Tìm hiểu về quy trình xử lý nước thải sinh hoạt

Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU
Hình 1.1: Vòng tuần hoàn của nước trong tự nhiên
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của nước trong tự nhiên
Hình 1.2: Thiết bị tách dầu mỡ
Hình 1.3: Sơ đồ thiết bị làm sạch nước thải bằng phương pháp đông tụ
Bảng 1.2: Bảng hóa chất thường dùng để điều chỉnh độ PH
Hình 2.1: Cấu trúc của PLC S7 - 300
Hình 2.2: Tổ chức bộ nhớ trong CPU
Hình 2.3: Vòng quét chương trình
Hình 2.4: Lập trình tuyến tính
Hình 2.5: Lập trình cấu trúc
Hình 3.1: Màn hình giao diện chính của WINCC
Hình 3.2: Kết nối với PLC
Hình 3.3: Màn hình hiển thị chức năng Tag Logging
Hình 3.4:Tạo một Archive
Hình 3.5: Kết thúc việc tạo Archive
Hình 3.6: Tạo mới Table Windows
Hình 3.7: Màn hình giao diên Alarm Logging
Hình 3.8(a, b, c): Các bước thiết lập Alamrm Logging
Hình 4.1: Cấu tạo của phao cơ khí
Hình 4.2: Cấu tạo của đầu đo điện cực PH và đồng hồ
Hình 4.3: Sơ đồ khối xử lý nước thải sinh hoạt
Bảng 4.1: Bảng phân vùng địa chỉ đầu vào của PLC S7-300
Bảng 4.2: Bảng phân vùng địa chỉ đầu ra của PLC S7-300
Hình 4.4: Sơ đồ đấu nối cho modul đầu vào DI64xDC24V

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

Khoa: Điện Tử
Trang 1


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

Hình 4.5: Sơ đồ đấu nối cho modul đầu ra DO 32xAC120-230VAC/1A
Hình 4.6: Sơ đầu đấu nối mạch động lực
Hình 4.7: Sơ đầu đấu nối mạch động lực của động cơ bể gom, bể điều hòa
Hình 4.8: Sơ đầu đấu nối mạch động lực của các bơm định lượng
Hình 4.9: Sơ đầu đấu nối mạch động lực của động cơ máy thổi khí và bơm
bùn
Hình 5.0: Sơ đầu đấu nối mạch động lực của động cơ máy ép bùn và song
chắn rác
Hình 5.1: Thiết lập các Tag trong Win CC
Hình 5.2: Màn hình giao diện giám sát

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

2

Khoa: Điện Tử
Trang

Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

LỜI MỞ ĐẦU
Con người là một trong các sinh vật sống trong tự nhiên và là một phần của
hệ sinh thái môi trường. Các hoạt động của con người ngày càng tác động đến môi
trường sống càng rõ rệt. Nước thải từ các hoạt động sản xuất, sinh hoạt là một nguy
cơ làm ô nhiễm và hủy hoại môi trường sống của chúng ta. Việc hạn chế và ngăn
chặn ô nhiễm do nước thải là một vấn đề cấp thiết và quan trọng của con người
chúng ta hiện nay.
Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu về môi trường và quy trình
làm sạch nước thải. Em đã hoàn thành đồ án này với nhiệm vụ
“Tìm hiểu về quy trình xử lý nước thải sinh hoạt”.
Hà Nội, ngày 30 tháng 05 năm 2012
Sinh viên

Vũ Mạnh Hưng

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

3

Khoa: Điện Tử
Trang


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy cô giáo khoa Điện
Tử đã đào tạo và truyền đạt cho em những kiến thức cơ bản để chúng em có thể
thực hiện tốt quá trình học tập. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu
sắc đến cô Bùi Thị Thu Hà. Trong quá trình làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ
tận tình về kiến thức và kinh nghiệm thực tế của cô. Do thời gian, kiến thức và kinh
nghiệm thực tế của em còn hạn chế nên chắc chắn báo cáo đồ án của em sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót, sai lầm. Em mong các thầy cô giáo góp ý cho em để em
có thể hiểu sâu và hoàn thành báo cáo đồ án một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô!

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

4

Khoa: Điện Tử
Trang


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SINH HOẠT

1. 1 Tổng quan về nước
1.1.1 Nước trong tự nhiên
Nước trong tự nhiên bao gồm các đại dương, biển, vịnh, song, suối, ao, nước
ngầm, băng tuyết, hơi ẩm trong đất và trong không khí. Gần 94% nước trên trái đất
là nước mặn, nếu tính cả nước nhiễm mặn thì tỷ lệ này lên tới 97,5% nước ngọt
chiếm tỷ lệ rất nhỏ.
Nước đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa khí hậu và cho sự sống
trên trái đất. Nước là môi trường lí tưởng để hòa tan, phân bố các chất vô cơ, hữu
cơ, làm nguồn dinh dưỡng cho giới thủy sinh cũng như động thực vật trên cạn, cho
thế giới vi sinh vật và cả con người. Nước giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất
dinh dưỡng, tham gia vào các phản ứng hóa sinh và cấu tạo tế bào mới. Có thể nói
rằng ở đâu có nước là ở đó có sự sống và ngược lại. Nhu cầu về nước của người
dân ở đô thị khoảng 100150 lít/ngày để cung cấp cho ăn, uống, tắm, giặt, làm công
tác vệ sinh. Ngoài nhu cầu sinh hoạt nước còn cung cấp cho tưới tiêu thủy lợi, các
ngành công nghiệp chế biến nông sản, chế biến các sản phẩm khác như luyện kim
dệt sợi, giấy… Nói chung nhu cầu nước ngày càng lớn.
Nước dung cho sinh hoạt, trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp dịch vụ.
Sau khi được sử dụng đều trở thành nước thải bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau
và lại được đưa trở lại các nguồn nước và nếu không xử lý (làm sạch) thì sẽ ô
nhiễm môi trường. Hơn nữa hàng năm nạn phá rừng trên toàn cầu rất lớn làm cho
lớp thực vật che phủ đất bị suy giảm, lượng nước ngọt càng dễ bị bay hơi và nước
nguồn bị hạ xuống. Như vậy nước ngọt từ các ao, hồ, song, suối và một phần nước
ngầm bị kiệt dần và chất lượng nước cũng bị suy giảm.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

