TỰ ĐỘNG HÓA DÂY CHUYỀN TINH LUYỆN BENTONITE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TỰ ĐỘNG HÓA DÂY CHUYỀN TINH LUYỆN BENTONITE

Họ và tên sinh viên: PHẠM DUY AN
Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Niên khóa: 2007 - 2011

Tháng 06/2011
i 
 


TỰ ĐỘNG HÓA DÂY CHUYỀN TINH LUYỆN BENTONITE

Tác giả

PHẠM DUY AN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành - Điều khiển tự động

Giáo viên hướng dẫn:
TS. DƯƠNG MINH TÂM (KHU CNC)

Tháng 06 năm 2011
ii 
 

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, con xin cảm ơn cha mẹ, người thân gia đình đã sinh ra, nuôi dưỡng,
động viên và yêu thương con trong suốt thời gian qua. Gia đình đã là chỗ dựa vững chắc
giúp con trong suốt những năm học tại trường.
Sau đó, em xin được gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm
TP. Hồ Chí Minh, đặc biệt là toàn thể thầy cô Khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã tận tình dạy
dỗ và truyền đạt cho em những kiến thức cần thiết trong suốt 4 năm theo học ở trường.
Em xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Ths. Lê Văn Bạn – Trưởng bộ môn
Điều Khiển Tự Động, Ts.Dương Minh Tâm Giám Đốc Trung Tâm Nghiên Cứu Triển
Khai Khu Công Nghệ Cao TP. HCM đã trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt quá
trình thực hiện đề tài.
Em xin cảm ơn các anh đang làm việc tại Phòng Thí Nghiệm Cơ Khí Chính Xác
Và Tự Động Hóa, Trung Tâm Nghiên Cứu Triển Khai Khu Công Nghệ Cao TP. HCM đã
giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đề tài tại Trung Tâm.
Cuối cùng, mình xin cảm ơn tập thể các bạn trong lớp DH07TD nói riêng và các
bạn nói chung đã động viên, giúp đỡ mình trong suốt những năm học vừa qua và trong
thời gian thực hiện khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2011
(Sinh viên thực hiện)

Phạm Duy An

iii 
 

TÓM TẮT
Trong khóa luận này đề cập đến việc “Tự đông hóa dây chuyền tinh luyện Bentonite”
nhằm giảm chi phí và thời gian trong quá trình sản xuất Bentonite so với việc nhập khẩu
từ nước ngoài. Một số nhiệm vụ thực hiện trong đề tài này là:
- Điều khiển dây chuyền bằng PLC SIEMENS S7-300.
- Phần mềm giám sát dây chuyên bằng Win CC
- Kết nối giữa PLC và Win CC chạy mô phỏng.
Kết quả:
- Thiết kế mô phỏng hệ thống điều khiển và giám sát dây chuyền tinh luyện
Bentonite.
- Khảo sát đề xuất các vấn đề cần cải tiến, hoàn thiện dây chuyền chuẩn bị chế tạo
phục vụ sản xuất Bentonite tinh luyện.

 

iv 
 


DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH
 

Hình 2.1- Phân bố Bentonite trên thế giới……………………………………………........4
Hình 1.2 - Ứng dụng tính kết dính của Bentonite………………........................................6
Hình 2.3- Ứng dụng tính trơ của Bentonite..........................................................................6
Hình 2.4- Ứng dụng tính nhớt của Bentonite……………...................................................7
Hình 2.5- Quy trình tinh luyện trên thế giới...…………………………….…………….....8
Hình 2.6- Quá trình tinh luyện Bentonite khu công nghệ cao…...…………………..........9
Hình 2.7- Các hệ thống Scada……………….…………………………………………...12
Hình 2.8- Cấu trúc cơ bản của hệ thống Scada……………………………………..….…13

