Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia Tiền Giang kèm sơ đồ thiết kế

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN 2D
ĐỀ TÀI:
SVTH: MSSV:
1.Lê Thanh Việt 07706671
2. Trần Quốc Toản 07700601
3. Trương Minh Trị 07708941
4. Nguyễn Minh Quyền 07708571
GVHD: Lư Sanh Minh
TP.HCM, Tháng 04 năm 2011
LỜI MỞ ĐẦU
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nước ta đã và đang xây dựng ngày
càng nhiều nhà máy đa dạng về công nghệ. Ngành tự động hoá cũng không ngừng phát
triển để đáp ứng nhu cầu của sản xuất. Ứng dụng công nghệ tự động hoá vào trong sản
xuất là xu hướng tất yếu của Việt Nam đang trên đường phát triển công nghiệp và hội
nhập cùng thế giới. Hiện nay hàng loạt các nhà cung cấp công nghệ đã và đang phát triển
nhiều thiết bị, chương trình để giám sát và điều khiển dây chuyền sản xuất thay thế dần
các phương pháp điều khiển bằng tay. Điều này có một ý nghĩa rất lớn quyết định đến sự
phát triển kinh tế, nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, giảm giá thành sản
phẩm, đáp ứng phần lớn nhu cầu của người tiêu dùng. Tự động hoá trong quá trình sản
xuất đã và đang được ứng dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất, từng bước thay thế dần
sức lao động của con người qua các thiết bị điều khiển nhỏ gọn, hiện đại năng cao hiệu
quả kinh tế, tiết kiệm được nhiều thời gian. Vì vậy cần phải có một đội ngũ cán bộ kỹ
thuật lành nghề, sử dụng thành thạo các thiết bị để khai thác có hiệu quả trong sản xuất.
do đó việc tìm hiểu cách sử dụng những thiết bị, phần mềm mới để điều khiển và giám
sát quy trình sản xuất là nhu cầu tất yếu. Cho nên nhóm chúng em chọn đề tài này để tìm
hiểu rõ hơn các thiết bị điều khiển và giám sát quá trình tự động hóa sản xuất trong công
nghiệp.

LỜI CẢM ƠN
Trước hết, Nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy LƯ SANH MINH đã tận tình hướng
dẫn và giúp đỡ Nhóm trong quá trình thực hiện đồ án này. Nhóm xin chân thành cảm ơn
Thầy cùng toàn thể thầy cô trong Khoa Điện.
Đồng thời cũng xin chân thành cảm ơn các bạn trong lớp ĐHĐI3 đã đóng góp ý kiến và
cung cấp một số tài liệu vô cùng quý giá giúp đỡ Nhóm.
Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do thời gian giới hạn và khả năng cho phép nên đồ án này
còn những chỗ sai sót và kết quả không được hoàn toàn thỏa mãn như mong muốn.
Nhóm chúng em rất mong được quý thầy cô góp ý và chỉ dẫn, để chúng em có thể vững
vàng hơn trong công việc vì có những được những kinh nghiệm quý báu này.
Nhận Xét
(Của giáo viên hướng dẫn)
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
TP.Hồ Chí Minh, Ngày Tháng 4 Năm 2011
Giáo Viên Hướng Dẫn

LƯ SANH MINH
Nhận Xét
(Của giáo viên phản biện)
……………………………………………………………
……………………………………………………………

……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
TP.Hồ Chí Minh, Ngày Tháng 4 Năm 2011
Giáo Viên Phản Biện
Mục Lục
I. KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2
1. Khảo sát và đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải 2
2. Khả năng áp dụng tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia 4
II. NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5
1. Mục đích áp dụng tự động hoá xử lý nước thải 5
2. Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tự động hoá 6
3. Thiết kế các chức năng hệ thống tự động hoá xử lý nước thải 9
3.1 Điều chỉnh tự động 9
3.2 Giám sát điều khiển có khoảng cách hoặc từ xa 10
3.3 Hiển thị thông số công nghệ 11
3.4 Cấu hình hệ thống 11
3.5 Bảo vệ tự động 11
3.6 Cảnh báo/Báo động 11
3.7 Lưu trữ, báo cáo thống kê 12
3.8 Điều khiển dự phòng 12
B. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA TIỀN GIANG 14
I. PLC S7-300 14
1. Giới thiệu về thiết bị điều khiển khả lập trình PLC 14
1.1 Cấu hình phần cứng PLC S7-300 15

