Cấu trúc và đảm bảo chương trình cho hệ SCADA

Đồ
1 án tốt nghiệp

Lời mở đầu
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các hệ thống điều khiển
tự động ngày càng đợc phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực,
giải phóng phần lớn sức lao động của con ngời đồng thời mang lại hiệu quả
cao về kinh tế, kỹ thuật. Việc áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật nhằm
tự động hoá quá trình sản xuất là tất yếu khi nền kinh tế của mỗi quốc gia
đang hoà dần vào từng khối tổ chức kinh tế thống nhất mang tính khu vực và
toàn cầu. Trong công nghiệp, không một cơ sở sản xuất nào mà không có
những thiết bị đợc điều khiển tự động. Nhiều dây chuyền sản xuất đợc tự động
hoá hoàn toàn đã đợc trang bị. Chính những dây chuyền này là cứu cánh cho
các chủ doanh nghiệp tham gia vào thị trờng hiện nay, cạnh tranh đợc với hàng
hoá kể cả của các hãng nớc ngoài về chất lợng, giá thành trên cơ sở đảm bảo
uy tín, môi trờng sống và lợi nhuận. Tố chất quan trọng của các máy công
nghiệp là tự động hoá. Mức độ tự động hoá của thiết bị công nghệ quyết định
giá trị của sản phẩm. Những dây chuyền tự động hoá phải đợc một chơng trình
điều khiển thực hiện gọi là những phần mềm tự động hoá nh DCS, SCADA ,
và mang theo những bí quyết công nghệ của bản hãng.
Trong bối cảnh của một nền sản xuất hiện đại, ngời vận hành có khả
năng điều hành, giám sát và quản lý toàn bộ dây chuyền từ xa thông qua các
thiết bị thông minh đợc nối mạng với nhau. Các hệ thống với sự thông suốt từ
cấp chấp hành sản xuất đến quản lý công ty giúp nâng cao năng suất, chất lợng sản phẩm và tiết kiệm năng lợng. Những thế mạnh đó đã giúp cho các hệ
thống mạng truyền thông công nghiệp, đặc biệt là các hệ thống điều khiển,
giám sát và thu thập dữ liệu đợc ứng dụng rộng rãi hơn.
Sự phát triển của công nghệ vi điện tử, kỹ thuật truyền thông và công
nghệ phần mềm đã làm thay đổi cơ bản cấu trúc của hệ thống điều khiển, giúp
những ngời làm thiết kế hệ thống có thêm các giải pháp kỹ thuật, linh hoạt
hơn khi thiết kế và xây dựng một dự án tự động hoá quá trình.
Trong một hệ thống tự động hoá gồm nhiều phần tử nh các cơ cấu chấp

hành, các bộ điều khiển khả trình v trao đổi thông tin với nhau, chúng phải đợc liên kết với nhau tạo thành mạng truyền thông để có thể điều khiển, giám
Sinh viên : Nguyễn Quảng Trung
Lớp : ĐH LT Điện 1 K1

Khoa : Điện


Đồ
2 án tốt nghiệp

sát và thu thập dữ liệu. Với lý do đó luận văn đi sâu vào nghiên cứu hệ
SCADA, xây dựng cấu hình hệ thống nghiên cứu thực tế và viết chơng trình
phần mềm thu thập dữ liệu từ đối tợng nghiên cứu là các bộ điều khiển logic
khả trình PLC của SIEMENS.
Luận văn: Cấu trúc và đảm bảo chơng trình cho hệ SCADA .
Nội dung gồm có 5 chơng:
- Gii thiu chung cụng ngh sn xut nc sch
- Hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu SCADA.
- Thiết bị và phần mềm giám sát của SIEMENS.
- Giới thiệu cấu hình thực tế.
- Kết luận.
Lun vn c hon thnh nh s giỳp ca SG-PTS.
V ti liu tham kho th vin Trng i hc Thnh ụ.
Hà Nội ngày 31tháng 5 năm 2011
Học viên thực hiện:
Nguyn Qung Trung

CHNG 1

GII THIU CHUNG V CễNG NGH

SN XUT NC SCH

I.

Ch tiờu cc sch sinh hot .

Sinh viên : Nguyễn Quảng Trung
Lớp : ĐH LT Điện 1 K1

Khoa : Điện


§å
3 ¸n tèt nghiÖp

I.1

Nước sinh hoạt QCVN 02 :2009/BYT .
Quy chuẩn này áp dụng đối với cả người khai thác, kinh doanh nước

sinh hoạt và hộ gia đình tự khai thác nước để sinh hoạt.
*CHẾ ĐỘ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC:
Giám sát định kỳ
Đối với chỉ tiêu thuộc mức độ A.
-

Cơ sở cung cấp nước thực hiện xét nghiệm ít nhất 3 tháng một lần;

-

Các cơ quan có thẩm quyền kiểm tra, giám sát, xét nghiệm ít nhất 6
tháng một lần, cụ thể như sau;
+ Lấy mẫu nước tại 100% các cơ sở cung cấp nước trên địa bàn quản
lý;
+ Lấy mẫu nước ngẫu nhiên đối với nước do cá nhân, hộ gia đình tự
khai thác để sủ dung cho mục đích sinh hoạt:

Đối với chỉ tiêu thuộc mức độ B.
- Cơ sở cung cấp nươc thực hiện xét nghiệm ít nhất 6 tháng một lần;
-

Các cơ quan có thẩm quyền kiểm tra, giám sát, xét nghiệm ít nhất mỗi
năm một lần, cụ thể như sau;
+ Lấy mẫu nước tại 100% các cơ sở cung cấp nước trên địa bàn quản
lý.
+ Lấy mẫu nước ngẫu nhiên đối với nước do cá nhân, hộ gia đình tự
khai thác để sử dụng cho muc đích sinh hoạt.
Giám sát đột xuất

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å
4 ¸n tèt nghiÖp

Việc thực hiện giám sát đột xuất và lựa chon mức độ giám sát do cơ
quan nhà nước có thẩm quyền thực hiện.

-

Khi kết quả kiểm tra vệ sinh nguồn nước hoặc điều tra dịch tễ cho

thấy có nguy cơ bị ô nhiễm không;
-

Khi sảy ra sự cố môi trường có thể ảnh hưởng đến chất lượng vệ

sinh nguồn nước;
-

Khi có các yêu cầu đăc biệt khác.

Các chỉ tiêu có thể được xác định bằng phương pháp thử nhanh sử
dụng bộ công cụ xét nghiêm tại hiên trường. Các bộ công cụ xét
nghiêm tại hiện trường phải được cơ quan có thẩm quyền cấp phép lưu
hành nước.
1.2 Quy trình sản xuất nước đóng chai tiêu chuẩn:
• Nguồn nước:
Tùy theo quy mô sản xuất, nhà đầu tư có thể chọn nguồn nước thích
hợp. Nếu sản xuất với khối lượng lớn, nên chọn nguồn nước giếng ngầm.
Nước ngầm thường có chất lượng ổn định, thuận tiện cho việc xử lí và chi
phí thấp hơn so với xử lí các nguồn nước khác.
• Khử sắt,mangan:
Nước được chảy qua bộ lọc với vật liệu là các chất có khả năng oxy
hóa mạnh để chuyển sắt (II) thành sắt (III), kết tủa được xả ra ngoài.
Quá trình này cũng đồng thời xử lý mangan và mùi hôi của khí H 2S
(nếu có) sau đó, nước được đưa vào sản xuất hoặc tiếp tục phải xử lý.
• Làm mềm, khử khoáng

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å
5 ¸n tèt nghiÖp

Nước thô được xử lý lọc qua hệ trao đổi ion (cation- anion) clos tác
dụng lọc những ion dương (cation): Mg 2+, Ca2+, Fe3+, Fe2+… và
những ion âm (anion): như Cl-, NO3- ,NO2-… Nước được xử lý qua
hệ thống này sẽ được đưa vào bồn chứa hoặc tiếp tục được xử lý.
• Lọc thô, khử mùi khử màu
Dùng bộ lọc tự động xúc xả với nhiều lớp vật liệu để loại
bỏ bớt cặn thô trên 5micron, khử mùi và màu (nếu có):
Các giai đoạn trên thực chất là để, tăng tuổi thọ của hệ
thống màng RO trong các đoạn sản xuất chính sau đây
2 Lọc thẩm thấu ngược
Nước được bơm (cao áp) qua hệ thống màn thẩm thấu
ngược(Reverse omosis).
Tùy theo chế độ điều chỉnh, màng RO sẽ cho khoảng 25-75%
lượng nước tinh khiết đị qua những lỗ lọc cức nhỏ, tới 0,001micron
Phần nước còn lại, có chứa những tạp chất, những ion kim loại…
sẽ được xả bỏ hoặc thu hồi quay vòng
Phần nước tinh khiết không còn vi khuẩn, vi rút và các loại khoáng
chất đạt tiêu chuẩn nước đóng chai sẽ được tích trữ trong bồn chứa kín.
II. Giới thiệu công nghệ
2.1.. Công nghệ lọc thẩm thấu ngược

Cho đén nay, thẩm thấu ngược vẫn là công nghệ cao cấp nhất trong ngành lọc
nước. Chính vì thế, nó còn có tên gọi là Hyberfiltration.
Thẩm thấu ngược là gì
Diễn giải một cách nôm na, đó là một quy trình ngược lại của thẩm thấu.

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å
6 ¸n tèt nghiÖp

Thẩm thấu là một hiện tượng tự nhiên. Nước bao giờ cũng chuyển dịch từ nơi
có nồng độ muối/ khoáng thấp đến nơi có nồng độ cao hơn. Quá trình diễn ra
cho đến khi nồng độ muối khoáng từ 2 nơi này cân bằng.
Là một màng mỏng làm từ vật liệu Cellulose Acetate, Polyamide hoặc
Quá trình:
Với tốc độ và áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục trên bề mặt của
màng RO. Một phần trong số những phân tử nước “chui”qua được
những lỗ lọc. Các tạp chất bị dòng nước cuốn trôi và “thải” bỏ ra ngoài.
Với cách thức này, bề mặt của màng RO liên tục được rửa sạch và có
tuổi thọ tới 2 - 5 năm.

