Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển giám sát cho khâu cấp nước sạch của hệ thống sản xuất beer

PHẠM THIỆN TRÍ

..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
*****

PHẠM THIỆN TRÍ

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN
GIÁM SÁT CHO KHÂU CẤP NƯỚC SẠCH
CỦA HỆ THỐNG SẢN XUẤT BEER

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

2015A

Hà Nội – Năm 2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

LỜI MỞ ĐẦU
Nƣớc Việt Nam trên con đƣờng công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nƣớc.
Trong đó khoa học kỹ thuật là yếu tố giữ vai trị khơng nhỏ và việc ứng dụng những

thành tựu về khoa học kỹ thuật vào ngành nghề nói chung và tự động hóa nói riêng
càng rộng rãi. SCADA khâu xử lý nƣớc bên trong hệ thống vận hành và hoạt động của
một nhà máy sản xuất Beer cung cấp cho chúng ta những kiến thức vơ cùng hữu ích về
tồn bộ quy trình, dây chuyền hoạt động cũng nhƣ một SCADA không thể thiếu trong
nền cơng nghiệp tự động hóa đất nƣớc.
Đối với các doanh nghiệp sản xuất và chế tạo thì việc nâng cao hiệu quả trong
chất lƣợng sản phẩm. Việc ứng dụng công nghệ SCADA nhằm nâng cao năng lực
quản lý, điều hành sản xuất nhằm thỏa mãn mục tiêu trên. Hơn nữa với đề tài “Nghiên
cứu thiết kế hệ điều khiển giám sát cho khâu cấp nƣớc sạch của hệ thống sản xuất
Beer” nói về một ứng dụng cụ thể, một khâu xử lý nƣớc từ công đoạn nƣớc thô cho tới
nƣớc sinh hoạt, nƣớc nấu Beer… Đó hồn tồn là nhờ vào việc áp dụng khoa học – kỹ
thuật, và điển hình là hệ SCADA. Đề tài hệ SCADA cho khâu cấp nƣớc sạch giúp
chúng ta hiểu hơn về SCADA, tầm quan trọng không thể thiếu trong thời đại cơng
nghiệp hóa – hiện đại hóa ngày nay.
Sau thời gian nghiên cứu và đƣợc sự hƣớng dẫn nhiệt tình của thầy PGS.TS
Hồng Sĩ Hồng và các thầy cơ trong Viện Điện, cùng sự nỗ lực của bản thân đến nay luận
văn tốt nghiệp của em đã đƣợc hoàn thành. Nội dung luận văn bao gồm:
Chƣơng 1: Tổng quan về các hệ điều khiển giám sát, công nghệ sản xuất Beer
và khâu xử lý nƣớc sạch
Chƣơng 2: Thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển giám sát
Chƣơng 3: Lựa chọn phần cứng PLC và thiết kế phần mềm hệ thống điều khiển
giám sát
Chƣơng 4: Kết luận và hƣớng phát triển

Phạm Thiện Trí

1

Khóa 2015-2017

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

Để hoàn thành đƣợc đề tài nghiên cứu này, em muốn gửi lời cảm ơn tới thầy
PGS.TS Hoàng Sĩ Hồng đã rất nhiệt tình hƣớng dẫn, động viên, khích lệ để em hoàn
thành tốt đề tài này. Trong đề tài em có tham khảo rất nhiều bài viết cũng nhƣ tƣ liệu
liên quan về hệ thống SCADA của các ban, công ty nhƣ: Tổng công ty cổ phần Bia –
Rƣợu – Nƣớc giải khát Hà Nội… từ các diễn đàn trên mạng, các web công ty. Xin
đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành tới các ban, công ty.
Do kiến thức cịn hạn chế, thực tiễn chƣa sâu nên khơng tránh khỏi sai sót. Rất
mong đƣợc sự đóng góp của quý thầy cô để luận văn chuyên ngành của em đƣợc hồn
thiện tốt hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!