5

Khoa: Điện Tử

Trang


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

Hình 1.1: Vòng tuần hoàn của nước trong tự nhiên.
Nước trong tự nhiên được tuần hoàn theo mooth chu trình. Theo chu trình
tuần hoàn, nước ngọt được chu chuyển qua quá trình bốc hơi và mưa (thường là
ngắn theo năm). Với chu trình này lượng nước được bảo toàn nhưng nước được
biến rạng từ lỏng sang hơi và rắn (băng tuyết), hoặc từ nơi này sang nơi khác ở các
thủy vực, biển và đại dương, nước mặt (song, suối, ao, hồ) và nước ngầm.
1.1.1.1 Nước mặt
Đây là khái niệm chung chỉ các nguồn nước trên mặt đất, bao gồm ở dạng
động (chảy) như song, suối, kênh, rạch và dòng tĩnh hoặc chảy chậm như ao, hồ,
đầm, phá… Nước mặt có nguồn gốc chính là nước chảy tràn do mưa hoặc cũng có
thể từ nước ngầm chảy ra do áp suất cao hay dư thừa số lượng trong các tầng nước
ngầm.
Nước chảy vào các sông luôn ở trạng thái động phụ thuộc vào lưu lượng và
mùa. Chất lượng nước phụ thuộc nhiều vào các lưu vực. Nước qua vùng đá vôi đá
phấn thì nước trong và cứng. Nước chảy qua vùng có tính chất kém thì nước đục và
mềm. Các hạt hữu cơ và vô cơ bị cuốn theo khó sa lắng. Nước chảy qua rừng rậm

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

6

Khoa: Điện Tử

Trang


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

nước trong và chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan. Nạn phá rừng tràn lan làm nước
cuốn trôi hầu hết các thành ohaanf trong đất.
Nước cứng thường giàu các ion Canxi và Magiê, pH cao (thường lớn hơn 7).
Nước có pH nhỏ hơn 7 là nước mềm. Khi chảy qua các lưu vực ở đồng bằng, nước
có nhiều phù sa, chứa nhiều tạp chất hữu cơ (humic), một số tạp chất chứa ion kim
loại, đặc biệt là nhôm và sắt. Nước ở vùng này có độ mặn cao, điển hình nhất là
nước ở lưu vực song Hồng vào mùa mưa.
Nước ở ao, hồ, đầm, phá về mùa mưa được bổ dung và chảy tràn, về nguyên
tắc có thể coi là dòng chảy chậm, thời gian lưu lớn. Nước này có độ đục thấp, hàm
lượng các chất hữu cơ thấp thường được sử dụng làm nước sinh hoạt. Trong trường
hơp nước ở các thủy vực này lưu quá lâu có thể sảy ra các hiện tượng phát triển của
rong tảo làm giảm chất lượng nguồn nước. Ở đây chưa kể tới các loài rong tảo có
độc tính gây bệnh cho người và động vật.
1.1.1.2 Nước ngầm
Nước ngầm tồn tại ở các tầng hoặc các túi trong đất. Chất lượng nước ngầm
phụ thuộc vào một loạt yếu tố: chất lượng nước mưa, thời gian tồn tại, bản chất lớp
đất đá thấm qua hoặc chứa tầng nước thông thường nước chứa ít tạp chất hữu cơ và
sinh vật, giàu các ion vô cơ. Nước ngầm ở các vùng khác nhau như ở vùng đá,
vùng ven đô thị, công nghiệp tưới tiêu thủy lợi, đặc biệt là các cvungf trồng cây
công nghiệp tập trung như cây cà phê ở Tây Nguyên.
1.1.1.3 Nước biển
Nước biển tương đối đồng đều về thành phần, đặc biệt là giàu muối Nacl, vì
vậy nước biển gọi là nước mặn. Khoảng ¾ bề mặt trái đất được bao phủ bởi nước

biển. Có thể phân theo tỷ lệ muối hòa tan từ mức độ lớn tới nhỏ là nước mặn ở các
vùng biển và đại dương, nước lợ ở các vùng cửa song ven biển, nước ngọt ở các
song ngòi, ao hồ. Thành phần chủ yếu của nước biển là các ion Cl, SO42, CO32.
SiO32, Na+, Ca2+, Mg2+ … Nước biển thích hợp với các loài thủy sản nước mặn,
là môi trường sống quan trọng của nhiều giới sinh vật. Biển đóng vai trò quan trong
trong chu trình tuần hoàn nước hoàn cầu.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

7

Khoa: Điện Tử
Trang


Trường ĐHCN Hà Nội
Thành phần

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học
Nước biển
Nồng độ mg/l Thứ tự

Nước sông, hồ, đầm
Nồng độ mg/l Thứ tự

Các ion chính:
Clo (Cl)

19340

1

Natri (Na+)

10770

2

8

4

Sunfat (SO4)

