1. Vì Sao Phải Dùng Sơ Đồ Đấu Dây 2 Bơm Chạy Luân Phiên Thay Vì Đấu Song Song?
Trong trạm bơm nước thải, việc để một bơm chạy liên tục trong khi bơm còn lại "nằm kho" là sai lầm kỹ thuật phổ biến của nhiều thầu EPC thiếu kinh nghiệm vận hành.
Hệ quả trực tiếp:
- Bơm chạy liên tục → mòn cánh, cháy motor sớm 30–40% tuổi thọ thiết kế.
- Bơm dự phòng không chạy → kẹt trục, khô dầu bạc đạn, hỏng phớt cơ khí khi cần khởi động đột xuất.
- Không có luân phiên → khi bơm chính sự cố, trạm mất bơm dự phòng đúng lúc nước dâng cao nhất.
Sơ đồ đấu dây 2 bơm chạy luân phiên giải quyết triệt để ba vấn đề trên bằng cách hoán đổi vai trò bơm chính ↔ bơm dự phòng sau mỗi chu kỳ bơm đầy – cạn, hoặc theo lịch thời gian (timer).
1.1. Đối tượng áp dụng điển hình
- Trạm bơm nước thải sinh hoạt khu dân cư (Q = 5–50 m³/ngđ).
- Trạm XLNT công nghiệp có 2 bơm chìm bể thu gom.
- Bể bơm trung gian, bể nước sạch tuần hoàn.
- Hệ thống bơm PCCC dự phòng (nguyên lý tương tự, yêu cầu tiêu chuẩn khắt khe hơn).
Hình 1: Sơ đồ nguyên lý đấu dây mạch điều khiển động lực và tín hiệu phao báo mức trạm xử lý nước thải
2. Nguyên Lý Hoạt Động Của Mạch Điều Khiển 2 Bơm Nước Thải Bằng Phao
Mạch điều khiển 2 bơm nước thải bằng phao hoạt động theo 3 tầng mực nước tiêu chuẩn:
| Tầng phao | Cao độ tương đối | Chức năng điều khiển |
|---|---|---|
| Phao cấp 1 (Low) | 30–40% chiều sâu bể | Dừng toàn bộ bơm – bảo vệ chống chạy khô |
| Phao cấp 2 (High) | 70–80% chiều sâu bể | Khởi động 1 bơm (bơm chính theo luân phiên) |
| Phao cấp 3 (Alarm) | 90–95% chiều sâu bể | Khởi động bơm thứ 2 + báo động đèn còi |
2.1. Cơ chế luân phiên (Alternating Logic)
Có 2 phương án luân phiên phổ biến:
Phương án A – Luân phiên theo chu kỳ phao (Cycle-based): - Mỗi lần phao High tác động → đảo trạng thái relay luân phiên. - Bơm 1 chạy chu kỳ 1 → Bơm 2 chạy chu kỳ 2 → Bơm 1 chạy chu kỳ 3…
Phương án B – Luân phiên theo thời gian (Time-based): - Timer TON/TOF đếm 4h, 8h hoặc 12h → đảo relay luân phiên. - Phù hợp trạm bơm chạy liên tục, lưu lượng ổn định.
Phương án C – Luân phiên kết hợp (Hybrid) – Khuyến nghị cho trạm XLNT: - Kết hợp cả 2: đảo theo chu kỳ phao, đồng thời giới hạn thời gian chạy tối đa 8h/bơm. - Đây là logic được lập trình trong tủ điện PLC-HMI xử lý nước thải của Đại Hoàng Liên Sơn.