Phạm Thiện Trí

2

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
MỤC LỤC .............................................................................................................. 3

DANH MỤC TÊN VIẾT TẮT .............................................................................. 6
DANH MỤC CÁC BẢNG..................................................................................... 7
DANH MỤC HÌNH VẼ ......................................................................................... 8
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN GIÁM, CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT BEER VÀ KHÂU XỬ LÝ NƢỚC SẠCH ................................. 11
1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT ................................. 11
1.1.1. SCADA .................................................................................................. 11
1.1.2. PLC ........................................................................................................ 15
1.1.2.1. Tổng quan về PLC .............................................................................. 15
1.1.2.2. Cấu trúc phần cứng của PLC .............................................................. 16
1.1.2.3. Các thành phần chính của PLC bao gồm ............................................ 17
1.1.2.4. Vòng quét của PLC ............................................................................. 19
1.1.2.5. Ngơn ngữ lập trình PLC ...................................................................... 20
1.1.2.6. Các dòng PLC của Siemens ................................................................ 20
1.1.2.7. PLC S7-300 ......................................................................................... 21
1.2. TÌM HIỂU MỘT SỐ CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BEER VÀ HỆ THỐNG
CẤP NƢỚC SẠCH ......................................................................................... 23
1.2.1. Sơ lƣợc quy trình sản xuất Beer ............................................................ 23
1.2.1.1. Thành phần .......................................................................................... 23
1.2.1.2. Quy trình sản xuất ............................................................................... 25

Phạm Thiện Trí

3

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

1.2.2. Hê ̣ điề u khiể n giám sát cấ p nƣớc........................................................... 26
1.3. KẾT LUẬN CHƢƠNG ............................................................................ 27
Chƣơng 2 - THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT28
2.1. YÊU CẦU CHUNG VỀ THIẾT KẾ ........................................................ 28
2.2. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ............................................................................ 29
2.3. TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC, LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐO
VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ...................................................................... 31
2.3.1. Tìm hiểu cơng nghệ xử lý nƣớc............................................................. 31
2.3.1.1. Giới thiệu chung về nƣớc .................................................................... 31
2.3.1.2. Xử lý nƣớc sinh hoạt ........................................................................... 31
2.3.1.3. Xử lý nƣớc nấu .................................................................................... 35
2.3.1.4. Xử lý nƣớc mềm.................................................................................. 39
2.3.2. Lựa chọn thiết bị .................................................................................... 40
2.3.2.1. Cảm biến mực nƣớc............................................................................ 40
2.3.2.2. Cảm biến lƣu lƣợng ............................................................................ 41
2.3.2.3. Cảm biến áp suất ................................................................................ 43
2.3.2.4. Lựa chọn về động cơ điện – mạch động lực điều khiển..................... 44
2.3.2.5. Lựa chọn biến tần ............................................................................... 46
2.3.2.6. Bảng thống kê số đầu vào số, đầu ra số và tín hiệu analog ................ 51
2.4. PHƢƠNG PHÁP ĐẤU NỐI CHO CÁC THIẾT BỊ ................................ 56
2.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG ............................................................................ 57
Chƣơng 3 – LỰA CHỌN PHẦN CỨNG PLC VÀ THIẾT KẾ PHẦN MỀM HỆ
THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT ............................................................... 58

Phạm Thiện Trí

4

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

3.1. LỰA CHỌN PLC ..................................................................................... 58
3.2. VIẾT CHƢƠNG TRÌNH VÀ MÔ PHỎNG ............................................ 62
3.3. KẾT NỐI PHẦN CỨNG .......................................................................... 66
3.4. THIẾT LẬP WINCC ................................................................................ 67
3.4.1. Trang giao diện khởi tạo........................................................................ 67
3.4.2. Màn hình tổng quan ............................................................................... 68
3.4.3. Giám sát mức các bể nƣớc thô, nƣớc sạch, bể trung gian 1,2 và bể Axit
......................................................................................................................... 69
3.4.4. Giám sát trạng thái của các bơm ........................................................... 70
3.4.5. Giám sát chế độ của quạt khử CO2 số 1, 2 ........................................... 70
3.4.6. Giám sát trạng thái của các Valve điện ................................................. 71
3.4.7. Giám sát mức bình Axit ........................................................................ 72
3.4.8. Giám sát trạng thái và chế độ của bình trao đổi ION1 và ION2 ........... 72
3.4.9. Chế độ vận hành của hệ thống............................................................... 73
3.4.10. Thông tin cụm bơm trung gian ............................................................ 74
3.4.11. Mô phỏng WinCC ............................................................................... 75
3.5. KẾT QUẢ ................................................................................................. 79
Chƣơng 4 - KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ........................................ 87
4.1. KẾT LUẬN .............................................................................................. 87
4.2. HƢỚNG PHÁT TRIỂN ........................................................................... 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 88