2712

3

6

5

Magiê (Mg2+)

1290

4

11

3

Canxi (Ca2+)

412

5

4

6

Kali (K+)

399

6

15

2

Bicacbonat (HCO3)

146

7

2

7

Bromua (Br)

65

8

58

1

Stronti (Sr)
9
9
Các nguyên tố vi lượng Microgam/lit
Microgam/lit
Bảng 1.1: Thành phần hóa học nước trong tự nhiên.
1.1.1 Vai trò của nước trong tự nhiên
Nước đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều hoà khí hậu và cho sự sống
trên trái đất. Nước là dung môi lí tưởng để hoà tan, phân bố các chất vô cơ, hữu cơ,
làm nguồn dinh dưỡng cho giới thuỷ sinh cũng như động thực vật trên cạn, cho thế
giới vi sinh vật và cả con người. Nước giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất
dinh dưỡng, tham gia vào các phản ứng hoá sinh và cấu tạo tế bào mới.Có thể nói
rằng ở đâu có nước là ở đó có sự sống và ngược lại.Nhu cầu về nước của người dân
ở đô thị khoảng 100-150 lít/ngày để cung cấp cho ăn, uống, tắm, giặc, làm công tác
vệ sinh. Ngoài nhu cầu sinh hoạt, nước còn cung cấp cho tưới tiêu thuỷ lợi, các
ngành công nghiệp chế biến nông sản, chế biến các sản phẩm khác như luyện kim
dệt sợi, giấy… Nói chung nhu cầu nước ngày càng lớn.

Nước dùng cho sinh hoạt sau khi được sử dụng đều trở thành nước thải bị ô
nhiễm với các mức độ khác nhau và lại được đưa trở lại các nguồn nước và nếu
không xử lý (làm sạch) thì sẽ làm ô nhiễm môi trường. Hơn nữa hàng năm nạn phá
rừng trên toàn cầu rất lớn làm cho lớp thực vật che phủ đất bị suy giảm, lượng nước
ngọt càng dễ bay hơi và nước nguồn bị hạ xuống. Như vậy nước ngọt từ các ao, hồ,

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

8

Khoa: Điện Tử
Trang


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

sông, suối và một phần nước ngầm bị kiệt dần và chất lượng nước cũng bị suy
giảm.
1.1.2 Hiện tượng nguồn nước bị ô nhiễm
Nước bị ô nhiễm hay nước nhiễm bẩn có thể quan sát bằng cảm quan qua
các hiện tượng khác thường như sau: thay đổi màu sắc (nước”nở hoa”), có mùi lạ,
đục…
Màu sắc: Nước tự nhiên sạch không màu. Nhìn sau vào bề sau nước sạch ta
có cảm giác màu xanh nhẹ do sự hấp thụ chọn lọc các bước sóng nhất định của ánh
sáng. Nước có rong tảo phát triển có màu xanh đậm hơn. Nước có màu vàng do
nhiễm sắc, màu vàng bẩm sinh do nhiễm axit humic có trong mùn. Nước thải làm
cho nước có nâu đen hoặc đen. Mỗi loại nước thải đều có những màu sắc khá đặc

trưng, nhưng số các trường hợp nước nhiễm bẩn đều có màu nâu hoặc đen.
Mùi vị: Nước sạch không có mùi vị, khi nhiễm bẩn có mùi lạ. Thí dụ: mùi
thối, vị tanh, chát …Trong nước bẩn chứa nhiều tạp chất hoá học và làm cho nước
có mùi vị lạ đặc trưng. Quá trình phân giải các chất hữu cơ có trong nước cứng làm
cho nước có mùi vị khác thường.
Độ trong: Nước tự nhiên sạch không có tạp chất thường rất trong. Khi bị
nhiễm bẩn, các loại nước thải thường bị đục: độ trong giảm và độ đục tăng. Độ đục
do các chất lơ lửng gây ra. Các chất lơ lửng có kích thước rát khác nhau ở dạng keo
hoặc phân tán thô.
Nước đục do:
Lẫn bụi và các hoá chất công nghiệp.
Các chất hoà tan vào nước, rồi sau đó kết tủa thành các hạt rắn.
Đất hoà vào nước ở dạng hạt phân tán.
Các dạng hạt vật chất lơ lửng thường hấp thụ các ion kim loại độc hại và các
vi sinh vật (trong đó có loài gây bệnh). Nếu lọc nước không kĩ sẽ ảnh hưởng xấu
đến người và động vật sử dụng.
Độ đục càng lớn thì khả năng của ánh sáng qua nước bị giảm dẫn đến quá
trình quang hợp trong nước bị yếu, nồng độ ôxi hoà tan trong nước nhỏ và môi
trường trong nước trở nên kị khí ảnh hưởng đến đời sống của nhiều động, thực vật
thuỷ sinh, trong đó có vi sinh vật.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

