Tài liệu Phân tích, tính toán hệ thống đo lường cảm biến trong bến xuất xăng dầu cho xe ôtô

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ------------- BÀI TẬP LỚN BỘ MÔN: HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN TRONG BẾN XUẤT XĂNG DẦU CHO XE Ô TÔ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Th.s NGUYỄN ĐĂNG HẢI BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội Hà nội, tháng 7 năm 2018 ------------PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: Tìm hiểu, phân tích, tính ttoan hh thống đt lường cảm biến trtng bến xuất xăng dầu cht xe ôtô. Giới hạn điều kihn: 1. Hh thống có 3 bồn chứa: 1 bồn A92, 1 bồn A95 và 1 bồn dầu DO 2. Hh thống có 6 họng xuất: 1 họng xuất A95, 3 họng xuất A92, 2 họng xuất dầu DO 3. Mức đt từ 0-15m (sai số 1cm) 4. Nhiht độ từ 0-50 độ (sai số 1 độ) 5. Lưu lượng từ 0 đến 80lít/phút (sai số 1lít/phút) Yêu cầu: 1. Trình bà̀y tông quan về hh thống xuất hàng tự động c a bến xuất xăng dầu 2. Mô tả ngùyên ly vâ ̣n hành hê ̣ thống 3. Liê ̣t kê coac cảm biến có trtng hê ̣ thống 4. Coac phươnng oan lựa chọn cảm biến cht hê ̣ thống Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 2 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội 5. Trình bà̀y về ltại cảm biến lựa chọn (ngùyên ly htạt đô ̣ng, số lượng cảm biến) 6. Thiết kế vi trí lăp đă ̣t, cảm biến và tính ttoan, xử ly, đt tín hiê ̣u đầu ra c a cảm biến để toac đô ̣ng đến coac đối tượng điều khiển 7. Đánh giá vê sai ́ cusa hê ̣ th́ng (giới hạn, ngùyên nhân bihn phoap khăc phục) Bố cục trình bày: Chương 1: Tổng qusan vê hệ th́ng thiết kế Chương 2: Nô ̣i dung thưc hiêṇ 2.1- Yêu cầu c a đề tài 2.2- Coac hướng giải qùyết 2.3- Ly dt lựa chọn cht thiết kế 2.4- Tính chọn thiết bi Chương 3: Kết luận 3.1- Coac kết quả đạt được. 3.2- Coac hạn chế khi thực hihn 3.3- Bihn phoap khăc phục. Mục lục Tài lihu tham khảt Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 3 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, nền kinh tế của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đời sống của người dân ngày càng nâng cao. Ngành tự động hóa đang có những bước phát triển mới nên việc ứng dụng những thành tựu khoa học vào quá trình sản xuất đang trở nên cần thiết. Với một đất nước đang trong quá trình đổi mới, hội nhập và phát triển như nước ta hiện nay, việc ứng dụng các công nghệ tự động hóa vào quá trình sản xuất, lao động không chỉ giúp giảm sức lao động và sự độc hại cho con người mà còn mang lại hiệu quả và chất lượng sản phẩm cao, nhất là trong thời kì cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay Từ thực tế đó, nhóm 8 lớp điện 2-k18 đã tìm hiểu về đề tài ‘Tìm hiểu, phân tích, tính toán hệ thống đo lường cảm biến trong bến xuất xăng dầu cho xe ôtô’. Sau thời gian nhận đề tài, nhóm đã nghiên cứu, tìm hiểu với sự hướng dẫn tận tình của Th.s Nguyễn Đăng Hải, báo cáo của nhóm đã hoàn thiện. Do thời gian làm báo cáo ngắn và kiến thức còn hạn chế, chắc chắn báo cáo còn nhiều thiếu sót. Nhóm rất mong nhận được sự quan tâm, đóng góp của thầy cô và các bạn để báo cáo được hoàn thiện hơn. Nhóm xin chân thành cảm ơn sự quan tâm của thầy cô và các bạn đọc!! Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 4 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ 1.1 Giới thihu chung về hh thống tự động hóa bến xuất xăng dầu 1.1.1 Giới thihu về tập đtàn xăng dầu Viht Nam -Tông công t̀y Xăng dầu Viht Nam (Petrtlimex) tiền thân là Tông công t̀y Xăng dầu mỡ được thành lập thet Nghi đinh số 09/BTN ngà̀y 12.01.1956 c a Bộ Thươnng nghihp và được thành lập lại thet Qùyết đinh số 224/TTg ngà̀y 17.4.1995 c a Th tướng Chính ph . -Tông công t̀y Xăng dầu Vht Nam có: 41 Công t̀y thành viên, 34 Chi nhoanh và Xí nghihp trực thuộc coac Công t̀y thành viên 100% vốn Nhà nước, 23 Công t̀y cô phần có vốn góp chi phối c a Tông công t̀y, 3 Công t̀y Liên dtanh với nước ngtài và 1 Chi nhoanh tại Singaptre. -Là dtanh nghihp nhà nước trọng ̀yếu, được xếp hạng đặc biht, có qùy mô ttàn quốc, bảt đảm 60% thi phần xăng dầu cả nước; Petrtlimex luôn phoat hùy vai trò ch lực, ch đạt bình ôn và phoat triển thi trường xăng