Phạm Thiện Trí

5

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

DANH MỤC TÊN VIẾT TẮT
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

Tên viết tắt
SCADA
MTU
RTU
CPU
TCP/IP
OSI
PLC
WAN
LAN
IOS
MMI
HDC
GW
APPS
OPC
VDU
GIS
MPI

DP
PA
FDL
FMS
FBD
SFC
IL
ST
CAN
AS-I

Phạm Thiện Trí

Chú thích
Supervisory Control And Data Acquisition
Master Terminal Unit
Remote Terminal Unit
Central Processing Unit
Transmission Control Protocol and Internet Protocol
Open Systems Interconnection
Programmable Logic Controller
Wide Area Network
Local Area Network
Input Output System
Man Machine Interface
Historical for Data Collection Storage
Gateway for Inter-LAN Comunication
Aplication Calculation and Processing Module
OLE for Process Control
Video Display Unit

Geographic Information System
Message Passing Interface
Distributed I/O
Process Actumation
Fieldbus Data Link
Fieldbus Message Specification
Function Block Diagram
Sequential Function Chart
Instruction List
Structured Text
Controller Area Network
Actuator Sensor Interface

6

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Thống kê tín hiệu đầu vào số của hệ thống xử lý nƣớc
Bảng 2.2. Thống kê tín hiệu đầu ra số của hệ thống xử lý nƣớc
Bảng 2.3. Thống kê tín hiệu analog của hệ thống xử lý nƣớc
Bảng 3.1. Bảng thống kê số lƣợng CPU và các Module
Bảng 3.2. Bảng trạng thái các van, bơm
Bảng 3.3. Bảng trạng thái của quạt
Bảng 3.4. Bảng thống kê các vavle bình trao đổi ION

Bảng 3.5. Bảng thơng tin vận hành bình trao đổi ION

Phạm Thiện Trí

7

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Các dịng PLC của Siemens
Hình 1.2. Cấu trúc phần cứng của PLC
Hình 1.3. Cấu hình loại Fixed I/O
Hình 1.4. Cấu hình loại Modular I/O
Hình 1.5. Local và Remote I/O
Hình 1.6. Vịng qt chƣơng trình của PLC
Hình 1.7. Mơ ̣t sớ đă ̣c tiń h PLC S7-300
Hình 1.8. Sơ đồ quy trình sản xuất Beer
Hình 2.1. Các cấp thiết bị hệ SCADA
Hình 2.2. Phƣơng pháp truyền thơng hệ điều khiển giám sát
Hình 2.3. Sơ đồ q trình xử lý nƣớc sinh hoạt
Hình 2.4. Sơ đồ quá trình xử lý nƣớc nấu
Hình 2.5. Sơ đồ quá trình xử lý nƣớc mềm
Hình 2.6. Sơ đồ đấu nối cảm biến báo mực nƣớc LMT 121
Hình 2.7. Cảm biến báo mực nƣớc LMT 121
Hình 2.8. Cảm biến lƣu lƣợng

Hình 2.9. Mạch cảm biến và sơ đồ đấu nối
Hình 2.10. Bộ hiển thị lƣu lƣợng MAG 5000
Hình 2.11. Cảm biến áp suất
Hình 2.12. Động cơ điện ba pha ABB
Hình 2.13. Sơ đồ cuộn dây và dòng stator của động cơ xoay chiều 3 pha
Hình 2.14. Mạch động lực khởi động sao – tam giác
Hình 2.15. Sơ đồ tổng quát của biến tần
Hình 2.16. Biến tần FC 302
Hình 2.17. Sơ đồ mạch biến tần FC302
Hình 2.18. Sơ đồ đấu nối biến tần FC 302
Hình 2.19. Giao diện vào ra cho các thiết bị

Phạm Thiện Trí

8

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

Hình 3.1. Project mới
Hình 3.2. Đặt tên cho Project mới
Hình 3.3. Chèn SIMATIC 300 Station
Hình 3.4. SIMATIC 300 Station
Hình 3.5. Cấu hình phần cứng PLC cho hệ thống xử lý nƣớc
Hình 3.6. Lƣu đồ khâu xử lý nƣớc sạch
Hình 3.7. Lƣu đồ thuật tốn cơng đoạn xử lý nƣớc nấu

Hình 3.8. Lƣu đồ thuật tốn của cơng đoạn xử lý nƣớc mềm
Hình 3.9. Giao diện lập trình PLC S7-300
Hình 3.10. Giao diện Project trong PLC S7-300
Hình 3.11. Lập trình điều khiển bơm dạng LAD
Hình 3.12. Lập trình tín hiệu analog dạng STL
Hình 3.13. Sơ đồ một số loại truyền thơng trong cơng nghiệp
Hình 3.14. Cổng PROFIBUS của PLC S7 300
Hình 3.15. Màn hình khởi tạo
Hình 3.16. Trang màn hình tổng quan hệ thống
Hình 3.17. Bể nƣớc nấu
Hình 3.18. Bình axit
Hình 3.19. Bình trao đổi ION1 và ION2
Hình 3.20. Vị trí bơm trung gian
Hình 3.21. Lƣu lƣợng nƣớc nấu
Hình 3.22. Giao diện chính WinCC
Hình 3.23. Giao diện màn hình chính
Hình 3.24. Hệ thống xử lý nƣớc mềm
Hình 3.25. Giao diện tổng quan hệ thống xử lý nƣớc
Hình 3.26. Hệ thống nƣớc sạch
Hình 3.27. Hệ thống xử lý nƣớc nấu
Hình 3.28. Hệ thống xử lý nƣớc mềm
Hình 3.29. Project khâu xử lý nƣớc
Hình 3.30. Màn hình khởi tạo hệ thống giám sát khâu cấp nƣớc sạch

Phạm Thiện Trí

9

Khóa 2015-2017

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

Hình 3.31. Màn hình tổng quanhệ thống giám sát khâu cấp nƣớc sạch
Hình 3.32. Điều khiển và giám sát hệ thống xử lý nƣớc sạch
Hình 3.33. Điều khiển và giám sát hệ thống xử lý nƣớc nấu
Hình 3.34. Điều khiển và giám sát hệ thống xử lý nƣớc mềm
Hình 3.35. Màn hình cài đặt thơng số

Phạm Thiện Trí

10

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

Chƣơng 1 - TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN GIÁM, CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT BEER VÀ KHÂU XỬ LÝ NƢỚC SẠCH
1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
1.1.1. SCADA
1.1.1.1. Khái Niệm
SCADA là một hệ thống thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển các quá trình
từ xa. Ngƣời vận hành có thể nhận biết và điều khiển hoạt động các thiết bị thơng qua
máy tính và mạng truyền thơng. Nói cách khác, SCADA thƣờng đƣợc dùng để chỉ tất

cả các hệ thống máy tính đƣợc thiết kế để thực hiện các chức năng sau:
* Thu thập dữ liệu từ các thiết thiết bị công nghiệp hoặc các cảm biến.
* Xử lý và thực hiện các phép tính trên các dữ liệu thu thập đƣợc.
* Hiển thị các dữ liệu thu thập đƣợc và kết quả đã xử lý.
* Nhận các lệnh từ ngƣời điều hành và gửi các lệnh đó đến các thiết bị của nhà máy.
* Xử lý các lệnh điều khiển tự động hoặc bằng tay một cách kịp thời và chính xác.
1.1.1.2. Cấu trúc cơ bản của một hệ SCADA
Một hệ thống SCADA cơ bản có các thành phần chính là: MTU, RTU và thành
phần truyền thông.
1.1.1.2.1. MTU
MTU là trung tâm của một hệ thống SCADA, trong thực tế nó thƣờng là một hệ
máy tính công nghiệp. MTU giao tiếp với ngƣời điều hành và RTU thơng qua khối
truyền thơng. Ngồi ra MTU cịn đƣợc kết nối với các thiết bị ngoại vi nhƣ monitor,
máy in và có thể kết nối với mạng truyền thơng.
Nhiệm vụ của MTU bao gồm:
* Cập nhật dữ liệu từ các thiết bị RTU và nhận lệnh từ ngƣời điều hành.
* Xuất dữ liệu đến các thiết bị thi hành RTU.
* Hiển thị các thông tin cần thiết về các quá trình cũng nhƣ trạng thái của các thiết bị
lên màn hình giúp cho ngƣời điều hành giám sát và điều khiển.
* Lƣu trữ, xử lý các thông tin và giao tiếp với các hệ thống thông tin khác.
1.1.1.2.2. RTU
RTU thu nhận thông tin từ xa, thƣờng đặt tại nơi làm việc để thu nhận dữ liệu

