Hệ thống xử lý nước thải tự động điều khiển giám sát qua webserver

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Hà Nội, ngày……..tháng…….năm 2023
ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC
Họ và tên sinh viên  Mã sinh viên
Lớp:

Khóa:

Ngành:
Chuyên ngành:
1. Tên đề tài:
Hệ thống xử lý nước thải tự động điều khiển giám sát qua webserver
2. Lý do chọn đề tài
“Xử lý nước thải” là một nhiệm vụ cấp bách trong bối cảnh thế giới đang chịu
nhiều áp lực về vấn đề nước sạch và vấn đề xả thải các chất thải công nghiệp chưa
được xử lý ra ngồi mơi trường gây ra tình trạng ô nhiễm nguồn nước dẫn tới ảnh
hướng đến sức khỏe con người, kinh tế cùng với đó là rất nhiều hệ lụy đáng quan ngại
về sau. Do đó nhóm chúng em đã chọn đề tài đồ án “ Hệ thống xử lý nước thải tự động
điều khiển giám sát qua Webserver”.
3. Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu
Chương 1 Tổng quan về tự động hóa xử lý nước thải
Chương 2 Mơ hình cơng nghệ xử lý nước thải
Chương 3 Thiết kế hệ thống phần cứng
Chương 4 Thiết kế hệ thống phần mềm
4. Tài liệu tham khảo dự kiến
[1] PHẠM THỊ GIỚI; (2003), “Tự động hố các cơng trình cấp và thoát nước”;
NXB Xây dựng.
[2] SIEMENS; (2003), “Catalog CA01”.
[3] TRUNG TÂM ĐÀO TẠO NGÀNH NƯỚC VÀ MÔI TRƯỜNG; (1999),

“Sổ tay xử lý nước”(tập1, 2); NXB Xây dựng.


[4] TRẦN VĂN NHÂN, NGƠ THỊ NGA; (2002), “Giáo trình công nghệ xử lý
nước thải”; NXB Khoa học và kỹ thuật.
[5] PGS, TS HỒNG VĂN NHUỆ; (2004), “Cơng nghệ mơi trường, tập1-xử lý
nước”; NXB Xây dựng.
[6] JEAN-PETER YLEN; (2001), "Measuring, modeling and controlling the pH
value and the dynamic chemical state",Helsinki University of Technology Control
Engineering Laboratory
[7] CONTROL TECHNIQUE; (2000), “User Guide - Commander SE”.
[8] E+H; (2003), "Guide to Instrumentation in Wastewater"
5. Ngày giao đề tài: Ngày………..tháng………năm 2022
Ngày nộp quyển: Ngày 15 tháng 02 năm 2023
Phụ Trách Khoa

Giảng viên hướng dẫn


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc với những thầy cô của
trường

đặc biệt là thầy cô bộ môn em đang học tập tại khoa Điều

Khiển và Tự Động Hóa đã tạo điều kiện để em đi thực tập và có thời gian để làm đồ
án. Em xin chân thành cảm ơn thầy

đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em

hồn thành được đồ án của mình.
Trong quá trình làm đồ án chắc chắn em cịn mắc phải nhiều sai sót rất mong
các thầy cô bỏ qua. Đồng thời, với kinh nghiệm và kiến thức cịn hạn chế em xin sự
đóng góp từ thầy cơ để đồ án của em được hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
SINH VIÊN THỰC HIỆN


MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HỐ XỬ LÝ NƯỚC THẢI......2
1.1. Tình hình xử lý nước thải ở Việt Nam hiện nay.....................................2
1.1.1. Tình hiểu về các chất thải cơng nghiệp tại Việt Nam hiện nay.......2
1.1.2. Tình hình thực tế xử lý nước thải cơng nghiệp ở Việt Nam hiện nay4
1.2 Mục đích áp dụng tự động hoá xử lý nước thải.......................................6
1.3 Các chức năng cơ bản của một hệ thống xử lý nước thải tự động..........7
1.3.1. Điều chỉnh tự động...........................................................................7
1.3.2. Giám sát điều khiển có khoảng cách hoặc từ xa..............................7
1.3.3. Hiển thị thông số công nghệ............................................................8
CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI................11
2.1 Sơ đồ công nghệ....................................................................................11
2.2. Nguyên lý làm việc...............................................................................11
2.2.1. Mương lắng cát..............................................................................12
2.2.2. Bể cân bằng....................................................................................13
2.2.3. Bồn định lượng..............................................................................14
2.2.4. Bể trung hòa pH.............................................................................15
2.2.5. Bể lắng...........................................................................................16
2.2.6. Bể chứa bùn...................................................................................19
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CẤU HÌNH PHẦN CỨNG HỆ THỐNG XỬ LÝ. 23

3.1. Sơ đồ công nghệ mơ hình hệ thống xử lý nước thải.............................23
3.2. Thiết kế, lựa chọn thiết bị.....................................................................23
3.2.1. Bộ điều khiển trung tâm PLC S7-1200..........................................25
3.3. Sơ đồ kết nối plc...................................................................................26
3.3.2. Mơ hình..........................................................................................27
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ PHẦN MỀM HỆ THỐNG XỬ LÝ........................28
4.1. Chương trình điều khiển hệ thống xử lý nước thải tự động.................28


4.2 Lưu đồ thuật toán...............................................................................28
4.3 Phần mềm TIA PORTAL......................................................................29
4.3.1. Tổng quan về phần mềm TIA PORTAL........................................29
4.3.2. Thiết lập trương trình.....................................................................30
4.3.3. Một số câu lệnh trong trương trình................................................33
4.3.4. Lập trình truy cập Webserver trên TIA Portal...............................34
4.3.4. Truy cập Webserver trên trình duyệt Web.....................................36
4.3.4. Thiết kế WinCC.............................................................................38
4.4. Phần mềm thiết lập wedsever..............................................................40
4.4.1 Tổng quan về Visual Code.............................................................40
4.4.2 Phần mềm Notepad++.....................................................................41
4.4.3 Ngôn ngữ HTML............................................................................41
4.5 Chương trình điều khiển PLC trên TIA PORTAL................................43
4.6 Chương trình trên visiual code:.............................................................50
KẾT LUẬN.....................................................................................................58
TẢI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................59


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Chất thải cơng nghiệp..........................................................................2

Hình 1.2 Bùn thải cơng nghiệp...........................................................................2
Hình 1.3 Rác thải cơng nghiệp...........................................................................3
Hình 1.4 Nước thải cơng nghiệp........................................................................3
Hình 1.5 Hàng q date......................................................................................4
Hình 2.1. Sơ đồ cơng nghệ................................................................................11
Hình 2.2: Mương lắng cát..................................................................................12
Hình 2.3: Bể cân bằng.......................................................................................14
Hình 2.4: Cấu tạo của bể trung hịa pH.............................................................15
Hình 2.5: Bể lắng ngang....................................................................................17
Hình 2.6: bể chứa bùn.......................................................................................19
Hình 2.7: Bể vi sinh...........................................................................................20
Hình 2.8: Bể khử trùng......................................................................................21
Hình 3.1. Hình ảnh aptomat..............................................................................24
Hình 3.2. Động cơ bơm mini.............................................................................25
Hình 3.3: Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1214 ACDCRLY...............................25
Hình 3.4. Sơ đồ kết nối......................................................................................26
Hình 4.1: Sơ đồ mối quan hệ giữa FB, FC và OB1...........................................28
Hình 4.2. Lưu đồ thuật tốn...............................................................................29
Hình 4.3: Giao diện khởi động phần mềm TIA Portal......................................30
Hình 4.4: Tạo chương trình trong TIA..............................................................31
Hình 4.5 Lựa chọn PLC.....................................................................................31
Hình 4.6: Giao diện cấu hình PLC....................................................................32
Hình 4.7: Giao diện viết chương trình...............................................................32
Hình 4.8: Giao diện khởi tạo web server...........................................................34
Hình 4.9: Giao diện tạo tài khoản......................................................................34


Hình 4.10: Giao diện chọn đường dẫn..............................................................35
Hình 4.11: Block WWW...................................................................................35
Hình 4.12: Block DB WEB server....................................................................36

Hình 4.13 Giao diện nhập địa chỉ IP.................................................................36
Hình 4.14: Giao diện truy cập User-defineed pages..........................................36
Hình 4.15 Giao diện truy cập website giám sát đã tạo......................................37
Hình 4.16 Giao diện thiết lập giao thức trên PLC.............................................37
Hình 4.17 Giao diện tạo màn hình HMI............................................................38
Hình 4.18: Thiết lập màn hình HMI..................................................................39
Hình 4.19: Màn hình HMI.................................................................................39
Hình 4.20: Giao diện của Visual Code..............................................................40
Hình 4.21 Giao diện hiển thị HMI.....................................................................49
Hình 4.22: Giao diện điều khiển Webserver.....................................................57


1
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của sản xuất công nghiệp, xử lý nước thải công nghiệp
đang là vấn đề vô cùng quan trọng, bảo đảm cho sự trong sạch mơi trường sống đồng
thời góp phần vào sự phát triển bền vững của nền kinh tế mọi quốc gia trên thế giới.
Tại nhiều nước có nền cơng nghiệp phát triển cao như Nhật, Mỹ, Anh, Pháp,... các hệ
thống xử lý nước thải công nghiệp đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ lâu,
đặc biệt các thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực tự động hoá cũng đã được áp dụng và
đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế xã hội vô cùng to lớn.
Nhiều hãng đi đầu trong lĩnh vực này như USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter
Water Corporation (HWC), Global Industries.Inc... đã đưa ra các giải pháp công nghệ
xử lý nước thải hiện đại. Những công nghệ tự động hố của các cơng ty hàng đầu trên
thế giới như SIEMENS, AB, YOKOGAWA,... được sử dụng rộng rãi trong các cơng
trình xử lý nước thải. Có thể nói trình độ tự động hoá xử lý nước thải đã đạt mức cao,
tất cả các công việc giám sát, điều khiển đều có thể thực hiện được tại một Trung tâm,
tại đây người vận hành được hỗ trợbởi những công cụđơn giản, dễ sử dụng như giao
diện đồ hoạ trên PC, điều khiển bằng kích chuột,... góp phần nâng hiệu quả cho công
việc quản lý điều hành dây chuyền công nghệ. Ngồi ra cùng với sự phát triển của

cơng nghệ thơng tin và viễn thông, khoảng cách về không gian và thời gian đã được
rút ngắn, cho phép người vân hành có thểđiều khiển từ cách xa hàng ngàn km với chỉ
một máy tính PC hoặc nhận được thơng tin về hệ thống thông qua SMS. Hơn thế, hệ
thống tự động hố xử lý nước thải cịn được tích hợp với các hệ thống điều hành ở cấp
độđiềukhiển cao hơn như cấp điều hành sản xuất (manufacturing execution:
workflow, order tracking, resources), cấp xí nghiệp (enterprise:Production planning,
orders, purchase) và trên cùng là cấp quản trị (administration:Planning, Statistics,
Finances) nhằm nâng cao hơn nữa mức tự động hố và tối ưu hố q trình sản xuất.
Ngồi ra, trong lĩnh vực điều khiển đã có rất nhiều các lý thuyết điều khiển
hiện đại được áp dụng như điều khiển mờ, mạng nơ-ron, điều khiển dự báo
trước(predicted control), điều khiển lai ghép (hybrid control),... được ứng dụng trong
xử lý nước thải để nâng cao chất lượng điều khiển và hiệu suất của các công đoạn xử
lý. Lý thuyết hệ chuyên gia cũng được áp dụng mở ra khả năng tự động hố hồn tồn
cho xử lý nước thải


2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1.1. Tình hình xử lý nước thải ở Việt Nam hiện nay
1.1.1. Tình hiểu về các chất thải cơng nghiệp tại Việt Nam hiện nay
Chất thải công nghiệp là chất thải được tạo ra bởi hoạt động công nghiệp. Bao
gồm bất kỳ vật liệu dư thừa trong quá trình sản xuất: các nhà máy, xí nghiệp…

Hình 1.1 Chất thải công nghiệp
Các loại chất thải công nghiệp phổ biến ở Việt Nam : Bùn thải, sơn, giấy nhám,
sản phẩm giấy, sản phẩm phụ cơng nghiệp, kim loại.
Bùn thải cơng nghiệp

Hình 1.2 Bùn thải công nghiệp

3
Rác thải cơng nghiệp

Hình 1.3 Rác thải cơng nghiệp
Nước thải cơng nghiệp

Hình 1.4 Nước thải cơng nghiệp


4
Hàng q date

Hình 1.5 Hàng q date
Ở Việt Nam có chính sách tập trung các cơ sở sản xuất vào các khu công
nghiệp tạothuận lợi cho quản lý chất thải. Tuy nhiên cho đến nay bên cạnh các khu
công nghiệp thực hiện đúng quy định pháp luật về quản lý chất thải. Nhiều khu cơng
nghiệp vẫn chưa hồn thiện các cơng trình angom, xử lý chất thải tập trung.
Việc xả khối lượng các loại chất thải công nghiệp chứa hàm lượng lớn chất ơ
nhiễm có độc tính cao. Đã, đang và sẽ là áp lực ngày càng lớn đến các hệ sinh thái tự
nhiên, sức khỏe con người và gây tổn hại nhiều ngành kinh tế
1.1.2. Tình hình thực tế xử lý nước thải công nghiệp ở Việt Nam hiện nay
Hiện nay tình trạng ơ nhiễm do nước thải cơng nghiệp ở nước ta đang ở mức
báo động, Theo nguồn tin của Bộ Tài Nguyên Môi Trường (BTNMT) tổng lượng nước
thải xả ra từ các khu cơng nghiệp trên tồn quốc dạt khoảng 3000000 m 3/ 1 ngày đêm,
trong đó có tới 70% nước xả thải trực tiếp ra kênh rạch, ao hồ mà chưa trải qua quá
trình xử lý của một hệ thống xử lý nước thải nào.
Ô nhiểm của nước thải công nghiệp gây ảnh hưởng nghiêm trọng và tác động
trực tiếp đến nhiều mặt
Ảnh hưởng đến môi trường: Nước thải làm ô nhiểm các nguồn nước, làm biến

đỗi tính chất của nguồn nước, làm các sinh vật sống trong nước do quá trình hấp thụ


5
các hóa chất độc hại trong nước thải sẽ gây ra hậu quả như chết ang loạt hoặc đột biến
gen, …
Ảnh hưởng đến đời sống kinh tế: Thu nhập của người dân từ sản xuất nông
nghiệp như trồng trọt, nuôi thủy hải sản, … cũng bị giảm sút ảnh hưởng trực tiếp đến
thu nhập, gây thiệt hại to lớn về kinh tế, ảnh hưởng đến công việc làm, gây hậu qủa
nghiêm trọng đến đời sống  xã hội cũng như đời sống kinh tế.
Ảnh hưởng đến sức khỏe: Người dân sống gần ở những khu vực bị ô nhiểm
môi trường dể dàng bị các loại bệnh như ung thu, đột biến, bị các bệnh liên quan đến
truyền nhiễm, hô hấp, phổi, …
Vì những lý do trên nên nước thải cơng nghiệp trước xả ra mơi trường bên
ngồi phải được xử lý nước thải là quy chuẩn, quy định bắt buộc mà các doanh nghiệp
phải nghiêm túc chấp hành. Tất cả các hành vi vi phạm pháp luật đều sẽ bị xử lý theo
luật đã ban hành từ hình thức phạt tiền và có thể phạt tù.
Tại nhiều quốc gia có nền cơng nghiệp phát triển cao (Mỹ, Nhật, Đức, Anh,
Pháp,...), các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp đã được nghiên cứu và đưa vào
ứng dụng từ lâu. Nhiều hãng hàng đầu trong lĩnh vực này như USFilter, Aquatec
Maxcon, Hunter Water Corporation(HWC), Global Industries.Inc ... đã đưa ra các giải
pháp công nghệ tiên tiến xử lý nước thải. Hầu hết các công nghệ hiện đại ngày nay đều
được tự động hoá cao, nhờ đó đảm bảo năng suất, chất lượng, hiệu

quả như mong

muốn.
Tại Việt Nam đã có những nhà máy xử lý nước thải hiện đại, sử dụng hoàn
toàn hoặc phần lớn các cơng nghệ của nước ngồi do đó mức độ tự động hố cao, tuy
nhiên giá thành đắt, nhiều cơng nghệ khơng mang tính mở nên khó làm chủ hồn tồn,

chi phí nâng cấp, bảo trì rất lớn.
Qua nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống xử lý nước thải trong và ngồi nước,
chúng tơi khẳng định rằng chúng ta hồn tồn có thể tự thiết kế và xây dựng một
hệthống tự động hoá hiện đại cho dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia. Bên cạnh
đó, chính nhờ phát huy tối đa nội lực trong nước chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống sẽ
giảm đáng kể.
Mức độ tự động hoá chủ yếu phụ thuộc vào khả năng đầu tư của nhà máy,
song một thiết kế hợp lý dựa trên các chuẩn quốc tế mở sẽ cho phép linh hoạt khi lựa


6
chọn cấu hình hệ thống cũng như nâng cấp mức độ tự động hoá và mở rộng hệ thống
một cách dễ dàng trong tương lai.
Hệ thống tự động hoá sẽ cho phép giám sát điều khiển tất cả các công đoạn
xử lý nước thải từ một Trung tâm điều khiển. Để làm được điều này cần trang bị thêm
các thiết bịđo lường, điều khiển và xây dựng thêm một số chức năng cần thiết đối với
hệ thống tự động hoá xử lý nước thải hiện đại. Các thiết bịđo lường, điều khiển nói
chung rất sẵn có tại Việt Nam với nhiều đại diện của các hãng lớn như
Endress+Hauser, Yokogawa, Siemens,...Đây là một thuận lợi khi xây dựng hệ thống tự
động hố.
1.2 Mục đích áp dụng tự động hố xử lý nước thải
Tự động hoá xử lý nước thải là điều cần thiết nhưng cũng không cần phải chạy
đua theo mốt, mà phải phân tích rõ mục đích của tự động hố và đặc biệt phải chú ý:
vì sao phải tự động hoá và cho ai?
Cải thiện điều kiện làm việc: Mục đích đầu tiên của tự động hố là phải loại
bỏ cơng việc lặp lại và khó nhọc cho việc vận hành, ví dụ: liên tục theo dõi, kiểm tra
nhiều thông số công nghệ, tắt bật cơ cấu chấp hành, ghi chép số liệu, sự cố,...Tự động
hoá và giám sát bằng máy tính làm tiện lợi thêm khả năng khống chế từ xa một số
lượng lớn các thông tin, đơn giản hoá nhiệm vụ khai thác, giám sát và quản lý.
Nâng cao hiệu quả của thiết bị: Trước hết ta có thể cải thiện chất lượng xử lý

nước bằng các thiết bịđo và điều chỉnh . Ví dụ nhưđịnh lượng chất phản ứng, mức độ ơ
xy hố, kiểm tra nhiệt độ các bể phản ứng.. .Tự động hố q trình cho phép giải
phóng con người và làm tăng tốc độ tin cậy của hệ thống. Nhưng mục tiêu quan trọng
là nâng cao độ chắc chắn vận hành của thiết bị có tính đến các tiêu chuẩn độ tin cậy
qua việc nghiên cứu các sự cố vận hành. Nghĩa là dự phịng các phương án để thiết bị
có thể làm việc liên tục trong trường hợp bị hỏng hóc một bộ phận nào đó bằng cách
đưa tự động các thiết bị dự phịng vào làm việc và giải quyết hỏng hóc. Tự động hoá
cho phép việc nghiên cứu thống kê các dữ liệu đã thu được, mở ra con đường tối ưu
của việc xử lý.
Tăng năng suất lao động: Tự động hố nhằm nâng cao năng suất bằng cách
giảm chi phí vận hành. Ta cũng có thể tối ưu hố giá thành năng lượng chi phí hàng


7
giờ và chi phí vật liệu. Giảm nhân cơng vận hành và giảm công việc bảo dưỡng cũng
cho phép giảm giá thành.
Trợ giúp việc giám sát: Nó bao gồm việc lắp đặt bộ biến đổi, phát hiện báo
động, đặt các phương tiện ghi các dữ liệu và truyền đi xa cho đến nơi giám sát bằng
máy tính. Tự động hố khơng có mục đích riêng, mức độ phức tạp của thiết bị phải
đáp ứng điều kiện của nhà máy và đối

tượng xử lý.

Tự động hoá chỉ xem như một bộ trợ giúp, không ép buộc. Một trong những
hậu quả của một hệ thống tự động không chắc chắn là khi “mất nhớ” nó khơng tiếp
xúc trực tiếp được với q trình cơng nghệđược nữa. Tuy nhiên những ưu điểm của nó
quá rõ ràng nếu thiết bịđược một chuyên gia về xử lý nước thải thiết kế và vận hành
thực hiện.
1.3 Các chức năng cơ bản của một hệ thống xử lý nước thải tự động
Để đạt được mục đích cũng như đáp ứng các yêu cầu nói trên, hệ thống tự động

hố xử lý nước thải cần có những chức năng cơ bản sau đây:
1.3.1. Điều chỉnh tự động
Điều chỉnh tự động là sử dụng các thiết bị tự động để tác động lên q trình
cơng nghệ cần điều khiển theo một chếđộ làm việc đã định sẵn. Mỗi quá trình cơng
nghệ xảy ra trong đối tượng điều chỉnh được đặc trưng bởi một hay vài đại lượng. Một
sốđại lượng được duy trì khơng đổi, một sốđại lượng khác được thay đổi trong giới
hạn cho trước nào đó.
Đây là một trong những chức năng quan trọng nhất quyết định đến mức độ tự
động hoá. Trong dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia có ba khâu điều chỉnh tự
động là điều chỉnh pH tại Bể trung hoà, lưu lượng nước vào Bể kỵ khí và DO tại bể
hiếu khí.
1.3.2. Giám sát điều khiển có khoảng cách hoặc từ xa
Nếu điều khiển bằng tay trực tiếp tại chỗ người vận hành có thể phải tiếp xúc
với mơi trường độc hại, đi lại khó khăn và tốn thời gian. Mặt khác nhiều trường hợp,
ví dụ như sự cốhoặc mất điều khiển tự động , đòi hỏi điều khiển tay phải kịp thời và
đồng bộ, ví dụ như dừng nhanh nhiều máy bơm đặt tại nhiều vị trí khác nhau, điều
khiển cùng lúc nhiều q trình có liên quan hệ quả với nhau. Để làm được điều này hệ
thống tự động hoá phải có chức năng điều khiển có khoảng cách, cụ thể là điều khiển


8
từ Trung tâm đặt cách dây chuyền công nghệmột khoảng cách nhất định (hàng chục
đến hàng trăm mét).
Điều khiển từ xa qua mạng LAN, WAN cũng là một chức năng không thể
thiếu hiện nay trong nhiều hệ thống tự động hố nói chung và xử lý nước thải nói
riêng. Giám sát, điều khiển, trao đổi dữ liệu từ xa là nền tảng cho việc xây dựng hệ
thống điều hành sản xuất MES (Manufacturing Execution System) nhằm đem lại hiệu
quả kỹ thuật, kinh tế, xã hội một cách toàn diện. MES tạo ra một cầu nối thông suốt
hai chiều giữa khối quản lý và sản xuất, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất từ khâu
hoạch định kế hoạch đến khâu sản xuất ra thành phẩm cuối cùng, cung cấp các chức

năng lập kế hoạch; quản lý nhân lực, thiết bị, nguyên vật liệu; theo dõi quá trình sản
xuất, chất lượng sản phẩm, sự cố máy móc,....
Ngồi ra, điều khiển từ xa còn cho phép giảm đáng kể số lượng chuyên gia
cơng nghệ, kỹthuật cần thiết cho vận hành, bảo trì hệ thống tự động hố. Một nhóm
chun gia có thể điều hành cùng lúc cả mạng lưới các nhà máy xử lý nước thải tại
nhiều nơi trong thành phố, nhiều tỉnh mà không cần đến tận nơi. Đặc biệt, ngày nay
mạng Internet toàn cầu đã rút ngắn khoảng cách về khơng gian và thời gian khiến cho
khó ai có thể tin được từ cách xa hàng nghìn km vẫn có thể giám sát, điều khiển thậm
chí chuẩn đốn, sửa lỗi, nạp lại chương trình cho thiết bịđiều khiển từ bất kỳđịa điểm
nào trên thế giới, nhưng đó là sự thực
Hệ thống tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia có chức năng giám sát điều
khiển có khoảng cách (từ Trung tâm điều khiển) và từ xa (qua mạng LAN hoặc
Internet) các máy bơm, máy khuấy, máy gạt bùn, ép bùn, thổi khí, van điện từ và các
thơng số công nghệ
1.3.3. Hiển thị thông số công nghệ
Chức năng này giúp cho việc theo dõi, giám sát các thông số chất lượng nước,
trạng thái thiết bị, sự cố một cách thuận tiện, dễ hiểu đối với người vận hành. Việc
hiển thịđược thiết kế hợp lý về màu sắc, bố trí các cửa sổ, kiểu thể hiện. Màu sắc
không quá loè loẹt, dùng các gam màu dịu không gây mỏi mắt khi nhìn lâu. Cảnh báo,
báo động bằng đổi màu và nhấp nháy liên tục để gây sự chú ý. Kiểu thể hiện đa dạng :
kiểu số riêng biệt, kiểu bảng thống kê, kiểu đồ thị trục tuyến (online trend).


9
A. Cấu hình hệ thống
Chức năng này dùng đểđặt và thay đổi các tham số công nghệ cho hệ thống
tụđộng hoá, chủ yếu là các giá trị chủđạo (setpoint), ngưỡng cảnh báo sớm, ngưỡng
báo động. Các tham sốđặt sẽđược truyền từ PC xuống thiết bịđiều khiển sau đó lại
được truyền ngược lại PC đểso sánh, nếu thấy không trùng nhau thì báo động, trái lại
chứng tỏ rằng việc truyền và xử lý dữ liệu chính xác, đường truyền và thiết bịđiều

khiển khơng có sụ cố. Chức năng này nâng cao độ an toàn (fail-safe) của hệ thống.
b. Bảo vệ tự động
Bảo vệ hệ thống máy móc, đường ống và các đối tượng khác khỏi các sự
cốđược thực hiện bởi các thiết bị chuyên dụng để ngắt các bộ phận bị sự cố. Ngồi ra
các thiết bị tự động
cịn thực hiện chức năng liên động tự động , cho phép bảo vệ các thiết bị máy
móc khỏi nguy hiểm do thao tác nhầm lẫn của người vận hành. Ta phân biệt hai loại
liên động: liên động sựcố và liên động cấm chỉ.
Liên động sự cố dùng đểđiều khiển bảo vệ (ví dụ: điều khiển dừng) một nhóm
máy móc thiết bị có liên quan khi sự cố xảy ra
Liên động cấm chỉ loại trừ khả năng điều khiển sai, khơng đúng trình tự có
khả năng gây sự cố.
c. Cảnh báo/Báo động
Chức năng được thực hiện bằng còi, đèn nhấp nháy trên bàn điều khiển hoặc
biểu tượng nhấp nháy trên PC, hiển thị thông báo dạng chữ trên PC, gửi tin nhắn tới
điện thoại di động của những người có trách nhiệm thơng qua dịch vụ tin nhắn SMS.
Hệ thống đưa ra cảnh báo khi giá trị thông số vượt ngưỡng cảnh báo sớm hoặc thông
số vượt ngưỡng báo động trong giai đoạn quá độ của quá trình điều khiển. Báo động
được đưa ra khi thông số vượt ngưỡng báo động liên tục trong khoảng thời gian nhất
định (lớn hơn thời gian điều chỉnh ngầm định) hoặc báo động sự cốđường truyền, sự
cố thiết bịđiều khiển, cơ cấu chấp hành, báo động sựcố cảm biến. Sự khác biệt giữa
cảnh báo và báo động ở chỗ: cảnh báo tự mất đi khi thông sốhết vượt ngưỡng, trái lại
báo động sẽ tồn tại cho đến khi người vận hành xử lý xong sự cố và tự quyết định xoá
bỏ trạng thái báo động. Như vậy mức độ cần chú ý của người vận hành đối với báo
động phải cao hơn cảnh báo.


10
D. Lưu trữ, báo cáo thống kê
Lưu trữ và lập báo cáo thống kê dữ liệu về thông số chất lượng nước, trạng

thái hoạt động, sự cố, thời gian hoạt động của máy móc thiết bị, tổng lượng nước đã xử
lý, lượng hoá chất đã dùng, danh sách người đã vận hành, bộ tham số công nghệđã
thay đổi và nhiều thông tin khác cần thiết cho các chuyên gia công nghệ, kỹ thuật và
các nhà quản lý trong việc điều chỉnh đểđạt chếđộ làm việc tối ưu; phát hiện, dự báo
sự cố; bảo trì thay thế kịp thời máy móc thiết bị; điều hành sản xuất và tính tốn hiệu
quả kinh tế.


11
CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1 Sơ đồ cơng nghệ

Hình 2.1. Sơ đồ cơng nghệ
2.2. Ngun lý làm việc
Nước thải ở mỗi dây chuyền sản xuất và nguồn nước phát sinh từ hoạt động
sinh hoạt của công nhân được thu gom lại và cho chảy tự nhiên nhờ vào trọng lực qua
bộ lọc rác thô. Rác thải có kích thước lớn gồm: cát đá vụn, gỗ, giấy, giẻ, nylon… sẽ
được giữ lại tránh gây ra các sự cố trong q trình vận hành ở các cơng trình sau như


12
làm tắc bơm, đường ống dẫn đảm bảo an toàn và thuận lợi cho cả hệ thống trong quá
trình vận hành. Các rác thải này sẽ được lấy lên thường xuyên để tránh làm tắc lọc.
2.2.1. Mương lắng cát
a. Định nghĩa
Tại mương lắng cát, tấm lọc rác tinh được lắp đặt nhằm giữ lại các rác thải có
kích cỡ nhỏ hơn để hạn chế tối đa rác thải theo vào ngăn bơm, tăng cường khả năng
bảo vệ bơm. Lượng rác tinh này được vớt lên định kỳ để duy trì tác dụng của tấm lọc
rác. Nước thải sau đó được cho chảy tự nhiên qua bể cân bằng nhờ vào trọng lực.
b. Cấu tạo

Hình 2.2: Mương lắng cát
Cấu tạo của mương lắng cát gồm có:
Tấm lọc rác thơ: dùng để giử lại các loại rác lớn từ bên ngoài vào để đưa ra
nước mịn hơn;
Tấm lọc rác tinh: dùng để lọc các loại bùn và rác lại nhỏ làm cho chất lượng
nước tốt hơn trước khi đưa vào bơm để bơm vào bể cân bằng;
Phao đo mức nước: phao này dùng để đo mức nước có trong mương lắng cát.
c. Nguyên lý hoạt động
Ban đầu khi bắt đầu hoạt động thì trong mướng lắng cát sẽ chưa có nươc nên
làm cho phao trong bể sẽ hạ thấp xuống làm cho mạch điện trong phao sẽ hở ra, từ đó


13
sẽ đưa tín hiệu đến van đưa nước vào sẽ mở ra làm cho nước từ ngoài chảy vào bể lắng
cát.
Khi nước trong bể đầy thì phao sẽ được đẩy lên làm cho mạch điện trong phao
sẽ đóng lại, tín hiệu này sẽ được đưa tới làm cho van tự đọng đóng lại khơng cho nước
vơ tránh trường hợp tràng nước ra ngồi.
Tức là:
Phao P01 có nhiệm vụ điều khiển van tự động (VTĐ1) đưa nước thải vào
mương lắng cát, có một cảm biến đưa tín hiệu Digital 0 hoặc 1; khi tín hiệu ở mức 0
thì van tự động mở, tín hiệu ở mức 1 thì van tự động đóng; có nghĩa là van sẽ ln mở
cho đến khi nước trong mương lắng cát dâng lên làm phao P01 nổi lên làm kín mạch
dịng điện sinh ra làm van đóng lại.
2.2.2. Bể cân bằng
a. Định nghĩa
Tại bể cân bằng, một dàn ống sục khí được bố trí dưới đáy với mục đích là
khuấy trộn, tại đây nước thải được trộn lẫn, làm đồng đều các thành phần (BOD, COD,
pH, N, P, Nhiệt độ…). Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và tùy

vào tính chất nước thải của từng công đoạn nên bể cân bằng rất cần thiết trong việc
điều hòa nồng độ và lưu lượng nước thải, làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc
ổn định liên tục cho các cơng trình phía sau, tránh sự cố q tải. Ngồi ra bể cân bằng
cịn có mục đích là giảm bớt sự dao động hàm lượng các chất bẩn trong nước thải, làm
giảm và ngăn cản lượng nước thải có nồng độ các chất độc hại cao đi trực tiếp vào các
cơng trình xử lý sinh học.
b. Cấu tạo
Cấu tạo của bể cân bằng gồm có:
Hai phao để đo mức nước cao và mức nước thấp trong bể cân bằng;
Hai máy bơm nước: dùng để bơm nước từ bể cân bằng lên bồn định lượng;
Hai máy sục khí: máy sục khí có tác dụng là trộn lẫn nước và các loại tạp chất
có trong nước như (BOD, COD, pH, N, P, Nhiệt độ…) để dễ dàng xử lý hơn.