1.2 Module nguồn PS307 của S7-300 15
1.3 Khối xử lý trung tâm -Module CPU 16
1.3.1 Module mở rộng: có 5 loại chính 16
1.3.2 Cấu tạo bên ngoài của CPU SIMATIC S7-300 16
1.3.3 Module xử lý vào/ra tín hiệu số của S7 300 18
1.3.4 Các module tích hợp các ngắt chuẩn đoán và xử lý lỗi 18
1.3.5 Các module input/output Analog S7 300 18
1.4 Cấu trúc chương trình PLC S7 - 300 19
1.4.1 Vòng quét chương trình của S7 300 19
1.4.2 Cấu trúc chương trình của S7 300 20
1.5 Các khối chức năng 21
1.5.1 Khối tổ chức (Organization Block - OB) 21
1.5.4 Khối dữ liệu (Data block) 22
1.6 Cấu trúc bộ nhớ 23
1.7 Ngôn ngữ lập trình PLC S7 - 300 24
1.7.1 Phương pháp STL (Statement List) 25
1.7.3 Phương pháp LAD (Ladder diagram) 25
1.7.4 Ngôn ngữ S7-GRAPH 26
II. WinCC V7.0 308
1.Lý thuyết 308
1.1.1 Cấp hiện trường 308
1.1.2 Cấp điều khiển 309
1.1.3 Cấp điều khiển giám sát 309
1.1.4 Cấp quản lí kỹ thuật và cấp quản lí kinh tế 309
1.2 Tổng quan về phần mềm WINCC v7.0 310
1.2.1 Giới thiệu chung 310
1.2.2 Chức năng của Wincc 310
1.2.3 Lập trình C cho WINCC với Global Script C (GSC) 312
2. Giao diện và tính năng SCADA của hệ thống xử lý nước thảy nhà máy bia 317
III. WINCC FLEXIBLE 324

1.Lý thuyết 324
1.1 Khái niệm: HMI (Human Machine Interface) 324
1.2 Các chức năng của HMI 325
1.3 Một số thiết bị HMI: 326
2. Các bước cơ bản để lập trình WinCC Flexible 327
2.1. Tạo các project 327
2.1.1. Create a new project with the Project Wizard 328
2.1.2. Tạo một dự án rổng với WinCC flexible 334
2.1.3. Open a ProTool project 335
2.1.4. Mở một màm hình đã được cài đặt trước đó 337
2.2. Thiết kế màn hình: 337
2.2.1. Màn hình chính 338
2.2.2. Màn hình Template 340
2.2.3. Simple Objects: 340
2.3. Cài đặt cho các đối tượng 344
3. Giao tiếp trong wincc flexible 2008 350
3.1 Truyền thông giữa HMI và điều khiển trong WinCC `exible 350
3.2 Các bước thực hiện 355
3.3 Kết nối WINCC FLEXIBLE với SIMATIC S7-300: 359
4. Giao diện HMI của hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia 369
IV. BIẾN TẦN DANFOSS 373
1.Giới thiệu: 373
2. Nguyên tắc điều khiển: 374
3. Lắp đặt điện 384
V. CÁC THIẾT BỊ KHÁC 391
1. Đồng hồ đo lưu lượng FM_E 391
2. Thiết bị đo mực nước LS_B001 391
3. Thiết bị đo nhiệt độ TE_04 391
4. Thiết bị đo ph PH_04 391
5. Lắp đặt điều khiển bổ xung DO_DA 391

A.TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
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 môi 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 công 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 hoá
của các công ty hàng đầu trên thế giới như SIEMENS, AB, YOKOGAWA, được sử
dụng rộng rãi trong các công 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 trợ bởi những công cụ đơn 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. Ngoài ra cùng
với sự phát triển của công nghệ thông tin và viễn thông, khoảng cách về không gian và
thời gian đã được rút ngắn, cho phép người vân hành có thể điều khiển từ cách xa hàng
ngàn km với chỉ một máy tính PC hoặc nhận được thông tin về hệ thống thông qua
SMS. Hơn thế, hệ thống tự động hoá xử lý nước thải còn được tích hợp với các hệ thống
điều hành ở cấp độ điều khiển 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 hoá và tối ưu hoá quá trình
sản xuất. Ngoài 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
1