9

Khoa: Điện Tử
Trang

Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

Một số hiện tượng khác thường:”Nước nở hoa”: Nước vẫn bình thường
nhưng quan sát thấy nước như có cánh hổ ăn trong nước, là do nước giàu chất dinh
dưỡng, đặc biệt là hàm lượng photpho cao làm cho tảo “bùng nổ” sinh trưởng và
phát triển. Nhiều trường hợp khác nước vẫn bình thường nhnưng thấy cá tôm đờ
đẫn, thở ngáp trên mặt nước, thậm chí chết hàng loạt, có khi cả các loại bèo, đặc
biệt là bèo tấm, bị chết một số hoặc toàn bộ…Những trường hợp này có thể là do
nước bị nhiễm độc các khí hoà tan, các ion kim loại nặng, các hợp chất phenol, các
chất bảo vệ thực vật, phân hoá học, hoặc cũng có thể là do hàm lượng quá cao các
chất hữu cơ (kể cả chất dễ bị phân huỷ có giá trị dinh dưỡng), oxi hoà tan nhỏ hoặc
không có trong môi trường nước.
Các chất gây ô nhiễm môi trường nước bao gồm: các chất hữu cơ bền vững
khó bị phân huỷ, các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ, chủ yếu là do tác nhân sinh học;
các kim loại nặng; các ion vô cơ; dầu mỡ và các chất hoạt động bề mặt; các chất có
mùi hoặc màu; các chất rắn; các chất phóng xạ; các vi sinh vật.
1.1.3 Ô nhiễm do nước thải
Nước thải sinh hoạt ô nhiễm chủ yếu bởi các thông số BOD5, COD, SS,
Tổng N, Tổng P, dầu mỡ – chất béo.
Hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào
điều kiện sống, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng và hệ thống tiếp nhận nước
thải. Để đánh giá chính xác, cần khảo sát đặc điểm nước thải từng vùng dân cư như
ở đô thị, nông thôn, miền núi, đồng bằng, khu du lịch…Để có thể dễ tính toán
người ta tính số lượng nước dùng cho một người trong một ngày là 100-150 lít và
kể cả trại chăn nuôi là 250 lít/người/ngày.

1.2 Tổng quan về nước thải sinh hoạt
1.2.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của
cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

10

Khoa: Điện Tử
Trang 10


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

trí, cơ quan công sở,…Thông thường nước thải của hộ sinh hoạt gia đình được chia
ra làm 2 loại chính: nước đen và nước xám. Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh,
chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và
cặn lơ lửng. Nước xám là nước phát sinh từ các quá trình rửa, tắm, giặt với thành
phần các chất ô nhiễm không đáng kể.
Lượng nước thải của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn
cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho
một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay
các trạm cấp nước hiện có.
Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn các vùng ngoại
thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên một đầu người cũng
có sự khác biệt giữa nông thôn và thành thị.
Nước thải ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn
ra các sông, rạch còn các vùng ngoại thành, nông thôn do không có hệ thống thoát

nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng
biện pháp tự thấm.
1.2.2 Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt
Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt
là BOD5, COD, N và Phốt Pho. Trong nước thải sinh hoạt hàm lượng N và P rất
lớn, nếu không được loại bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú
dưỡng-một hiện tượng thường xảy ra ở nguồn nước có hàm lượng N và P cao,
trong đó các loài thực vật thuỷ sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa làm cho
nguồn nước trở nên ô nhiễm.
Một yếu tố ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt, đặc biệt là trong
phân đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân. Vi
sinh vật gây bệnh từ nước thải có khả năng lây lan qua nhiều nguồn khác nhau, qua
tiếp xúc trực tiếp, qua môi trường (đất, nước, không khí, cây trồng, vật nuôi, côn
trùng…), thâm nhập vào cơ thể con người qua đường thức ăn, nước uống, hô hấp…
và sau đó có thể gây bệnh. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm
chính là virut, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

11

Khoa: Điện Tử
Trang 11


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

Với thành phần ô nhiễm là các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từ
các loại chất không tan đến chất ít tan và cả những hợp chất tan trong nước, việc xử
lý nước thải sinh hoạt là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước
vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng. Việc lựa chọn phương pháp xử lý
thích hợp thường được căn cứ trên đặc điểm của các loại tạp chất có trong nước
thải.
1.2.3 Tác hại đến môi trường
Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại
trong nước thải gây ra.
COD, BOD: Sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và
gây thiếu hụt ôxy của nguồn nước tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái
môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí có thể hình thành.
Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4,…
Làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường.
SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiệm yếm khí
Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời
sống của thuỷ sinh vật nước.
Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu
chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da…
Amonia, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ
trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng (sự phát triển bùng phát của các
loại tảo, làm cho nồng độ ôxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt
vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô
hấp của tảo thải ra).
Màu: mất mỹ quan, làm giảm cường độ ánh sáng.
Dầu mỡ: gây mùi ngăn cản khuyếch tán oxy trên bề mặt.

1.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
Thường ta có các phương pháp xử lý nước thải sau:
Xử lý bằng phương pháp cơ học.

Xử lý bằng phương pháp hoá lý và hoá học.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

12

Khoa: Điện Tử
Trang 12


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

Xử lý bằng phương pháp sinh học.
Xử lý bằng phương pháp tổng hợp.
1.3.1 Xử lý bằng phương pháp cơ học
Trong nước thải thường có các loại tạp chất rắn cỡ khác nhau bị cuốn theo
như rơm cỏ, gỗ mẫu, bao bì, chất dẻo, giấy, dầu mỡ gỗ, cát sỏi, các vụn gạch
ngói…Ngoài ra còn có các loại hạt (lơ lửng ở dạng huyềnh phù) rất khó lắng. Tuỳ
theo kích cỡ, các hạt huyền phù được chia thành hạt chất rắn lơ lửng có thể lắng
được, hạt chất rắn keo được khử bằng đông tụ.
Các loại tạp chất trên dùng các phương pháp xử lý cơ học là thích hợp (trừ
các hạt dạng rắn keo).
Trong phương pháp này ta dùng song chắn rác để giữ lại các vật thô, kích
thước lớn. Sau khi chắn rác ta dùng lưới lọc để loại bỏ các tạp chất nhỏ hơn, mịn
hơn.
Ngoài ra dựa vào nguyên lý trọng lượng để chế tạo các “bẫy” lắng cát, sỏi
hay để tách dầu mỏ. Đối với bể lắng cát, sỏi thì cát, sỏi nặng sẽ lắng xuống và kéo