Hình 2: Sơ đồ nguyên lý đấu dây mạch điều khiển động lực và tín hiệu phao báo mức trạm xử lý nước thải
3. Sơ Đồ Đấu Dây 2 Bơm Chạy Luân Phiên — Bản Vẽ Nguyên Lý Chi Tiết
3.1. Sơ đồ khối tổng thể
┌─────────────────────────────────────────┐
│ NGUỒN 3P 380VAC + N + PE │
└────────────────┬────────────────────────┘
│
┌───────┴────────┐
│ MCCB 3P 25A │ (IEC 60947-2)
└───────┬────────┘
│
┌────────────────┼────────────────┐
│ │ │
┌────┴────┐ ┌────┴────┐ ┌────┴────┐
│ MCB 1P │ │ MCB 1P │ │ MCB 1P │
│ 6A (L) │ │ 6A (N) │ │ 2A (ĐK) │
└────┬────┘ └────┬────┘ └────┬────┘
│ │ │
└────────┬───────┘ │
│ │
┌────────┴────────┐ │
│ CT 1 (Bơm 1) │ │
│ Contactor 3P │ │
│ + Thermal OL │ │
└────────┬────────┘ │
│ │
┌────────┴────────┐ │
│ CT 2 (Bơm 2) │ │
│ Contactor 3P │ │
│ + Thermal OL │ │
└────────┬────────┘ │
│ │
┌────────┴────────┐ │
│ BƠM CHÌM 1 │ │
│ BƠM CHÌM 2 │ │
└─────────────────┘ │
│
┌─────────────────────────────────┴──────┐
│ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 220VAC │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ Phao Low │ │ Phao High│ │
│ └────┬─────┘ └────┬─────┘ │
│ │ │ │
│ ┌────┴─────────────┴─────┐ │
│ │ RELAY TRUNG GIAN KA1 │ │
│ │ (Phao cấp) │ │
│ └────────────┬───────────┘ │
│ │ │
│ ┌────────────┴───────────┐ │
│ │ RELAY LUÂN PHIÊN KA2 │ │
│ │ (Alternating Relay) │ │
│ └────┬───────────────┬───┘ │
│ │ │ │
│ ┌────┴────┐ ┌────┴────┐ │
│ │ KA2-NO │ │ KA2-NC │ │
│ │ (Bơm 1) │ │ (Bơm 2) │ │
│ └────┬────┘ └────┬────┘ │
│ │ │ │
│ ┌────┴────┐ ┌────┴────┐ │
│ │CT1 coil │ │CT2 coil │ │
│ └─────────┘ └─────────┘ │
└────────────────────────────────────────┘
3.2. Danh mục thiết bị (BOM) cho mạch 2 bơm 1.5 kW
| STT | Thiết bị | Thông số kỹ thuật | SL | Tiêu chuẩn |
|---|---|---|---|---|
| 1 | MCCB 3P | 25A, 10kA, curve C | 1 | IEC 60947-2 |
| 2 | MCB 1P | 6A (L), 6A (N), 2A (ĐK) | 3 | IEC 60898-1 |
| 3 | Contactor | 3P, 9A, coil 220VAC | 2 | IEC 60947-4-1 |
| 4 | Relay nhiệt | 4–6A, chỉnh được | 2 | IEC 60947-4-1 |
| 5 | Relay trung gian | 4PDT, 5A, 220VAC | 2 | IEC 61810 |
| 6 | Relay luân phiên | 2NO/2NC, 8-pin | 1 | IEC 61810 |
| 7 | Phao điện | 3 tầng, dây 5m, IP68 | 3 | IEC 60529 |
| 8 | Đèn báo pha | 22mm, 220VAC | 3 | IEC 60947-5-1 |
| 9 | Nút nhấn | START/STOP/E-STOP | 3 | IEC 60947-5-1 |
| 10 | Aptomat bảo vệ | 2P 6A cho mạch ĐK | 1 | IEC 60898-1 |
| 11 | Vỏ tủ | Inox 304 hoặc tôn sơn tĩnh điện | 1 | IEC 61439-1/2, IP55 |
3.3. Sơ đồ đấu dây chi tiết mạch điều khiển
Mạch động lực:
L1 ── MCCB ──┬── CT1 (1-3-5) ── OL1 ── BƠM 1 (U-V-W)
│
└── CT2 (1-3-5) ── OL2 ── BƠM 2 (U-V-W)
N ── MCB N ──┬── CT1 (A1) coil
└── CT2 (A1) coil
Mạch điều khiển (220VAC):
L(ĐK) ── MCB 2A ──┬── ── NC ──┐
│ │
├── ── NO ──┤
│ │
├── ─ NO ──┤
│ │
└── ─── NC ────┤
│
┌───────────┴───────────┐
│ RELAY KA1 (Phao) │
│ Coil A1-A2 │
└───────────┬───────────┘
│
┌───────────┴───────────┐
│ RELAY KA2 (Luân phiên)│
│ Coil A1-A2 │
└───┬───────────────┬───┘
│ │
KA2-NO KA2-NC
│ │
┌───┴───┐ ┌───┴───┐
│ CT1 │ │ CT2 │
│ Coil │ │ Coil │
└───────┘ └───────┘
Nguyên lý đảo trạng thái: - Mỗi lần phao High tác động → KA1 đóng → cấp xung cho KA2 → KA2 đảo trạng thái NO/NC. - Bơm 1 chạy ở chu kỳ lẻ, bơm 2 chạy ở chu kỳ chẵn.