Phạm Thiện Trí

11

Khóa 2015-2017

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

và thông tin từ các thiết bị hiện trƣờng nhƣ các valve, các cảm biến, các đồng hồ đo…
gửi đến MTU để xử lý và thông báo cho ngƣời điều hành biết trạng thái hoạt động của
các thiết bị hiện trƣờng. Mặt khác, nó nhận lệnh hay tín hiệu từ MTU để điều khiển
hoạt động của các thiết bị theo yêu cầu.
Thông thƣờng các RTU lƣu giữ thông tin thu thập đƣợc trong bộ nhớ của nó và
đợi yêu cầu từ MTU mới truyền dữ liệu. Tuy nhiên, ngày nay các RTU hiện đại có các
máy tính và PLC có thể thực hiện điều khiển trực tiếp qua các địa điểm từ xa mà
không cần định hƣớng của MTU.
1.1.1.2.3. Truyền thông
Truyền thông là khái niệm dùng để chỉ sự trao đổi thông tin giữa các đối tƣợng
với nhau, giữa các khối thiết bị với nhau, bao gồm phần cứng và phần mềm.
Phần cứng: Là các thiết bị kết nối nhƣ modem, hộp nối, cáp truyền và các thiết bị thu
phát vô tuyến, các trạm lặp (trong trƣờng hợp truyền đi xa).
Phần mềm: Đó là các giao thức truyền thơng, các ngơn ngữ lập trình đƣợc dùng để các
thiết bị có thể giao tiếp với nhau.
CPU của RTU nhận luồng dữ liệu nhị phân theo giao thức truyền thông. Các
giao thức có thể là giao thức mở nhƣ TCP/IP hoặc các giao thức riêng. Những luồng
thông tin đƣợc tổ chức theo mơ hình 7 lớp ISO/OSI. Mơ hình OSI đƣợc sử dụng để đặt
tiêu chuẩn cho cách trao đổi thông tin với các giao thức. Truyền thông và dữ liệu RTU
nhận thơng tin của nó nhờ vào sự nhận dạng mã trong dữ liệu truyền. Dữ liệu này đƣợc
biên dịch và đƣợc CPU điều khiển thích hợp tác động tại chỗ.
1.1.1.3. Hệ thống SCADA hiện đại
Cùng với sự phát triển vƣợt bậc của công nghệ viễn thông và công nghệ thông
tin. Các hệ thống SCADA ngày nay cho phép thu thập dữ liệu, điều khiển và giám sát
trên một phạm vi rộng lớn hơn, có thể lên đến hàng ngàn hay thậm chí là cả hàng chục
ngàn kênh Input/Output với tốc độ nhanh và độ tin cậy cao nhờ vào các giao thức mở

và các mạng truyền thông nhƣ mạng PROFIBUS, WAN, LAN và cả mạng Internet.
Hầu hết các phần mềm SCADA ngày nay đều có hỗ trợ kết nối Internet. Mặt
khác, trong hệ thống SCADA ngày nay có các PLC có khả năng đảm nhận việc giám
sát và điều khiển tại các điểm cục bộ. Tuy nhiên, MTU vẫn không thể thiếu trong hệ

Phạm Thiện Trí

12

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

thống SCADA.
1.1.1.4. Cấu trúc hệ thống
Ngày nay, các hệ thống SCADA thế hệ mới đƣợc xây dựng theo cấu trúc phân
bố, trong đó máy chủ đƣợc phân bố trên một số các bộ xử lý đƣợc nối với nhau thông
qua mạng cục bộ. Trong đó, mỗi bộ xử lý có một nhiệm vụ riêng nhất định nhƣ: Thu
thập và xử lý, xây dựng hiển thị, tạo báo cáo… và một số bộ xử lý dùng để dự phòng.
Hệ thống đƣợc thiết kế theo giao thức mở và cơ chế Client – Server.
* IOS: Module các ngõ vào ra dữ liệu.
* MMI: Module giao tiếp giữa ngƣời và máy.
* HDC: Module lƣu trữ dữ liệu thu thập đƣợc trong quá khứ.
* GW: Cổng giao tiếp cho mạng LAN.
* APPS: Module tính tốn và xử lý ứng dụng.
1.1.1.5. Các đặc tính chính của hệ thống
Các hệ thống SCADA hiện nay có các đặc tính sau:

* Đồ họa hồn tồn trong q trình giám sát và điều khiển.
* Có hệ thống lƣu trữ dữ liệu và hiển thị đồ thị q trình, có khả năng hiển thị đa tín
hiệu.
* Hệ thống cảnh báo và ghi nhận sự kiện.
* Hỗ trợ các chuẩn truyền thông nối tiếp, song song và giao thức TCP/IP.
* Hệ thống báo cáo, báo biểu theo chuẩn công nghiệp.
* Hỗ trợ các chuẩn giao diện OPC, OLE/DB và các giao diện cơng nghiệp khác.
* Khả năng tích hợp tín hiệu Video động.
* Khả năng đồng bộ về thời gian với hệ thống cũng nhƣ giữa các Server và Client.
1.1.1.6. Đặc điểm về giao tiếp giữa ngƣời và máy
Về phần giao tiếp giữa ngƣời và máy, các hệ thống SCADA ngày nay đƣợc trang
bị các khối hiển thị hình ảnh VDU, hiển thị đầy đủ hình ảnh đồ họa của các q trình.
Ngồi ra cịn có kèm theo mouse, trackball, joystick và bàn phím, các nút điều khiển
đƣợc thay thế bằng các biểu tƣợng trên màn hình. Chúng đƣợc tác động bằng mouse,
bàn phím hay có thể chỉ tay lên biểu tƣợng trên màn hình đối với các màn hình cảm
ứng. Các thiết bị đó giúp cho ngƣời điều hành có khả năng:

Phạm Thiện Trí

13

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

* Nhanh chóng hốn đổi giữa các hiển thị.
* Nhanh chóng xem đƣợc chi tiết các thơng tin đƣợc cập nhật.

* Tạo và sửa đổi các hiển thị trực tiếp trên màn hình hệ thống.
* Có những hiệu ứng đặc biệt giúp dễ dàng phân biệt trạng thái cũng nhƣ nhận biết dữ
liệu (Ví dụ: Các màu khác nhau cho các trạng thái khác nhau).
- Ngoài ra các VDU chạy trên mơi trƣờng Windows hay Windows-X cịn giúp điều
hành viên có thể: Xem trên cùng một VDU nhiều mảng thơng tin, truy cập đƣợc các
dữ liệu nằm rải rác theo địa lý hoặccác dữ liệu thuộc các cơ sở dữ liệu khác nhau.
- Về các RTU, khơng cịn là những thiết bị thụ động nữa mà chúng làm nhiệm vụ thu
thập và lƣu giữ dữ liệu vùng. Nhiều mức xử lý dữ liệu và điều khiển đƣợc thực hiện tại
các RTU. Nhiều loại thiết bị có thể đƣợc nối vào các RTU nhƣ: PLC, máy đo lƣu
lƣợng, thiết bị lấy chuẩn trong các bin hay các bồn chứa. Các RTU có thể đƣợc kết nối
theo kiểu phân bố hoặc kiểu phân cấp. Dữ liệu của các RTU đƣợc xử lý tại trạm chủ.
- Về cơ sở dữ liệu: Các dữ liệu đƣợc lƣu trữ không chỉ là dữ liệu đo đạc từ xa đƣợc
tính tốn mà cịn là các thơng số bảo vệ, các sự kiện, các mẫu tin cũng nhƣ các cảnh
báo. Do tính chất phân bố của SCADA nên cơ sở dữ liệu cũng đƣợc phân bố. Cơ sở dữ
liệu cũng có thể liên hệ với hệ thống quản trị thông tin và hệ thống thông tin địa lý
GIS. Ngồi ra, các dữ liệu có thể đƣợc bảo mật bằng các password.
1.1.1.7. Các ứng dụng của hệ SCADA
Ngày nay hệ thống SCADA đƣợc ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực
công nghiệp. Đặc biệt trong một số lĩnh vực sau:
* Hệ thống SCADA cho các trạm trộn bê tông, các nhà máy sản xuất xi-măng, các nhà
máy chế biến thực phẩm, nƣớc giải khát.
 Hệ

thống SCADA cho hệ thống vận chuyển hành lý và hàng hoá tại các cảng, sân

bay.
 Hệ

thống SCADA giám sát các giàn khoan ống dẫn dầu, dẫn khí.

 Hệ

thống SCADA cho nhà máy nƣớc, xử lý chất thải, các kho xăng dầu.

 Hệ

thống SCADA cho hệ trong các ngành kỹ thuật hàng không vũ trụ và một số

ngành công nghiệp công nghệ cao khác.thống phân phối lƣới điện.
 Ngoài

ra, hệ thống SCADA còn đƣợc ứng dụng để giám sát và điều khiển trong các

Phạm Thiện Trí

14

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

nhà máy hạt nhân.
1.1.2. PLC
1.1.2.1. Tổng quan về PLC
Bộ điều khiển PLC hiện đƣợc đƣợc sử dụng rộng rãi trong điều khiển cơng
nghiệp, dễ dàng lập trình để thực hiện các chứ năng điều khiển, làm giảm thiểu việc
nối dây phẩn cứng nhƣ các mạch điều khiển bằng rơle. Ban đầu PLC xuất hiện để thay

thế các hệ thống điều khiển bằng PLC, sau đó với sự phát triển của công nghệ PLC đã
đƣợc ứng dụng trong các ứng dụng phức tạp, khơng chỉ ở các ứng dụng đóng/ mở mà
còn thực hiện các chức năng về thời gian, đếm, tính tốn, so sánh và xử lý các tín hiệu
tƣơng tự. Một số sản phẩm PLC của hãng Siemens đƣợc thể hiện qua hình 1.1.

Hình 1.1. Các dịng PLC của Siemens
Các ƣu điểm của PLC bao gồm:
* Giảm việc nối dây phần cứng: So sánh với hệ thống rơle đƣợc thiết kế để làm một
chức năng riêng biệt thì PLC chỉ quan tâm tới đầu vào/ đầu ra, các chức năng điều
khiển đƣợc thực hiện bằng lập trình thì cấu trúc một bộ điều khiển PLC sẽ đơn giản và
dễ thực hiện hơn rất nhiều, nhất là trong những bài tốn cần thay đổi u cầu điều
khiển.

Phạm Thiện Trí

15

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

* Tăng độ ổn định của hệ thống: Chƣơng trình điều khiển của PLC đƣợc viết, kiểm tra
và dễ dàng đổ xuống các PLC khác nhau. Chính vì chƣơng trình nằm trong bộ nhớ nên
sẽ không xảy ra các lỗi logic do nối dây.
* Khả năng linh hoạt cao: Chƣơng trình điều khiển của PLC dễ dàng đƣợc viết và
chỉnh sửa theo yêu cầu.
* Tổng chi phí giảm: Nếu chỉ so sánh giá thành PLC và rơle thì PLC có giá thành cao

hơn, tuy nhiên trong một hệ thống điều khiển phức tạp thì hệ thống điều khiển bằng
PLC có giá cạnh tranh hơn rất nhiều so với hệ thống bằng rơ le do giảm thiểu số lƣợng
rơ le, tủ đấu nối, dây điện, chi phí nhân cơng lắp đặt, sửa chữa, vận hành.
* Khả năng truyền thông cao: PLC hiện nay dễ dàng truyền thông với các hệ thống
máy tính, hệ thống điều khiển SCADA, DCS thơng qua các giao thức Ethernet,
Profibus, RS232,…
* Thời gian đáp ứng nhanh: Tốc độ đáp ứng của bộ điều khiển bằng PLC hiện nay có
thể ở thời gian thực, và ứng dụng thậm chí đƣợc dùng cho các hệ thống DCS.
* Dễ dàng chuẩn đốn, sửa chữa: PLC có thể đƣợc thiết kế để có các chức năng chuẩn
đốn, ghi dữ liệu để giúp cho việc chỉnh sửa phần cứng, phần mềm đƣợc thực hiện mà
không phải dừng hệ thống.
1.1.2.2. Cấu trúc phần cứng của PLC

Cấu trúc phần cứng của PLC đƣợc thể hiện qua hình 1.2

Hình 1.2. Cấu trúc phần cứng của PLC
Phạm Thiện Trí

16

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

1.1.2.3. Các thành phần chính của PLC bao gồm
* Nguồn cung cấp: Thƣờng nguồn PLC sẽ biến điện xoay chiều thành điện một chiều
24V cung cấp cho các moduel của hệ thống hoạt động.