chuyên gia cũng được áp dụng mở ra khả năng tự động hoá hoàn toàn cho xử lý nước
thải.
I. KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1. Khảo sát và đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải
Khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia
Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia gồm nhiều công đoạn được thể hiện, hoạt
động của hệ thống như sau:
Nước thải từ nhà máy được thu gom vào hố bơm. Từ hố bơm, bơm nước qua song chắn
rác. Đây là bước xử lý sơ bộ. Mục đích của quá trình là khử tất cả các tạp vật có thể gây
ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc máy bơm, đường
ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận
lợi cho cả hệ thống. Rác tự động vào thùng chứa bằng cách xối nước liên tục hoặc cào
thủ công. Sau song chắn rác, nước tự chảy vào bể cân bằng. Bể này có tác dụng điều hoà
lưu lượng để duy trì dòng thải vào gần như không đổi cho các công đoạn sau, khắc phục
những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất
của các quá trình ở cuối dây chuyền xử lý. Nhiệt độ nước được đo thủ công theo chu kỳ
hoặc thời điểm tuỳ thuộc vào kỹ sư vận hành. Máy bơm sẽ bơm nước từ bể cân bằng vào
bể trung hoà và ổn định lưu lượng. Nước thải chứa các axít vô cơ hoặc kiềm cần
được trung hoà đưa pH về khoảng 7±0.2 trước khi sử dụng cho công đoạn xử lý tiếp
theo. Trung hoà nước thải thực hiện bằng cách bổ sung các tác nhân hoá học. Trong quá
trình trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng
độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân sử dụng cho quá
trình. Để trung hoà trong công nghệ này người ta sử dụng tác nhân hoá học là NaOH và
HCl. Khi pH vượt ngưỡng dưới thì bơm định lượng DP bổ sung thêm NaOH, khi pH
vượt ngưỡng trên thì DP bổ sung HCl và cho máy khuấy M1 hoạt động. Máy khuấy tạo
điều kiện thuận lợi cho phản ứng trung hoà và làm đồng đều hoá chất bổ sung với nước
thải. Điều khiển pH được thực hiện thủ công. Để bảo đảm an toàn cho vi sinh vật người
2
vận hành thường xuyên phải đo tay độ pH đầu nguồn nước vào bể kỵ khí để đảm bảo
chắc chắn rằng pH không vượt ngưỡng cho phép. Khi phát hiện pH không đạt yêu cầu thì

người vận hành tắt các máy bơm để cắt nguồn nước không bảo đảm chỉ tiêu pH cho công
đoạn xử lý sinh học tiếp sau vì các vi sinh vật rất nhạy cảm với pH, pH ảnh hưởng rất lớn
đến quá trình tạo men trong tế bào và quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng vào tế bào.
Nếu vi sinh vật chết sẽ cần nhiều thời gian và kinh phí để khôi phục lại chúng đồng thời
làm gián đoạn sản xuất . Sau khi trung hoà nước được xử lý tiếp bằng các phương pháp
sinh học. Người ta sử dụng các phương pháp sinh học để làm sạch nước thải khỏi nhiều
chất hữu cơ hoà tan và một số chất vô cơ như H
2
S, các chất sunfit, amoniac, nitơ…
Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất
hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số
chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng,
chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh
khối của chúng được tăng lên. Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là
quá trình oxy hoá sinh hoá . Trong công nghệ sử dụng hai phương pháp là kỵ khí và hiếu
khí tại các bể kỵ khí và hiếu khí. Phương pháp kỵ khí được dùng để lên men bùn
cặn sinh ra trong quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học hoặc nước thải
công nghiệp chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao (BOD=4÷5 g/l). Đây là phương
pháp cổ điển nhất dùng để ổn định bùn cặn, trong đó các vi khuẩn kỵ khí phân huỷ các
chất hữu cơ. Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm cuối cùng, người ta phân loại quá trình này
thành: lên men rượu, lên men axit lactic, lên men metan. Những sản phẩm cuối của quá
trình lên men là: cồn, các axit, axeton, khí CO
2
, H
2
, CH
4
. Trong công nghệ các chất khí
(biogas) sẽ được thu hồi và đốt nhờ hệ thống thu hồi và xử lý khí. Phương pháp hiếu khí
là phương pháp sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí. Bể hiếu khí luôn chứa các vi