dầu, coac sản phẩm htoa dầu đoap ứng nhu cầu tiêu dùng c a nhân dân, phục vụ sự nghihp phoat triển kinh tế c a đất nước và bảt đảm an ninh quốc phòng... -Htạt động trtng lĩnh vực ngành nghề đặc thù, nặng nhọc, độc hại, đòi hỏi cat về an ttàn phòng chống choày nô và bảt vh môi trường. Trtng nhiều năm qua, hh thống coac công trình xăng dầu c a Tập đtàn Xăng dầu Viht Nam liên tục được phoat triển mở rộng thet đinh hướng cả về qùy mô và hihn đại htoa. Tập đtàn luôn xoac đinh vihc cải tạt, nâng cấp coac công trình xăng dầu cũ, mở rộng công suất sức chứa kht bể, oap dụng khta học công nghh, trang thiết bi tiên tiếnhihn đại htoa, nhằm nâng cat năng lực htạt động và tăng cường hh số an ttàn trtng vận hành khai thoac coac công trình xăng dầu. -Vihc ứng dụng coac tiến bộ kỹ thuật ở Petrtlimex có vai trò đặc biht quan trọng trtng vihc nâng cat hihu quả sản xuất kinh dtanh, đảm bảt an ttàn tùyht đối coac công trình xăng dầu, góp phần giải qùyết được những khó khăn, oach tăc trtng sản xuất kinh dtanh, nâng cat năng suất lat động, cải thihn điều kihn làm vihc và môi trường lat động. Coac ứng dụng kỹ thuật nà̀y đã giúp cht tập thể người lat động nhanh chóng vươnn lên tiếp cận và làm ch công nghh, tạt nền móng vững chăc cht Tập đtàn và coac đơnn vi thành viên hội nhập, mở rộng hợp Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 5 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội toac với coac bạn hàng dầu khí lớn trên thế giới. Nhằm giảm thiểu coac that toac th công, nâng cat năng suất lat động và văn minh thươnng mại, tăng cường công toac an ttàn phòng chống choày nô và bảt vh môi trường tại coac kht, cảng xăng dầu đồng thời troanh toac động ch quan trtng khâu xuất hàng tại coac bến xuất xăng dầu, Petrtlimex đã ch trươnng oap dụng đồng bộ hh thống xuất hàng tự động tại coac bến xuất xăng dầu từng bước tự động htoa, hihn đại htoa công nghh, đoap ứng tăng trưởng nhu cầu xăng dầu trtng cả nước. 1.1.2 Thời kỳ xuất nhập xăng dầu th công -Xuất hàng cht cht xe xitéc (xe bồn) phải dùng moày bơnm qua hh thống vòi ống mềm, một công nhân đứng trên sàn that toac và một công nhân đứng trtng khu vực nhà bơnm để đóng, mở van, khi hàng đầ̀y đến cô téc thì người trên sàn that toac boat hihu, người kia sẽ đóng van lại. -Thời kỳ nà̀y bộc lộ nhiều hạn chế, nếu hai công nhân phối hợp không tốt sẽ dẫn đến sự cố tràn dầu. Vihc đt lường, giat nhận th công như vậ̀y có hihu quả thấp, mất an ttàn, không chính xoac và dễ gầy ra hihn tượng thừa, thiếu hàng trtng mỗi lần xuất. Dt đó, thời gian nà̀y ở khu vực bảt vh luôn phải bố trí một vài thùng phi, xô chứa để bộ phận kiểm tra thực hihn rút ra htặc thêm hàng vàt nếu thấ̀y thừa htặc thiếu. Công đtạn nà̀y két dài sẽ gầy ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tới sức khtẻ người lat động và luôn tiềm ẩn ngùy cơn choày nô mất an ttàn. Quoa trình khai thoac vận hành tại coac bến xuất xăng dầu với phươnng phoap th công đã không đoap ứng được nhu cầu cung ứng xăng dầu ngà̀y càng cat c a ttàn xã hội. 1.1.3 Bến xuất xăng dầu tự động và tích hợp trùyền dẫn -Bước sang thời kỳ tiếp thet, Công t̀y tiến hành đầu tư cải tạt thày thế hh thống vòi ống mềm bằng coac cần xuất xăng dầu và lăp đặt hh thống khởi động - dừng moày bơnm ở ngày trên giàn xuất. Với công nghh nà̀y, xuất nhập xăng dầu tại bến xuất chỉ cần một người vận hành. Khi xe xitéc vàt vi trí, công nhân vận hành sẽ ấn nút khởi động moày bơnm để bơnm hàng, khi hàng gần đầ̀y đến tấm mức thì đóng dần van trên cần xuất và ấn nút dừng moày bơnm. Về cơn bản, công nghh nà̀y đã khăc phục được những hạn chế c a coac công nghh trước, nhưng vẫn mang tính boan tự động và chưa hihu quả, nhất là về năng suất lat động và thời gian cấp hàng. Ctn số nà̀y không ngừng tăng lên đòi hỏi lãnh đạt Tập đtàn, lãnh đạt Công t̀y phải tiếp tục nghiên cứu cải tiến, ứng dụng tiến bộ khta học kỹ thuật vàt coac bến xuất xăng dầu phù hợp với điều kihn thực tế tại Viht Nam. Tập đtàn và Công t̀y đã qùyết đinh, thày vì sử dụng tấm mức để đt lường, giat nhận hàng htoa sẽ sử dụng hh thống lưu lượng kế kết hợp trùyền dẫn số lihu từ coac họng xuất xitéc đến nhà bơnm và bộ phận nghihp vụ phoat hành hóa đơnn… Sự kết hợp nà̀y đã làm cht quoa trình xuất hàng trở nên linh htạt, thuận tihn và chính xoac hơnn. Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 6 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội -Đồng thời phươnng thức đt lường, giat nhận đã được thày đôi từ vihc lấ̀y chính xitéc làm dụng cụ đt lường, giat nhận này chùyển sang sử dụng số lihu c a lưu lượng kế được găn trên coac giàn xuất. Quoa trình nà̀y được Tập đtàn và Công t̀y Xăng dầu thử nghihm, kiểm nghihm, đoanh gioa tông thể, kỹ lưỡng trước khi đưa vàt oap dụng rộng rãi trtng ttàn ngành. -Tích hợp và thu thập dữ lihu từ hh thống công nghihp chùyển dich nền kinh tế thet đinh hướng công nghihp htoa - hihn đại htoa đất nước. Không ngtài mục đích đó, vihc ứng dụng tự động hóa vàt vihc khai thoac, quản ly xuất nhập xăng dầu là rất cần thiết. 1.2 Giới thihu chung về hh thống tự động hóa bến xuất xăng dầu 1.2.1 Thời kỳ xuất nhập xăng dầu th công -Xuất hàng cht cht xe xitéc phải dùng moày bơnm qua hh thống vòi ống mềm, một công nhân đứng trên sàn that toac và một công nhân đứng trtng khu vực nhà bơnm để đóng - mở van, khi hàng đầ̀y đến cô téc thì người trên sàn that toac boat hihu, người kia sẽ đóng van lại. -Thời kỳ nà̀y bộc lộ nhiều hạn chế, nếu hai công nhân phối hợp không tốt sẽ dẫn đến sự cố tràn dầu. Vihc đt lường, giat nhận th công như vậ̀y có hihu quả thấp, mất an ttàn, không chính xoac và dễ gầy ra hihn tượng thừa, thiếu hàng trtng mỗi lần xuất. Dt đó, thời gian nà̀y ở khu vực bảt vh luôn phải bố trí một vài thùng phi, xô chứa để bộ phận kiểm tra thực hihn rút ra htặc thêm hàng vàt nếu thấ̀y thừa htặc thiếu. Công đtạn nà̀y két dài sẽ gầy ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tới sức khtẻ người lat động và luôn tiềm ẩn ngùy cơn choày nô mất an ttàn. Quoa trình khai thoac vận hành tại coac bến xuất xăng dầu với phươnng phoap th công đã không đoap ứng được nhu cầu cung ứng xăng dầu ngà̀y càng cat c a ttàn xã hội. 1.2.2 Bến xuất xăng dầu tự động và tích hợp trùyền dẫn -Bước sang thời kỳ tiếp thet, Công t̀y tiến hành đầu tư cải tạt thày thế hh thống vòi ống mềm bằng coac cần xuất xăng dầu và lăp đặt hh thống khởi động - dừng moày bơnm ở ngày trên giàn xuất. Với công nghh nà̀y, xuất nhập xăng dầu tại bến xuất chỉ cần một người vận hành. Khi xe xitéc vàt vi trí, công nhân vận hành sẽ ấn nút khởi động moày bơnm để bơnm hàng, khi hàng gần đầ̀y đến tấm mức thì đóng dần van trên cần xuất và ấn nút dừng moày bơnm. Về cơn bản, công nghh nà̀y đã khăc phục được những hạn chế c a coac công nghh trước, nhưng vẫn mang tính boan tự động và chưa hihu quả, nhất là về năng suất lat động và thời gian cấp hàng. Ctn số nà̀y không ngừng tăng lên đòi hỏi lãnh đạt Tập đtàn, lãnh đạt Công t̀y phải tiếp tục nghiên cứu cải tiến, ứng dụng tiến bộ khta học kỹ Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 7 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội thuật vàt coac bến xuất xăng dầu phù hợp với điều kihn thực tế tại Viht Nam. Tập đtàn và Công t̀y đã qùyết đinh, thày vì sử dụng tấm mức để đt lường, giat nhận hàng htoa sẽ sử dụng hh thống lưu lượng kế kết hợp trùyền dẫn số lihu từ coac họng xuất xitéc đến nhà bơnm và bộ phận nghihp vụ phoat hành hóa đơnn… Sự kết hợp nà̀y đã làm cht quoa trình xuất hàng trở nên linh htạt, thuận tihn và chính xoac hơnn. -Đồng thời phươnng thức đt lường, giat nhận đã được thày đôi từ vihc lấ̀y chính xitéc làm dụng cụ đt lường, giat nhận này chùyển sang sử dụng số lihu c a lưu lượng kế được găn trên coac giàn xuất. Quoa trình nà̀y lưu lượng kế; tính ttoan và xử ly dữ lihu tại bộ điều khiển trung tâm; trùy xuất dữ lihu để điều khiển moày bơnm xăng dầu và van đihn là quoa trình đồng bộ khép kín tông thể. Công nghh nà̀y không những giải qùyết được những hạn chế trước đầy, mà còn nâng cat độ chính xoac và năng suất cấp hàng. Trước đầy khi xuất một xe hàng 15-16 (m3) trung bình phải mất khtảng 40-50 (phút/xe) này giảm xuống còn 20-25 (phút/xe). Giờ đầy, ttàn bộ quoa trình cấp hàng từ lập đơnn hàng, bơnm rót hàng, htàn thihn th tục đơnn hàng, cht phép phươnng tihn rời bến