Hình 2.9- Sơ đồ khối của hệ thống PLC……………….………………………..…….….14
Hình 2.10 - Sơ đồ cơ cấu điều khiển PLC…………………………………………….….16
Hình 4.1 - Sơ đồ khối quá trình tinh luyện Bentonite……………………………………22
Hình 4.2 - Máy nghiềng bi………………………………………………….…………....23
Hình 4.3 - Sơ đồ mạch khởi động động cơ 3 pha……………………………….………..25
Hình 4.4- Sơ đồ mạch điều khiển điện trở nhiệt…………………………………….…...26
Hình 4.5- Công tắc phao…….. …………….………………………………………….....26
Hình 4.6- Cảm biến phát hiện vât…………………………………………………….......27
Hình 4.7 - Cảm biến nhiệt độ………………………………………………………….....27
Hình 4.8- Cấu tạo PLC ……………………………………………………………….….32
Hình 4.9 - Sơ đồ kết nối PLC…………………………………………………………….41
 

v 
 


MỤC LỤC
 

Trang tựa ........................................................................................................................ i 
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... iii 
TÓM TẮT ..................................................................................................................... iv 
DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH ................................................................................. v 
MỤC LỤC...................................................................................................................... v 
Chương 1:Mở đầu ......................................................................................................... 1 
1.1 Đặt vấn đề. ............................................................................................................... 1 
1.2 Mục đích và phạm vi của đề tài. ............................................................................ 1 
1.2.1 Mục đích chung: .................................................................................................... 1 
1.2.2 Phạm vi đề tài: ....................................................................................................... 2 

Chương 2: Tổng quan và tra cứu tài liệu ................................................................... 3 
2.1 Tổng quan về Bentonite:......................................................................................... 3 
2.1.1 Giới thiệu về Bentonite. ........................................................................................ 3 
2.1.2 Ứng dụng của Bentonite ........................................................................................ 3 
2.1.3  Phân bố và lịch sử: Danh sách quốc gia của sản xuất bentonite .......................... 4 
2.2 Tính chất hóa học của Bentonite: .......................................................................... 5 
2.2.1 Tính hấp thụ / hấp phụ : ........................................................................................ 5 
2.2.2 Tính trương nở ( thixotripy):.................................................................................. 5 
2.2.3 Tính kết dính (Cohesion) : ..................................................................................... 6 
2.2.4 Tính trơ: ................................................................................................................. 6 
2.2.5 Tính nhớt (viscosity) và tính dẻo (plasticity):........................................................ 7 
2.3 Quá trính tinh luyện Bentonite .............................................................................. 7 
2.4 Tìm hiểu về SCADA ................................................................................................ 9 
2.4.1 Tổng quát về phần mềm giám sát: ......................................................................... 9 
2.4.1.1 Khái niệm: .......................................................................................................... 9 
2.4.1.2  Các đặc điểm chính: ......................................................................................... 10 
vi 
 


2.4.2 Các lĩnh vực ứng dụng SCADA .......................................................................... 11 
2.4.3 Các hệ thống SCADA ......................................................................................... 12 
2.4.4   Các thành phần chính của hệ thống SCADA .................................................... 12 
2.5 Tổng quan về hệ thống điều khiển tự động: ....................................................... 14 
2.5.1 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển tư động: ...................................................... 14 
2.5.2 Phương thức kết nối trong khâu điều khiển ......................................................... 15 
2.5.3 Sơ đồ cơ cấu điều khiển tự động dùng PLC. ....................................................... 16 
2.6 Tổng quát về PLC ............................................................................................... 16 
2.6.1 Khái niệm: ............................................................................................................ 16 
2.6.2 Vai trò của PLC trong quá trình tự động hóa sản xuất ....................................... 17 