theo một phần chất đông tụ. Còn bể lọc dầu mỡ, do dầu mỡ nhẹ hơn nước nên nổi
lên trên nước.
Đối với những tạp chất phân tán nhỏ mà bể lắng không lắng được thì người
ta dùng phương pháp lọc. Trong các loại phin lọc thường có loại phin lọc dùng vật
liệu dạng tấm và loại hạt. Ngoài tác dụng tách các phần tử tạp chất phân tán trong
nước, các màng sinh học trên các vật liệu lọc cũng biến đổi các chất hoà tan trong
nước thải nhờ quần thể vi sinh vật có trong màng sinh học.
2
Dòng nước

3

4

thải vào

5

Dòng nước
sạch ra

1

7

6

Hình1.2: Thiết bị tách dầu, mỡ

GVHD: Bùi Thị Thu Hà

SVTH: Vũ Mạnh Hưng

13

Khoa: Điện Tử
Trang 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

1. Thân thiết bị

2.Bộ phận hút cặn bằng thuỷ lực

4. Ống gom dầu, mỡ

5. Vách ngăn dầu, mỡ

3.Lớp dầu, mỡ

6. Răng cào trên băng tải 7. Hồ

chứa cặn
1.3.2 Xử lý bằng phương pháp hoá học
Các phương pháp hóa học dùng trong HTXLNT sinh hoạt gồm có: trung
hoà, oxy hoá khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân huỷ các hợp chất độc hại. Cơ sở
của phương pháp này là các phản ứng hoá học diễn ra giữa các chất ô nhiễm và hoá
chất thêm vào, các quá trình hoá lí diễn ra giữa các chất bẩn với hoá chất thêm vào,

do đó ưu điểm của phương pháp này là có hiệu quả xử lý cao, thường được sử dụng
trong các hệ thống xử lý nước khép kín. Tuy nhiên phương pháp hoá học có nhược
điểm là chi phí vận hành cao, không thích hợp cho các HTXLNT sinh hoạt với quy
mô lớn.
1.3.3 Xử lý bằng phương pháp hóa lý
Bản chất của phương pháp hoá lý là trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt
là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào
đó để gây ra tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất
khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi
trường. Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo
tụ, tuyển nổi, đông tụ, hấp thụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược, và siêu lọc…Giai đoạn
xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp
cơ học cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh.
Những phản ứng xảy ra là phản ứng trung hoà, phản ứng oxi hoá khử, phản
ứng tạo chất kết tủa hoặc phản ứng phân huỷ các chất độc hại.
Trung hoà: Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau. Muốn nước
thải được xử lý tốt bằng phương pháp hoá học phải tiến hành trung hoà và điều
chỉnh pH về vùng 6.6÷7.6. Trung hoà bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc
muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hoà nươc thải.
Keo tụ: Trong qua trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền
phù có kích thước thước lớn hơn 10-2 mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không
thể lắng được ta có thể làm tăng kích cỡ các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt
phân tán liên kết vào các tập hợp hạt để có thể lắng được. Muốn vậy trước hết cần

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

14

Khoa: Điện Tử

Trang 14


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

trung hoà điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau. Quá trình trung
hoà điện tích các hạt gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành từ các bông
lớn từ các hạt nhỏ- quá trình keo tụ.
Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối sắt hoặc muối
nhôm hoặc hỗn hợp của chúng. Các muối nhôm gồm có: Al(SO 4)3.18H2O, NaAlO2,
Al(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O. Trong số này phổ biến nhất là
Al2(SO4)3 vì chất này hoà tan tốt trong nước, giá rẻ và hiệu quả đông tụ cao ở
pH=5-7.5.
Các muối sắt dùng làm chất keo tụ là Fe2(SO4)3.2H2O, Fe(SO4)3.3H2O,
FeSO4.7H2O và FeCl3.
Sau đây giới thiệu sơ đồ thiết bị bằng phương pháp đông tụ
Nước

Chất đông tụ

2
3

4
5

1

Nước thải

Nước đã
làm sạch

Cặn lắng

Hình 1.3: Sơ đồ thiết bị làm sạch nước thải bằng phương pháp đông tụ
1. Bể chứa chuẩn bị dung dịch
3. Bể khuấy trộn

2. Thiết bị định lượng

4. Bể tạo bông

5. Bể lắng trong

Hấp thụ: Phương pháp hấp thụ được dùng để loại hết các chất bẩn hoà tan
vào nước mà phương pháp xử lý sinh học và các phương pháp khác không loại bỏ
được. Với hàm lượng rất nhỏ, thông thường đây là các hợp chất hoà tan có độc tính
cao hoặc có mùi, vị và màu rất khó chịu.
Các chất hấp thụ thường là than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen, keo
nhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất như sỉ tro, sỉ mạt sắt.
Tuyển nổi: Các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém,
nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước. Sau đó người
ta tách các bọt khí cùng các phần tử khí ra khỏi nước.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

15

Khoa: Điện Tử
Trang 15


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

Phương pháp tuyển nổi được dùng rộng rãi trong luyện kim, thu hồi khoáng
sản quý và cũng được dung trong xử lý nước thải.
Trao đổi ion: Thực chất của phương pháp trao đổi ion là một quá trình trong
đó các ion trên bề mặt chất rắn trao đổi với các ion có cùng điện tích trong dung
dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các ionit, chúng hoàn toàn không
tan trong nước.
Phương pháp này làm sạch nước nói chung và phổ biến nhất là dùng để làm
mềm nước, loại ion Ca2+ và Mg2+ Ra khỏi nước cứng.
Khử khuẩn: Dùng các hoá chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật
nguyên sinh, giun, sán để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ vào
nguồn hoặc tái sử dụng. Khử khuẩn hay sát khuẩn có thể dùng hoá chất hoặc tác
nhân vật lí như Ozon, tia tử ngoại…
Hoá chất sử dụng để khử khuẩn phải đảm bảo tính độc đối với vi sinh vật
trong một thời gian nhất định, sau đó phải được phân huỷ hoặc bay hơi, không còn
dư lượng gây độc cho người sử dụng hoặc vào các mục đích sử dụng khác.