khuẩn hiếu khí. Trong công đoạn có hệ thống sục khí bao gồm máy thổi khí B và các ống
dẫn khí làm nhiệm vụ cung cấp đủ lượng ôxi cần thiết cho vi khuẩn trong quá trình phân
giải chất hữu cơ đồng thời xáo trộn làm tăng khả năng hấp thụ các chất hữu cơ của vi
sinh vật đảm bảo sự phân giải tối đa. Kết quả là hình thành các bông sinh học có thể lắng
trọng lực ở đầu ra của bể. Đối với đa số các vi sinh vật khoảng giá trị pH tối ưu là
3
6.5÷8.5. Nhiệt độ nước thải ảnh hưởng rất lớn tới chức năng hoạt động của vi sinh vật.
Đối với đa số vi sinh vật, nhiệt độ nước thải phải từ 6÷37
o
C. Nói chung giá trị DO luôn
được bảo đảm trong khoảng cho phép nhờ công suất không đổi của máy thổi khí theo
thiết kế trừ trường hợp có sự cố (hỏng máy thổi, tắc ống dẫn khí, ) và được giám sát thủ
công. Nhiệt độ nước trong bể đo thủ công theo quy trình vận hành (định kỳ hoặc theo
thời điểm do kỹ sư vận hành quyết định). Nước thải sau khi được xử lý tại bể hiếu khí sẽ
tràn sang bể lắng đứng. Tại đây sử dụng phương pháp lắng trọng lực. Trong nước thải
vào các bể này chứa bùn hoạt tính là sản phẩm của quá trình phân giải của vi sinh tại bể
hiếu khí. Bùn hoạt tính có dạng bông màu vàng nâu, dễ lắng, kích thước từ 3 đến
5µm. Những bông này gồm các vi sinh vật sống và chất rắn (40%). Vi sinh bao
gồm vi khuẩn, động vật bậc thấp, dòi, giun, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, một
phần bùn được đưa quay trở lại bể hiếu khí để bảo đảm đủ lượng vi sinh cần thiết. Bể
lắng có thể tích thiết kế đủ lớn để nước được lưu trong đó vài giờ, đủ thời gian cho quá
trình lắng, do đó có thể xả bùn và ép bùn liên tục (luôn bật máy gạt bùn M2, bơm hút bùn
SP và máy ép bùn D). Các van tay V4, V5 được mở trước ở các độ mở nhất định, các
mức mở này do kỹ sư vận hành thực hiện nhằm đảm bảo sự cân bằng giữa thức ăn
và vi khuẩn hiếu khí. Đánh giá trình độ công nghệ tự động hoá xử lý nước thải nhà máy
bia Trên cơ sở khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia nói trên chúng tôi đưa ra
đánh giá như sau: Công nghệ có khả năng cho phép chất lượng nước đầu ra đạt TCVN
theo đúng quy định (TCVN 7221:2002, TCVN 5945:1995) Công nghệ chưa áp dụng
tự động hoá, việc giám sát điều khiển được thực hiện thủ công dẫn tới độ ổn định,
tin cậy thấp Hiệu quả kỹ thuật, kinh tế, xã hội chưa cao.

2. Khả năng áp dụng tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia
Tại nhiều quốc gia có nền công 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
4
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
công nghệ của nước ngoài do đó mức độ tự động hoá cao, tuy nhiên giá thành đắt, nhiều
công nghệ không mang tính mở nên khó làm chủ hoàn toàn, chi phí nâng cấp, bảo trì rất
lớn. Qua khảo sát kết hợp nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống xử lý nước thải trong và
ngoài nước, chúng tôi khẳng định rằng chúng ta hoàn toàn có thể tự thiết kế và xây dựng
một hệ thống 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
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 bị đo 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 bị đo 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 hoá.
Tóm lại:Tự động hoá cho xử lý nước thải nhà máy bia là hoàn toàn khả thi về kỹ thuật và
kinh tế trong điều kiện Việt Nam hiện nay.
II. NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI
1. Mục đích áp dụng tự động hoá 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 hoá 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 hoá là
phải loại bỏ công việc lặp lại và khó nhọc cho việc vận hành, ví dụ: liên tục theo dõi,
5
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 bị
đo và điều chỉnh . Ví dụ như định lượng chất phản ứng, mức độ ô xy hoá, kiểm tra nhiệt
độ các bể phản ứng…Tự động hoá quá 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 phòng 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 phòng 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 hoá nhằm nâng cao năng suất bằng cách giảm chi phí vận hành. Ta
cũng có thể tối ưu hoá giá thành năng lượng chi phí hàng giờ và chi phí vật liệu. Giảm
nhân công 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
hoá không 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
không tiếp xúc trực tiếp được với quá trình công nghệ được nữa. Tuy nhiên những ưu
điểm của nó quá rõ ràng nếu thiết bị được một chuyên gia về xử lý nước thải thiết kế và
vận hành thực hiện.
2. Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tự động hoá
Hệ thống tự động hoá có thể chia làm hai phần: hệ thống thông tin và hệ thống điều