2.6.3 Khả năng của PLC ............................................................................................. 17 
2.6.4 Ưu điểm của PLC ................................................................................................ 18 
2.6.5 Các ứng dụng chính của PLC .............................................................................. 18 
Chương 3:Nội dung và phương pháp nghiên cứu.................................................... 20 
3.1 Phương pháp thực hiện đề tài: ............................................................................. 20 
3.1.1 Chọn phương pháp thiết kế điều khiển và giám sát dây chuyền ......................... 20 
3.1.1.1 Phương pháp thiết kế dây chuyền: .................................................................... 20 
3.1.1.2 Chọn thiết bị cho dây chuyền: .......................................................................... 20 
3.2 Phương tiện thực hiện đề tài. ............................................................................... 20 
3.2.1 Chọn các thiết bị điện:.......................................................................................... 20 
3.2.2 Chọn máy cho dây chuyền: .................................................................................. 20 
3.2.3 Hệ thống điều khiển và giám sát: ......................................................................... 21 
3.2.4 Thiết kế hệ thống điện: ......................................................................................... 21 
Chương 4:Kết quả và khảo nghiệm..............................................................................22 
4.1 Sơ đồ về quá trình tinh luyện Bentonite mà đề tài thực hiện ........................... 22 
4.2 Các khâu thành phần chính trong dây chuyền: ................................................. 23 
4.2.1 Khâu nghiền ......................................................................................................... 23 
4.2.1.1 Máy nghiền bi: .................................................................................................. 23 
vii 
 


4.2.1.2 Điều khiển máy nghiền .................................................................................... 24 
4.2.2  Khâu trộn: .......................................................................................................... 25 
4.2.3  Khâu ly tâm: ....................................................................................................... 25 
4.2.4 Khâu sấy:dùng sấy kết tinh Bentonite sau khi được ly tâm. .............................. 26 
4.2.5  Khâu đóng gói: ................................................................................................... 26 
4.2.6  Hệ thống cảm biến: ............................................................................................ 26 
4.2.7  Hệ thống vận chuyển.......................................................................................... 28 
4.3 Thiết kế giao diện giám sát dây chuyền sản xuất Bentinte ............................... 29 

4.3.1 Tag liên kết với PLC: ........................................................................................... 29 
4.3.2 Giao diện chính: .................................................................................................. 30 
4.3.3 Sơ đồ khối : .......................................................................................................... 30
4.3.4 Mô hình..................................................................................................................31
4.4 Hệ thống điều khiển tự động ............................................................................... 31 
4.4.1 PLC S7-300:......................................................................................................... 31 
4.4.2 Chuẩn bị khi lập trình : ........................................................................................ 32 
4.4.3 Đấu nối S7- 300 ................................................................................................... 32 
4.4.4 Sơ đồ đấu nối ngõ vào và ngõ ra: ........................................................................ 33 
4.4.4.1 Sơ đồ nguyên lý ngõ vào PLC S7-300.............................................................. 34 
4.4.4.2 Sơ đồ nguyên lý ngõ ra PLC S7-300. ............................................................... 35 
4.4.4.3 Sơ đồ kết nối cảm biến:..................................................................................... 35 
4.4.5 Ngôn ngữ lập trình ............................................................................................... 36 
4.4.6 Sơ đồ khối hệ thống: ............................................................................................ 37 
4.4.6 Lập trình cho hệ thống: ........................................................................................ 38 
4.4.6.1 Lưu đồ giải thuật: .............................................................................................. 38 
4.4.6.2 Quy trình công nghệ của dây chuyền tinh chế Bentonite: ................................ 39 
4.4.6.3 Sơ đồ kết nối với PLC: ..................................................................................... 41 
4.4.6.4 Chương trình ..................................................................................................... 42 
4.5 Kết nối PlC và Win CC ......................................................................................... 46 
viii 
 


4.6 Mạch điện của hệ thống ........................................................................................ 47 
4.6.1 Mạch động lực...................................................................................................... 47 
Chương 5: Kết luận và đề nghị .................................................................................. 49 
5.1 Kết luận: .................................................................................................................. 49 
5.2 Đề nghị: ................................................................................................................... 49 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 49 

ix 
 


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề.
-

Cùng với sự phát triển về kinh tế - xã hội, các công trình xây dựng cao tầng xuất

hiện ngày càng nhiều, đáp ứng nhu cầu cũng như tốc độ phát triển của xã hội. Trong quá
trình xây dựng các công trình cao tầng, cầu cống...việc sử dụng khoan nhồi để gia cố nền
móng sử dụng rất nhiều Bentonite
-

