PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN TRONG BẾN XUẤT XĂNG DẦU CHO XE Ô TÔPHIẾU GIAO ĐỀ TÀI BÀI TẬP LỚNĐỀ TÀI: Tìm hiểu, phân tích, tính toán hệ thống đo lường cảm biến trong bến xuất xăng dầu cho xe ôtô. Giới hạn điều kiện:1.Hệ thống có 3 bồn chứa: 1 bồn A92, 1 bồn A95 và 1 bồn dầu DO2.Hệ thống có 6 họng xuất: 1 họng xuất A95, 3 họng xuất A92, 2 họng xuất dầu DO3.Mức đo từ 015m (sai số 1cm)4.Nhiệt độ từ 050 độ (sai số 1 độ)5.Lưu lượng từ 0 đến 80lítphút (sai số 1lítphút)Yêu cầu: 1.Trình bày tổng quan về hệ thống xuất hàng tự động của bến xuất xăng dầu?2.Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống?3.Liệt kê các cảm biến có trong hệ thống?4.Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống?5.Trình bày về loại cảm biến lựa chọn? (nguyên lý hoạt động, số lượng cảm biến)6.Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến và tính toán, xử lý, đo tín hiệu đầu ra của cảm biến để tác động đến các đối tượng điều khiển?7.Đánh giá về sai số của hệ thống (giới hạn, nguyên nhân biện pháp khắc phục)Bố cục trình bày:Chương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kếChương 2: Nội dung thực hiện2.1 Yêu cầu của đề tài2.2 Các hướng giải quyết2.3 Lý do lựa chọn cho thiết kế2.4 Tính chọn thiết bịChương 3: Kết luận3.1 Các kết quả đạt được.3.2 Các hạn chế khi thực hiện3.3 Biện pháp khắc phục.Mục lụcTài liệu tham khảo
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ
Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa bến xuất xăng dầu
1.1.1 Giới thiệu về tập đoàn xăng dầu Việt Nam
Tổng công ty Xăng dầu Việt Nam (Petrolimex) được thành lập từ Tổng công ty Xăng dầu mỡ theo Nghị định số 09/BTN ngày 12.01.1956 của Bộ Thương nghiệp và được tái thành lập theo Quyết định số 224/TTg.
17.4.1995 của Thủ tướng Chính phủ.
-Tổng công ty Xăng dầu Vệt Nam có: 41 Công ty thành viên, 34 Chi nhánh và
Xí nghiệp thuộc các công ty thành viên 100% vốn Nhà nước, bao gồm 23 công ty cổ phần có vốn góp chi phối từ Tổng công ty, 3 công ty liên doanh với nước ngoài và 1 chi nhánh tại Singapore.
Petrolimex, là doanh nghiệp nhà nước trọng yếu với quy mô toàn quốc, chiếm 60% thị phần xăng dầu, đóng vai trò chủ lực trong việc bình ổn và phát triển thị trường xăng dầu Doanh nghiệp này cung cấp các sản phẩm hóa dầu, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của nhân dân, đồng thời góp phần vào sự phát triển kinh tế của đất nước và đảm bảo an ninh quốc phòng.
Trong lĩnh vực xăng dầu, Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam chú trọng đến an toàn phòng chống cháy nổ và bảo vệ môi trường Trong nhiều năm qua, hệ thống các công trình xăng dầu của Tập đoàn đã liên tục được phát triển, mở rộng quy mô và hiện đại hóa Tập đoàn cam kết cải tạo, nâng cấp các công trình cũ, tăng cường công suất chứa kho bể và áp dụng công nghệ tiên tiến nhằm nâng cao năng lực hoạt động cũng như đảm bảo an toàn trong vận hành.
Việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật tại Petrolimex đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh và đảm bảo an toàn cho các công trình xăng dầu Điều này giúp giải quyết những khó khăn trong quan hệ với các đối tác dầu khí lớn trên thế giới Để giảm thiểu thao tác thủ công, nâng cao năng suất lao động và văn minh thương mại, cũng như tăng cường công tác an toàn phòng chống cháy nổ và bảo vệ môi trường tại các kho, cảng xăng dầu, Petrolimex đã triển khai hệ thống xuất hàng tự động Qua đó, công ty từng bước hiện đại hóa công nghệ, đáp ứng nhu cầu xăng dầu ngày càng tăng của cả nước.
1.1.2 Thời kỳ xuất nhập xăng dầu thủ công
Để xuất hàng cho xe xitéc (xe bồn), cần sử dụng máy bơm qua hệ thống vòi ống mềm Trong quy trình này, một công nhân sẽ đứng trên sàn thao tác, trong khi một công nhân khác ở khu vực nhà bơm để thực hiện việc đóng, mở van Khi hàng đã đầy đến cổ téc, công nhân trên sàn thao tác sẽ báo hiệu để công nhân ở nhà bơm đóng van lại.
Thời kỳ này cho thấy nhiều hạn chế trong việc phối hợp giữa công nhân, dẫn đến nguy cơ tràn dầu Quy trình đo lường và giao nhận thủ công không chỉ kém hiệu quả mà còn tiềm ẩn nhiều rủi ro về an toàn, dễ gây ra tình trạng thừa, thiếu hàng trong mỗi lần xuất Để khắc phục, khu vực bảo vệ thường xuyên phải có thùng phi, xô chứa để kiểm tra và điều chỉnh hàng hóa, nhưng việc này kéo dài có thể gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động, đồng thời gia tăng nguy cơ cháy nổ Phương pháp khai thác và vận hành thủ công tại các bến xuất xăng dầu hiện nay không đáp ứng được nhu cầu cung ứng ngày càng cao của xã hội.
1.1.3 Bến xuất xăng dầu tự động và tích hợp truyền dẫn
Công ty đã đầu tư cải tạo hệ thống xuất xăng dầu bằng cách thay thế vòi ống mềm bằng các cần xuất và lắp đặt hệ thống khởi động - dừng máy bơm ngay trên giàn xuất Công nghệ mới này cho phép chỉ cần một người vận hành để thực hiện xuất nhập xăng dầu Khi xe xitéc vào vị trí, công nhân sẽ khởi động máy bơm và đóng van khi hàng gần đầy Mặc dù công nghệ này đã khắc phục một số hạn chế trước đó, vẫn còn tồn tại tính bán tự động và hiệu quả chưa cao về năng suất lao động và thời gian cấp hàng Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng, lãnh đạo Tập đoàn và Công ty đã quyết định nghiên cứu cải tiến và ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, thay thế việc đo lường bằng tấm mức bằng hệ thống lưu lượng kế kết hợp truyền dẫn số liệu từ họng xuất xitéc đến nhà bơm và bộ phận phát hành hóa đơn.
Sự kết hợp này đã làm cho quá trình xuất hàng trở nên linh hoạt, thuận tiện và chính xác hơn.
Phương thức đo lường và giao nhận đã được cải tiến từ việc sử dụng xitéc sang việc áp dụng số liệu từ lưu lượng kế gắn trên các giàn sản xuất Quá trình này đã được Tập đoàn và Công ty Xăng dầu thử nghiệm, kiểm nghiệm và đánh giá tổng thể, kỹ lưỡng trước khi triển khai rộng rãi trong toàn ngành.
Việc tích hợp và thu thập dữ liệu từ hệ thống công nghiệp chuyển dịch nền kinh tế theo định hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa là rất quan trọng Để đạt được mục tiêu này, ứng dụng tự động hóa trong khai thác và quản lý xuất nhập xăng dầu trở nên cần thiết, góp phần nâng cao hiệu quả và hiện đại hóa quy trình.
Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa bến xuất xăng dầu
1.2.1 Thời kỳ xuất nhập xăng dầu thủ công
Để xuất hàng cho xe xitéc, cần sử dụng máy bơm qua hệ thống vòi ống mềm Một công nhân sẽ đứng trên sàn thao tác, trong khi công nhân khác ở khu vực nhà bơm để thực hiện việc đóng - mở van Khi hàng đã đầy đến cổ téc, công nhân trên sàn thao tác sẽ báo hiệu để người ở nhà bơm đóng van lại.
Thời kỳ này bộc lộ nhiều hạn chế trong việc phối hợp của công nhân, dẫn đến nguy cơ tràn dầu Việc đo lường và giao nhận thủ công không chỉ kém hiệu quả mà còn mất an toàn, không chính xác, dễ gây ra tình trạng thừa hoặc thiếu hàng trong mỗi lần xuất Do đó, cần bố trí thùng phi, xô chứa tại khu vực bảo vệ để kiểm tra và điều chỉnh lượng hàng hóa Quá trình này kéo dài có thể gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động và tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ Phương pháp thủ công trong khai thác và vận hành tại các bến xuất xăng dầu không đáp ứng được nhu cầu cung ứng ngày càng cao của xã hội.
1.2.2 Bến xuất xăng dầu tự động và tích hợp truyền dẫn
Công ty đã đầu tư cải tạo hệ thống xuất xăng dầu bằng cách thay thế vòi ống mềm bằng các cần xuất và lắp đặt hệ thống khởi động - dừng máy bơm ngay trên giàn xuất, cho phép chỉ cần một người vận hành Khi xe xitéc vào vị trí, công nhân chỉ cần ấn nút khởi động máy bơm và điều chỉnh van khi hàng gần đầy Công nghệ này phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam Thay vì sử dụng tấm mức để đo lường, công ty quyết định áp dụng hệ thống lưu lượng kế kết hợp truyền dẫn số liệu từ các họng xuất xitéc đến nhà bơm và bộ phận phát hành hóa đơn.
Sự kết hợp này đã làm cho quá trình xuất hàng trở nên linh hoạt, thuận tiện và chính xác hơn.
Phương thức đo lường và giao nhận đã được cải tiến từ việc sử dụng xitéc sang việc áp dụng số liệu từ lưu lượng kế gắn trên các giàn sản xuất Quá trình này bao gồm tính toán và xử lý dữ liệu tại bộ điều khiển trung tâm, cho phép điều khiển máy bơm xăng dầu và van điện một cách đồng bộ và khép kín Công nghệ mới không chỉ khắc phục các hạn chế trước đây mà còn nâng cao độ chính xác và năng suất cấp hàng, giảm thời gian xuất hàng từ 40-50 phút xuống còn 20-25 phút cho mỗi xe Tất cả các bước từ lập đơn hàng đến hoàn thiện thủ tục đều được thực hiện tự động mà không cần can thiệp của con người, đảm bảo tính chính xác và minh bạch cho khách hàng Hệ thống đo lường tại các bến xuất được kiểm tra định kỳ bởi các cơ quan quản lý Nhà nước, đảm bảo độ chính xác và cấp giấy chứng nhận theo quy định Việc bảo quản và sử dụng thiết bị tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình nghiệp vụ kỹ thuật.
Trong ngành công nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực xăng dầu, tự động hóa và hiện đại hóa công nghệ là động lực quan trọng thúc đẩy đổi mới, phát triển và tăng cường năng lực cạnh tranh cho các doanh nghiệp Công nghệ tự động hóa tại bến xuất xăng dầu của Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam đã đạt được nhiều thành tựu, nâng cao năng suất lao động, đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ, bảo vệ môi trường và minh bạch hóa quá trình giao nhận Trong thời gian tới, Tập đoàn sẽ tiếp tục triển khai chương trình tự động hóa hệ thống cửa hàng bán lẻ xăng dầu, dự án tự động hóa kho bể và dự án quản trị nguồn lực ERP để nâng cao khả năng quản trị toàn hệ thống Petrolimex.