Hình 3: Sơ đồ chu trình công nghệ và logic điều phối thiết bị tự động hóa trạm xử lý nước thải
4. So Sánh Các Phương Án Điều Khiển 2 Bơm Luân Phiên
| Tiêu chí | Relay – Contactor (Truyền thống) | PLC + HMI (Hiện đại) | Hybrid (Relay + Timer) |
|---|---|---|---|
| Chi phí vật tư (tủ 2 bơm 1.5kW) | 8–15 triệu | 25–45 triệu | 15–25 triệu |
| Độ linh hoạt logic | Thấp | Rất cao | Trung bình |
| Khả năng giám sát từ xa | Không | Có (SCADA/4G) | Hạn chế |
| Ghi log vận hành | Không | Có | Không |
| Thời gian bảo trì | 30 phút | 15 phút (chẩn đoán HMI) | 20 phút |
| Tuân thủ IEC 61439-1/2 | Có | Có | Có |
| Phù hợp trạm XLNT | < 20 m³/ngđ | ≥ 20 m³/ngđ | 10–50 m³/ngđ |
Kết luận kỹ thuật: Với trạm XLNT từ 20 m³/ngđ trở lên, hoặc yêu cầu giám sát theo Thông tư 10/2021/TT-BTNMT, phương án PLC + HMI là bắt buộc để đáp ứng truyền dữ liệu quan trắc tự động.
Hình 4: Hệ thống điều khiển máy thổi khí tích hợp biến tần VFD tự động điều chỉnh theo nồng độ oxy hòa tan (DO)
5. Rủi Ro Kỹ Thuật Khi Tự Đấu Mạch 2 Bơm Luân Phiên
5.1. Lỗi thường gặp tại công trường
- Đấu sai cực tính phao → bơm không dừng khi cạn, cháy motor.
- Không dùng relay cách ly → nhiễu điện áp phao làm hỏng PLC.
- Thiếu bảo vệ mất pha – đảo pha → motor bơm cháy trong 30 giây.
- Không đặt chế độ Manual/Auto → mất khả năng vận hành khi phao sự cố.
- Cáp bơm chìm không đúng IP68 → nước xâm nhập, chập điện.
5.2. Hậu quả kinh tế
| Sự cố | Thiệt hại ước tính | Thời gian khắc phục |
|---|---|---|
| Cháy motor bơm 1.5 kW | 4–8 triệu đồng | 2–3 ngày |
| Cháy motor bơm 5.5 kW | 15–25 triệu đồng | 3–5 ngày |
| Hỏng PLC do nhiễu | 8–15 triệu đồng | 1–2 ngày |
| Trạm dừng – nước tràn bể | 50–200 triệu đồng (xử phạt + khắc phục) | Tùy mức độ |
Hình 5: Cụm điều khiển tự động hệ thống tuyển nổi siêu nông DAF và tủ bơm định lượng hóa chất xử lý nước thải
6. Giải Pháp Từ Đại Hoàng Liên Sơn — Tủ Điện PLC-HMI & Bóc Tách BOM 24h
📦 KHỐI SẢN PHẨM – DỊCH VỤ ĐẠI HOÀNG LIÊN SƠN
Tủ điện xử lý nước thải PLC-HMI — chế tạo theo IEC 61439-1/2, vỏ Inox 304 hoặc tôn sơn tĩnh điện, cấp bảo vệ IP55/IP65.
Dịch vụ bóc tách BOM thần tốc 24h — nhận bản vẽ P&ID, sơ đồ nguyên lý, hoặc mô tả công nghệ → gửi lại BOM chi tiết + báo giá trong 24 giờ làm việc.
Cam kết OEM / Whitelabel — bảo mật tuyệt đối thông tin Chủ đầu tư, xuất xưởng dưới thương hiệu Nhà thầu EPC.
6.1. Cấu hình tủ điện PLC-HMI theo lưu lượng trạm XLNT
| Lưu lượng (m³/ngđ) | Số bơm | Công suất bơm (kW) | PLC đề xuất | HMI | Giá tham khảo 2026 (VNĐ) |
|---|---|---|---|---|---|
| 5–10 | 2 | 0.75 – 1.5 | Mitsubishi FX3U / Delta DVP | 7" | 18 – 25 triệu |
| 10–30 | 2 | 1.5 – 3.7 | Mitsubishi FX5U / Siemens S7-1200 | 7"–10" | 28 – 42 triệu |
| 30–100 | 2–3 | 3.7 – 7.5 | Siemens S7-1200 / Delta AS | 10" | 45 – 65 triệu |
| 100–300 | 3–4 | 7.5 – 15 | Siemens S7-1500 | 10"–15" | 75 – 120 triệu |
| > 300 | ≥ 4 | > 15 | S7-1500 + SCADA | 15"+ | Theo thiết kế |
Giá đã bao gồm: vỏ tủ, thiết bị đóng cắt, PLC, HMI, relay bảo vệ, phao, đèn báo, đấu dây nội tủ, test FAT. Chưa bao gồm VAT, vận chuyển và lắp đặt tại công trường.