Hình ảnh 1.1 quá trình phân giải nước.
các loại tạp chất không qua dược lỗ lọc, bị dòng nước rửa trôi trên bề mặt
màng lọc và thải ra ngoài
Hiệu xuất của màng RO
2.2: Công nghệ tiệt trùng bằng OZON và tia Cưc Tím

a. Công nghệ tiêt trùng bằng OZON
Ôzôn được sử dụng để tẩy trắng đồ vật và tiêu diệt vi khuẩn. Rất nhiều
hệ thống nước sinh hoạt công cộng sử dụng ôzôn để khử vi khuẩn thay vì sử
dụng clo. Ôzôn không tạo thành các hợp chất hữu cơ chứa clo, nhưng chúng
cũng không tồn tại trong nước sau khi xử lý, vì thế một số hệ thống cho thêm

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å
7 ¸n tèt nghiÖp

một chút clo vào để ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn trong đường ống. Khi
ôzôn phân rã nó tạo thành các gốc tự do của ôxy, là những chất có hoạt tính
cao và gây nguy hiểm hay tiêu diệt phần lớn các phân tử hữu cơ.
O3 <=> O2 + O
Tuy nhiên, bạn cần lưu ý rằng ôzôn là một chất độc có khả năng ăn mòn và là
một chất gây ô nhiễm chung. Trong công nghiệp ôzôn được sử dụng để:
* khử trùng nước uống trước khi đóng chai,
* khử các chất gây ô nhiễm có trong nước bằng phương pháp hóa học (sắt,
asen, hiđrô sulfid, nitơrit, và các chất hữu cơ phức tạp liên kết với nhau tạo ra
"màu" của nước,
* hỗ trợ trong quá trình kết tụ (là quá trình kết tụ của
các phân tử, được sử dụng trong quá trình lọc để loại bỏ sắt và asen),
* làm sạch và tẩy trắng vải (việc sử dụng để tẩy trắng được cấp bằng sáng
chế),
* hỗ trợ trong gia công chất dẻo (plastic) để cho phép mực kết dính,

• đánh giá tuổi thọ của mẫu cao su để xác định chu kỳ tuổi thọ của cao
su.

b.Công nghệ khử trùng bằng tia cực tím
Nhiều bằng chứng khoa học cho thấy, các loại virus, vi khuẩn trong nguồn
nước là thủ phạm chính gây ra 85% các bênh nhi khoa và 65% bênh tật của
người lớn. Rất may là hầu hết các loại virus, vi khuẩn đều có thể dễ dàng bị
tia cực tím (UV) tiêu diệt

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å
8 ¸n tèt nghiÖp

Quy trình: Cho nước chảy qua một ống kín trong đó có lắp đèn cực tím. Các
tia UV được phóng vào dòng nước. Cấu trúc DNA/RNA của vi sinh bị thay
đổi làm cho chúng không thể tồn tại và sinh sản.
Nguyên lý diệt khuẩn của tia cực tím:

Một đoạn DNA của vi khuẩn trước khi bị chiếu tia cực tím.

Đoạn gen đã bị phá hủy
Tia cực tím ở một tần số nhất định có thể diệt 99,99% vi khuẩn nhưng không
loại bỏ bất kỳ tạp chất gì có trong nước. Phương pháp này sử dụng điện và
thường được ứng dụng ở công đoạn cuối cùng của hệ thống lọc nước. Khác
với đun sôi, phương pháp này tiết kiệm điện và nhanh hơn nhiều. Đây là

phưong pháp xử lý an toàn nếu kết hợp thêm với loại lọc Than hoạt tính.

So sánh các phương pháp diệt khuẩn:
Phương pháp
Vốn đầu tư
Chi phí vận hành
Chi phí bảo trì, thay thế
Tần xuất bảo trì
Hiệu quả diệt khuẩn

Tia cực tím
Vật lý
Thấp
Thấp
Thấp
Thấp
Rất tốt

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Chlorine
Hóa học
Trung bình
Trung bình
Trung bình
Trung bình
tốt

Ozone

Hóa học
Cao
Cao
Cao
Cao
không có kiểm
Khoa : §iÖn


§å
9 ¸n tèt nghiÖp

Thời gian tiếp xúc
Nguy cơ đối với người
dùng
Độc hại
Tính hóa học của nước
thay đổi?
Có để lại mùi?
Lưu ý:

1 - 3 giây

15 - 45 phút

chứng
10 - 15 phút

ít

lớn

lớn

không

Có

Có

Không

Có

Có

Không

Có

Có

Ngoài khả năng diệt khuẩn, tia UV hoàn toàn không thể lọc được nước như
nhiều người vẫn ngộ nhận.
Các Models:
HSUV-SS-M-5

5GPM

(1200lít/h)

HSUV-SS-M-8

8GPM

(1800lít/h)

HSUV-SS-M-12

12GPM

(2700lít/h)

HSUV-SS-M-24

24GPM

HSUV-SS-40

(5400lít/h)
8,5m3/h

HSUV-SS-65

15m3/h

HSUV-SS-100

23m3/h

HSUV-SS-225

51m3/h

HSUV-SS-400

85m3/h

HSUV-SS-600

136m3/h

HSUV-SS-800

170m3/h

2.3 :Hạt trao đổi ion

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å ¸n tèt nghiÖp
10

Quy trình trao đổi ion
Ion là một nguyên tử mang điện tích. Nguyên tử mang điện tích âm
được gọi là Anion. Nguyên tử mang điện tích dương (thường là kim loại)

được gọi là Cation.
Khi gặp điều kiện thuận lợi, các ion có thể kết hợp với nhau, tạo thành cặn,
váng. Một số có hại cho sức khỏe, một số gây mất mỹ quan. Để xử lý hiện
tượng này, người ta dùng "hạt nhựa trao đổi ion". Theo nguyên lý những hạt
mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau, người ta dùng loại hạt nhựa tích Cation
để "hút" các ion âm và ngược lại. Khi các hạt nhựa đã bão hòa (không thể
"hút" thêm được nữa) người ta phải "sạc" lại. Quá trình này có thể diễn ra liên
tục hay theo chu kỳ, tự động hay thủ công tùy vào quy mô và sản phẩm cụ
thể.
Một số loại ion thường thấy trong nước chưa xử lý:
Cation

Anion

Calcium (Ca2+)
Magnesium (Mg2+)
Sodium (Na+)

Chloride (Cl-)
Bicarbonate (HCO3-)
Nitrate (NO3-)

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å ¸n tèt nghiÖp
11

Potassium (K+)
Iron (Fe2+)

Carbonate (CO32-)
Sulfate (SO42-)

Quy trình Làm mềm nước:
Các ion Can-xi (Ca2+), Magiê (Mg2+) sẽ tạo ra cặn trong đường ống, bám trên
bề mặt các vật chứa, anh hưởng đến sinh hoạt. Để thay thế ion magiê,
can-xi người ta thường dùng ion soda để làm nước “mềm” hơn. Đây là
một trong những ứng dụng của phương pháp trao đổi ion.
2.4 :Than hoạt tính

Than hoạt tính (Activated Carbon) là loại than được xử lý từ nhiều nguồn
vật liệu như tro của vỏ lạc (đậu phộng), gáo dừa hoặc than đá. Những nguyên
liệu này được nung nóng từ từ trong môi trường chân không, sau đó được
hoạt tính hóa bằng các khí có tính ô xi hóa ở nhiệt độ cực cao. Quá trình này
tạo nên những lỗ nhỏ li ti có tác dụng hấp thụ và giữ các tạp chất.
Than hoạt tính lọc nước qua hai quá trình song song:
1) Lọc cơ học, giữ lại các hạt cặn bằng những lỗ nhỏ,
2) Hấp thụ các tạp chất hòa tan trong nước bằng cơ chế hấp thụ bề mặt hoặc
trao đổi ion.
Than hoạt tính là một chất liệu xốp, có rất nhiều lỗ lớn nhỏ. Dưới kính hiển
vi điện tử, một hạt than trông giống như một tổ kiến. Vì thế, diện tích tiếp xúc

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn

§å ¸n tèt nghiÖp
12

bề mặt của nó rất rộng để hấp thụ tạp chất. (Tùy theo nguyên liệu gốc, tổng
diện tích bề mặt của 1/2kg than hoạt tính còn rộng hơn cả một sân bóng đá)
Các dạng kết cấu của than hoạt tính
1. Dạng bột cám (Powered - PAC) đây là loại được chế tạo theo công nghệ
cũ, nay thường được sử dụng trong sản xuất pin, ac-quy. Có một số nhà sản
xuất dùng loại này trộn với keo để đúc thành những ống than nhìn giống
như dạng thứ 3 dưới đây.
2. Dạng hạt (Granulated - GAC)là những hạt than nhỏ, rẻ tiền, thích hợp cho
việc khử mùi. Tuy nhiên, nước thường có xu hướng chảy xuyên qua những
khoảng trống giữa những hạt than thay vì phải chui qua những lỗ nhỏ.
3. Dạng khối đặc (Extruded Solid Block – SB) là loại hiệu quả nhất để lọc
cặn, khuẩn Coliform, chì, độc tố, khử mầu và khử mùi clorine. Loại này được
làm từ nguyên một thỏi than, được ép định dạng dưới áp xuất tới 800 tấn nên
rất chắc chắn
Hiệu xuất lọc sẽ tùy thuộc chủ yếu vào những yếu tố: 1) Tính chất vật lý của
than hoạt tính, kích thước, mật độ lỗ, diện tích tiếp xúc; 2) Tính chất lý hóa
của các loại tạp chất cần loại bỏ; và cuối cùng là 3) Thời gian tiếp xúc của
nước với than hoạt tính càng lâu, việc hấp thụ càng tốt.
2.7 .Vật liệu xử lý nước
a. màng RO

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn

§å ¸n tèt nghiÖp
13

Đặc điểm màng lọc:
•

Vật liệu 100% polypropylene

•

Cấp lọc từ 0.2 - 50 micron

•

Các phụ kiện theo tiêu chuẩn thực phẩm - y tế FDA

•

Hiệu suất lọc 99.98%

•

Diện tích tiếp xúc rộng

•

Tuổi thọ cao, không tốn công thay thế

•

Kích thước lỗ lọc cố định
* Hiệu suất
Nhôm

97-98%

Nickel

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

97-99%

Khoa : §iÖn


§å ¸n tèt nghiÖp
14

Ammonia

85-95%

Nitrate

93-96%

Arsenic

94-96%

Phosphate

99+%

Vi khuẩn

99+%

Polyphosphate

98-99%

Bicarbonate

95-96%

Potassium

92%

Bromide

93-96%

Pyrogen

99+%

Cadmium

96-98%

Radioactivity

95-98%

Canxi

96-98%

Radium

97%

Chloride

94-95%

Selenium

97%

Chromate

90-98%

Silica

85-90%

Chromium

96-98%

Silicate

95-97%

Đồng

97-99%

Bạc

95-97%

Cyanide

90-95%

Natri

92-98%

Ferrocyanide

98-99%

Sulphate

99+%

Flouride

94-96%

Sulphite

96-98%

Sắt

98-99%

Thiếc

98-99%

Chì

96-98%

* Virus

99+%

Magiê

96-98%

* Insecticides

97%

Mangan

96-98%

* Detergents

97%

Thủy ngân

96-98%

* Herbicides

97%

% TDS

95-99%

b. màng siêu lọc

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung

Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å ¸n tèt nghiÖp
15

1). Đặc điểm chính:
Màng siêu lọc (UF) là công nghệ lọc cung cấp một giải pháp hợp lý
cho các dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống, chất lượng
nước rất cao sau khi lọc qua màng UF dùng cho việc sản xuất nước
khoáng, nước hoa quả, nước tăng lực. Màng UF tạo tạo nên một rào
cản chắc chắn các vi sinh vật, bào tử và loại bỏ màu, chất hữu cơ
(trong nguồn nước tự nhiên thường xuất hiện các chất tiết ra từ vỏ
cây, các chất mùn ..vv), các chất rắn hoà tan trong nước.
2). Thành phần cấu tạo, số lượng:
_ Vỏ màng: làm bằng vật liệu inox hoặc composip
_ Màng UF: Kích cỡ, năng suất lọc phụ thuộc vào yêu cầu của hệ thống
_ Đồng hồ đo áp lực.
_ Lưu lượng kế .
_ Van điều khiển (bằng tay hoặc tự động tuỳ theo yêu cầu).

c. vỏ lọc

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn

§å ¸n tèt nghiÖp
16

Vỏ lọc được thiết kế và chế tạo đặc biệt phù hợp với quy trình sản
xuất hiện nay. Vỏ lọc tiên tiến này được chế tạo từ nhiều loại vật liệu
nhựa, inox, và đáp ứng được các yêu cầu của ngành thực phẩm và
dược phẩm. Công nghệ tiên tiến đã được sử dụng để đảm bảo vỏ lọc
được sử dụng lý tưởng trong những ứng dụng khắt khe nhất.
Lọc tinh chất lỏng là một phần quan trọng của nhiều quá trình sản
xuất. Vỏ lọc được thiết kế đặc biệt để đáp ứng những ứng dụng có đòi hỏi
khắt khe nhất. Trong quá trình thiết kế, những đặc điểm dễ
gây vấn đề được tối ưu hóa để đảm bảo quá trình sử dụng không có
bất cứ sự cố nào, giảm thiểu chi phí lắp đặt và bảo hành. Những vấn
đề như bề mặt của sản phẩm phải phù hợp cho CIP và SIP, thử
integrity và tương thích với quy trình sản xuất tự động cũng được
tính tới.

Thông số kỹ thuật:
TT

Model

Chất liệu

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn

§å ¸n tèt nghiÖp
17

Nhựa / Inox
1
Vỏ lọc 20 inch xanh Nhựa
2
Vỏ lọc 20 inchtrong Nhựa
3
Vỏ lọc 20 inch béo Nhựa
d. Fin lọc inox:

stt
1
2
3
4

Model
Phin lọc chứa 5 lõi_20”
Phin lọc chứa 7 lõi_ 20’’
Phin lọc chứa 7 lõi_30’’
Phin lọc chưá 7 lõi_40’’

Chất liệu
Innox
innox
innox
innox

e. Cột lọc nước
Cột lọc nước inox có công dụng chứa vật liệu, lọc nước. Áp lực tối đa 300psi.

.
Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å ¸n tèt nghiÖp
18

Vận hành: bơm trực tiếp hoặc tự chảy trọng lực.
g. cột lọc nước composie

Thông số chi tiết của Cột Composite:
TT Ký Lưu lượng
hiệu

Kích thước
( mm )

Kích ghi chú
thước
cửa

1

717

2

735

0,5 m3/h

Φ 178 x 425

2.5"

Cửa ra ở trên

Φ 178 x 890

2.5"

Cửa ra ở trên

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Khoa : §iÖn


§å ¸n tèt nghiÖp
19

3

4
5
6
7
8
9

844
105
4
125
2
135
4
146
5
166
5
186
5

0,9 m3/h

Φ 200 x 1100

2.5"

Cửa ra ở trên

1,3 m3/h

Φ 250 x 1400

2.5"

Cửa ra ở trên

1,8 m3/h

Φ 300 x 1320

2.5"