Lượng chất cần thiết(mg/l)
Tên hoá chất

Công thức hoá

để trung hoà 1 mg/l axit hoặc

Canxi cacbonat
Canxi oxit
Canxi hidroxit
Magiê oxit
Magiê hidroxit
Vôi sống
Vôi tôi dolomit

học
CaCO3
CaO
Ca(OH)2
MgO
Mg(OH)2
[CaO0.6 MgO0.4]
[(Ca(OH)2)0.6(Mg

kiềm tính theo CaCO3 (mg/l)
1
0.56
0.74
0.403
0.583
0.497
0.677

Xút

Soda

(OH)2)0.4]
NaOH
Na2CO3

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

0.799
1.059

16

Khoa: Điện Tử
Trang 16


Trường ĐHCN Hà Nội
Axit sulfuric
Axit clohidric
Axit nitric

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học
H2SO4s
HCl
NaNO3

0.98
0.72

0.63

Bảng 1.2: Bảng hoá chất thường dùng để điều chỉnh pH nước thải
1.3.4 Xử lý bằng phương pháp sinh học
Bản chất của phương pháp sinh học trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt
là sử dụng khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật có ích để phân huỷ các
chất hữu cơ và các thành phần ô nhiễm trong nước thải. Quá trình hoạt động của
chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hoá và trở thành
những chất vô cơ trong nước và hàng loạt các yếu tố ảnh hưởng khác.
Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số
khoáng chất làm nguồn dinc h dưỡng và tạo ra năng lượng. Quá trính dinh dưỡng
làm cho chúng sinh sản làm tăng số lượng tế bào (tăng sinh khối), đồng thời làm
sạch (có thể là gần hoàn toàn) các chất hữu cơ hoà tan hoặc các hạt keo phân tán
nhỏ. Do vậy, trong xử lý sinh học, người ta phải loại bỏ các chất thô ra khỏi nước
thải trong giai đoạn xử lý sơ bộ. Đối với các các tạp chất vô cơ có trong nước thải
thì phương pháp xử lý sinh học có thể khử các muối sulfat muối a moni, nitrat…các
chất chưa bị oxi hoá hoàn toàn. Sản phẩm của quá trình phân huỷ này là khí CO2,
nước, khí N2, ion sulfat.
Các quá trình sinh học chủ yếu trong xử lý nước thải:
Các quá trình sinh học dung trong xử lý nước thải đều xuất xứ trong tự
nhiên. Nhờ thực hiện các biện pháp tăng cường hoạt động của vi sinh vật trong
công trình nhân tạo quá trình làm sạch chất bẩn diễn ra nhanh hơn.
Trong thực tế hiện nay người ta vẫn tiến hành xử lý nước thải bằng phương
pháp sinh học ở điều kiện tự nhiên và điều kiện nhân tạo tuỳ thuộc khả năng kinh
phí, yêu cầu công nghệ, địa lý cùng hàng loạt các yếu tố khác.
Nói chung các quá trình sinh học trong xử lý nước thải gồm năm quá trình
chủ yếu sau: quá tình hiếu khí, quá tình trung gian-anoxic, quá trình kỵ khí, quá
trình kết hợp hiếu khí-trung gian anoxic-kỵ khí và quá trình ở ao hồ.
Từ những quá trình chủ yếu này lại thêm các quá trình phụ như sinh trưởng
lơ lửng, quá trình dính bám.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

17

Khoa: Điện Tử
Trang 17


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

Đối với việc xử lý nước thải sinh hoạt có yêu cầu đầu ra không quá khắt khe
đối với chỉ tiêu N và P, quá trình xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính là quá trình xử
lý sinh học thường được ứng dụng nhất.
1.3.5 Xử lý nước thải bằng phương pháp tổng hợp
Tuỳ theo từng loại nước thải với các thành phần khác nhau ta có thể sử dụng
3 phương pháp trên một cách riêng biệt. Nhưng trong thực tế thì nước thải sau khi
được sử dụng, nhất là nước thải công nghiệp sẽ qua nhiều giai đoạn làm nguồn
nước bị ô nhiễm với nhiều thành phần rất phức tạp. Việc xử lý các nguồn chất thải
này cần có một phương pháp tổng hợp để xử lý hầu hết các thành phần cặn, chất
độc trong nước.

1.4. Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng của nước
Đánh giá chất lượng nước cũng như mức độ ô nhiễm cần dựa vào một số
thông số cơ bản so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần hoá học và sinh
học đối với từng loại nước sử dụng cho các mục đích khác nhau. Những thông số
đó bao gồm là:

1.4.1 Độ pH
Là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nước cấp và nước thải. Chỉ số
này cho thấy cần thiết phải trung hoà hay không và tính lượng hoá chất cần thiết
trong quá trình xử lý đông keo tụ, khử khuẩn.
Sự thay đổi trị số pH làm thay đổi quá trình hoà tan hoặc keo tụ, làm tăng,
giảm vận tốc của các phản ứng hoá sinh xảy ra trong nước.
1.4.2 Hàm lượng các chất rắn
Các chất rắn trong nước là:
Các chất vô cơ dạng muối hoà tan hoặc không tan như đất đá ở dạng huyền
phù lơ lửng.
Các chất hữu cơ như xác vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, động vật
phù du
Các chất hữu cơ tổng hợp như phân bón, các chất thải công nghiệp.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

18

Khoa: Điện Tử
Trang 18


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

Các chất rắn trong nước làm trở ngại cho việc sử dụng và lưu thông nước,
làm giảm chất lượng nước sinh hoạt và sản xuất, gây trở ngại cho việc nuôi trồng
thuỷ sản.

1.4.3 Độ cứng
Nước tự nhiên được phân thành nước cứng và nước mềm.
Độ cứng của nước thường không được coi là ô nhiễm vì không gây hại cho
sức khoẻ con người. Nhưng độ cứng lại gây ảnh hưởng lớn đến công nghệ, như cấu
tạo lò hơi, các thiết bị có gia nhiệt nước.
1.4.4 Màu
Nước có thể có màu, đặc biệt là nước thải có màu đen hoặc đỏ nâu.
Các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành.
Nước có sắt và mangan ở dạng keo hoặc hoà tan.
Nước có chất thải công nghiệp.
Màu của nước được phân thành hai dạng: màu thực do các chất hoà tan
hoặc dạng hạt keo, màu biểu kiến là màu của các chất lơ lửng trong nước tạo nên.
Trong thực tế người ta xác định màu thực của nước, nghĩa là sau khi lọc bỏ các chất
không tan.
1.4.5 Độ đục
Độ đục của nước là do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân huỷ hoặc do
giới thuỷ sinh gây ra. Độ đục làm giảm khả năng quang hợp của các sinh vật tự
dưỡng trong nước gây giảm thẩm mỹ và giảm chất lượng của nước khi sử dụng.Vi
sinh vật có thể bị hấp thụ bởi cá hạt rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn.
1.4.6 Oxi hoà tan
Oxi hoà tan trong nước rất cần cho sinh vật hữu khí. Bình thường oxi hoà
tan trong nước khoảng 8-10 mg/l, chiếm 70-80% khi oxi bão hoà. Nồng độ oxi hoà
tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ,
vào hoạt động của thế giới thuỷ sinh,các hoạt động hoá sinh, hoá học và vật lý của
nước. Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi được dùng nhiều cho quá trình
hoá sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxi trầm trọng.
Ngoài ra còn có những thông số nhu cầu về oxi sinh hoá, nhu cầu về oxi hoá
học, chỉ số N, P, và các chỉ số khác như vệ sinh.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà

SVTH: Vũ Mạnh Hưng

19

Khoa: Điện Tử
Trang 19


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CHUNG VỀ PLC S7-300
2.1 Khái niệm PLC
Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như: Siemens, Allen-Bradley,
General Motors, Omron, Mitsubishi, Festo, LG, GE Fanuc, Modicon…
PLC của Siemens gồm có các họ: Simatic S5, Simatic S7, Simatic S500/505.
Mỗi họ PLC có nhiều phiên bản khác nhau, chẳng hạn như: Simatic S7 có S7-200,
S7-300, S7-400… Trong đó mỗi loại S7 có nhiều loại CPU khác nhau như S7-300
có CPU 312, CPU 314, CPU 316, CPU 315-2DP, CPU 614…

2.2 Vai trò của PLC trong công nghiệp
Trong hệ thống điều khiển tự động hoá PLC được xem như một trái
tim, với chương trình ứng dụng được lưu trong bộ nhớ của PLC. Nó điều
khiển trạng thái của hệ thống thông qua tín hiệu phản hồi ở đầu vào, dựa trên
nền tảng của chương trình logic để quyết định quá trình hoạt động và xuất tín

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

20

Khoa: Điện Tử
Trang 20


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

hiệu đến các thiết bị đầu ra.PLC có thể hoạt động độc lập hoặc có thể kết nối
với nhau và với máy tính chủ thông qua mạng truyền thông để điều khiển một
quá trình phức tạp.
2.3 Ưu thế của PLC trong tự động hóa công nghiệp
Thời gian lắp đặt ngắn.
Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển mà không gây tổn thất.
Thời gian huấn luyện sử dụng ngắn, bảo trì dễ dàng.
Độ tin cậy cao, chuẩn hoá được phần cứng điều khiển.Thích ứng trong các môi
trường khắc nghiệt như: nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, điện áp thay đổi,…

2.4 Phần cứng của PLC S7 - 300
PLC 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 dễ dàng cho việc mở
rộng hệ thống. Số các module được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng ứng
dụng, song tối thiểu bao giờ cũng có một module chính là module CPU. Các
module còn lại là những module truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều
khiển bên ngoài, các module chức năng chuyên dụng… Chúng được gọi
chung là các module mở rộng.
- Các module mở rộng gồm có:

Module nguồn (PS).
Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra (SM), gồm có: DI, DO, DI/DO, AI,
AO, AI/AO.
Module ghép nối (IM).
Module chức năng điều khiển riêng (FM).
Module phục vụ truyền thông (CP).