6.2. Tính năng vượt trội so với mạch relay truyền thống
- Luân phiên 3 chế độ: theo chu kỳ phao / theo thời gian / hybrid.
- Giám sát dòng điện bơm qua biến dòng CT → phát hiện bơm chạy khô, kẹt cánh, quá tải.
- Chống chạy khô 2 lớp: phao Low + cảm biến dòng (nếu dòng < 30% định mức trong 10s → dừng bơm).
- Ghi log vận hành 30 ngày trên HMI, xuất file CSV phục vụ báo cáo môi trường theo Thông tư 10/2021/TT-BTNMT.
- Cổng truyền thông: Modbus RTU/TCP, Ethernet, tùy chọn 4G router để giám sát từ xa qua điện thoại.
- Chế độ Manual/Auto chuyển đổi bằng công tắc xoay trên mặt tủ.
6.3. Quy trình phối hợp với Nhà thầu EPC
- Bước 1 – Tiếp nhận: Nhà thầu gửi bản vẽ P&ID, sơ đồ nguyên lý, thông số bơm (kW, A, cột áp).
- Bước 2 – Bóc tách BOM (≤ 24h): Đại Hoàng Liên Sơn gửi lại BOM chi tiết + báo giá + bản vẽ tủ sơ bộ.
- Bước 3 – Xác nhận kỹ thuật: Hai bên thống nhất cấu hình, thương hiệu thiết bị (Schneider, Mitsubishi, Siemens, Delta…).
- Bước 4 – Sản xuất (5–10 ngày): Chế tạo tủ theo IEC 61439-1/2, test FAT có biên bản.
- Bước 5 – Giao hàng & hỗ trợ: Giao tủ, hỗ trợ lắp đặt, chạy thử, đào tạo vận hành.
Hình 6: Tủ điện điều khiển PLC - HMI vỏ Inox 304 chống ăn mòn ngoài trời sản xuất bởi Đại Hoàng Liên Sơn
7. Hướng Dẫn Đọc Sơ Đồ Đấu Dây 2 Bơm Chạy Luân Phiên Cho Kỹ Sư Mới
7.1. Trình tự đọc sơ đồ
- Bước 1: Xác định nguồn cấp (3P 380VAC + N + PE).
- Bước 2: Đọc mạch động lực từ trên xuống: MCCB → Contactor → Relay nhiệt → Bơm.
- Bước 3: Đọc mạch điều khiển từ trái sang phải: Nguồn ĐK → Phao → Relay → Contactor coil.
- Bước 4: Xác định điểm đảo luân phiên (relay KA2 hoặc bit M trong PLC).
- Bước 5: Kiểm tra bảo vệ: E-STOP, OL, mất pha, chạy khô.
7.2. Checklist nghiệm thu tủ điện
- Đo cách điện ≥ 1 MΩ (megger 500VDC).
- Kiểm tra chiều quay bơm (đúng thứ tự pha).
- Test phao Low → bơm dừng trong ≤ 2s.
- Test phao High → bơm chạy, đèn báo sáng.
- Test phao Alarm → 2 bơm chạy + còi hú.
- Test luân phiên: 3 chu kỳ liên tiếp → bơm đảo đúng.
- Test E-STOP → ngắt toàn bộ trong ≤ 0.5s.
- Kiểm tra nhãn dây, nhãn thiết bị theo IEC 81346.
- Đo dòng các pha, sai lệch ≤ 5%.
- Bàn giao bản vẽ as-built + biên bản FAT.
