Hệ Thống Bơm Điều Áp

Hệ Thống Bơm Điều Áp

Hiện trạng

Hiện nay, hệ thống bơm điều áp được sử dụng trong tòa nhà, nhà máy sản xuất, hệ thống tưới nước nông nghiệp, trong trường học và bệnh viện… thường sử dụng công tắc áp suất và bầu áp để tăng áp nước cho các tầng mái và áp mái hay đi khắp nhà máy, nông trại với quy mô lớn đã gây ra các khó khăn như sau:
Các bơm thường xuyên đóng ngắt liên tục gây ồn và đóng ngắt trực tiếp gây ảnh hưởng đến hệ thống cơ khí (gia cố ống, bơm).
Việc đóng ngắt liên tục bơm ảnh hưởng đến tuổi thọ của bơm hệ thống bầu áp.
Các bơm luôn hoạt động hết công suất dù nhu cầu sử dụng ít, gây hao phí điện năng.
Áp suất và lưu lượng nước không ổn định gây ảnh hưởng đến các hệ thống khác.
Sụt áp hệ thống điện do khởi động cùng lúc nhiều bơm.
Tốn chi phí và không gian xây dựng bể chứa, tháp nước…
Thực tế thì các hệ thông đó chỉ đáp ứng được một phần nhu cầu của khách hàng. Nhằm nâng cao hiệu suất và tăng tuổi thọ hệ thống bơm nước đồng thời tiết kiệm điện tối đa và đáp ứng được nhu cầu khách hàng, Công ty Cổ Phần Kỹ Thuật Tự Động Song Nguyên đã đưa ra giải pháp hiệu quả, tiết kiệm năng lựơng và đã được thử nghiệm thành công cho các trạm cấp nước sinh hoạt và sản xuất.

Giải pháp

Sử dụng biến tần chuyên dùng cùng với bộ điều khiển lập trình (PLC) được điều khiển và giám sát thông qua HMI (Human Machine Interface) để điều khiển và giám sát đa bơm.

Hình 1: Hệ thống bơm điều áp

Mô tả hoạt động

Nguyên lý hoạt động của hệ thống 3 bơm luân phiên, thêm bơm

Hoạt động ở chế độ MANUAL (chế độ bằng tay)

Mỗi bơm sẽ được điều khiển trực tiếp bằng khởi động từ thông qua các nút nhấn trên màn hình HMI.
Tất cả các bơm điều khiển riêng biệt, không bị giới hạn hay bị phụ thuộc. Cho phép điều khiển 3 bơm cùng một lúc.
Khi ở chế độ MANUAL hệ thống không kiểm soát được áp suất trên đường ống, nên người vận hành lưu ý khi chạy ở chế độ này.
Ở chế độ này hệ thống bảo vệ khi áp suất đường ống cao hơn mức cài đặt cho phép.

Hoạt động ở chế độ AUTO (chế độ tự động)

Chế độ chạy với biến tần:
Khi chuyển sang chế độ AUTO, bơm đầu tiên sẽ chạy với biến tần; lúc này biến tần sẽ khởi động bơm từ từ với tần số từ 0 đến 50 Hz tùy theo hàm tính toán PID từ PLC xuất ra cho biến tần.
Tùy thuộc vào áp suất cài đặt và áp suất thực tế trên đường ống sai lệch nhiều hay ít thì lúc này PLC sẽ xuất tín hiệu để biến tần nhiều hay ít.
Chế độ thêm bơm:

(Điều kiện để thêm bơm thứ 2).

Áp suất thực tế trên đường ống < áp suất cài đặt.
Biến tần chạy 100% (tương ứng 50Hz).
Sau một khoản thời gian cài đặt thêm bơm.
Tương tự đối với bơm thứ 3.
Chế độ ngắt bơm:
Sau khi tất cả các bơm được bật lúc này áp suất thực tế <= áp suất cài đặt thì tất cả các bơm vẫn duy trì.
(Điều kiện để ngắt “bơm thứ 3” )

+ Áp suất thực tế > áp suất cài đặt.

+ Biến tần giảm về tốc độ MIN (ngưỡng cài đặt để ngắt bơm).

+ Sau thời gian cài đặt ngắt bơm.

(Điều kiện để ngắt “bơm thứ 2”)

+ Áp suất thực tế trên đường ống vẫn > áp suất cài đặt.

+ Biến tần giảm về tốc độ MIN (ngưỡng cài đặt để ngắt bơm).

+ Sau thời gian cài đặt ngắt bơm.

Chế độ ngủ:
Trường hợp này chỉ có 1 bơm chạy với biến tần.
Áp suất trên thực tế trên đường ống > áp suất cài đặt.
Biến tần chạy với tần số MIN.
Sau một khoản thời gian cài đặt để vào chế độ ngủ.

Trường hợp này thường xảy ra khi nước không sử dụng.

Chế độ thức dậy:
Áp suất thực tế trong đường ống < áp suất cài đăt.
Áp suất thực tế trong đường ống < áp suất thức dậy.
Sau một khoản thời gian chờ để thức dậy.

Các chế độ sẽ lặp đi lặp lại tùy thuộc vào quá tình sử dụng nước.

Lợi ích khi sử dụng hệ thống

Việc sử dụng PLC và HMI để điều khiển và giám sát hệ thống giúp cho việc thay đổi theo nhu cầu khách hàng trở nên dễ dàng. Giao diện điều khiển và giám sát đơn giản, thân thiện người vận hành giúp cho việc điều khiển trở nên thuận tiện và dễ dàng.

Hình 2: Giao diện điều khiển và giám sát.

Giúp hệ thống của khách hàng ổn định áp suất và lưu lượng nước trên đường ống.
Hệ thống hoạt động liên tục ngay cả khi sửa chữa hoặc thay thế bơm lỗi giúp cho quá trình sản xuất, sinh hoạt không bị gián đoạn.
Động cơ hoạt động đúng nhu cầu tải, tiết kiệm điện năng tiêu thụ và giúp kéo dài tuổi thọ của động cơ.
Biến tần giúp động cơ khởi động êm, tránh sụt áp điện lưới và hư hỏng đường ống.
Giảm chi phí xây dựng tháp nước và chí phí bảo trì, bảo dưỡng.