Giới thiệu quy trình xuất hàng của các bến xăng dầu
Bước 1: Tại phòng Phát hành hóa đơn tại công ty xăng dầu
Khách hàng và tài xế đến đăng ký lấy hàng tại Phòng phát hành hóa đơn của công ty Nhân viên tại đây sẽ nhập số liệu vào máy tính và sau đó phát hành lệnh xuất hàng cho các lái xe.
-Toàn bộ thông tin (mã hợp đồng, mã khách, lượng, loại hàng, số mã xe, mã số người lái xe, ) được lưu tại máy chủ của Công ty.
Bước 2: Tại phòng cổng ra, vào
Người lái xe xe Xitéc cần xếp hàng tại cổng và trình lệnh xuất hàng cùng dung tích hợp pháp của phương tiện, lệnh vận chuyển hoặc sổ theo dõi xuất hàng để nhân viên bảo vệ kiểm tra Nhân viên sẽ sắp xếp thứ tự lấy hàng dựa trên tính hợp pháp của các giấy tờ, đồng thời hướng dẫn lái xe đăng ký hóa đơn và phương tiện nhận hàng theo thứ tự cho từng mặt hàng, tuân thủ quy định lệnh xuất hàng trước lấy trước, trừ các trường hợp sự cố khác.
Dựa vào lệnh xuất hàng và phương tiện đã đăng ký, nhân viên bảo vệ thực hiện kiểm tra các điều kiện an toàn PCCC, chiều cao nhiên liệu trong bể và hướng dẫn lái xe đưa phương tiện vào vị trí nhận hàng Việc này đảm bảo sự liên tục và cân đối giữa các họng xuất cùng một mặt hàng.
Bước 3: Tại các đường xuất hàng cho xe Xitéc
Khi xe Xitéc vào đường xuất, nhân viên vận hành sẽ kiểm tra số lượng hàng xuất, thứ tự ghi trên Lệnh xuất hàng, dung tích xe, độ kín và độ sạch của phương tiện Họ cũng thực hiện các thao tác kiểm tra an toàn như đặt họng xuất vào miệng xe và lắp tiếp đất Đồng hồ cơ khí sẽ được reset về số 0 với sự chứng kiến của lái xe Sau đó, nhân viên vận hành mở van tay và quá trình xuất hàng bắt đầu.
Trong quá trình xuất hàng, nhân viên vận hành cần theo dõi chỉ số trên đồng hồ lưu lượng kế để đảm bảo đạt lượng hàng theo dự kiến cho từng ngăn xe Khi lượng hàng cần xuất đã đủ, nhân viên sẽ khóa van tay đóng nhanh Cùng lúc, công nhân vận hành và tài xế xác nhận chỉ số qua tấm mức và giấy kiểm định Sau khi hoàn tất xuất hàng cho xe xitéc, tài xế sẽ lấy lệnh xuất hàng và đưa cho nhân viên quản lý hàng hóa để in hóa đơn xuất hàng cho khách, đảm bảo cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết.
Nhân viên tại cổng kiểm tra thực hiện đo lại mức xăng dầu trong từng ngăn xe so với tấm mức lưỡi gà và ghi vào hóa đơn ở phía sau Sau đó, họ kẹp chì niêm phong xe và ghi số hiệu chì vào mặt sau của hóa đơn Cuối cùng, nhân viên cho phép xe xi téc rời khỏi kho.
NỘI DUNG THỰC HIỆN
Lý do lựa chọn thiết kế
6 Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến và tính toán, xử lý, đo tín hiệu đầu ra của cảm biến để tác động đến các đối tượng điều khiển?