Bentonite đã được sử dụng nhiều trong các nghành công nghiệp hóa học, thực

phẩm,dược phẩm,mỹ phẩm,xây dựng, khoan thăm dò khoáng sản, đặc biệt là trong công
nghiệp dầu khí dùng để pha chế dung dịch khoan và công nghiệp chế biến dầu mỏ. Hiện
nay, phạm vi sử dụng Bentonit lại càng được phát triển rộng rãi trong công nghiệp và
nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Hiện nay nhu cầu sử dụng bentonite ở nước ta
mỗi năm khoảng 30.000 tấn.Tuy nhiên nguồn cung cấp Bentonite chủ yếu là nhập   từ
Nhật, Singapore, Đức,Úc, Ấn Độ... Nên việc sản xuất trong nước là yêu cầu bức thiết.
1.2 Mục đích và phạm vi của đề tài.
1.2.1 Mục đích của đề tài:
-

Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát quá trình hoạt động của dây chuyền tinh

luyện Bentonite với hàm lượng 90%.
-

Lợi ích kinh tế giúp giảm giá thành sản xuất Bentonite hơn so với khi nhập khẩu từ

nước ngoài.
- Tìm hiểu phần mềm điều khiển và giám sát.
- Thiết mạch điều khiển.
- Lập trình trên phần mềm.
- Hoàn thành chạy mô phỏng.

1 
 


1.2.2 Phạm vi đề tài:
-

Vì thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên đề tài chỉ dừng ở mức độ: thiết kế,

mô phỏng mô hình hệ thống điều khiển và giám sát dây chuyền tinh luyện Bentonite.
-

Hướng chính của đề tài là: thiết kế mô phỏng hệ thống điều khiển điện phục vụ cho

việc vận hành dây chuyên. Để có thể chế tạo cũng như đem sản xuất thực tế thì đề tài cũng
cần có nhiều thời gian để hoàn thiện và được nhiều ý kiến bổ sung của các nhà khoa học.

2 

 


Chương 2
TỔNG QUAN VÀ TRA CỨU TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về Bentonite:
2.1.1 Giới thiệu về Bentonite.
-

Bentonite là loại khoáng chất tự nhiên, được cấu thành chủ yếu từ các khoáng sét

thuộc nhóm smectit gồm Montmorilonit và một số khoáng khác. Bentonit có cấu trúc lớp
và thành phần hóa học có khả năng trao đổi cation lớn, các bề mặt giữa các lớp có đặc
điểm hydrat hoá bất thường và đôi khi làm thay đổi khả năng lưu biến của các chất lỏng
một cách mạnh mẽ. Vì vậy Bentonit có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và nhiều lĩnh
vực của nền kinh tế quốc dân.Bentonit đã được sử dụng nhiều trong các nghành công
nghiệp hóa học,thực phẩm, xây dựng, khoan thăm dò khoáng sản, đặc biệt là trong công
nghiệp dầu khí dùng để pha chế dung dịch khoan và công nghiệp chế biến dầu mỏ. Hiện
nay, phạm vi sử dụng bentonit lại càng được phát triển và mở rộng nhờ khả năng hấp phụ
và trao đổi ion nên được dùng để chế tạo các vật liệu hấp phụ dùng cho mục đích xử lí
môi trường, dùng làm sạch dầu thực vật và một số chế phẩm hữu cơ, dùng làm vật liệu
lắng gạn, dùng trong công nghiệp chế tạo chất xúc tác, trong ngành giấy, cao su, trong
ngành đúc,luyện kim và gần đây là ứng dụng trong việc chế tạo vật liệu nanocomposit.v.v…Bentonit được coi là chất đệm, chất xúc tác, chất hấp phụ và chất tạo
khung nền.
-

