7 Tổng quan về bơm và ghép bơm

2.7.2 Ghép bơm

2.7.2.1 Ghép bơm song song

Trong các trạm bơm câp nước cũng như thoát nước, khi yêu câu vận chuyên một

lưu lượng nước lớn người ta thường sử dụng nhiêu bơm cùng làm việc.

Các bơm khi làm việc cùng cấp nước vào một hệ thống đường ống gọi là làm việc

song song. Vì thế khi các bơm làm việc song song trong hệ thống thì chúng có cột áp

bằng nhau và bằng cột áp yêu cầu của hệ thống, còn lưu lượng của hệ thống sẽ bằng tổng

lưu lượng của các bơm.

Trong thực tế người ta có thể ghép hai hoặc nhiều bơm làm việc song song trên

cùng một hệ thống đường ống. Thậm chí có những trường hợp hai trạm làm việc song

song trên một hệ thống đường ống. Để xác định điểm làm việc của từng bơm phải dựng

đường đặc tính tổng cộng của chúng khi làm việc song song.



Hai bơm cùng đặc tính làm việc song song:

Trên hình giới thiệu hai bơm cùng đặc tính Q-H làm việc song song trên cùng

đường Ống.

Do khi làm việc song song, cột áp tổng H,„ của hệ thống băng cột áp của từng

bơm:

= = = =... =



(1)



và lưu lượng tông cộng bằng tông lưu lượng của các bơm cùng làm việc:

= = = =... =



(2)



nên khi dựng đường đặc tính tổng cộng chỉ cần nhân đơi hồnh độ ( lưu lượng) còn

tung độ (cột áp) giữ nguyên.



Figure 23 Đặc tính làm việc song song của hai bơm giống nhau



Ví dụ : tìm c trên đường đặc tính tổng cộng Q-, chỉ việc lấy ac = 2ab. Tương tự như

vậy sẽ tìm được các điểm của đường đặc tính tổng cơng Q-.

Giao điểm giữa hai đường đặc tính đường ống DE và đường đặc tính tổng cộng Qlà điểm làm việc của hai bơm ghép song song, hoành độ cho lưu lượng tổng cộng Q-, tung

độ cho cột áp tổng cộng . Từ điểm 2 kẻ đường song song với trục hồnh, đường này cắt

đường đặc tính của mỗi bơm Q- tại điểm 1 cho lưu lượng cột áp của từng bơm khi làm

việc song song trong hệ thống. Như vậy khi hai bơm làm việc song song trong hệ thống,

chúng luôn tuân theo điều kiện (1) và (2). Từ đồ Hình 4 thấy :



Từ điểm I kẻ đường song song với trục tung được điểm 3 và 4 cho công suất và

hiệu suất của từng bơm khi làm việc song song trong hệ thống.

Giao điểm 5 của đường đặc tính từng bơm Q- với đường đặc tính đường ống xác

định điểm làm việc của từng bơm trong hệ thống cho lưu lượng Q, cột áp H. Từ điểm 5 kẻ



đường song song với trục tung được điểm 6 và 7 xác định công suất và hiệu suất của tưng

bơm khi làm việc riêng rẽ.

Từ đồ thị Hình 4 thấy:

Tức là lưu lượng tổng cộng của hai bơm ghép song song trên một hệ thống đường

ống nhỏ hơn tổng lưu lượng của chúng khi làm việc riêng rẽ trong hệ thống ấy. Nguyên

nhân của sự giảm lưu lượng này là do khi các bơm làm việc song song, lưu lượng trong

đường ống tăng lên sẽ làm tăng tôn thất cột áp. Do đó cột áp tồn phần của bơm cũng tăng

lên, điểm làm việc lùi về phía có cột áp lớn, vì thế lưu lượng của bơm khi làm việc song

song bị giảm đi so với khi làm việc riêng rẽ.

Sự làm việc song song của hai bơm có lợi nhất trong trường hợp điểm làm việc 1

ứng với giá trị hiệu suất lớn nhất. Điều đó có thê thực hiện được nếu chọn bơm hợp lý.

Khi chọn bơm, lấy lưu lượng của mỗi bơm bằng nửa lưu lượng tính tốn, còn cột áp tồn

phần xác định ứng với giá trị lưu lượng tính tốn.

2.7.2.2 Ghép bơm nối tiếp

Các bơm gọi là làm việc nối tiếp nêu sau khi ra khỏi bơm này, chất lỏng được đưa

tiếp vào ống hút của bơm kia, rồi sau đó mới được đưa vào hệ thông. Như vậy khi các

bơm làm việc nối tiếp, lưu lượng của chúng bằng nhau và bằng lưu lượng tổng cộng của

hệ thống:

= =...=

còn cột áp của hệ thơng băng tông cột áp của các bơm:

= + + +...

Các bơm làm việc nối tiếp được sử dụng khi hệ thống yêu cầu áp lực cao mà một

bơm không đáp ứng được.