Cửa ra ở trên

2,1 m3/h

Φ 330 x 1375

2.5"

Cửa ra ở trên

2,5 m3/h

Φ 350 x 1620

2.5"

Cửa ra ở trên

3,2 m3/h

Φ 400 x 1620

2.5"

Cửa ra ở trên

4 m3/h

Φ 450 x 1620

4"

Cửa ra ở trên
Có 2 loại:

10

206
9

5,2 m3/h

Φ 500 x 1750

4"

1.Cửa ra ở trên

2.Cửa ra ở trên và cửa
ở dưới Φ 4"
Có 2 loại:

11

247
2

7,3 m3/h

Φ 600 x 1850

4"

1.Cửa ra ở trên
2.Cửa ra ở trên và cửa r
a ở dưới Φ 4"

12
13
14

307
2
308
7
367
2

11,4 m3/h

Φ 750 x 1850

12,5 m3/h Φ 750 x 2150
16,4 m3/h

Φ 900 x 1850

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

4"
4" + 6"
4"

Cửa ra ở trên và cửa ra
ở dưới Φ 4"
Cửa ra ở trên 4"+ cử
a ra ở dưới Φ 6
Cửa ra ở trên và
cửa ra ở dưới Φ 4"

Khoa : §iÖn


§å ¸n tèt nghiÖp
20

15

16
17
18

407
2
487
2
489
4
609
4

19 m3/h

Φ 1000 x 1850

4"

26,2 m3/h Φ 1200 x 1850

6"

30 m3/h

Φ 1200 x 2400

6"

42 m3/h

Φ 1500 x 2400

6"

Sinh viªn : NguyÔn Qu¶ng Trung
Líp : §H LT §iÖn 1 – K1

Cửa ra ở trên và
cửa ra ở dưới Φ 4"
Cửa ra ở trên và cử
a ra ở dưới Φ 6"
Cửa ra ở trên
và cửa ra ở dưới Φ 6"
Cửa ra ở trên và c
ửa ra ở dưới Φ 6"

Khoa : §iÖn


Đồ án tốt nghiệp
21

CHNG 2
T VN
I.

Xu thế tích hợp hệ thống SCADA trong sản xuất công
nghiệp:

Sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các hệ thống điều khiển tự động
ngày càng đợc phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, giải
phóng phần lớn sức lao động của con ngời đồng thời mang lại hiệu quả cao về
kinh tế, kỹ thuật. Việc áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật nhằm tự động
hoá quá trình sản xuất là tất yếu khi nền kinh tế của mỗi quốc gia đang hoà
dần vào từng khối tổ chức kinh tế thống nhất mang tính khu vực và toàn cầu.
Trong công nghiệp, không một cơ sở sản xuất nào mà không có những thiết bị
đợc điều khiển tự động. Nhiều dây chuyền sản xuất đợc tự động hoá hoàn toàn
đã đợc trang bị. Chính những dây chuyền này là cứu cánh cho các chủ doanh
nghiệp tham gia vào thị trờng hiện nay, cạnh tranh đợc với hàng hoá kể cả của
các hãng nớc ngoài về chất lợng, giá thành trên cơ sở đảm bảo uy tín, môi trờng sống và lợi nhuận. Tố chất quan trọng của các máy công nghiệp là tự
động hoá. Mức độ tự động hoá của thiết bị công nghệ quyết định giá trị của
sản phẩm. Những dây chuyền tự động hoá phải đợc một chơng trình điều
khiển thực hiện gọi là những phần mềm tự động hoá nh DCS, SCADA và
mang theo những bí quyết công nghệ của bản hãng.
Sự lớn mạnh của lý thuyết điều khiển tự động, kỹ thuật truyền thông,
công nghệ thông tin, điện tử làm cho các hệ thống tự động hoá cũng có những
bớc tiến vợt bậc. ở đó, tự động hoá không chỉ đợc áp dụng cho từng máy, từng
tổ hợp máy mà cho cả dây chuyền công nghệ, cả nhà máy mà tơng lai là cả
một ngành sản xuất. Từ những hệ thống tự động hoá quy mô nhỏ dùng những
thiết bị đơn giản nh relay với cấu trúc tập trung đến những hệ thống cao cấp,
những thiết bị điều khiển chuyên dụng nh PLC (Programmable Logic
Controller bộ điều khiển logic khả trình). Sự tham gia của các máy tính
điều khiển và giám sát tạo ra những cấu trúc linh hoạt có độ phức tạp cao.

