Hệ thống điều khiển mực nước: Giải pháp thông minh cho quản lý nước

Hệ thống điều khiển mực nước ra đời như giải pháp thông minh, giúp tự động điều chỉnh mực nước trong bể chứa, bồn nước, hồ bơi,… đảm bảo an toàn và tiết kiệm nước hiệu quả.

Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết về hệ thống điều khiển mực nước, bao gồm: lợi ích, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng và cách lựa chọn hệ thống phù hợp. Hãy cùng khám phá những ưu điểm vượt trội của hệ thống này và tiềm năng to lớn mà nó mang lại cho việc quản lý nước tự động.

Cấu tạo cơ bản của hệ thống điều khiển mực nước

Hệ thống điều khiển mực nước có cấu tạo cơ bản gồm 3 thành phần chính:

Bộ phận cảm biến

• Có nhiệm vụ thu thập thông tin về mực nước trong bể chứa.
• Có nhiều loại cảm biến mực nước khác nhau, ví dụ như:
  • Cảm biến phao: hoạt động dựa trên nguyên tắc lực đẩy Archimedes, khi mực nước thay đổi, phao sẽ di chuyển và truyền tín hiệu về bộ điều khiển.
  • Cảm biến điện cực: hoạt động dựa trên nguyên tắc dẫn điện của nước, khi mực nước thay đổi, độ dẫn điện của nước sẽ thay đổi và truyền tín hiệu về bộ điều khiển.
  • Cảm biến áp suất: hoạt động dựa trên nguyên tắc đo áp suất của nước, khi mực nước thay đổi, áp suất của nước sẽ thay đổi và truyền tín hiệu về bộ điều khiển.
  • Cảm biến siêu âm: hoạt động dựa trên nguyên tắc đo thời gian phản xạ của sóng siêu âm. Khi mực nước thay đổi, thời gian phản xạ của sóng siêu âm sẽ thay đổi và truyền tín hiệu về bộ điều khiển.

Bộ phận điều khiển

• Có nhiệm vụ xử lý thông tin từ bộ phận cảm biến và đưa ra tín hiệu điều khiển cho bộ phận chấp hành.
• Bộ điều khiển có thể là một bộ điều khiển logic đơn giản. Một bộ điều khiển vi mô phức tạp, tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống.
• Bộ điều khiển thường sử dụng thuật toán PID để điều khiển mực nước trong bể chứa. Thuật toán PID bao gồm ba tham số:
  • Kp: Tham số tỷ lệ, điều chỉnh độ lớn của tín hiệu điều khiển dựa trên sai lệch giữa giá trị đo được và giá trị cài đặt.
  • Ki: Tham số tích phân, điều chỉnh tín hiệu điều khiển dựa trên tích phân của sai lệch theo thời gian.
  • Kd: Tham số đạo hàm, điều chỉnh tín hiệu điều khiển dựa trên tốc độ thay đổi của sai lệch.

Bộ phận chấp hành

• Có nhiệm vụ thực hiện các hành động để điều chỉnh mực nước trong bể chứa.
• Bộ phận chấp hành thường là một van điện hoặc một bơm nước.
• Van điện được sử dụng để đóng hoặc mở đường nước vào bể chứa.
• Bơm nước được sử dụng để bơm nước vào hoặc ra khỏi bể chứa.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển mực nước

Giai đoạn thu thập dữ liệu

• Bộ phận cảm biến sẽ liên tục thu thập thông tin về mực nước thực tế (Qm) trong bể chứa.
• Dữ liệu thu thập được sẽ được truyền đến bộ điều khiển.

Giai đoạn xử lý dữ liệu

• Bộ điều khiển sẽ so sánh mức nước thực tế (Qm) với mức nước cài đặt (Qc) để tính ra sai lệch (E).
• Sai lệch (E) là giá trị chênh lệch giữa mức nước mong muốn và mức nước thực tế.
• Dựa vào giá trị sai lệch (E), bộ điều khiển sẽ sử dụng thuật toán PID để tính toán tín hiệu điều khiển (U).