Hình 7: Sơ đồ nguyên lý đấu dây mạch điều khiển động lực và tín hiệu phao báo mức trạm xử lý nước thải
8. Tiêu Chuẩn & Quy Chuẩn Áp Dụng
| Tiêu chuẩn | Nội dung áp dụng |
|---|---|
| IEC 61439-1/2 | Cụm lắp ráp thiết bị đóng cắt – tủ điện hạ thế |
| IEC 60947-1/2/4-1 | Thiết bị đóng cắt, MCCB, contactor, relay nhiệt |
| IEC 60529 | Cấp bảo vệ IP (IP55/IP65/IP68 cho phao) |
| IEC 61810 | Relay trung gian công nghiệp |
| TCVN 9206 | Lắp đặt hệ thống điện hạ áp |
| ISO 9001:2015 | Hệ thống quản lý chất lượng (áp dụng tại Đại Hoàng Liên Sơn) |
| Thông tư 10/2021/TT-BTNMT | Quy định quan trắc môi trường – yêu cầu truyền dữ liệu tự động |
Hình 8: Tủ điện điều khiển PLC - HMI vỏ Inox 304 chống ăn mòn ngoài trời sản xuất bởi Đại Hoàng Liên Sơn
9. Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)
Câu 1: Sơ đồ đấu dây 2 bơm chạy luân phiên bằng phao có cần PLC không?
Không bắt buộc với trạm nhỏ dưới 20 m³/ngđ — có thể dùng 2 relay trung gian + 1 relay luân phiên. Tuy nhiên với trạm từ 20 m³/ngđ trở lên, hoặc yêu cầu truyền dữ liệu quan trắc theo Thông tư 10/2021/TT-BTNMT, nên dùng PLC + HMI để có log vận hành, cảnh báo từ xa và chống chạy khô 2 lớp. Đại Hoàng Liên Sơn tư vấn miễn phí phương án phù hợp theo lưu lượng thực tế.
Câu 2: Relay luân phiên 2 bơm loại nào tốt, giá bao nhiêu?
Relay luân phiên 8-pin (2NO/2NC) của các thương hiệu Schneider, Omron, Finder có giá 350.000 – 1.200.000 đồng/chiếc, tuổi thọ cơ 10 triệu lần đóng cắt. Với tủ điện PLC-HMI của Đại Hoàng Liên Sơn, chức năng luân phiên được lập trình bằng bit nội PLC — không cần relay cơ, tăng độ tin cậy và giảm chi phí bảo trì dài hạn.
Câu 3: Làm sao chống bơm chạy khô khi phao Low bị kẹt?
Cần bảo vệ 2 lớp: (1) phao Low ngắt mạch điều khiển, (2) biến dòng CT giám sát dòng bơm — nếu dòng < 30% định mức trong 10 giây → PLC tự dừng bơm và báo alarm. Đây là tính năng tiêu chuẩn trong tủ điện xử lý nước thải PLC-HMI do Đại Hoàng Liên Sơn chế tạo, giúp bảo vệ motor bơm chìm khỏi cháy khô — nguyên nhân hàng đầu gây hỏng bơm tại các trạm XLNT.
Hình 9: Màn hình SCADA giám sát tập trung và hệ thống Datalogger truyền dữ liệu quan trắc tự động về Sở TN&MT
10. Liên Hệ Đại Hoàng Liên Sơn — Bóc Tách BOM Trong 24h
CÔNG TY TNHH ĐẠI HOÀNG LIÊN SƠN
- 🏭 Lĩnh vực: Chế tạo tủ điện công nghiệp – Tự động hóa xử lý nước thải
- ⚙️ Sản phẩm chủ lực: Tủ điện PLC-HMI xử lý nước thải, tủ điện bơm luân phiên, tủ điều khiển trạm XLNT
- 🛠️ Dịch vụ: Bóc tách BOM 24h, OEM/Whitelabel bảo mật, hỗ trợ lắp đặt – chạy thử – đào tạo vận hành
- 📜 Tiêu chuẩn: IEC 61439-1/2, IEC 60947, ISO 9001:2015
- 📞 Hotline kỹ thuật: (vui lòng cập nhật số hotline chính thức)
- ✉️ Email: (vui lòng cập nhật email chính thức)
- 🌐 Website: (vui lòng cập nhật website chính thức)
- 📍 Văn phòng / Xưởng: (vui lòng cập nhật địa chỉ chính thức)
Gửi bản vẽ P&ID hoặc sơ đồ nguyên lý hôm nay — nhận BOM chi tiết + báo giá trong 24 giờ làm việc.
Bài viết được biên soạn bởi đội ngũ kỹ sư tự động hóa Đại Hoàng Liên Sơn, tham chiếu tiêu chuẩn IEC 61439-1/2, IEC 60947, TCVN 9206 và Thông tư 10/2021/TT-BTNMT. Mọi thông số giá là giá tham khảo năm 2026, có thể thay đổi theo cấu hình thực tế và thời điểm báo giá.
Hình 10: Nhà xưởng chế tạo tủ điện công nghiệp Đại Hoàng Liên Sơn với trang thiết bị hiện đại và đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm