Thiết kế và thi công mô hình phân loại trái cà phê sau thu hoạch theo màu sắc dùng PLS s7 1200

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH PHÂN LOẠI TRÁI CÀ PHÊ
SAU THU HOẠCH THEO MÀU SẮC DÙNG PLC S7-1200

Giảng viên hướng dẫn : ThS. Lê Thị Hường
Sinh viên thực hiện

: Phạm Đỗ Tạo

Mã số sinh viên

: 56131888

Khánh Hòa - 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH PHÂN LOẠI TRÁI CÀ PHÊ
SAU THU HOẠCH THEO MÀU SẮC DÙNG PLC S7-1200

GVHD: ThS. Lê Thị Hường

SVTH: Phạm Đỗ Tạo
MSSV: 56131888

Khánh Hòa, tháng 7/2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa Điện – Điện tử
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI / KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Dùng cho CBHD và nộp cùng báo cáo ĐA/KLTN của sinh viên)
Tên đê tài:........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn: ...................................................................................................................
Sinh viên được hướng dẫn: ………………………………….………MSSV: ...............................
Khóa: ……………………..…… Ngành: ........................................................................................
Lần KT

Ngày

Nội dung

Nhận xét của
GVHD

1
2
3
4
5
6

7

Ngày kiềm tra:
……………...………

8
9
10
11
12
13

Kiểm tra giữa tiến độ của Trưởng BM
Đánh giá công việc hoàn thành:…… %:
Được tiếp tục: Không tiếp tục: 

Ký tên


14
15
Nhận xét chung (sau khi sinh viên hoàn thành ĐA/KL):
…………………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………….………………
…………………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………………….………

Điểm hình thưc:……/10

Đồng ý cho sinh viên:

Điểm nội dung:......./10
Được bảo vệ: 

Điểm tổng kết:………/10
Không được bảo vệ: 

Khánh Hòa, ngày…….tháng…….năm………
Cán bộ hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi. Các số liệu
sử dụng phân tích trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các
kết quả nghiên cứu trong đồ án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách
quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chƣa từng đƣợc công bố
trong bất kì nghiên cứu nào khác.

i


LỜI CẢM ƠN
Kính thƣa:
-

Ban giám hiệu trƣờng Đại học Nha Trang

-

Thầy cô bộ môn khoa Điện – Điện tử

-

Công ty cổ phần cơ khí H T
Với tấm lòng biết ơn vô cùng sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất từ

đáy lòng đến quý Thầy Cô trong khoa Điện – Điện Tử cũng nhƣ các Thầy Cô của trƣờng
Đại học Nha Trang, đã cùng dùng những tri thức và tâm huyết của mình để có thể truyền
đạt cho chúng em trong vốn kiến thức quý báu suốt thời gian học tập tại trƣờng.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô Lê Thị Hƣờng đã tận tâm chỉ bảo hƣớng
dẫn em qua từng buổi học, từng buổi nói chuyện, thảo luận nguyên cứu về đề tài. Nhờ có
những lời hƣớng dẫn dạy bảo đó, đồ án này của em đã hoàn thành một cách tốt nhất.
Em xin cảm ơn ban lãnh đạo công ty cổ phần cơ khí H T – một doanh nghiệp
chuyên chế tạo dây chuyền chế biến cà phê đóng chân trên địa bàn tỉnh, đã tài trợ kinh phí
để em đƣợc hoàn thành mô hình đồ án tốt nghiệp.
Với điều kiện thời gian cũng nhƣ kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh viên. Đề
tài này không thể tránh đƣợc những thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, đóng
góp ý kiến của các thầy cô để em có điều khiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình
phục vụ tốt hơn trong công tác thực tế sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, ngày 3 tháng 7 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Phạm Đ Tạo

ii

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH PHÂN LOẠI TRÁI CÀ PHÊ
SAU THU HOẠCH THEO MÀU SẮC DÙNG S7-1200

Đề tài gồm 4 phần chính:
Chƣơng 1: Tổng quan về xuất khẩu cà phê của Việt Nam
-

Giá trị ngành xuất khẩu cà phê của Việt Nam;

-

Thách thức của cà phê Việt Nam trên thị trƣờng quốc tế;

-

Nguyên nhân, giải pháp và định hƣớng cho ngành cà phê Việt Nam;

Chƣơng 2: Tổng quan về máy phân loại màu sắc
-

Nguyên lý làm việc của máy tách màu gạo;

-

Tổng quát nguyên lý cảm biến quang điện;

-

Những cân nhắc và lƣu ý khi lựa chọn cảm biến quang điện;

Chƣơng 3: Giới thiệu về PLC Simatic S7-1200, WinCC và phần mềm TIA Portal
(V13)
-

Giới thiệu về PLC Simatic S7-1200;

-

Giới thiệu phần mềm TIA Portal (V13);

-

Các lệnh lập trình, kỹ thuật lập trình PLC;

-

Giới thiệu về WinCC trong TIA Portal (V13);

-

Kết nối PC và PLC.

Chƣơng 4: Thiết kế mô hình sản phẩm
-

Các thiết bị sử dụng;

-

Tính toán máng dẫn phôi;

-

Tính toán nam châm điện;

-

Chƣơng trình điều khiển lập trình PLC và WinCC.

iii


MỤC LỤC
CAM ĐOAN CỦA SINH VIÊN ...........................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... ii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .................................................................................... iii
MỤC LỤC ...........................................................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. viii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................ x
GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ VÀ VIẾT TẮT ................................................................... xii
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ................................................................................................ 1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.......................................................................................... 2
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................. 2
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................................. 2
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XUẤT KHẨU CÀ PHÊ CỦA VIỆT NAM ................ 3

1.1 Giá trị ngành cà phê Việt Nam .................................................................................... 3
1.2 Thách thức của hạt cà phê Việt Nam trên thị trƣờng quốc tế ..................................... 3
1.3 Nguyên nhân, giải pháp và định hƣớng cho hạt cà phê Việt Nam ............................. 5
1.3.1 Nguyên nhân ......................................................................................................... 5
1.3.2 Giải pháp và định hƣớng cho hạt cà phê Việt Nam .............................................. 7
1.3.2.1 Phƣơng pháp chế biến ảnh hƣởng nhiều đến chất lƣợng cà phê ............. 7
1.3.2.2 Cần đầu tƣ vào công nghệ chế biến để tăng chất lƣợng và giá trị ........... 8
CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MÁY PHÂN LOẠI MÀU SẮC ................................. 10
2.1 Nguyên lý làm việc của máy tách màu gạo .............................................................. 10
2.2 Máy tách màu gạo của DCSELAB ........................................................................... 11
2.2.1 Thông số kĩ thuật ................................................................................................ 11
2.2.2 Khả năng ứng dụng ............................................................................................. 12
iv


2.2.3 Tính năng ƣu việt ................................................................................................ 12
2.3 Tổng quát nguyên lý cảm biến quang điện ............................................................... 12
2.3.1 Nguyên lý cảm biến quang điện ......................................................................... 13
2.3.2 Những cân nhắc và lƣu ý khi lựa chọn cảm biến màu sắc.................................. 14
CHƢƠNG 3 GIỚI THIỆU VỀ PLC SIMATIC S7-1200, WINCC VÀ PHẦN MỀM
TIA PORTAL (V13) ......................................................................................................... 17
3.1 Giới thiệu về PLC SIMATIC S S7-1200 .................................................................. 17
3.1.1 Giới thiệu chung ................................................................................................. 17
3.1.2. Đặc điểm bộ điều khiển lập trình ....................................................................... 17
3.1.3. Giới thiệu về PLC S7-1200 ............................................................................... 18
3.1.3.1. Tổng quan về PLC S7-1200.................................................................. 18
3.1.3.2. Các bảng tín hiệu .................................................................................. 21
3.1.3.3. Các module tín hiệu .............................................................................. 22
3.1.3.4. Các module truyền thông ...................................................................... 22
3.2. Giới thiệu về phần mềm TIA PORTAL (V13) ........................................................ 23

3.2.1. Tổng quan về phần mềm TIA PORTAL (V13) ................................................. 23
3.2.1.1. Tạo một đề án mới ................................................................................ 24
3.2.1.2. Thêm thiết bị vào đề án......................................................................... 24
3.2.1.3. Thêm các module vào cấu hình ............................................................ 25
3.2.1.4. Cấu hình địa chỉ IP của CPU S7-1200 .................................................. 27
3.2.2. Tải chƣơng trình xuống CPU............................................................................. 29
3.2.3. Giám sát và thực hiện chƣơng trình ................................................................... 30
3.2.4. Kỹ thuật lập trình ............................................................................................... 31
3.2.4.1. Vòng quét chƣơng trình ........................................................................ 31
3.2.4.2 Khối tổ chức OB – OGANIZATION BLOCKS ................................... 32
3.2.4.3. Hàm chức năng – FUNCTION ............................................................. 33
3.2.5. Tập lệnh lập trình ............................................................................................... 34
v


3.2.5.1. Bit logic ................................................................................................. 34
3.2.5.2. Sử dụng bộ Timer ................................................................................. 35
3.2.5.3. Sử dụng bộ Counter .............................................................................. 36
3.2.5.4. So sánh .................................................................................................. 37
3.2.5.5. Di chuyển MOVE ................................................................................. 38
3.2.5.6. Lệnh toán học ........................................................................................ 39
3.3 Giới thiệu về WinCC trong TIA PORTAL V13 ....................................................... 40
3.3.1 Định nghĩa

inCC ............................................................................................. 40

3.3.2 Gọi giao diện màn hình lập trình WinCC ........................................................... 41
CHƢƠNG 4 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH SẢN PHẨM ................................................... 42
4.1 Giới thiệu các thiết bị sử dụng trong mô hình .......................................................... 42
4.1.1 PLC Simatic S7-1200 ......................................................................................... 42

4.1.2 Máng rung định lƣợng ........................................................................................ 42
4.1.3 Tính toán máng dẫn phôi .................................................................................... 44
4.1.3.1 Cấu tạo chung và thiết kế của hệ thống cấp phôi tự động ..................... 44
4.1.3.2 Chọn nam châm điện ............................................................................. 48
4.1.4 Cơ cấu rung điện từ............................................................................................. 48
4.1.4.1 Cơ cấu rung điện từ một nhip ................................................................ 48
4.1.4.2 Cơ cấu rung điện từ hai nhịp .................................................................. 49
4.1.5 Tính toán nam châm điện ................................................................................... 50
4.1.5.1 Xác định tiết diện lõi thép nam châm điện ............................................. 50
4.1.5.2 Xác định các thông số cuộn dây ............................................................. 51
4.1.6 Van khí nén điện từ ............................................................................................. 52
4.1.7 Cảm biến màu sắc ............................................................................................... 53
4.1.8 Tủ điện điều khiển .............................................................................................. 54
4.1.4 Mô hình phân loại hoàn thiện ............................................................................. 54
vi


4.2 Chƣơng trình chính của mô hình phân loại trái cà phê theo màu sắc ....................... 55
4.3 Điều khiển giám sát hệ thống phân loại ................................................................... 58
4.3.1 Màn hình chính ................................................................................................... 59
4.3.2 Màn hình điều khiển giám sát hệ thống .............................................................. 60
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 62

vii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Công nhân phơi trái cà phê ................................................................................... 4
Hình 1.2 Phơi trái cà phê sau thu hoạch .............................................................................. 6

Hình 1.3 Nông dân thu hoạch cà phê ................................................................................... 7
Hình 2.1 Nguyên lý máy tách hạt màu ............................................................................... 10
Hình 2.2 Máy tách màu gạo của DCSELAB ...................................................................... 12
Hình 2.3 Nguyên lý cảm biến quang điện........................................................................... 13
Hình 2.4 Ma trận photodiode ............................................................................................. 13
Hình 2.5 Cấu tạo cảm biến quang ...................................................................................... 14
Hình 3.1 Thành phần PLC S7-1200 ................................................................................... 19
Hình 3.2 Các bảng tín hiệu của PLC S7-1200 ................................................................... 22
Hình 3.3 Các module tín hiệu của PLC S7-1200 ............................................................... 22
Hình 3.4 Các module truyền thông của PLC S7-1200 ....................................................... 23
Hình 3.5 Kết cấu làm việc với TIA ..................................................................................... 23
Hình 3.6 Tạo một đề án mới ............................................................................................... 24
Hình 3.7 Gán thiết bị vào đề án ......................................................................................... 24
Hình 3.8 Chèn CPU vào cấu hình thiết bị .......................................................................... 25
Hình 3.9 Device view của cấu hình phần cứng .................................................................. 25
Hình 3.10 Chèn module tín hiệu (SM) và kết quả sau khi chèn ......................................... 26
Hình 3.11 Chèn bảng tín hiệu (SB) và kết quả sau khi chèn .............................................. 26
Hình 3.12 Chèn các module truyền thông (CM) và kết quả sau khi chèn .......................... 27
Hình 3.13 Cài đặt địa chỉ IP cho PLC ............................................................................... 28
Hình 3.14 Update địa chỉ IP của PLC ............................................................................... 28
Hình 3.15 Hộp thoại “Online & diagnostics" .................................................................... 29
Hình 3.16 Nhập IP của PLC............................................................................................... 29
Hình 3.17 Tải chương trình xuống PLC ............................................................................. 29
viii


Hình 3.18 Hiển thị các kết nối với PLC ............................................................................. 30
Hình 3.19 Kết thúc quá trình tải xuống .............................................................................. 30
Hình 3.20 Giám sát chương trình qua Monitor.................................................................. 30
Hình 3.21 Giám sát chương trình qua Go online ............................................................... 31

Hình 3.22 Cấu trúc lập trình .............................................................................................. 31
Hình 3.23 Tạo khối mã trong TIA Portal ........................................................................... 32
Hình 3.24 Chèn các OB vào chương trình ......................................................................... 32
Hình 3.25 Lệnh toán học .................................................................................................... 39
Hình 3.26 Gọi giao diện màn hình lập trình WinCC ......................................................... 41
Hình 4.1 PLC S7 1200 ........................................................................................................ 42
Hình 4.2 Máng rung định lượng ......................................................................................... 43
Hình 4.3 Thiết kế mô hình phân loại trái cà phê theo màu sắc.......................................... 43
Hình 4.4 Mô hình phân loại trái cà phê theo màu sắc ....................................................... 45
Hình 4.5 Phân tích lực tác dụng ......................................................................................... 46
Hình 4.6 Phân tích lực tác dụng của máng rung định lượng ............................................. 47
Hình 4.7 Cơ cấu rung điện từ một nhịp .............................................................................. 49
Hình 4.8 Tần số dao động .................................................................................................. 49
Hình 4.9 Cơ cấu rung điện từ hai nhịp............................................................................... 49
Hình 4.10 Nam châm điện .................................................................................................. 40
Hình 4.11 Nam châm điện trong máng rung định lượng ................................................... 52
Hình 4.12 Van khí nén điện từ ............................................................................................ 52
Hình 4.13 Cảm iến màu sắc ............................................................................................. 53
Hình 4.14 Tủ điện điều khiển ............................................................................................. 54
Hình 4.15 Mô hình phân loại hoàn thiện ........................................................................... 54
Hình 4.16 Gọi cổng IE, kết nối PC và PLC........................................................................ 58
Hình 4.17 Màn hình chính của phần điều khiển giám sát hệ thống ................................... 59
ix


Hình 4.18 Gọi màn hình điều khiển giám sát từ màn hình chính....................................... 59
Hình 4.19 Màn hình điều khiển giám sát hệ thống ............................................................ 60
Hình 4.20 Đồng bộ nút nhấn trên WinCC và PLC ............................................................. 60

x

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật các loại CPU.......................................................................... 20
Bảng 3.2 Danh sách Module h trợ PLC............................................................................ 21
Bảng 3.3 Tập lệnh Bit logic ................................................................................................ 34
Bảng 3.4 Các tập lệnh Timer .............................................................................................. 35
Bảng 3.5 Các lệnh Counter ................................................................................................. 36
Bảng 3.6 Các lệnh so sánh .................................................................................................. 37
Bảng 3.7 Các lệnh di chuyển MOVE ................................................................................. 38
Bảng 3.8 Trạng thái toán học ............................................................................................. 39

xi


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
PLC:

Programmable Logic Controller: Thiết bị điều khiển tự động.

TIA Portal:

Totally Integrated Automation Portal: Phần mềm tự động hóa tích
hợp.

LAD:

Ladder Diagram: Ngôn ngữ lập trình trực quan.

FBD:

Function Block Diagram: Ngôn ngữ lập trình logic.

HMI:

Human Machine Interface: Màn hình giao tiếp ngƣời dùng.

DI:

Digital Input: Đầu vào số.

DO:

Digital Output: Đầu ra số.

AI:

Analog Input: Đầu vào tƣơng tự.

SM:

Modul tín hiệu.

CM:

Modul truyền thông.

OB:

Organization blocks

FC:

Functions: hàm chức năng.

FB:

Functions Block: khối chức năng.

DB:

Data Block: khối dữ liệu.

VAC:

Điện áp xoay chiều.

VDC:

Điện áp một chiều.

CTHT:

Công tắc hành trình.

CB:

Cảm biến.

AFTA

ASEAN Free Trade Area

LED

Light Emitting Diode

SCADA

Supervisory Control And Data Acquisition

CCD

Charge Coupled Device
xii


MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay, cùng với sự phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa và hội nhập quốc tế,
đất nước có những bước phát trển vượt bậc, nhu cầu đòi hỏi của con người rất lớn. Đặc
biệt là tự động hóa, ứng dụng trong hệ thống điều khiển tự động phục vụ những nhu cầu
và lợi ích của con người ngày càng nhiều.
Sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử, các thiết bị điều khiển logic lập trình
PLC (Programmable Logic Controller) đã xuất hiện thay thế các hệ thống điều khiển rơ
le. Càng ngày PLC đã trở nên hoàn thiện và đa năng hơn. Các PLC ngày nay không
những có khả năng thay thế hoàn toàn các thiết bị điều khiển logic cổ điển, mà còn có khả
năng thay thế các thiết bị điều khiển tương tự. Các PLC được sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp. PLC c nhiều ưu điểm về điều khiển quản l

kết nối thống nhất giữa các thiết bị

với nhau. Đáp ứng nhu cầu kiểm soát và điều khiển các thiết bị trong hệ thống hoạt động
một cách đảm bảo và an toàn.
Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê lớn thứ hai trên thế giới về sản lượng cà phê nhân
(sau Braxin). Đây là một trong năm mặt hàng nông nghiệp xuất khẩu có giá trị lớn hơn 1
tỷ USD của Việt Nam. Tuy nhiên về chất lượng cà phê lại không đồng đều đặc biệt cà
phê bị loại thải còn chiếm tỷ lệ cao trong tổng số cà phê bị loại thải của thế giới. Điều này
không những gây thiệt hại về kinh tế cho các doanh nghiệp xuất khẩu mà còn làm giảm
uy tín và sức cạnh tranh của cà phê Việt Nam trên thế giới nếu không có giải pháp khắc
phục.
Nhìn lại toàn bộ công nghệ sản xuất cà phê nhân sống hiện nay ở nước ta thì công
nghệ chế biến đang là khâu yếu kém nhất nhưng lại thiếu sự chú ý từ tầm doanh nghiệp
đến các tổ chức nghiên cứu hỗ trợ KH&CN đặc biệt là sự quan tâm của các tổ chức quản
l Nhà nước. Cho đến nay, ngành cà phê vẫn chưa định hình được công nghệ chế biến cần
thiết đến từng vùng và cơ sở sản xuất cơ sở vật chất chế biến không tương xứng với sản
lượng quả tươi sản xuất hàng năm.
Xuất phát từ nhu cầu đ cũng như muốn làm quen và tìm hiểu việc điều khiển, giám
sát hệ thống PLC và WinCC, nên em chọn đề tài “
1


ắ

P C

-1200”.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Thiết kế và thi công mô hình phân loại trái cà ph sau thu hoạch theo màu sắc dùng

PLC S7-1200 điều khiển và giám sát WinCC.
3. ĐỐI ƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đố ƣợng nghiên cứu:
-

Nghiên cứu cấu trúc phần cứng, cấu trúc bộ nhớ của PLC S7-1200;

-

Nghiên cứu phần mềm lập trình điều khiển TIA Portal và các tập lệnh điều
khiển;

-

Tìm hiểu về mô hình phân loại trái cà phê sau thu hoạch theo màu sắc;

-

Lập trình PLC S7-1200 điều khiển và giám sát WinCC.

Ph m vi nghiên cứu:
-

Tìm hiểu về mô hình phân loại trái cà phê sau thu hoạch theo màu sắc;

-

Tìm hiểu PLC S7-1200 và điều khiển giám sát WinCC;

-

Tìm hiểu phần mềm lập trình TIA Portal (V13);

-

Hoàn thiện mô hình phân loại trái cà phê sau thu hoạch theo màu sắc;

-

Viết báo cáo kết luận và khuyến nghị.

4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
-

Phương pháp nghi n cứu lý thuyết: Điều khiển lập trình dùng PLC S7-1200;

-

Phương pháp nghi n cứu mô phỏng: Mô phỏng các hoạt động của chương trình
bằng phần mềm TIA Portal (V13);

-

Phương pháp nghi n cứu thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo mô hình sản phẩm.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XUẤT KHẨU CÀ PHÊ CỦA VIỆT NAM
1.1 G

-

ị

Vệ N

Việt Nam là nước sản xuất cà ph lớn thứ 2 thế giới số 1 thế giới về Robusta từng
thời điểm;

-

Sản lượng trung bình năm tr n 1 2 triệu tấn; cao điểm đạt 1 5 tới 1 7 triệu tấn;

-

Tr n 95% cà ph được trồng tại Việt Nam là cà ph Robusta;

-

Tr n 95% cà ph được trồng tại 5 tỉnh Tây Nguy n của Việt Nam;

-

Khoảng 95% sản lượng cà ph nhân Việt Nam được xuất khẩu;

-

Khoảng 5% – 8% là tỉ lệ ti u thụ cà ph nội địa của Việt Nam;

-

Việt Nam xuất khẩu cà ph nhân tới hầu hết các nước tr n thế giới;

-

Mỹ và Đức là hai quốc gia mua cà ph nhân Việt Nam nhiều nhất.
ứ

1.2

ủ

Vệ N

ị

ƣờ

q ố

Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê lớn thứ hai trên thế giới về sản lượng cà phê nhân
(sau Braxin). Đây là một trong năm mặt hàng nông nghiệp xuất khẩu có giá trị lớn hơn 1
tỷ USD của Việt Nam. Tuy nhiên về chất lượng cà phê lại không đồng đều đặc biệt cà
phê bị loại thải còn chiếm tỷ lệ cao trong tổng số cà phê bị loại thải của thế giới. Điều này
không những gây thiệt hại về kinh tế cho các doanh nghiệp xuất khẩu mà còn làm giảm
uy tín và sức cạnh tranh của cà phê Việt Nam trên thế giới nếu không có giải pháp khắc
phục.
Tình trạng chế biến, cộng với công tác quản lý chất lượng sản phẩm của Nhà nước
không theo kịp việc sản xuất và mở rộng diện tích xuất khẩu nên chất lượng sản phẩm có
chiều hướng sút giảm. Tình trạng hạt đen hạt lên men, hạt thối do độ ẩm cao và hạt vỡ

pha lẫn với tạp chất khác dẫn đến chỉ ti u đánh giá ngoại quan cà phê của nước ta thấp,
gây nhiều thiệt hại, nhất là trong kinh doanh xuất khẩu (mặc dù chất lượng thử nếm cà
ph nước ta cao hơn nhưng giá bán trong những niên vụ giữa thập kỷ 90 đến nay đều
thua kém). Mặt khác do trình độ công nghiệp chế biến cà phê nhân sống thấp kém, chậm
đổi mới nên tổn thất sau thu hoạch đang còn khá cao (theo đánh giá của nhiều chuyên gia
trong ngành cà ph nước ta, tổn thất này không dưới 10%).

3


Thương buôn quốc tế hiểu rõ và tận dụng nhược điểm của Việt Nam để ép giá, cà phê
cùng loại của Việt Nam so với Indonesia thấp hơn từ 50 tới 70 USD thậm chí 100 USD
một tấn tuỳ thời điểm. Với cách mua này, hạt cà phê Việt Nam được phân loại theo độ ẩm
và tỷ lệ phần trăm hạt đen vỡ, trong khi Việt Nam đã có tiêu chuẩn quốc gia về cà phê
theo thông lệ quốc tế mang tên TCVN 4193: 2005, phân loại cà phê theo khuyết tật, thí dụ
không lẫn hạt không có hạt mốc hư không vi phạm vệ sinh an toàn thực phẩm.

Hình 1.1 Công nhân phơi trái cà phê

Do thuận mua vừa bán hay đúng hơn người mua chỉ muốn mua theo cách do họ chọn
lựa với giá rẻ. Chính vì vậy cà phê Việt Nam xấu nhất thế giới, những số liệu mà Bộ NN
&PTNT đưa l n mạng làm nhiều người giật mình: niên vụ 2006-2007 sàn giao dịch cà
phê quốc tế ở Luân Đôn thải loại hơn 700 ngàn bao cà ph kém phẩm, gần 90% trong số
này tương đương 630 ngàn tấn là cà phê Việt Nam.
Ngoài ra Việt Nam cũng như nhiều quốc gia đang phát triển khác, chỉ lên tới đỉnh cao
thế giới ở vai trò nước xuất khẩu nông sản dạng thô. Trước đ trong ni n vụ 2005-2006,
tổ chức cà phê thế giới ICO cho biết khoảng 1, 5 triệu bao cà phê mỗi bao 60kg đã bị thải
loại ngay tại cảng ở 10 cảng châu Âu. Lượng cà phê phải vứt bỏ vừa nói xuất xứ từ 17
nước và vùng lãnh thổ, tuy nhiên có tới 1 triệu bao tương đương 60 ngàn tấn là của Việt
Nam.

Chất lượng cà phê xuất khẩu lại không đồng đều, nghiêm trọng hơn số lượng cà phê
xuất khẩu bị thải loại chiếm tỷ lệ cao nhất thế giới. Tuy nhiên, trong thực tế, các doanh
4


nghiệp thu mua cà phê xuất khẩu mua cà ph chín hay chưa chín đều cùng một giá. Từ
trước đến nay, chúng ta vẫn luôn cho rằng, giá trị ngành cà phê Việt Nam đạt thấp là do
chủ yếu xuất khẩu sản phẩm thô, cà phê chế biến sâu chỉ đạt chưa đầy 10% giá trị xuất
khẩu. Tuy nhiên, nhìn nhận như vậy cũng chưa thật chính xác, bởi lẽ, dù xuất khẩu thô
nhưng nếu chất lượng nhân cao thì mức giá chắc chắn không thấp và không lo thiếu thị
trường.
1.3 Nguyên nhân, giả

đị

ƣớng cho h t cà phê Việt Nam

1.3.1 Nguyên nhân
Mặc dù cà phê xuất khẩu của Việt Nam có khối lượng lớn trong đ chủ yếu là cà phê
Robusta nhưng chất lượng cà phê xuất khẩu của Việt Nam chưa đồng đều đặc biệt số
lượng cà phê xuất khẩu bị thải loại còn chiếm tỷ lệ cao (hơn 80%) trong tổng số cà phê
xuất khẩu bị thải loại của thế giới. Một trong những nguyên nhân ảnh hưởng đến chất
lượng cà phê nhân xuất khẩu như kỹ thuật trồng trọt và thu hái chưa tốt, tình trạng thu hái
đồng loạt cả quả xanh, quả non còn khá phổ biến; cơ sở vật chất phục vụ sơ chế bảo quản
cà phê còn thiếu thốn; cơ chế giá thu mua cà ph tươi chưa khuyến khích người sản xuất
quan tâm đến chất lượng, nhất là khâu thu hoạch phơi sấy, phân loại. Mặt khác hầu hết cà
phê của Việt Nam hiện nay dựa trên sự thỏa thuận giữa bên mua và bên bán; việc phân
loại chất lượng theo tỷ lệ hạt đen hạt vỡ là cách phân loại đơn giản và lạc hậu mà hầu hết
các nước xuất khẩu cà phê trên thế giới không còn áp dụng. Đây là l do các nhà nhập
khẩu đánh tụt cấp chất lượng của các lô hàng và làm giảm uy tín chất lượng chung của cà

phê Việt Nam.
Những năm trước đây do sợ mất cắp n n các vườn cà phê có tỷ lệ quả chín mới đạt
khoảng 60%, các nông hộ đã thu hoạch bằng hình thức tuốt cành đại trà (quả cà phê chín
lẫn quả xanh non). Mặt khác phương thức thu mua của các đại l cũng chưa khuyến
khích được các nông hộ sản xuất cà phê phân loại thu hái quả chín vì giá bán sản phẩm cà
phê quả chín và quả xanh không có sự khác biệt nhiều. Với hình thức thu hoạch này, các
nông hộ không những tự mình gây thiệt hại lớn về kinh tế, thất thoát sau thu hoạch (từ
10% trở lên) mà còn làm giảm chất lượng sản phẩm cà phê nhân xuất khẩu.

5


Quả cà phê phải chín mới lấy được cái nhân tốt nhưng họ hái quả chín quả xanh luôn
một lần. Khi phơi thì phơi ngay tr n sân tr n đường, con vịt con gà đi qua…những thứ đ
làm cho mất cái phẩm chất rất thơm ngon của cà phê Việt Nam cạnh tranh tr n trường
quốc tế. Đi hái cà ph khổ một nỗi không c công lao động, khi quyết định hái là người ta
hái cùng một loạt rõ ràng như thế không đạt phẩm chất. Nhưng cũng c những kh khăn
phức tạp, khi một lô quả chín được hái họ cũng phải hái luôn lô còn xanh vì nếu không sẽ
không c người canh gác. Còn về khâu sau thu hoạch thuộc về các đại gia doanh nghiệp
sơ chế và xuất khẩu.

Hình 1.2 Phơi trái cà phê sau thu hoạch

Hiện nay, hầu hết nông dân Tây Nguy n phơi cà ph tr n nền sân, dựa hoàn toàn vào
thời tiết, cho nên nếu không đủ nắng thì hạt dễ bị đen mà gặp mưa thì dễ mốc. Chính vì
vậy khi bán chất lượng không bảo đảm. Công ty cũng không dám mua giá cao vì biết rõ
mình xuất đi cũng không được giá. Đ là chưa kể đến hiện tượng người dân thường
không thu hoạch theo phương pháp lựa quả chín mà đánh đồng, thu hoạch lẫn cả quả xanh
để đỡ tốn chi phí thuê nhân công. Chính vì vậy, hạt không đồng đều, dễ vỡ sau khi phơi
sấy, khiến cà phê nhân mất giá. Tất nhi n để hoàn thiện khâu sau thu hoạch thì cần đầu tư

máy móc, công nghệ. Đối với người nông dân, việc đầu tư không đơn giản bởi cần số tiền
tương đối lớn. Với doanh nghiệp, nhờ c máy tách đá máy bắn hạt đen máy đánh b ng
hạt cho nên có thể phân loại được cà phê nhân bán theo từng mức giá. Nhưng ngay từ
khâu sau thu hoạch của người nông dân, chất lượng cà ph đã không cao thì doanh nghiệp
cũng không thể làm chủ được giá khi bán cho các nhà nhập khẩu.

6


Rất may xuất khẩu cà phê của Việt Nam là thuận mua vừa bán, không có chuyện trả
về như một số thông tin lầm tưởng. Điểm đáng n i ở đây dù phải “vứt bỏ” nhiều đến thế
mà các nhà buôn vẫn muốn mua theo thể thức không áp dụng tiêu chuẩn quốc gia của
Việt Nam. Và cách mua này dẫn tới việc nông dân tiếp tục hái quả non cho lợi thời gian
và tránh nạn hái trộm cà phê.

Hình 1.3 Nông dân thu hoạch cà phê

Máy móc, thiết bị sơ chế của người dân còn lạc hậu, cộng với nguyên liệu thu hoạch
không đáp ứng đủ tiêu chuẩn về độ chín, tạp chất dẫn đến chất lượng cà phê còn thấp.
Nhìn chung, công nghiệp chế biến cà phê nhân trong cả nước đang còn rất phân tán và
khá tùy tiện. Trừ một số đơn vị quốc doanh và công ty xuất khẩu có trang bị xưởng chế
biến quy mô vừa tr n 80% lượng cà ph làm ra được chế biến trong các hộ gia đình bằng
những công nghệ giản đơn phơi khô tự nhiên, xay xát bằng những máy không đảm bảo
tiêu chuẩn kỹ thuật nên chất lượng còn thấp.
1.3.2 Giả

đị

1.3.2.1 P ƣơ

ƣớng cho h t cà phê Việt Nam
bi n ả

ƣởng nhiề đ n chấ ƣợng cà phê

Năng lực công nghệ của ngành được quyết định bởi khả năng của các doanh nghiệp.
Cuộc điều tra năng lực công nghệ của ngành cà ph thuộc dự án điều tra năng lực một số
ngành kỹ thuật đã cho thấy: nhìn tổng quát trình độ công nghệ của các doanh nghiệp sản
xuất kinh doanh chế biến ngành cà ph đã lạc hậu từ 2 đến 3 thế hệ chưa đạt được trình
độ khu vực sản phẩm c chất lượng thấp chưa đủ sức cạnh tranh với sản phẩm của các
doanh nghiệp nước ngoài.

7


Trong các thành phần tạo ra năng lực công nghệ của các doanh nghiệp yếu nhất là
năng lực đổi mới. Tồn tại này c nhiều nguy n nhân, song cơ bản là chưa c những cơ
quan nghi n cứu tư vấn hỗ trợ cho doanh nghiệp về công nghệ chưa thực hiện được
những nội dung nghi n cứu mà họ mong đợi và chưa c được những năng lực thực sự để
triển khai những nội dung đổi mới cần phải làm.
Để tách được nhân quả khô quy trình chế biến được áp dụng phổ biến là dùng các
máy xát b c vỏ quả khô để c cà ph nhân dạng này ngoài các cơ sở mang tính sản xuất
gia đình còn c một số cơ sở nhỏ xát thu

đảm nhận số lớn sản phẩm cà ph tư nhân

những cơ sở này thường c quy mô từ một đến vài ba trăm tấn mỗi năm.
Ngoài hệ thống sơ chế chế biến quả tươi và khô tại nhiều địa phương đã xây dựng
những cơ sở tái chế cà ph nhân sống với các hệ thống sấy bổ sung làm sạch phân loại
đánh b ng loại bỏ hạt lép hạt đen… nhằm cải thiện chất lượng cà ph nhân xuất khẩu

song số này không nhiều mới c ở các thành phố lớn một số vùng nguy n liệu tập trung
và cơ sở li n doanh với nước ngoài (hệ thống máy chọn màu loại hạt đen mới chỉ c ở 3
cơ sở tái chế cà ph nhân ở Đăklăk; hệ thống máy sấy và sàng phân loại hạt mới được
trang bị trong các cơ sở sản xuất quy mô lớn và các công ty xuất khẩu trực tiếp cà ph …)
Đại bộ phận công việc tuyển chọn hạt cà ph còn dùng lao động thủ công với năng suất
thấp và chất lượng còn nhiều hạn chế.
Nhìn chung do đầu tư thiếu đồng bộ thiết bị lạc hậu cũ nát. Mặt khác công nghiệp
trong nước lại thiếu quan tâm n n chế biến đang còn là một khâu yếu kém nhất trong sản
xuất cà ph ở Việt Nam.
1.3.2.2 Cầ đầ

ƣ

ệ ch bi

để ă

ấ ƣợng và giá trị

Nhìn lại toàn bộ công nghệ sản xuất cà ph nhân sống hiện nay ở nước ta thì công
nghệ chế biến đang là khâu yếu kém nhất nhưng lại thiếu sự chú

từ tầm doanh nghiệp

đến các tổ chức nghi n cứu hỗ trợ KH&CN đặc biệt là sự quan tâm của các tổ chức quản
l Nhà nước. Cho đến nay ngành cà ph vẫn chưa định hình được công nghệ chế biến cần
thiết đến từng vùng và cơ sở sản xuất cơ sở vật chất chế biến không tương xứng với sản
lượng quả tươi sản xuất hàng năm. Các doanh nghiệp và các hộ gia đình vẫn chỉ đầu tư
mạnh vào việc mở rộng diện tích sản xuất cà ph nhưng lại chưa chú
8

đúng mức đến


công nghệ chế biến để rồi phải bán quả xô (sau khi xay cà ph quả khô ta thu được cà
ph nhân và vỏ th c cà ph các nhân cà ph này được gọi là cà ph xô vì chưa được phân
loại).
Dễ dàng nhận thấy là công nghệ chế biến cà ph đã không theo kịp sự phát triển nhanh
quá mức của việc mở rộng diện tích gieo trồng hạn chế này đã gây thiệt hại không nhỏ và
lâu dài cho người sản xuất đặc biệt là đối với nâng cao năng lực cạnh tranh của sản phẩm
cà ph . Từ đây phát triển công nghiệp chế biến cần được coi là nhiệm vụ quan trọng
trong tiến trình cải thiện nâng cao chất lượng sản phẩm và g p phần để ngành cà ph Việt
Nam đủ điều kiện tham gia thực hiện đầy đủ những quy định của AFTA trong thời gian
tới. Để làm việc này ngoài những nội dung cần thiết để nâng cao năng lực chế biến thiết
nghĩ việc không kém phần cấp bách là sớm hình thành một số xí nghiệp chế tạo thiết bị
ti n tiến chế biến cà ph để cung ứng đủ máy m c và thiết bị chuy n dùng cần thiết cho
ngành cà ph nước ta.
Cũng như nhiều loại nông sản khác việc phát triển ngành cà ph đang dang dở ở tất cả
các khâu từ sản xuất chế biến đến ti u thụ. Từ trước nay chúng ta vẫn luôn cho rằng giá
trị ngành hàng cà ph Việt Nam đạt thấp là do chủ yếu xuất khẩu sản phẩm thô cà phê
chế biến sâu chỉ đạt chưa đầy 10% giá trị xuất khẩu. Tuy nhi n nhìn nhận như vậy cũng
chưa thật chính xác bởi lẽ dù xuất khẩu thô nhưng nếu chất lượng nhân cao thì mức giá
chắc chắn không thấp và không lo thiếu thị trường. Theo ông Nguyễn Tiến Dũng Trưởng
phòng Dự án cà ph bền vững (Công ty TNHH MTV Xuất nhập khẩu 2-9 DakLak) thì:
Các đối tác nhập khẩu cà ph nhân của nước ta cũng tính mức giá dựa tr n chất lượng cà
ph hạt thô như độ b ng sự đồng đều không đen mốc… Nhưng ngay cả những yếu tố
cơ bản đ

chúng ta cũng làm chưa tốt cụ thể là khâu chế biến sơ ngay sau thu hoạch là

hái, phân loại phơi sấy.
Như vậy có thể thấy rằng, tiếng là nước xuất khẩu cà phê thứ hai thế giới, công nghệ
sản xuất cà phê của Việt Nam lại lạc hậu và cần phải được nâng cao hơn nữa để làm tăng
chất lượng cũng như khả năng cạnh tranh của sản phẩm.

9