Bentonite là một chất hấp thụ nhôm phyllosilicat, nói chung không tinh khiết, đất

sét bao gồm chủ yếu là của MMT được biến tính.Có nhiều loại khác nhau của Bentonites,
và tên của nó phụ thuộc vào sự thống trị các yếu tố, chẳng hạn như kali (K), natri (Na),

caxi (Ca), và nhôm (Al). Đối với mục đích công nghiệp, hai loai chính lớp của bentonite
tồn tại: bentonit natri và canxi. Bentonite, trong tỷ lệ phần trăm nhỏ, được sử dụng như
một thành phần trong thương mại như sản xuất men gốm. Đất sét Bentonite cũng được sử
dụng trong pháo hoa để làm cho phích cắm kết thúc và vòi phun động cơ tên lửa.
2.1.2 Ứng dụng của Bentonite: Bentonite đã được sử dụng khá rộng rãi trên nhiều lĩnh
vực công nghiệp, nông nghiệp, môi trường.
3 
 


- Môi trường: đối với việc cải tạo đất, bentonite làm tăng khả năng giữ ẩm cho đất vào
mùa khô, tăng tính trương, tính dẻo, độ bền cơ học, độ bền trong nước của cấu trúc đất,
tăng khả năng giữ các chất dinh dưỡng; hạn chế hoặc chống lại sự rửa trôi các chất dinh
dưỡng về mùa mưa.
- Công nghiệp: Dùng trong ngành xây dựng và thăm dò dầu khí với chức năng: bôi
trơn mũi khoan, giảm mômen xoắn, làm đông cứng và đóng thành, lấp các hang khô, khe
nứt trong lòng đất trong quá trình khoan cọc nhồi.
- Nông nghiệp: ứng dụng trong việc chế biến thức ăn gia súc như hấp thụ độc tố
Aflatoxin trong thức ăn gia súc, tạo chất kết dính (binder), làm tăng độ bền của viên thức
ăn, có giá thành rẻ hơn nhiều so với một số chất kết dính khá.Chế biến phân bón khoáng hữu cơ - vi sinh từ nguyên liệu bentonite và than bùn.
2.1.3 Phân bố và lịch sử: Danh sách quốc gia của sản xuất bentonite

 

Hình 2.1- Phân bố Bentonite trên thế giới
-

Bentonite sản lượng trong năm 2005.

-

Năm 2005, Mỹ là nhà sản xuất hàng đầu về bentonite với gần 1/3 thế giới vị trí tiếp

theo là Trung Quốc và Hy Lạp, báo cáo khảo sát địa chất Anh .
-

Hầu hết các nguồn cao cấp bentonit natri tự nhiên được sản xuất từ miền Tây Hoa

Kỳ trong một khu vực giữa Black Hills của Nam Dakota và các lưu vực sông Bighorn của
Wyoming. Hỗn hợp natri/bentonite canxi được khai thác ở Hy Lạp, Úc, Ấn Độ, Nga và
Uranina. Tại Hoa Kỳ, bentonite canxi được khai thác chủ yếu ở Mississippi và Alabama
địa điểm sản xuất lớn khác bentonite canxi bao gồm Đức, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ, Ấn Độ,
và Trung Quốc.

4 
 


-

Vào đầu năm 1888, bentonit được khai thác với quy mô lớn để phục vụ công

nghiệp. Sau đó bentonit cũng nhanh chóng được phát hiện ở nhiều nơi trên thế giới như
Mỹ, Canada, Nam Phi, Đức, Pháp, Italia, Hungari, Trung Quốc, Ấn Độ,…Ở Việt Nam
Bentonit được phát hiện ở nhiều nơi: Bình Thuận, Cổ Định (Thanh Hoá), Di Linh (Lâm
Đồng), Thuận Hải, Mộc Châu… với trữ lượng dồi dào. Hiện nay Bentonit Việt Nam được
khai thác chủ yếu để pha chế dung dịch khoan. Vì vậy việc nghiên cứu thành phần cấu
trúc và tính chất của Bentonit Việt Nam để làm cơ sở cho sự điều chỉnh tính chất của
Bentonit, nhằm định hướng sử dụng chúng có hiệu quả trong lĩnh vực xúc tác, hấp phụ và
bảo vệ môi trường là hết sức cần thiết, góp phần tận dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên

của đất nước.
-

Ở Việt Nam, ông Nguyễn Văn Thành (Triệu Sơn ,Thanh Hóa) năm 1990 hơn 10

năm nay nghiên cứu về bentonite và ông chính là người Việt đầu tiên sản xuất thành công
sản phẩm này.
2.2 Tính chất hóa học của Bentonite:
2.2.1. Tính hấp thụ / hấp phụ :