7.Đánh giá về sai số của hệ thống (giới hạn, nguyên nhân biện pháp khắc phục)
Bố cục trình bày:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kế
Chương 2: Nội dung thực hiện
2.1- Yêu cầu của đề tài
2.3- Lý do lựa chọn cho thiết kế
3.1- Các kết quả đạt được.
3.2- Các hạn chế khi thực hiện
Ngày nay, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, kéo theo sự nâng cao đời sống của người dân Ngành tự động hóa đang có những bước tiến mới, khiến việc ứng dụng thành tựu khoa học vào sản xuất trở nên cần thiết Trong bối cảnh đổi mới và hội nhập, việc áp dụng công nghệ tự động hóa không chỉ giảm sức lao động và tác động độc hại đến con người mà còn nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm, đặc biệt trong thời kỳ cách mạng công nghiệp 4.0.
Nhóm 8 lớp điện 2-k18 đã nghiên cứu đề tài "Tìm hiểu, phân tích, tính toán hệ thống đo lường cảm biến trong bến xuất xăng dầu cho xe ôtô" Dưới sự hướng dẫn tận tình của Th.s Nguyễn Đăng Hải, nhóm đã hoàn thành báo cáo sau thời gian tìm hiểu và phân tích kỹ lưỡng.
Do thời gian làm báo cáo hạn chế và kiến thức còn thiếu, báo cáo này có thể còn nhiều thiếu sót Chúng tôi rất mong nhận được sự quan tâm và đóng góp từ thầy cô cùng các bạn để hoàn thiện báo cáo này.
Nhóm xin chân thành cảm ơn sự quan tâm của thầy cô và các bạn đọc!!
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa bến xuất xăng dầu
1.1.1 Giới thiệu về tập đoàn xăng dầu Việt Nam
Tổng công ty Xăng dầu Việt Nam (Petrolimex) có nguồn gốc từ Tổng công ty Xăng dầu mỡ, được thành lập theo Nghị định số 09/BTN ngày 12.01.1956 của Bộ Thương nghiệp và được tái thành lập theo Quyết định số 224/TTg.
17.4.1995 của Thủ tướng Chính phủ.
-Tổng công ty Xăng dầu Vệt Nam có: 41 Công ty thành viên, 34 Chi nhánh và
Xí nghiệp thuộc các công ty thành viên 100% vốn Nhà nước, bao gồm 23 công ty cổ phần có vốn góp chi phối từ Tổng công ty, 3 công ty liên doanh với nước ngoài, và 1 chi nhánh tại Singapore.
Petrolimex, là doanh nghiệp nhà nước trọng yếu với quy mô toàn quốc, chiếm 60% thị phần xăng dầu cả nước, đóng vai trò chủ lực trong việc bình ổn và phát triển thị trường xăng dầu Doanh nghiệp này cung cấp các sản phẩm hóa dầu, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của người dân, đồng thời góp phần vào sự phát triển kinh tế của đất nước và bảo đảm an ninh quốc phòng.
Hoạt động trong lĩnh vực xăng dầu đòi hỏi cao về an toàn phòng chống cháy nổ và bảo vệ môi trường Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam đã không ngừng phát triển và mở rộng hệ thống công trình xăng dầu theo hướng hiện đại hóa Việc cải tạo, nâng cấp các công trình cũ và mở rộng công suất kho bể được thực hiện thông qua áp dụng khoa học công nghệ và trang thiết bị tiên tiến, nhằm nâng cao năng lực hoạt động và tăng cường an toàn trong vận hành.
Việc ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật tại Petrolimex đóng vai trò quan trọng trong nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh và đảm bảo an toàn cho các công trình xăng dầu Điều này giúp giải quyết khó khăn trong quan hệ với các đối tác dầu khí lớn trên thế giới Để giảm thiểu thao tác thủ công, nâng cao năng suất lao động và đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ, Petrolimex đã triển khai hệ thống xuất hàng tự động tại các bến xuất xăng dầu Sự hiện đại hóa công nghệ này không chỉ đáp ứng nhu cầu xăng dầu trong cả nước mà còn góp phần bảo vệ môi trường.