Giai đoạn điều khiển

• Tín hiệu điều khiển (U) sẽ được truyền đến bộ phận chấp hành.
• Bộ phận chấp hành sẽ thực hiện các hành động để điều chỉnh mực nước trong bể chứa theo tín hiệu điều khiển (U).
• Ví dụ:
  • Nếu tín hiệu điều khiển (U) dương, bộ phận chấp hành sẽ mở van điện để cho nước vào bể chứa.
  • Nếu tín hiệu điều khiển (U) âm, bộ phận chấp hành sẽ đóng van điện hoặc bật bơm nước để xả nước ra khỏi bể chứa.

Giai đoạn phản hồi

• Sau khi bộ phận chấp hành thực hiện hành động, bộ phận cảm biến sẽ tiếp tục thu thập dữ liệu về mực nước thực tế (Qm) mới.
• Vòng lặp này sẽ tiếp tục diễn ra cho đến khi mực nước trong bể chứa đạt đến mức nước mong muốn (Qc).

Ứng dụng của hệ thống điều khiển mực nước

Hệ thống điều khiển mực nước trong hồ chứa có nhiều ứng dụng quan trọng và hữu ích, bao gồm:

• Quản lý tài nguyên nước: Hệ thống điều khiển mực nước giúp quản lý. Sử dụng tài nguyên nước một cách hiệu quả hơn. Bằng cách điều chỉnh lưu lượng nước vào và ra khỏi hồ chứa. Hệ thống có thể điều tiết nguồn cung cấp nước cho các khu vực dân cư và nông nghiệp theo nhu cầu thực tế.
• Kiểm soát lũ lụt, hệ thống có thể được sử dụng để giảm thiểu nguy cơ lũ lụt. Điều chỉnh mức nước trong hồ chứa để tạo ra không gian dự trữ cho nước mưa lớn hoặc để kiểm soát lưu lượng ra khỏi hồ khi cần thiết.
• Duy trì an toàn hồ chứa: Bằng cách giữ cho mực nước trong hồ chứa ở mức an toàn, hệ thống giúp ngăn ngừa các tai nạn như tràn đập hoặc sự phá hủy do áp lực nước lớn.
• Hỗ trợ hoạt động thủy điện, trong các hồ chứa thủy điện. Hệ thống điều khiển mực nước có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lưu lượng nước. Vào turbine để sản xuất điện một cách hiệu quả và ổn định.
• Bảo vệ môi trường: Bằng cách duy trì mực nước ở mức ổn định. Hệ thống có thể giữ cho môi trường sống trong và xung quanh hồ chứa được bảo vệ và duy trì.

Lựa chọn hệ thống điều khiển mực nước phù hợp

• Kích thước bể chứa: Lựa chọn hệ thống có công suất phù hợp với kích thước bể chứa.
• Ngân sách: Xác định ngân sách đầu tư để lựa chọn thiết bị có giá thành phù hợp.
• Loại nước: Xác định loại nước sử dụng trong bể chứa để lựa chọn. Hệ thống phù hợp (nước sinh hoạt, nước công nghiệp, nước thải,…).
• Tính năng bổ sung, lựa chọn hệ thống có các tính năng bổ sung. Như cảnh báo rò rỉ nước, điều chỉnh nhiệt độ nước,… (nếu cần thiết).
• Uy tín nhà cung cấp: Lựa chọn nhà cung cấp uy tín có kinh nghiệm trong lĩnh vực cung cấp hệ thống điều khiển mực nước.

Thông tin liên hệ

CÔNG TY CỔ PHẦN PHÁT TRIỂN VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ VIỆT NAM.

VPGD: VT09-BT02 – KĐT Xa La – Hà Đông – Hà Nội.

MST: 01 05 158 192

TRANG CHỦ: www.vnatech.com.vn

TRANG WEB: https://bangdientucongnghiep.com/

Email: contact@vnatech.com.vn

Hotline: 0903 418 369 / 0977 550 085

ĐT: 024 668 3 261 / 098 311 7863