- Do bentonite có cấu trúc tinh thể và độ phân tán cao nên có cấu trúc xốp phức tạp
và bề mặt riêng lớn. Cấu trúc xốp ảnh hưởng rất lớn đến tính chất hấp phụ của các chất,
đặc trưng của nó là tính chọn lọc chất bị hấp phụ. Chỉ có phân tử nào có đường kính đủ
nhỏ so với lỗ xốp thì mới chui vào được. Dựa vào điều này người ta hoạt hoá sao cho có
thể dùng Bentonite làm vật liệu tách chất. Đây cũng là một điểm khác nhau giữa
Bentonite và các chất hấp phụ khác.
2.2.2 Tính trương nở ( thixotripy):
-

Sự trương nở phụ thuộc vào bản chất khoáng sét, cation trao đổi, sự thay thế đồng

hình trong các lớp bát diện và sự có mặt của các ion trong môi trường phân tán. Lượng
nước được hấp phụ vào giữa các lớp phụ thuộc vào khả năng hydrat hoá của các cation
trao đổi.

5 
 


- Khi Bentonite hấp phụ hơi nước hay tiếp xúc với nước, các phân tử nước sẽ xâm

nhập vào bên trong các lớp, làm khoảng cách này tăng lên ít nhất 11,7Å tuỳ thuộc vào
loại Bentonite và lượng nước bị hấp phụ.
- Độ trương nở của Bentonite phụ thuộc vào bản chất cation trao đổi trên bề mặt lớp
sét.
2.2.3 Tính kết dính (Cohesion) :
Bentonite có khả năng kết dính mạnh nên người ta thường sử dụng Bentonite làm
chất gắn kết. Trong các xưởng đúc gang, Bentonite được cho vào để vê viên bột quặng
trước khi đưa vào lò nung, hoặc làm chất kết dính trong khuôn cát để đúc.

Hình 2.2 - Ứng dụng tính kết dính của Bentonite
2.2.4 Tính trơ:
Bentonite trơ và bền hoá học nên có thể ăn được. Người ta dùng bentonite làm chất
độn trong dược phẩm, thức ăn gia súc, và mỹ phẩm, làm chất lọc sạch và tẩy màu cho bia,
rượu vang và mật ong...

Hình 2.3 - Ứng dụng tính trơ của Bentonite

6 
 


2.2.5 Tính nhớt (viscosity) và tính dẻo (plasticity):
Do bentonite có tính nhớt và tính dẻo nên được sử dụng làm phụ gia bôi trơn mũi khoan,
gia cố thành của lỗ khoan, làm phụ gia trong xi măng Portland, vữa, và chất dính kết đặc biệt.

Hình 2.4 - Ứng dụng tính nhớt của Bentonite
2.3 Quá trính tinh luyện Bentonite:
- Sét Bentonite được khai thác từ mỏ lộ thiên bằng phương pháp cơ giới hóa. Máy
gạt, máy xúc và ô tô được sử dụng để bóc tách lớp đất phủ - rồi xúc lớp Bentonite (có độ
dày vỉa từ 2-3 m) với độ ẩm tới khoảng 25 % lên xe ôtô để vận chuyển về nhà máy.

Quặng được làm sạch tới mức tối đa trong quá trình khai thác, bốc xúc, vận chuyển.
- Tại nhà máy tuyển, quá trình làm giàu Sodium Montmorillonite được thực hiện bằng
phương pháp sa lắng huyền phù sét để tách các khoáng vật phi sét qua hệ thống bể lắng
lọc và ly tâm. Huyền phù sét sau khi tách thô và tinh để loại bỏ cacbonnat, thạch anh,
fenpat,... được phun lên mặt sân phơi dưới ánh nắng mặt trời đến độ ẩm 9-10%.
- Sau khi tuyển, sét bentonite khô được hoạt hoá bằng cách trộn với các hóa phẩm
phụ gia (polymer, co-polymer) trong các thiết bị trộn để thu được các chế phẩm đạt tiêu
chuẩn quốc tế API, OCMA và TCXD VN sau đó đóng vào các bao 50kg hoặc bao bì có
kích thước lớn hơn theo nhu cầu của khách hàng.

