu lượng, tuy nhiên vẫn còn một số vấn đề cần cải thiện để nâng cao độ ổn định.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm việc tích hợp các công nghệ mới như IoT và AI để nâng cao khả năng giám sát và điều khiển hệ thống.