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

21

Khoa: Điện Tử
Trang 21


Trường ĐHCN Hà Nội
PS

CPU

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

IM

SM:
DI

SM: SM:
DO AI

SM:
AO

M

FM

COIL

CP

VALE

Hình 2.1: Cấu trúc của PLC S7-300

2.4.1. Module nguồn PS307 của S7-300

Module PS307 có nhiệm vụ chuyển đổi nguồn xoay
chiều 120/230V thành nguồn một chiều 24V để cung cấp
cho các module khác của PLC. Ngoài ra còn có nhiệm vụ
cung cấp nguồn cho các cảm biến và các cơ cấu tác động có
công suất nhỏ.
Module nguồn thường được lắp đặt bên trái hoặc phía dưới của CPU
tuỳ theo cách lắp đặt theo bề ngang hoặc theo chiều dọc.
Module nguồn PS307 có 3 loại: 2 A, 5A và 10 A.
Mặt trước của module nguồn gồm có:
Một đèn Led báo hiệu trạng thái điện áp ra 24 V.
Một công tắc dùng để bật / tắt điện áp ra.
Một nút dùng để chọn điện áp đầu vào là 120 VAC hoặc 230VAC.

Mặt sau của module gồm có các lỗ dùng để nhận điện áp vào và ra.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

22

Khoa: Điện Tử
Trang 22


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

2.4.2. Khối xử lý trung tâm (CPU)

Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành,
bộ nhớ, các bộ định thời, bộ đếm và cổng truyền thông (RS485)… và có thể có một
vài cổng vào/ra số. Các cổng vào ra số này được gọi là cổng vào ra onboard.

Trong họ PLC S7-300 các module CPU được đặt tên theo bộ vi xử lí
có trong nó, như : module CPU312, module CPU314, module CPU315,…
Ngoài ra còn có các module được tích hợp sẵn cũng như các khối hàm
đặt trong thư viện của hệ điều hành phục vụ cho việc sử dụng các cổng vào
/ra onboard, được phân biệt bằng cụm chữ cái IFM (Intergrated Function
Module). Ví dụ module CPU312 IFM, module CPU314 IFM… Bên cạnh đó
còn có loại CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng thứ hai có chức
năng chính là phục vụ nối mạng phân tán và kèm theo phần mềm tiện dụng
tích hợp sẵn trong hệ điều hành.

Các loại module CPU này được phân biệt bằng cách thêm cụm từ DP
(Distributed port) trong tên gọi. Ví dụ: module CPU315-2DP, module
CPU316-2DP.
2.4.3. Module mở rộng cổng tín hiệu

Digital Input Module: Module mở rộng các
cổng vào số, có nhiệm vụ nhận các tín hiệu số từ các
thiết bị ngoại vi vào vùng đệm để xử lý, gồm có các
module sau:
SM 321 DI16xAC120 V
SM 321 DI16xDC24 V
SM 321 DI16x24VDC, interrupt
SM 321 DI8xAC120/230V

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

23

Khoa: Điện Tử
Trang 23


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

SM 321 DI32xDC24V,…

Digital Output Module: Module mở rộng các cổng ra số, có nhiệm vụ

xuất các tín hiệu từ vùng đệm xử lý ra thiết bị ngoại vi, một số loại module ra
số:
SM 322 DO16xAC120V/0.5A
SM 322 DO16xDC24V/0.5A
SM 322 DO 8xAC120/230V/1A, …

Digital Input/ Output Module: Module mở rộng các cổng vào/ra số.
Tích hợp nhiệm vụ của hai loại module trên. Gồm có các loại sau:
SM 323 DI16/DO16x24V/0.5A
SM 323 DI8/DO8x24V/0.5A
SM 323 DI8/DO8xDC24V/0.5A…
Analog Input Module: Module mở rộng các cổng vào tương
tự, có nhiệm vụ chuyển các tín hiệu tương tự từ bên ngoài thành các
tín hiệu số để xử lý bên trong S7-300. Gồm các loại module sau:
SM 331 AI2x12bit
SM 331 AI8x12bit
SM 331 AI8x16bit…

Analog Output Module: Module mở rộng
các cổng ra tương tự, có nhiệm vụ chuyển các tín hiệu số bên trong S7-300
thành các tín hiệu tương tự để phục vụ cho quá trình hoạt động của các thiết
bị bên ngoài. Gồm các loại module sau:
SM 332 AO2x12bit
SM 332 AO4x12bit
SM 332 AO4x16bit…

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

24

Khoa: Điện Tử
Trang 24


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học

Analog Input/Output Module: Là module tích hợp nhiệm vụ của hai
loại trên.
Gồm có:
SM 334 AI4/AO2
SM 334 AI4/AO2x12bit
SM 334 AI4/AO4x14/12bit…
2.4.4. Module ghép nối (Interface module-IM)
Là loại module chuyên dụng có nhiệm vụ ghép nối từng nhóm module mở
rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi một module CPU. Một
module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 racks và các racks
này phải được nối với nhau bằng module IM. Module IM gồm có các loại:
IM 360
IM 361
IM 365
2.5 Tổ chức bộ nhớ của CPU S7 - 300

Bộ nhớ của CPU bao gồm các vùng nhớ sau:
Vùng nhớ chứa các thanh ghi.
Vùng System Memory.
Vùng Load Memory.
Vùng Work Memory.

Kích thước của các vùng nhớ này tuỳ thuộc vào chủng loại của từng
module CPU.
System Memory: là vùng nhớ chứa các bộ đệm vào ra số (I, Q), các
biến cờ (M), thanh ghi T-Word, PV, T- bít của Timer và thanh ghi C-Word,
PV, C- bít của Counter.

GVHD: Bùi Thị Thu Hà
SVTH: Vũ Mạnh Hưng

25

Khoa: Điện Tử
Trang 25