7 
 


 Quá trính tinh luyện Bentonite hiện nay trên thế giới:

 

Hình 2.5 - Quá trình tinh luyện Bentonite trên thế giới

8 
 


 Các phương pháp tinh luyện hiên nay:

 

Hình 2.6 - Quá trình tinh luyện Bentonite ở khu công nghệ cao
2.4 Tìm hiểu về SCADA:

2.4.1 Tổng quát về phần mềm giám sát:
2.4.1.1 Khái niệm:
-

Thông thường một hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition)

yêu cầu một phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện điều khiển (Human Machine
Interface) cũng như phục vụ việc sử lý và lưu trữ dữ liệu. Phần mềm WinCC của Siemens
là một phần mềm chuyên dụng cho mục đích này.WinCC là chữ viết tắt của Windows
Control Center (Trung tâm điều khiển chạy trên nền Windows), nói cách khác, nó cung
cấp các công cụ phần mềm để thiết lập một giao diện điều khiển chạy trên các hệ điều
hành của Microsoft như Windows NT hay Windows 2000, XP, Vista 32bit (Not SP1).

9 
 


Trong dòng các sản phẩm thiết kế giao diện phục vụ cho vận hành và giám sát, WinCC
thuộc thứ hạng SCADA (SCADA class) với những chức năng hữu hiệu cho việc điều
khiển.
-

WinCC kết hợp các bí quyết của Siemens, công ty hàng đầu trong tự động hóa quá

trình, và năng lực của Microsoft, công ty hàng đầu trong việc phát trỉên phần mềm cho
PC. Ngoài khả năng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có qui mô lớn nhỏ khác
nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những ứng dụng có qui mô toàn công ty
như việc tích hợp với những hệ thống cấp cao như MES(Manufacturing Excution
System).
-

WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở qui mô toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của

Siemens có mặt khắp nơi trên thế giới.
2.4.1.2 Các đặc điểm chính:
- Sử dụng công nghệ phần mềm tiên tiến.
- WinCC sử dụng công nghệ phần mềm mới nhất. Nhờ sự cộng tác chặt chẽ giữa
Siemens và Microsoff, người dùng có thể yên tâm với sự phát triển của công nghệ phần
mềm mà Microsoft là người dẫn đầu.
- Hệ thống khách/chủ với các chức năng SCADA.
- Ngay từ hệ thống WinCC cơ sở đã có thể cung cấp tất cả các chức năng để người
dùng có thể khởi động các yêu cầu hiển thị phức tạp. Việc gọi những hình ảnh (picture),
các cảnh báo (alarm), đồ thị trạng thái (trend), các báo cáo (report) có thể dễ dàng được
thiết lập.
- Có thể nâng cấp mở rộng dễ dàng từ đơn giản đến phức tạp.
-

Có thể phát triển tùy theo từng lĩnh vực công nghiệp hoặc từng yêu cầu công nghệ.
WinCC như một phần tử của hệ thống Tự động hóa tích hợp toàn diện (Totally

Integrated Automation-TIA).WinCC đóng vai trò như của sổ của hệ thống và là phần tử
trung tâm của hệ.
 

10 
 


- Đang phát triển và có khuynh hướng phát triển ở trong mọi lĩnh vực của công
nghiệp.

-

Trong mười năm trở lại đây ở các nước tiên tiến quan tâm mạnh mẽ.