khiển. Hệ thống thông tin có nhiệm vụ thực hiện các chức năng thông tin. Các chức năng
này cho phép giám sát quá trình công nghệ: cụ thể là thu thập, bảo quản, thống kê và ghi
lại các thông tin đã diễn ra của quá trình điều khiển, cần cho dự báo trước các tình huống
6
sự cố hay thông tin về sự thay đổi yêu cầu đặt trước của quá trình. Hệ thống điều khiển
dùng để tạo ra và thực hiện các tác động điều khiển dựa trên các nguyên lý điều
khiển các đại lượng phụ thuộc của quá trình công nghệ tối ưu; bằng các phương tiện tự
động thực hiện các thao tác logic và theo chương trình đối với các phần tử phân tán (điều
khiển phân tán các cơ cấu chấp hành , các liên động sự cố, khởi động và dừng hệ thống
máy ). Đối với mỗi hệ thống tự động điều khiển quá trình công nghệ không nhất thiết
phải thực hiện tất cả các chức năng kể trên. Một số các chức năng không thích hợp với
đối tượng công nghệ này lại có thể thích hợp với đối tượng công nghệ trong hệ thống
điều khiển ở mức cao hơn. Hệ thống tự động điều khiển quá trình công nghệ thực chất là
điều khiển tập trung quá trình đó nhờ các phương tiện kỹ thuật điều khiển tự động. Vấn
đề đo lường từ xa các thông số của hệ thống công nghệ là rất quan trọng. Các thông số
cần đo có thể kể đến như: mực nước trong các bể chứa, trong các buồng đầu vào công
trình, lưu lượng, các chỉ số chất lượng nước như pH, T, DO, Các thiết bị cho tín hiệu
từ xa giúp người điều khiển nhìn nhận được toàn cảnh về trạng thái làm việc của các thiết
bị. Các thiết bị hiện trường truyền về Trung tâm điều khiển các tín hiệu sau đây: tín hiệu
về tắt sự cố, về hỏng hóc các thiết bị điều khiển hay của các thiết bị phụ trợ (quạt, máy
bơm ), giá trị sự cố của các thông số công nghệ, sự trục trặc điều tiết chất phản ứng …
Các phòng trong Trung tâm điều khiển thường được sắp xếp liền kề nhau, phòng có diện
tích lớn là phòng điều khiển chính có đặt các tủ nhiều thiết bị có bàn ghế của người vận
hành. Đằng sau tủ là các bộ phận cung cấp nguồn, điều khiển xa và các đầu vào của cáp.
Trong Trung tâm điều khiển, các tủ, trạm đặt thiết bị điều khiển cần được sắp xếp như thế
nào để người điều khiển từ chỗ ngồi làm việc có thể bao quát được tất cả các dụng cụ đo
lường và các tín hiệu. Kết cấu các tủ và trạm điều khiển yêu cầu phải đơn giản nhưng cho
khả năng lắp ráp dụng cụ một cách dễ dàng hoặc có thể thực hiện đổi chỗ chúng khi cần
thiết. Trên sơ đồ bằng các ký hiệu tương ứng làm tái hiện lại các tín hiệu truyền từ xa,
đánh dấu trạng thái tác động của các máy bơm, của khoá van, của các cầu giao dầu và các

thiết bị khác. Bằng sự thay đổi màu sắc, ánh sáng và kim quay chỉ trạng thái của đối
tượng. Khi có các tín hiệu cảnh báo, báo động cần cho ánh sáng đèn nhấp nháy Với tiến
bộ không ngừng của khoa học công nghệ tự động các phương tiện điều khiển ngày một
7
hiện đại hơn, có độ chắc chắn, tinh vi trong công tác lại có kích thước thu nhỏ. Rất tiện
ích về nhiều mặt. Điều đó đạt được khi các quá trình công nghệ được điều khiển bằng các
thiết bị vừa tính toán vừa điều khiển lại vừa có khả năng tự động lập trình gọi là thiết bị
tự động lập trình công nghiệp (máy tính PC và các thiết bị tự động khả trình PLC) và
chúng được lắp đặt làm việc trong mạng riêng gọi là mạng công nghiệp. Nhờ có mạng
truyền thông công nghiệp mà điều hành, quản lý giám sát một nhà máy, xí nghiệp nói
chung hay một quá trình công nghệ nói riêng thu được nhiều kết quả tốt hơn Chúng ta
cũng biết rằng công nghệ làm sạch nước thải rất phức tạp, vì trong đó có nhiều quá trình
khác biệt nhau xảy ra… Mặt khác các quá trình đó về phương diện công nghệ cũng còn
nhiều vấn đề chưa được nghiên cứu thấu đáo. Nước thải là một môi trường luôn thay đổi
về thành phần cấu tạo bởi các hợp chất và lưu lượng: lại có độ ẩm, độ kết dính, độ ô xít
hoá, nhiệt độ biến đổi nên gây nhiều khó khăn phức tạp cho việc áp dụng tự động hoá. Cụ
thể như ta không thể sử dụng các thiết bị tự động đã sản xuất hàng loạt lưu hành trên thị
trường như cho tự động hoá các môi trường bình thường khác, mà phải chọn các
thiết bị tự động hoá chuyên sử dụng cho tự động hoá ở môi trường đặc biệt như nước
thải. Các loại cảm biến này phải chống chọi được những ảnh hưởng khắc nghịêt của môi
trường ôxy hoá cao, có độ đậm đặc các loại rác bẩn vô cơ và hữu cơ, có thể có nhiệt độ
cao. Với một đối tượng luôn thay đổi là nước thải (lưu lượng, mức độ bẩn, nồng độ các
chất bẩn, lượng bùn hoạt tính…), lại có những hạn chế về phía công nghệ nên việc đưa
công trình vào làm việc ở chế độ tối ưu về cả kỹ thuật lẫn kinh tế là một nhiệm vụ nan
giải. Vì vây, khi tự động hoá các quá trình xử lý nước thải, chế độ công nghệ luôn cần
được dịch chỉnh sao cho theo sát gần với các điều kiện thay đổi của môi trường. Như vậy
nhiệm vụ của tự động hoá các công trình xử lý nước thải đã được hiện ra rõ nét là: tổ
chức việc điều khiển, kiểm tra, bảo vệ, cho tín hiệu tự động về sự làm việc của các công
trình công nghệ từ một Trung tâm điều khiển sao cho công trình xử lý nước thải có hiệu
quả cao. Tuỳ thuộc vào qui mô của trạm xử lý (công suất thiết kê, kết cấu của công trình)

và đặc tính của nước thải cần xử lý mà chọn khối lượng và mức độ tự động hoá cho phù
hợp về mặt kinh tế (tự động hoá từng phần hay toàn phần). Trong các trạm điều khiển
được trang bị nhiều sơ đồ của quá trình công nghệ xử lý nước thải. Các sơ đồ này phải
8
chỉ rõ được trạng thái làm việc của tất cả các công trình, máy móc mà nó điều khiển
(trạng thái "làm việc", "dừng máy", hay "sự cố"). Ngoài ra các sơ đồ đó phải cho khả
năng theo dõi dễ dàng các tín hiệu; đơn giản hoá và giảm các sai sót trong việc điều
khiển. Để tiện cho việc theo dõi, kiểm tra công tác của các thiết bị máy móc, ở các trạm
điều khiển đặt cách xa công trình nên sử dụng thiết bị truyền hình công nghiệp. Ngày nay
khoa học công nghệ mỗi ngày một phát triển. Trong việc áp dụng tự động hoá vào việc
điều khiển, kiểm tra, bảo vệ các công trình công nghệ đã gặt hái được những thành quả
đáng ca ngợi. Trong các hệ thống điều khiển người ta đã sử dụng các block logic hay các
máy tính điện tử có thiết bị đo lường từ xa các thông tin ở dạng tín hiệu tương tự hoặc
dạng số rất tiện ích, đã có các thiết bị gọi là thiết bị tự động lập trình công nghiệp ra đời
(API) hơn hẳn các bộ điều chỉnh trước đây, có khả năng tính toán và điều khiển; có thể
kết nối với đối tượng điều khiển qua các cảm biến điện tử có độ tin cậy cao với cơ cấu
chấp hành và các thiết bị ngoại vi khác (màn hình, phím lập trình, thẻ điện tử, mạng
thông tin…). Cũng đã có các API có khả năng điều khiển quá trình đồng thời với nhiều
thông số đầu vào biến đổi với các qui luật khác nhau. Các API có khả năng làm việc
trong điều kiện khắc nghiệt về môi trường. Sự xuất hiện của thiết bị tự động lập trình
công nghiệp đã mở ra những triển vọng tốt đẹp trong việc áp dụng tự động hoá vào điều
khiển các công trình xử lý nước thải
3. Thiết kế các chức năng hệ thống tự động hoá xử lý nước thải
Để đạt được mục đích cũng như đáp ứng các yêu cầu nói trên, hệ thống tự động hoá xử lý
nước thải cần có những chức năng cơ bản sau đây:
3.1 Điều chỉnh tự động
Điều chỉnh tự động là sử dụng các thiết bị tự động để tác động lên quá trình công nghệ
cần điều khiển theo một chế độ làm việc đã định sẵn. Mỗi quá trình công nghệ xảy ra
trong đối tượng điều chỉnh được đặc trưng bởi một hay vài đại lượng. Một số đại lượng
được duy trì không đổi, một số đại 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
9
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.
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 môi trường độc hại, đi lại khó khăn và tốn thời gian. Mặt khác nhiều trường hợp, ví
dụ như sự cố hoặc 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 quá 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 từ Trung tâm đặt
cách dây chuyền công nghệ một 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 hoá 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 Ngoài ra, điều khiển từ xa còn cho phép giảm đáng kể số lượng chuyên gia
công nghệ, kỹ thuật cần thiết cho vận hành, bảo trì hệ thống tự động hoá. Một nhóm
chuyên 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 không 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
đoán, sửa lỗi, nạp lại chương trình cho thiết bị điều khiển từ bất kỳ địa 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
10

LAN hoặc Internet) các máy bơm, máy khuấy, máy gạt bùn, ép bùn, thổi khí, van điện từ
và các thông số công nghệ
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 thị được
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 trực tuyến (online trend).
3.4 Cấu hình hệ thống
Chức năng này dùng để đặt và thay đổi các tham số công nghệ cho hệ thống tự động hoá,
chủ yếu là các giá trị chủ đạo (setpoint), ngưỡng cảnh báo sớm, ngưỡng báo động. Các
tham số đặt sẽ được truyền từ PC xuống thiết bị điều khiển sau đó lại được truyền ngược
lại PC để so 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 bị điều khiển không có sự cố.
Chức năng này nâng cao độ an toàn (fail-safe) của hệ thống.
3.5 Bảo vệ tự động
Bảo vệ hệ thống máy móc, đường ống và các đối tượng khác khỏi các sự cố được thực
hiện bởi các thiết bị chuyên dụng để ngắt các bộ phận bị sự cố. Ngoài ra các thiết bị tự
động còn 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 sự cố và liên động cấm chỉ. Liên động sự cố dùng để điều 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, không đúng trình tự có khả năng gây sự cố.
3.6 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
11
động của những người có trách nhiệm thông 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 cố đường truyền, sự cố thiết bị điều khiển, cơ cấu
chấp hành, báo động sự cố cảm biến. Sự khác biệt giữa cảnh báo và báo động ở chỗ: cảnh
báo tự mất đi khi thông số hết 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.
3.7 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 nghệ đã 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 để đạt chế độ 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 toán hiệu quả kinh tế. Một
số chức năng mở rộng trong tương lai
3.8 Điều khiển dự phòng
Sự cố của hệ thống tự động có thể gây ra những tổn thất vô cùng lớn (do chi phí khởi
động lại, do dẫn đến hỏng thiết bị, hỏng sản phẩm, ), thậm chí gây nguy hiểm tới tính
mạng con người. Trong dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia bằng phương pháp sinh
học, vi khuẩn nếu bị chết sẽ đòi hỏi nhiều thời gian và kinh phí để phục hồi, mặt
khác nếu thiết bị điều khiển bị hỏng thì phải điều khiển tay, khó chính xác, do đó điều
khiển dự phòng là cần thiết để nâng cao độ tin cậy của hệ thống điều khiển. Xây dựng hệ
thống có điều khiển dự phòng sẽ làm tăng chi phí đầu tư ban đầu, nhưng với lựa chọn giải
pháp hợp lý cùng với thiết kế ban đầu có khả năng mở rộng sẽ làm cho việc nâng cấp
thành hệ điều khiển dự phòng ít tốn kém mà vẫn có hiệu quả. Chúng tôi lựa chọn điều
khiển dự phòng mềm (Software Redundancy) hay còn gọi là dự phòng ấm (Warm
12
Standby) cho CPU điều khiển vì vừa đáp ứng yêu cầu công nghệ vừa có giá thành rẻ, phù
hợp với điều kiện Việt Nam. Hỗ trợ quyết định hoặc hệ chuyên gia Số lượng thông số
chất lượng nước cần đảm bảo đạt TCVN là vài chục (TCVN 5945:1995 có khoảng 30),

tuy nhiên do trình độ công nghệ, do bản chất thông số, do điều kiện kinh tế nhà máy
không cho phép đo tức thời được tất cả các thông số cần cho hệ thống điều khiển. Chỉ
một vài thông số như pH, T, DO, Turbidity, NO 3 , được đo và điều khiển tự động, các
thông số khác phải dùng máy phân tích, có thông số đòi hỏi thời gian phân tích lâu như
BOD 5 cần tới 5 ngày. Mặt khác chất lượng nước đầu vào nói chung là không ổn định,
phụ thuộc vào thời gian, thời tiết, vào hoạt động của nhà máy do đó cần hiệu chỉnh lại
tham số công nghệ là cần thiết. Để điều chỉnh tham số công nghệ, sau khi phân tích
chất lượng nước, chuyên gia công nghệ sẽ căn cứ vào chỉ số chất lượng nước đầu vào
và đầu ra để điều chỉnh lại các thiết bị cho hợp lý (điều chỉnh bơm định lượng hoá chất,
thời gian phản ứng, thời gian lắng, ). Tuy vậy việc điều chỉnh này mang tính chủ quan
và phụ thuộc nhiều vào trình độ và kinh nghiệm của chuyên gia. Chính vì vậy chức năng
hỗ trợ quyết định sẽ đưa ra các bộ tham số có tính chất gợi ý cho người vận hành khi điều
chỉnh (điều chỉnh xung quanh giá trị gợi ý), đồng thời nếu bộ tham số điều chỉnh đem đến
chất lượng nước đầu ra đạt yêu cầu thì người vận hành có thể lưu lại trong cơ sở dữ liệu
tạo ra kho kinh nghiệm cho các lần điều chỉnh sau. Ở mức cao hơn, hệ chuyên gia sẽ thay
cho một chuyên gia công nghệ để tự động phát sinh ra bộ tham số điều chỉnh và tự học.
Sơ đồ tổng kết các chức năng của hệ thống tự động hoá. Để thực hiện các chức năng trên
Hệ thống TĐH cần có thêm một số thiết bị bổ sung. Dây chuyền công nghệ áp dụng tự
động hoá và danh mục các thiết bị điện - tự động hoá tại hiện trường thể hiện tương ứng
trong
13
B. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA TIỀN GIANG
I. PLC S7-300
1. Giới thiệu về thiết bị điều khiển khả lập trình PLC
Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta lựa chọn nhằm mục đích để điều khiển một
máy sản xuất cần phải hội đủ các yêu cầu sau: giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất
lượng làm việc ổn định linh hoạt … Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC
(Programable Logic Control) ra đời đã giải quyết được vấn đề trên.
Những đặc điểm của PLC:
 Thiết bị chống nhiễu.

 Có thể kết nối thêm các modul để mở rộng ngõ vào/ra.
 Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
 Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển bằng máy lập trình hoặc
máy tính cá nhân.
 Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ.
 Bảo trì dễ dàng.
14
Do các đặc điểm trên, PLC cho phép người điều hành không mất nhiều thời gian nối dây
phức tạp khi cần thay đổi chương trình điều khiển, chỉ cần lập chương trình mới thay cho
chương trình cũ.
1.1 Cấu hình phần cứng PLC S7-300
Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 được thiết kế theo kiểu module. Các
module này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Việc xây dựng PLC theo cấu trúc
module rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dể dàng cho việc mở rộng
hệ thống.
1.2 Module nguồn PS307 của S7-300
Module PS307 có nhiệm vụ chuyển nguồn
xoay chiều 120/230V thành nguồn một chiều
24V để cung cấp cho các module khác của
khối PLC. Ngoài ra module nguồn còn có
nhiệm vụ cung cấp nguồn cho các sensor và
các thiết bị truyền động kết nối với PLC.
15
Hình 2.1: Thiết bị điều khiển logic khả trình SIMATIC 7-300
5. Đèn trạng thái và báo lỗi
6. Thẻ nhớ (từ CPU 313 trở lên).
7. Cổng kết nối MPI.
8. Các chân kết nối trước.
9. Nắp đậy trước
1. Bộ nguồn (PS).

2. Hốc chứa pin (CPU 313 trở lên).
3. Cổng nối nguồn 24V DC.
4. Nút chọn chế độ
Hình 2.2: Module nguồn của S7 300
1.3 Khối xử lý trung tâm -Module CPU
Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian,
bộ đếm, cổng truyền thông (RS485)…và có thể có một vài cổng vào ra số. Các cổng vào
ra số có trên CPU được gọi là cổng vào ra onboard. Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại
module CPU khác nhau, được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như module CPU 312,
module CPU 314, module CPU 315…
1.3.1 Module mở rộng: có 5 loại chính
PS (Power Supply): Module nguồn nuôi. Có 3 loại: 2A, 5A, 10A.
SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:
DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số.
DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số.
DI/DO: Module mở rộng các cổng vào/ra số.
AI (Analog Input): Module mở rộng các cổng vào tương tự.
AO (Analog Output): Module mở rộng các cổng ra tương tự.
AI/AO: Module mở rộng các cổng vào/ra tương tự.
IM (Interface module): Module ghép nối. Đây là loại module chuyên dụng có
nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được
quản lý chung bởi một module CPU.
CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các
PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính.
1.3.2 Cấu tạo bên ngoài của CPU SIMATIC S7-300
16
SIEMENS
CPU 313
SF
BATF

DC5V
FRCE
RUN
STOP
RUN-P
STOP
MRES
RUN
M
L+
M
Các đèn LED hiển
thị các trạng thái và
lổi
Nút chọn Mode
hoạt động
Ngăn chứa pin
dự phòng
Điện cực dùng
cho nguồn cấp và
điện trở nối đất
Khe cắm
memory card
MPI
(Multipoint Interface)