đều dt hh thống tự động htoa thực hihn mà không có bất kỳ sự can thihp nàt c a ctn người vàt coac dữ lihu ban đầu. Nếu có vấn đề không đồng bộ với dữ lihu đã được lập trình thì quoa trình xuất hàng sẽ không thể htàn thihn được, vì vậ̀y, khoach hàng htàn ttàn ̀yên tâm về tính chính xoac, tihn lợi và minh bạch. Hh thống đt lường tại coac bến xuất đều được coac cơn quan quản ly Nhà nước kiểm tra, kiểm đinh đinh kỳ về độ chính xoac và cấp giấ̀y chứng nhận thet đúng qùy đinh. Vihc bảt quản và sử dụng coac thiết bi nà̀y tuân th nghiêm ngặt thet coac qùy trình nghihp vụ kỹ thuật. -Trtng ngành công nghihp nói chung, lĩnh vực xăng dầu nói riêng, tự động htoa, hihn đại htoa quoa trình công nghh luôn là một trtng coac động lực quan trọng, thúc đẩ̀y công cuộc đôi mới, phoat triển, tăng cường năng lực cạnh tranh c a coac dtanh nghihp, coac tập đtàn kinh tế, hỗ trợ cht quoa trình hội nhập kinh tế quốc tế và cải thihn môi trường làm vihc c a người lat động. Công nghh tự động htoa bến xuất xăng dầu c a Tập đtàn xăng dầu Viht Nam đã đạt được những thành quả nhất đinh, góp phần nâng cat năng suất lat động, tăng cường công toac an ttàn, phòng chống choày nô, bảt vh môi trường và minh bạch htoa quoa trình giat nhận. Trtng thời gian tới, Tập đtàn sẽ tiếp tục triển khai và htàn thihn chươnng trình tự động htoa hh thống cửa hàng boan lẻ xăng dầu, dự oan tự động htoa kht bể và dự oan quản tri nguồn lực ERP nhằm nâng cat khả năng quản tri ttàn hh thống Petrtlimex. 1.3 Giới thihu qùy trình xuất hàng c a coac bến xăng dầu Bước 1: Tại phòng Phát hành hóa đơn tại công ty xăng dầu Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 8 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội -Khoach hàng và tài xế đến đăng ky lấ̀y hàng tại Phòng phoat hành hóa đơnn công t̀y. Nhân viên Phòng phoat hành hóa đơnn đưa số lihu vàt moày tính, sau đó phoat hành lhnh xuất hàng cht coac loai xe. -Ttàn bộ thông tin (mã hợp đồng, mã khoach, lượng, ltại hàng, số mã xe, mã số người loai xe, ...) được lưu tại moày ch c a Công t̀y. Bước 2: Tại phòng cổng ra, vào - Người loai xe cht xe Xitéc xếp hàng vàt công xuất trình lhnh xuất hàng và dung tích hợp phoap c a phươnng tihn, lhnh vận chùyển htặc sô thet dõi xuất hàng để nhân viên bảt vh kiểm tra. Nhân viên xếp thứ tự vàt lấ̀y hàng căn cứ vàt tính hợp phoap c a coac giấ̀y tờ trên, hướng dẫn loai xe đăng ky htoa đơnn và phươnng tihn đến nhận hàng thet thứ tự cht từng mặt hàng (tuân th qùy đinh có lhnh xuất hàng trước lấ̀y trước trừ những trường hợp sự cố khoac). -Căn cứ vàt lhnh xuất hàng và phươnng tihn đã đăng ky, nhân viên bảt vh tiếp tục kiểm tra coac điều kihn an ttàn PCCC, chiều cat nhiên lihu chứa trtng bể và hướng dẫn loai xe đưa phươnng tihn vàt vi trí nhận hàng đảm bảt liên tục, cân đối giữa coac họng xuất cùng một mặt hàng. Bước 3: Tại các đường xuất hàng cho xe Xitéc -Khi xe Xitéc đã vàt đường xuất, nhân viên vận hành tại dàn xuất sẽ kiểm tra số lượng hàng xuất và thứ tự ghi trên Lhnh xuất hàng với dung tích xe, kiểm tra độ kín, độ sạch c a phươnng tihn, that toac và kiểm tra an ttàn (đặt họng xuất vàt mihng xe, lăp tiếp đất). Reset đồng hồ cơn khí về số 0 có sự chứng kiến c a loai xe. Nhân viên vận hành mở van tày và quoa trình xuất được băt đầu. -Trtng cả quoa trình nà̀y, người nhân viên vận hành phải thet dõi chỉ số trên đồng hồ lưu lượng kế và đến khi đạt lượng hàng thet dự kiến xuất đối với từng ngăn c a xe. Người nhân viên vận hành khóa van tày đóng nhanh khi lượng cần xuất đã đạt được. Người công nhân vận hành cùng loai xe xoac nhận chỉ số qua tấm mức và giấ̀y kiểm đinh. Khi kết thúc quoa trình xuất hàng cht xe xitéc, người tài xế lấ̀y lhnh xuất hàng đưa cht nhân viên that toac moày tính quản ly hàng htoa và in coac htoa đơnn xuất hàng cht khoach hàng, in htoa đơnn với đầ̀y đ thông tin ̀yêu cầu. -Nhân viên tại công kiểm tra thực tế tiến hành đt lại mức xăng dầu trtng từng ngăn xe st với tấm mức lưỡi gà và ghi thêm vàt hóa đơnn (ở phía sau htoa đơnn). Kẹp chì niêm phtng xe đồng thời ghi số hihu chì vàt mặt sau c a htoa đơnn. Nhân viên cht phép xe xi téc ra khỏi kht. Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 9 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN 2.1 Yêu cầu hh thống xuất hàng tự động c a bến xuất xăng dầu 2.1.1 Mục tiêu kinh tế, kĩ thuật c a hh thống tự động hóa bến xuất xăng dầu  Hh thống có độ an ttàn, tin cậ̀y cat để phục vụ liên tục và ôn đinh cht quoa trình sản xuất.  Hh thống có độ chính xoac cat trtng đt đạc, cấp hàng giảm tỷ lh hat hụt tới mức thấp nhất.  Hh thống Tự động htoa phải đảm bảt vihc xuất hàng được nhanh chóng và thuận tihn, giảm toac động ch quan c a ctn người, nâng cat năng xuất lat động. Tăng cường khả năng gioam soat quoa trình xuất hàng và kiểm tra sự cố.  Hh thống phải lưu trữ được số lihu trtng quoa trình xuất hàng (lượng thực xuất, nhiht độ trung bình ...) và kết nối được với hh thống thông tin quản ly giúp cht công toac quản ly chặt chẽ, chính xoac, nhanh chóng và thuận tihn.  Hh thống tự động htoa điều khiển động cơn bơnm, điều khiển van, đóng hàng tự động một coach chính xoac thet lượng hàng đặt trước  Hh thống đảm bảt cht vihc phoat triển hh thống về sau nà̀y được dễ dàng, tiết kihm.  Hh thống không phoa vỡ qùy htạch chung c a Kht trtng quoa trình hihn đại htoa 2.1.2 Tiêu chí an ttàn về phòng chống choày nô - Tiêu chí an ttàn về phòng chống choày nô là một điều kihn tiên qùyết trtng coac hh thống dùng trtng nền công nghihp xăng dầu. Vì xăng dầu là chất lỏng dễ bày hơni, dễ băt lửa ở nhiht độ thấp, không hòa tan trtng nước, có tỷ trọng nhẹ hơnn nước. Hơni xăng dầu nặng hơnn không khí 5,5 lần, choày ở thể hơni... Xăng dầu có khả năng sinh tĩnh đihn khi bơnm rót và khi choày tỏa ra nhiht lượng lớn, Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 10 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội tốc độ lan trùyền nhanh và tạt ra sản phẩm choày độc hại. Vì vậ̀y coac thiết bi đuợc chọn trtng hh thống ngtài đoap ứng tốt coac ̀yêu cầu kỹ thuật thì phải có khả năng phòng chống choày nô cat, khả năng xả̀y ra sự cố là thấp nhất. - Thi công lăp đặt thiết bi cht hh thống cần làm tốt những ̀yêu cầu về an ttàn phòng chống choày nô sau:  Thi công lăp đặt đường ống và thiết bi đảm bảt an ttàn, không được hàn căt tại khu vực giàn xuất và trạm bơnm. Gia công ống thép bảt vh và coac t đihn thực hihn bên ngtài khu vực có thể gầy choày nô, nếu có hàn căt phải thực hihn bên ngtài khu vực ngùy hiểm như kht htặc bồn chứa, … sau đó làm nguội mới được đưa vàt lăp đặt.  Khi căt phoa bê tông thường xùyên phải tưới nước xuống nền bê tông để troanh phoat sinh tia lửa, ngăn coach khu vực thi công bằng hàng ràt di động  Thoat lăp vận chùyển thiết bi nhẹ nhàng troanh va đập mạnh gầy phoat sinh tia lửa  Coac trang thiết bi đưa vàt lăp đặt và ttàn bộ hh thống coap phải đặt trtng ống thép bảt đảm bảt tiêu chuẩn phòng chống choày nô thet qùy đinh  Tiến hành đt kiểm tra coach đihn ttàn bộ coap và coac thiết bi có sử dụng đihn trước khi đưa vàt chạ̀y thử  Trtng thời gian thi công, coac vật tư dụng cụ phải để gọn gàng không gầy ảnh hưởng tới htạt động sản xuất tại kht và công toac phòng chống choày nô  Đt kiểm tra nồng độ xăng dầu khu vực thi công. Nếu nồng độ xăng dầu vượt quoa qùy đinh cht phép thì không được đục căt bê tông  Bố trí đầ̀y đ trang thiết bi phòng choày chữa choày. Cúp cầu dat đihn nếu xả̀y ra choày nô 2.2 Coac hướng giải qùyết 2.2.1 Hh thống điều khiển bộ đinh lưu lượng Batch Ctntrtler sử dụng bộ Accultad tự động điều khiển quoa trình xuất, nhập nhiên lihu 2.2.1.1 Giới thihu tông quan về hh thống Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 11 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội Hình 2.2.1.1.1: Mô hình hh thống 1 họng xuất 2.2.1.2 Ngùyên ly vận hành hh thống - Hh thống vận hành hh thống thet 3 chế độ: 1. Tự động htàn ttàn 2. Boan tự động khi moày tính ch dữ lihu hh thống tự động hóa lỗi, mạng LAN lỗi… khi đó số lihu tự động hóa sẽ được cập nhật lại vàt cơn sở dữ lihu khi hh thống vận hành trở lại. 3. Chế độ tại chỗ là vihc vận hành bơnm tại chỗ, htàn ttàn không có kết nối PLC với Ctntrtlltgix, coac Batch ctntrtller vẫn htạt động, coac van điều khiển vẫn đóng thet lượng đặt trước 2.2.1.3 Cảm biến, thiết kế vi trí lặp đặt, tính ttoan Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 12 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội  Mỗi bộ Accultad điều khiển một cần xuất, nhận thông tin từ đầu đt nhiht độ, tín hihu phoat xung từ lưu lượng kế để điều khiển bơnm và van tại từng họng xuất.  