-

Sự phát triển mạnh mẽ của công nghê thông tin đã làm tăng mức độ tự động hoá và

phân bố lại chức năng giữa con người với thiết bị và sinh ra vấn đề tương tác giữa con
người – quan sát viên với hệ thống điều khiển.
-

SCADA đã được đặt lên hàng đầu ở những nước phương tây vào những năm 80 thế

kỷ XX. Ở Việt Nam 90-x.
2.4.2 Các lĩnh vực ứng dụng SCADA
 Hệ thống SCADA ứng dụng hiệu quả nhất trong vấn đề tự động hoá điều khiển
quá trình liên tục và phân bố.
 Công nghệ dầu khí.
 Điều khiển sản xuất, chuyển tải và phân phối năng lượng điện.
 Cung cấp nước, làm sạch nước và phân phối nước.
 Điều khiển những đối tượng vũ trụ.
 Điều khiển trong giao thông (tất cả các dạng giao thông: hàng không, đường sắt,
đường bộ, đường thuỷ, tàu điện ngầm).
 Viễn thông.
 Quân sự.

11 
 

2.4.3 Các hệ thống SCADA:

 

Hình 2.7 – Các hệ thống Scada
2.4.4 Các thành phần chính của hệ thống SCADA bao gồm:
-

Giao diện quá trình: bao gồm các cảm biến, thiết bị đo, thiết bị chuyển đổi và các

cơ cấu chấp hành.
-

Thiết bị điều khiển tự động: gồm các bộ điều khiển chuyên dụng (PID), các bộ điều

khiển khả trình PLC (Programmable Logic Controller), các thiết bị điều chỉnh số đơn lẻ
CDC (Compact Digital Controller) và máy tính PC với các phần mềm điều khiển tương
ứng.
-

Hệ thống điều khiển giám sát: gồm các phần mềm và giao diện người-máy HMI,

các trạm kỹ thuật, trạm vận hành, giám sát và điều khiển cao cấp.

12 
 


-

Hệ thống truyền thông: ghép nối điểm-điểm, bus cảm biến/chấp hành, bus trường,

bus hệ thống.
-

Hệ thống bảo vệ, cơ chế thực hiện chức năng an toàn.

 

Hình 2. 8 - Thành phần chính của hệ thống

13 
 


2.5 Tổng quan về hệ thống điều khiển tự động:
2.5.1 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển tư động:
Hệ thống điều khiển tự động bao gôm hai khâu thành phần chủ yếu:
 Khâu chấp hành.
- Thao tác hay tác động lên nguyên liệu hay sản phẩm.
- Khâu chấp hành bao gồm: các bộ khởi động , máy công cụ,máy cơ cho phép thực
hiện các quá trình chế biến sản phẩm
 Khâu điều khiển.
- Tạo ra các tín hiệu hay các lệnh điều khiển khâu chấp hành.
Nhận thông tin phản hồi và phối hợp với các thao tác hay các hành
động.

 

Hình 2.9 - Sơ đồ khối của hệ thống PLC
14 
 


2.5.2

Phương thức kết nối trong khâu điều khiển: Khâu điều khiển có thể thực hiện theo
một trong hai dạng công nghệ như sau:

 Logic kết nối .

 

Kết nối Logic có thể xem là dạng xử lý song song các thông tin.
Khi thay đổi quá trình vận hành chúng ta bắt buộc phải thay đổi kết nối giữa các thành
phần (thay đổi kết nối phần cứng).
 Logic lập trình:

Với công nghệ Logic lập trình,sự vận hành của hệ thống xác lập theo chương trình định
trước và thực thi theo chu kỳ bằng bộ xử lý.
Khi thay đổi quá trình vận hành của hệ thống chúng ta có thể thay đổi chương trình mà
không cần thay đổi kết nối các khối cảm biến và thiết bị tiền khởi động.

15 
 


2.5.3 Sơ đồ cơ cấu điều khiển tự động dùng PLC.

 

Hình 2.10 - Sơ đồ cơ cấu điều khiển PLC
2.6 Tổng quát về PLC :
2.6.1 Khái niệm:
- PLC viết tắt của Programmable Logic Controller , là thiết bị điều khiển lập trình
được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua
một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các
sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào
PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm.
Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài
được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình
do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời
điểm đã lập trình.
- Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối ( bộ điều khiển
bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau :
+ Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học .
+ Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa.
16