Sinh viên : Nguyễn Quảng Trung
Lớp : ĐH LT Điện 1 K1

Khoa : Điện

Đồ án tốt nghiệp
22

Bên cạnh đó là chuyển biến cơ bản trong hớng đi cho các giải pháp tự
động hoá trong công nghiệp với những đặc trng xu hớng phân tán, mềm hoá,
chuẩn hoá. Các hệ điều khiển truyền thống dần chuyển sang các hệ thống điều
khiển hiện đại hơn với cấu trúc phân tán và xu hớng giám sát. Trong công
nghiệp, hệ thống tự động hoá quá trình sản xuất đóng vai trò hết sức quan
trọng và trở nên ngày càng cần thiết và phổ biến.
Trong quá trình phát triển tự động hóa lợng thông tin trao đổi giữa ngời
với máy không ngừng tăng lên theo thời gian và công nghệ. Ngày nay để sản
xuất đợc một sản phẩm có chất lợng tốt ngời ta phải khống chế, điều chỉnh
hàng chục hàng trăm thông số, chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác nhau. Để điều
khiển một phân xởng, một xí nghiệp hoạt động nhịp nhàng thì ngời điều
khiển, ngời quản lý hàng ngày hàng giờ phải thu nhận và xử lý một lợng thông
tin khá lớn về kỹ thuật, kinh tế, nhu cầu thị trờng . Chính vì vậy ở mức độ lớn
hơn, để điều khiển một ngành sản xuất phải có hệ điều khiển và giám sát đủ
mạnh có thể theo dõi đợc sự chính xác hoạt động vận hành của đối tợng. Đây
là nơi cung cấp các thông tin kịp thời nhất tới ngời vận hành về những trạng
thái của bộ điều khiển cũng nh với quá trình kỹ thuật bên dới, giúp ngời vận
hành có đợc những quyết định đúng đắn và kịp thời trớc những tình huống xảy
ra. Thông thờng ngời ta phải xử lý qua nhiều cấp với nhiều thông tin khác
nhau, nếu không kịp thời sẽ dẫn đến quyết định sai lầm gây hậu quả nghiêm
trọng đến quá trình sản xuất.

II. Bài toán:
Cùng với sự phát triển của tự động hoá quá trình, lợng thông tin cần trao
đổi không ngừng tăng lên. Để điều khiển một phân xởng hay một nhà máy
hoạt động nhịp nhàng thì cần phải thu thập và xử lý thông tin về các vấn đề kỹ

thuật, nguyên vật liệu và nhu cầu của các đơn đặt hàng. Việc nối mạng và thực
hiện các giải pháp tự động hoá sử dụng truyền thông số giúp cho việc xử lý
thông tin trở nên chính xác, nhanh chóng và kịp thời, tối u hoá đợc quá trình
sản xuất.
Vấn đề đặt ra trớc tiên khi xây dựng một giải pháp tự động hoá không
còn là nên hay không nên mà là lựa chọn hệ thống mạng truyền thông và các

Sinh viên : Nguyễn Quảng Trung
Lớp : ĐH LT Điện 1 K1

Khoa : Điện


Đồ án tốt nghiệp
23

thiết bị trờng cho phù hợp với yêu cầu và nhiệm vụ của ứng dụng thực tế. Với
lý do đó, bài toán đợc đặt ra là nghiên cứu hệ SCADA có khả năng điều khiển
giám sát và thu thập dữ liệu từ các bộ điều khiển vào vận hành nhanh chóng
trong các ứng dụng công nghiệp .
Với các hệ thống truyền thống sử dụng cấu trúc điều khiển tập trung
(Centralized Control System), một máy tính duy nhất đợc dùng để điều khiển
các quá trình con. Các bộ cảm biến, cơ cấu chấp hành đợc nối trực tiếp điểm điểm với máy tính trung tâm qua các cổng vào/ra của nó. Toàn bộ chức năng
xử lý thông tin tập trung trong một thiết bị điều khiển duy nhất .
Cụ thể là khái niệm điều khiển tập trung ở đây đợc hiểu là việc sử dụng
một thiết bị điều khiển duy nhất để điều khiển toàn bộ quá trình kỹ thuật. Một
hệ thống có cấu trúc tập trung là một hệ thống mà các quá trình đo lờng, điều
khiển, cảnh báo, lu trữ số liệu, chẩn đoán đợc thực hiện tại trung tâm điều
khiển. Trung tâm điều khiển ở đây có thể là các bộ điều khiển số trực tiếp,
máy tính lớn, máy tính cá nhân hoặc các thiết bị điều khiển khả trình, ta sẽ

dùng thống nhất bằng thuật ngữ thiết bị điều khiển .
Hệ thống điều khiển tập trung bao gồm các thiết bị điều khiển, các bộ
thu thập có chức năng thu nhận tín hiệu từ hiện trờng đa lên máy tính trung
tâm. Các quá trình thu nhận tín hiệu, xử lý thông tin, giám sát quá trình đều
do trung tâm đa ra quyết định. Thông thờng thiết bị điều khiển tập trung đợc
đặt ở phòng điều khiển trung tâm, cách xa hiện trờng. Các thiết bị cảm biến và
cơ cấu chấp hành đợc nối trực tiếp, điểm - điểm vào thiết bị điều khiển trung
tâm thông qua các cổng vào/ra của nó. Thiết bị điều khiển trung tâm ngoài
việc thu nhận tín hiệu đo và đa ra các quyết định điều khiển còn đảm nhận rất
nhiều các chức năng khác nh chức năng nhận dạng, chẩn đoán qúa trình, lu
giữ số liệu .
Cấu trúc điều khiển tập trung trên đây thờng thích hợp cho các ứng
dụng tự động hoá quy mô vừa và nhỏ, điều khiển các loại máy móc và thiết bị
không mang tính chất quá phức tạp. ở một điểm nào đó cấu trúc này đơn giản,
dễ thực hiện, điểm đáng chú ý là sự tập trung toàn bộ trí tụê tức là chức
năng xử lý thông tin trong một thiết bị điều khiển duy nhất, phát huy đợc điểm
mạnh của bộ điều khiển. Nhng đây lại chính là nhợc điểm cơ bản của hệ thống
đó chính là sự phụ thuộc vào một thiết bị điều khiển duy nhất. Do vậy yêu cầu
Sinh viên : Nguyễn Quảng Trung
Lớp : ĐH LT Điện 1 K1