Figure 24 Hệ thống 2 bơm (cùng đặc tính) ghép nối tiếp

Hệ thống 2 bơm (cùng đặc tính) ghép nối tiếp:

Trên Hình 5 giới thiệu đặc tính của hai bơm giống nhau làm việc nối tiếp. Đặc tính

tổng cộng của hai bơm được dựng bằng cách: ứng với mỗi điểm trên đường đặc tính của

bơm, giữ ngun hồnh độ và nhân đơi tung độ. Ví dụ điểm c trên đường đặc tính tổng

cộng Q-nhận được bằng cách lấy tung độ ac = 2ab, còn hồnh độ giữ ngun. Đặc tính

đường ống CE cắt đặc tính Q- tại A xác định điểm làm việc của hai bơm trong hệ thống.

Từ đường đặc tính xác định được lưu lượng và cột áp của hai bơm làm việc nối tiếp. Lưu

lượng của mỗi bơm:



Và cột áp:



Figure 25 Đặc tính làm việc của hai bơm ghép nổi tiếp (cùng đặc tính) khi

H_hh>H_0



Hình 6: Đặc tuyến làm việc của hai bơm ghép nổi tiếp (cùng đặc tính) khi

Trên hình 6 giới thiệu đặc tính của hai bơm giống nhau ghép nối tiếp khi có Cách

dựng đường đặc tính tổng cộng cũng giống như trường hợp trên. A là điểm làm việc của

hai bơm ghép nối tiếp, D là điểm làm việc riêng rẽ của từng bơm cũng trong hệ thống ấy.

Từ đồ thị thấy răng, trong trường hợp này khi ghép hai bơm làm việc nối tiếp khơng

những có khả năng tăng cột áp mà còn tăng cả lưu lượng của hệ thống.



3



CHƯƠNG 4: BỘ ĐIỀU KHIỂN PID



3.1 Tổng quan về bộ điều khiển PID



3.1.1 Giới thiệu về bộ điều khiển

Từ hơn sáu thập kỷ nay, PID là bộ điều khiển thông dụng nhất trong các hệ thống

điều khiển quá trình bởi các lý do sau:

- Cấu trúc và nguyên lý hoạt động đơn giản, dễ hiểu và dễ sử dụng đối với

những người làm thực tế.

- Có rất nhiều phương pháp và cơng cụ mạnh hỗ trợ chỉnh định các tham số

của bộ điều khiển.

- Các luật điều khiển P, PI, PID thích hợp cho một phần lớn các q trình

cơng nghiệp.

Nhiều báo cáo đã đưa ra các con số thống kê rằng hơn 90% bài tốn điều khiển q

trình cơng nghiệp được giải quyết với các bộ điều khiển PID, trong số đó khoảng trên

90% thực hiện luật PI, 5% thực hiện luật P thuần túy và 3% thực hiện luật PID đầy đủ,

còn lại là những dạng dẫn xuất khác.



Figure 26 Sơ đồ khối PID



3.1.2 Chỉnh định PID

Các phương pháp chỉnh định tham số cho bộ PID được phân loại thành 5 nhóm

chính như sau:

- Các phương pháp dựa trên đặc tính sử dụng một số đặc điểm của q trình

và tính tốn các tham số bộ điều khiển để thu được các đặc tính vòng kín mong

muốn.

-Các phương pháp mơ hình mẫu tổng hợp bộ điều khiển dựa trên mơ hình

tốn học của q trình và mơ hình mẫu của hệ kín hoặc hệ hở ( đưa ra dưới dạng

hàm truyền đạt hoặc đặc tính đáp ứng tần số ).

- Các phương pháp nắn đặc tính tần số theo quan điểm thiết kế truyền thơng,

sử dụng mơ hình hàm truyền đạt hoặc mơ hình đáp ứng tần số của q trình và tính

tốn các khâu bù sao cho các đường đặc tính tần số hệ hở hay hệ kín đạt được các

chỉ tiêu thiết kế trên miền tần số như dải thông, độ dự trữ biên và pha …

- Các phương pháp tối ưu tham số sử dụng mơ hình tốn học của q trình

tốn học của q trình và xác định các tham số của bộ điều khiển bằng cách cực

tiểu hóa/cực đại hóa một tiêu chuẩn chất lượng.

- Các phương pháp dựa trên luật kinh nghiệm bắt trước suy luận của con

người, có thể sử dụng cả đáp ứng của q trình và các đặc tính đáp ứng vòng kín

mong muốn.



3.1.3 Lựa chọn luật điều khiển

Theo astrom và hangglund đưa ra một số nguyên tắc cơ bản sau:

-



Chọn luật điều khiển PI là đủ nếu như quá trình có đặc tính của một khâu

qn tính bậc nhất và khơng có thời gian trễ, hoặc u cầu chính là chất

lượng điều khiển ở trạng thái xác lập, còn đặc tính bán tín hiệu chử đạo

trong q trình q độ khơng đặt ra hàng đầu. Thành phần I có thể bỏ qua

nếu đối tượng đã có đặc tính tích phân hoặc sai lệch tĩnh không nhất thiết

phải triệt tiêu.