1.1.2 Thời kỳ xuất nhập xăng dầu thủ công
Để xuất hàng cho xe xitéc (xe bồn), cần sử dụng máy bơm qua hệ thống vòi ống mềm Quy trình bao gồm một công nhân đứng trên sàn thao tác và một công nhân trong khu vực nhà bơm để điều chỉnh van Khi hàng đã đầy đến cổ téc, công nhân trên sàn thao tác sẽ báo hiệu để công nhân trong nhà bơm đóng van lại.
Thời kỳ này bộc lộ nhiều hạn chế trong việc phối hợp của công nhân, dễ dẫn đến sự cố tràn dầu Việc đo lường và giao nhận thủ công không chỉ kém hiệu quả mà còn mất an toàn, không chính xác, gây ra hiện tượng thừa, thiếu hàng trong mỗi lần xuất Do đó, khu vực bảo vệ luôn cần bố trí thùng phi, xô chứa để kiểm tra và điều chỉnh hàng hóa Quá trình này kéo dài không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ Phương pháp khai thác vận hành thủ công tại các bến xuất xăng dầu đã không đáp ứng được nhu cầu cung ứng ngày càng cao của xã hội.
1.1.3 Bến xuất xăng dầu tự động và tích hợp truyền dẫn
Công ty đã đầu tư cải tạo hệ thống xuất xăng dầu bằng cách thay thế vòi ống mềm bằng các cần xuất và lắp đặt hệ thống khởi động - dừng máy bơm ngay trên giàn xuất, cho phép chỉ cần một người vận hành Khi xe xitéc vào vị trí, công nhân chỉ cần ấn nút khởi động máy bơm và điều chỉnh van khi hàng gần đầy Mặc dù công nghệ này đã khắc phục một số hạn chế của các phương pháp trước, nhưng vẫn chưa đạt hiệu quả tối ưu về năng suất lao động và thời gian cấp hàng Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng, lãnh đạo Tập đoàn và Công ty quyết định nghiên cứu cải tiến và ứng dụng công nghệ mới vào các bến xuất xăng dầu, thay vì sử dụng tấm mức, sẽ áp dụng hệ thống lưu lượng kế kết hợp truyền dẫn số liệu từ họng xuất xitéc đến nhà bơm và bộ phận phát hành hóa đơn.
Sự kết hợp này đã làm cho quá trình xuất hàng trở nên linh hoạt, thuận tiện và chính xác hơn.
Phương thức đo lường và giao nhận đã được cải tiến, chuyển từ việc sử dụng chính xitéc làm dụng cụ sang việc áp dụng số liệu từ lưu lượng kế gắn trên các giàn sản xuất Tập đoàn và Công ty Xăng dầu đã tiến hành thử nghiệm, kiểm nghiệm và đánh giá tổng thể, kỹ lưỡng trước khi triển khai rộng rãi trong toàn ngành.
Tích hợp và thu thập dữ liệu từ hệ thống công nghiệp là yếu tố then chốt trong việc chuyển dịch nền kinh tế theo hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước Để đạt được mục tiêu này, ứng dụng tự động hóa trong khai thác và quản lý xuất nhập xăng dầu trở nên rất cần thiết.
1.2 Giới thiệu chung về hệ thống tự động hóa bến xuất xăng dầu
1.2.1 Thời kỳ xuất nhập xăng dầu thủ công
Để xuất hàng cho xe xitéc, cần sử dụng máy bơm qua hệ thống vòi ống mềm Một công nhân đứng trên sàn thao tác và một công nhân khác ở khu vực nhà bơm để thực hiện việc đóng - mở van Khi hàng đã đầy đến cổ téc, công nhân trên sàn thao tác sẽ báo hiệu để công nhân bên dưới đóng van lại.