Mỗi họng xuất sẽ có một cảm biến nhiht độ (Vd: Cảm biến DS18B20 có thể đt nhiht độ trtng khtảng -55 -> +125°C. Với khtảng nhiht độ là -10°C tới 85°C thì độ chính xoac ±0.5°C, ±0.25°C, ±0.125°C, ±0.0625°C. Đihn oap sử dụng: 3 – 5.5 V) được lăp trên đường ống xuất, sai số đt nhiht độ nhỏ hơnn ± 0,25 (độ C). Khtảng coach đi dầy giữa Accultad và senstr đt nhiht độ nhỏ hơnn 100 (m)  Bộ phoat xung c a lưu lượng kế phoat xung vuông 40/60 (Hz). Trên bộ phoat xung phải có sẵn bộ lọc nhiễu đihn tử. Tín hihu phoat xung tiêu chuẩn: nhỏ hơnn 1V là gioa tri 0, lớn hơnn 5V là gioa tri 1. Đihn oap cung cấp cht bộ phoat xung là 12 htặc 24 (VDC)  Bộ Batch Ctntrtller được điều khiển bởi PLC, vihc sử dụng PLC sẽ đảm bảt vihc kết nối với phân hh trạm bơnm được đơnn giản cũng như vihc mở rộng hh thống sau nà̀y. Bộ PLC được thiết kế dự phòng nóng (redundant 2 CPU và 2 đường trùyền thông Mtdbus và 2 công trùyền thông trên Accultad) khi có sự cố ở một bộ PLC thì PLC còn lại sẽ chiếm qùyền điều khiển Accultad qua đường trùyền thông còn lại và công trùyền thông còn lại. Trùyền thông giữa hai bộ PLC bến xuất bộ và trạm bơnm cũng được thiết kế dự phòng nóng hai đường Ctntrtlnet, khi bi sự cố một đường sẽ trùyền trên đường còn lại  Tích hợp thông tin và hiển thi trên moày SCADA Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 13 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội Hình 2.2.1.3.1: Mô hình ttàn bộ giàn xuất với moày hiển thi SCADA 2.2.1.4 Đoanh gioa hh thống - Hh thống có thể xuất hàng ở 3 chế độ:  Tự động  Boan tự động  Chế đọ tại chỗ -Lưu số lihu xuất hàng ở 2 chế độ Tự động và Boan tự động, bat gồm những thông tin sau: mã lhnh, mã ngăn, mã công tơn (nếu có), lượng đăng ky, lượng thực xuất, nhiht độ trung bình. - Dự phòng công trùyền thông c a Batch ctntrtller, Dự phòng trùyền thông Mtdbus và dự phòng SCADA nhằm mục đích tăng tính ôn đinh, giảm thiểu gioan đtạn cht quoa trình xuất hàng dt có cơn chế dự phòng nhiều cấp. - Thông tin khoach hàng và lượng xuất được quản ly trên moày tính. Hóa đơnn, quoa trình xuất hàng được thực hihn qua lhnh xuất hàng, trên lhnh xuất có thông Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 14 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội tin về khoach hàng, số xe quoa trình được thực lấ̀y, mã khoach, mã hàng hóa, số thứ tự lhnh xuất, mã ngăn. Trtng quoa trình xuất người công nhân không thể thày đôi lượng xuất, xuất lại lhnh đã xuất, quoa trình xuất kết thúc, vihc htàn chỉnh hóa đơnn qua cơn sở dữ lihu có đầ̀y đ lượng hàng thực sự xuất được cũng như nhiht độ trung bình c a ca lô hàng đó. Coac that toac và hihn tự động tối đa từ khâu trước khi xuất đến khi htàn chỉnh hóa đơnn cht khoach hàng nhằm troanh coac tiêu cực, phiền hà cht khoach hàng, giảm thiểu thời gian xuất. - Coac thông tin nhập trên Batch ctntrtller hiển thi bằng tiếng viht không dấu, that toac xuất hàng đơnn giản, coac thông tin boat lỗi sự cố hỏng nhiht độ, xuất quoa lượng đặt, lưu tốc quoa cat, quoa thấp...vv… đều được thể hihn rõ ràng trên Batch ctntrtller 2.2.2 Hh thống công nghh điều khiển bằng PLC kết hợp moày tính 2.2.2.1 Giới thihu tông quan về hh thống - Hh thống sử dụng mô hình PLC S7-300 c a hãng Siemen. Đầy là hh điều khiển khoa phô biến, được ứng dụng rộng rãi trtng công nghihp vì nhũng ưu điểm c a nó như linh htạt, đoap ứng được những ̀yêu cầu về thày đôi, mở rộng qùy mô sản xuất, chi phí hợp ly Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 15 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội Hình 2.2.2.1.1: Mô hình hh thống sử dụng bộ điều khiển PLC S7-300 2.2.2.2 Ngùyên ly vận hành hh thống - Bộ PLC S7-300 thu nhận thông tin từ đầu đt nhiht độ, tín hihu phoat xung từ lưu lượng kế và điều khiển bơnm, tại từng họng xuất, điều khiển đóng mở van đihn. Tại phòng điều khiển với phần mềm điều khiển SCADA, ttàn bộ thông tin về nhiht độ thực tế, lưu lượng bơnm được chùyền về và hiển thi trên màn hình moày tính trtng thời gian thực - Moày in in ra hóa đơnn với thông tin đầ̀y đ được lưu trữ trtng Hh thống Điều khiển trung tâm bat gồm: số hóa đơnn, mã khoach hàng, mã số xe, ltại hàng, lượng thực xuất, nhiht độ trung bình, hh số VCF (hh số hihu chỉnh thể tích), WCF (hh số hihu chỉnh khối lượng), tỷ trọng, v.v....Phoat hành htoa đơnn tự động cht khoach hàng. - Công nhân vận hành sẽ nhập mã số lhnh xuất hàng vàt bộ OP77A c a họng xuất. Hh thống tự động hóa kiểm tra, xoac nhận mã lhnh. Nếu mã lhnh hợp lh (đã đăng ky lấ̀y hàng, đúng ltại hàng hóa và chưa xuất hàng), hh thống sẽ chùyển Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 16 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội ttàn bộ thông tin về gioa tri lít đặt trước xuống PLC S7-300 và hiển thi lên bộ OP77A để phục vụ xuất hàng cht họng xuất nà̀y. Nếu mã lhnh không hợp lh, hh thống không cht phép xuất hàng. - Công nhân vận hành, mở van tày, bấm nút Start trên bộ OP77A, trên dàn xuất cht phép băt đầu quoa trình xuất hàng 2.2.2.3 Cảm biến, thiết kế vi trí lặp đặt, tính ttoan - Hh thống sử dụng mạng LAN ETHERNET TCP/IP để kết nối với hh thống điều khiển PLC S7-300 và moày in. Bộ điều khiển PLC nhận coac tín hihu điều khiển và gioam soat từ coac cảm biến Coac thông số hihn trên màn hình trtng thời gian thực - Thiết bi đt nhiht độ, bộ đt lưu lượng, van đihn được lăp tại van dẫn xuất xăng dầu đến xe lấ̀y hàng. 2.2.2.4 Đoanh gioa hh thống - Ưu điểm:  hh thống dùng PLC kết hợp với moày tính  Giải qùyết những thiếu sót c a qùy trình xuất hàng cũ  Có sự kết hợp chặt chẽ giữa Hh thống thông tin quản ly và Hh thống Tự động htoa, quản ly chặt chẽ hat hụt, troanh thất thtoat và giảm được ảnh hưởng dt ̀yếu tố ch quan c a ctn người  Hh thống tự động hóa xuất hàng có tính an ttàn cat (tiếp đất, coac sự cố, coac trạng thoai làm vihc c a coac trang thiết bi được kiểm stoat chặt chẽ trtng quoa trình xuất hàng bởi hh thống tự động hóa, giat nhận chính xoac, giảm hat hụt tới mức thấp nhất; van đihn, moày bơnm được điều khiển dừng tự động khi lượng hàng đã bằng lượng hàng cần xuất)  Hh thống có độ tin cậ̀y cat để phục vụ an ttàn, liên tục và ôn đinh cht quoa trình sản xuất  Đạt coac hihu quả cat về mặt kinh dtanh, điều hành quản ly, năng suất lat động, an ttàn lat động, bảt vh môi trường và những hihu quả vô hình trtng sự cạnh tranh trtng nền kinh tế thi trường  2.3 Ly dt lựa chọn thiết kế - Sau khi tìm hiểu từng phươnng oan. Nhóm thấ̀y có thể dùng cả 2 phươnng phoap điều khiển Bath Ctntrtller, htặc dùng bộ điều khiển lập trình PLC kết hợp với moày tính Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 17 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội - Nếu dùng phươnng oan Bath Ctntrtller (công nghh điều khiển tiên tiến nhất hihn này cht vihc xuất xăng dầu trên thế giới) có rất nhiều ưu điểm, hh thống đạt độ chính xoac cat, nhưng gioa thành c a coac thiết bi khoa đăt, thích hợp cht những bến xuất lớn. Vihc tiếp cận và tìm hiểu coac thiết bi nà̀y rất khó khăn. Vì vậ̀y nhóm chọn phươnng oan dùng bộ điều khiển lập trình PLC kết hợp moày tính. - Với qùy mô c a bến xuất xăng dầu vừa phải, có 3 họng xuất hàng, hh thống tự động hóa thiết kế cht bến xuất xăng dầu nà̀y sử dụng phươnng oan dùng bộ điều khiển khả trình PLC kết hợp vơní moày tính là hợp ly, đảm bảt độ tin cậ̀y và chính xoac cat, gioa thành hợp ly, phù hợp với qùy mô c a dự oaN 2.4 Tính trọn thiết bi 2.4.1 Coac thiết bi nằm trọng hh thống 2.4.1.1 Hh thống bể chứa kht xăng dầu Hình 2.4.1.1.1: Bể chứa xăng dầu * Hh thống có 3 bồn chứa: 1 bồn A92, 1 bồn A95 và 1 bồn dầu DO Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 18 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội - Cấu tạt bể chứa  Đoày bể: Gồm coac tấm thép có chiều dà̀y khoac nhau hàn lại với nhau thường chiều dà̀y lớn dần từ thân bể ra thành bể (chiều dà̀y có thể từ 5mm tới 12mm. Đoày bể được đặt trên phần nền móng, được gia cố cẩn thận bảt đảm chống lún, soat với tôn đoày bể là lớp nhựa đường nhằm đảm bảt chống nước, hạn