Khoa : Điện


Đồ án tốt nghiệp
24

đòi hỏi độ tin cậy của thiết bị điều khiển trung tâm là rất cao, khó đáp ứng đợc
các yêu cầu về thời gian thực với các yêu cầu tính toán phức tạp.
Máy tính điều khiển

I/O

Chấp hành

Cảm biến

Qúa trình 1

Chấp hành

Cảm biến

Qúa trình 2

Hình 1.1: Điều khiển tập trung với vào/ra tập trung
Ngày nay cấu trúc điều khiển tập trung thờng chỉ đợc áp dụng cho
những hệ thống nhỏ với các máy móc vận hành đơn giản bởi giá thành thấp.
Tuy nhiên cấu trúc này còn có những hạn chế nh:
- Công việc nối dây phức tạp, số lợng cáp lớn, giá thành cao.
- Việc mở rộng hệ thống gặp nhiều khó khăn, độ linh hoạt không cao.
- Độ tin cậy kém do sự phụ thuộc vào một thiết bị điều khiển duy nhất,
có thể dùng giải pháp lắp thêm thiết bị điều khiển dự phòng nhng sẽ dẫn
đến chi phí cao.
- Phơng pháp truyền dẫn tín hiệu giữa các thiết bị trờng và thiết bị điều
khiển dễ chịu ảnh hởng của nhiễu gây ra sai số lớn.
Sinh viên : Nguyễn Quảng Trung
Lớp : ĐH LT Điện 1 K1

Khoa : Điện

Đồ án tốt nghiệp
25

- Phạm vi ứng dụng hạn hẹp.
Trong các ứng dụng có quy mô vừa và lớn, dây chuyền sản xuất đợc
phân chia thành nhiều phân đoạn, có thể bố trí tại nhiều vị trí cách xa nhau.
Để khắc phục sự phụ thuộc vào một máy tính của điều khiển trung tâm trong
điều kiện tập trung và tăng tính linh hoạt của hệ thống, mỗi phân đoạn có thể
đợc điều khiển bằng một máy tính cục bộ. Các máy tính cục bộ nằm rải rác tại
phòng điều khiển của từng phân đoạn, các phân đoạn này lại có liên hệ tơng
tác với nhau, vì vậy quá trình điều khiển tổng hợp cần có sự phối hợp giữa các
máy tính điều khiển. Việc phân bố trí tuệ và chức năng theo cả chiều rộng và
chiều sâu, kết hợp với việc sử dụng mạng truyền thông, đồng thời bên trong hệ
thống sử dụng các thiết bị vào/ra tại chỗ làm tăng độ tin cậy, tính năng mở và
độ linh hoạt của hệ thống.
Nh vậy sự phát triển về quy mô của các nhà máy, nhiều công đoạn xử lý
khác nhau, độ phức tạp của hệ thống ngày càng tăng dần dẫn đến hệ điều
khiển tập trung không thể đáp ứng đợc những bài toán quy mô dẫn đến sự ra
đời của một cấu trúc điều khiển khác đó là cấu trúc điều khiển phân tán.
Cấu trúc tập trung có những hạn chế không đáp ứng đợc yêu cầu các
ứng dụng có quy mô vừa và lớn. Trớc hết ta xem xét thực tế một dây chuyền
sản xuất thờng đợc chia thành nhiều phân đoạn khác nhau đợc bố trí tại nhiều
phân đoạn khác nhau. đây ta sử dụng nhiều thiết bị điều khiển, mỗi phân
đoạn đợc điều khiển bằng một hoặc nhiều thiết bị cục bộ. Các thiết bị cục bộ
này đợc đặt rải rác tại các phòng điều khiển của từng phân đoạn, phân xởng, ở
vị trí không xa với quá trình kỹ thuật, bên cạnh đó quá trình điều khiển tổng
hợp cần sự phối hợp điều khiển giữa các máy tính điều khiển.
Các máy tính điều khiển đợc nối mạng với nhau và với một hoặc nhiều
máy tính giám sát trung tâm qua bus hệ thống. Một hệ thống có cấu trúc nh

trên gọi là hệ thống có cấu trúc điều khiển phân tán hay gọi là hệ điều khiển
phân tán DCS (Distributed Control System).
Hệ điều khiển phân tán có thể hiểu một cách đơn giản là hệ thống điều
khiển kết hợp sử dụng nhiều thành phần khác nhau. Hệ thống bao gồm các
module phân tán có chức năng điều khiển phân tán đợc liên kết với nhau theo
một hệ thống mạng tuân theo các giao thức truyền thông công nghiệp. Các
Sinh viên : Nguyễn Quảng Trung
Lớp : ĐH LT Điện 1 K1

Khoa : Điện