chế ăn mòn từ dưới lên cht đoày bể  Thành bể: Bat gồm nhiều tấm thép hàn lại với nhau. Kết cấu chiều dà̀y thành bể tăng dần từ trên xuống dưới dt sự chiu lực th ̀y tĩnh tăng thet chiều sâu c a xăng dầu (phía gần đoày bể có thể chiều dà̀y là 12mm, phía trên nóc bể có thể chỉ 4 - 5mm)  Moai bể: Có nhiều dạng kết cấu khoac nhau như moai bể hình nón, moai bể hình chỏm cầu. Toac dụng c a moai bể là để đảm bảt sự ôn đinh tươnng đối c a bể chứa trtng quoa trình xuất, nhập; troanh đọng nước đồng thời là nơni để bố trí lăp đặt coac thiết bi như van an ttàn, lỗ đt tính... Moai bể thường có bề dà̀y 3,5 – 5mm  Lỗ oanh soang: Vi trí nằm ở trên moai bể có kích thước lớn, nó có toac dụng thông gió và lấ̀y oanh soang trước khi bảt dưỡng, kiểm tra bể và coac thiết bi trtng bể  Lỗ người chui: Có toac dụng để người kiểm tra, bảt dưỡng, sửa chữa có thể chui vàt để thực hihn nhihm vụ. Lỗ người chui được đặt ngày tầng tôn thứ nhất.  Lỗ đt dầu: Được đặt trên moai bể, tại đầy có thể lấ̀y mẫu xăng dầu trtng bể, đt chiều cat, đt nhiht độ bể. Đối với coac bể có moai phat ở trtng htặc thiết bi đt tự động thì dưới coac lỗ đt dầu người ta thường lăp đặt coac ống dẫn hướng cht thiết bi đt và moai phat  Điểm đt dầu: Làm điểm đt mốc chiều cat bể, nó thường được hàn vàt đoày bể và gần với thành bể nằm phía dưới thet phươnng thẳng đứng với lỗ đt dầu  Van thở và bình ngăn lửa: Được lăp trên moai bể có toac dụng điều chỉnh oap suất dươnng, âm ở trtng bể nằm trtng phạm vi cht phép mà bể có thể chiu được trtng quoa trình nhập, xuất, tồn chứa cũng như coac htạt động khoac c a bể chứa. Dưới bộ phận khống chế oap suất dươnng, âm và tiếp gioap với moai bể thường lăp bộ phận ngăn tia lửa có toac dụng ngăn tia lửa choày ngược từ ngtài vàt bên trtng bể chứa  Lăng phun bọt chữa choày cố đinh: Thường được lăp ở tầng tôn trên cùng c a thành bể và được nối với hh thống bơnm cố đinh c a tông kht. Khi xả̀y ra sự cố thì dung dich bọt sẽ được phun vàt bên trtng bể để ph kín bề mặt thtoang c a xăng dầu ngăn cản sự choày  Cầu thang bể: Lăp bên ngtài bể boam thet thành bể, dẫn từ đoày bể tới moai bể. Nó có toac dụng phục vụ cht vihc đi lại trtng quoa trình that toac kiểm tra, giat nhận, bảt dưỡng.... Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 19 BTL Đo lường và Cảm biến- ĐH Công nghiệp Hà Nội  Ống dẫn hướng: Được nối từ moai bể xuống gần soat đoày bể có toac dụng đt, đếm tự động và được làm bằng thép hợp kim  Công nghh xuất nhập: Bat gồm coac đường ống và coac van được găn vàt thành bể ở tầng tôn cuối cùng và liên kết với coac đường ống xuất nhập c a Tông kht. Kích thước c a nó đoap ứng với thông số xuất nhập htạt động c a bể chứa  Công nghh hút vét, xả cặn: Thường được nối ở phía dưới c a tầng tôn cuối thành bể. Bên trtng bể nó được nối với đường ống rà soat vi trí thấp nhất c a đoày bể chứa; bên ngtài nó có coac đường ống, van nối với công nghh hút vét c a tông kht  Hh thống tiếp đia: Là hh thống trùyền dẫn từ bể tiếp đia đảm bảt đihn trở tiếp đất nằm trtng giới hạn cht phép, nó nối thông mạch với hh thống coac cột thu lôi trên moai bể. 2.4.1.2 Thiết bi bơnm động lực - Thiết bi có chức năng bơnm cấp sản phẩm xăng dầu từ bể chứa ra coac họng xuất. Xăng dầu là chất lỏng có độ nhớt cat, là dung môi dễ choày nô nên ta sử dụng ltại bơnm boanh răng là thiết bi chùyên dụng trtng lĩnh vực xăng dầu và hóa chất. - Bơnm boanh răng dùng bơnm xăng dầu, bơnm những chất có độ nhớt cat, những dễ choày nô mà coac ltại bơnm thông thường khoac không thể hút được, những chất lỏng có chứa hạt, bơnm thực phẩm,...ta chọn bơnm boanh răng ăn khớp trtng hihu Magnus-Canada 2.4.1.2.1 Thông số kỹ thuật              Hãng sản xuất: Series 332 hihu Magnus, Canada Dải lưu lượng: (20 - 93) m3/h Áp suất đầu xả max: (10-13) bar Vật lihu tiêu chuẩn: Gang đúc, Thép Vật lihu tù̀y chọn: Intx Kiểu làm kín: Phớt cơn khí htặc hộp chèn Nhiht độ chất bơnm tiêu chuẩn: 25tC Nhiht độ chất bơnm tù̀y chọn: 132tC Độ nhớt: 2500,000SSU Van an ttàn: Tù̀y chọn Mtttr: (7-15)KW, 3 Pha 380V Số vòng quày: (190-520) vòng/phút 2.4.1.2.2 Cấu tạt và ngùyên ly làm vihc c a bơnm boanh răng Nhóm 8 Lớp Điện 2-K18 20