* Bộ điều khiển CPU: Mỗi dòng PLC sẽ có rất nhiều loại CPU khác nhau để phù hợp
với các tính chất và ứng dụng trong bài tốn điều khiển cơng nghiệp
* Các module đầu vào ra I/O: Có hai loại là Fixed I/O (Đƣợc thể hiện qua hình 1.3) tức
là các I/O này đi kèm ln với CPU và không thể tách rời ra khỏi CPU đƣợc. Ƣu điểm
của loại này đó là nhỏ gọn, giá thành rẻ tuy nhiên lại thiếu độ linh hoạt đối với các ứng
dụng cần sự thay đổi I/O hoặc khi I/O bị hỏng thì phải thay ln cả bộ CPU. Một dạng
nữa của I/O là loại Modular I/O (Đƣợc thể hiện qua hình 1.4), loại này I/O đƣợc tách
riêng biệt thành các module và có thể đƣợc tháp lắp dễ dàng với khả năng linh hoạt rất
cao. Hiện nay đa số các loại PLC đƣợc chế tạo theo dạng này để phù hợp với các ứng
dụng khác nhau trong công nghiệp. Các I/O cũng có thể đƣợc phân chia theo kiểu
Local I/O khi I/O nằm cùng Rack với CPU hoặc Remote I/O khi I/O không nằm cùng
Rack với CPU mà đƣợc liên hệ bằng các module truyền thông. Các Local I/O và
Remote I/O đƣợc thể hiện qua hình 1.5

Phạm Thiện Trí

17

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

Kết nối đầu vào
Khối xử lý
Kết nối đầu ra

Hình 1.3. Cấu hình loại Fixed I/O

Module trƣợt
vào rack

Hình 1.4. Cấu hình loại Modular I/O

Phạm Thiện Trí

18

Khóa 2015-2017


Đầu ra

Nguồn

Đầu vào

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

Đầu ra

Đầu vào

KhốI xử lý

Nguồn

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Truyền thông
ĐK on/off

Start - Stop

Bơm

Cảm biến
Hình 1.5. Local và Remote I/O
* Dựa vào số lƣợng I/O ngƣời ta cũng phân chia PLC thành các loại: Cỡ nano với số
lƣợng I/O từ 15 I/O trở xuống, cỡ nhỏ từ 15 đến 128 I/O, cỡ trung bình từ 128 đến 512
I/O và cỡ lớn với số lƣợng I/O trên 512 I/O.
1.1.2.4. Vòng quét của PLC
PLC hoạt động theo vòng quét (Scan Cycle): Bắt đầu vòng quét sẽ đọc các tín
hiệu đầu vào, lƣu vào bộ nhớ đệm, sau đó thực hiện chƣơng trình, chẩn đốn lỗi thực
hiện truyền thơng rồi mới đƣa các tín hiệu đầu ra. Vịng qt chƣơng trình của PLC
đƣợc thể hiện qua hình 1.6

Hình 1.6. Vịng qt chương trình của PLC
Phạm Thiện Trí

19

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

1.1.2.5. Ngơn ngữ lập trình PLC
Ngơn ngữ lập trình cho PLC theo tiêu chuẩn IEC61131 đƣợc chia làm 5 loại
chính nhƣ sau:
* Ladder Diagram (LD): Là ngơn ngữ hình thang, giống nhƣ với sơ đồ điều khiển
logic bằng rơle, đƣợc chia thành các network. Đây là ngôn ngữ phổ biến nhất trong lập
trình PLC, phù hợp với cách thức lập trình dựa vào các tác động của cơng tắc và cuộn
dây của rơle.
* Function Block Diagram (FBD): Là ngôn ngữ dạng sơ đồ khối, kết nối logic với
nhau để thực hiện yêu cầu điều khiển.
* Sequential Function Chart (SFC): Là dạng ngơn ngữ mà chƣơng trình đƣợc chia
thành các bƣớc với các chuyển tiếp và các điều kiện để chuyển tiếp, đây là ngôn ngữ
một dạng của GRAFCET.
* Instruction List (IL): Là ngôn ngữ dạng mã máy (Low-level) dùng các câu lệnh để
lập trình.
* Structured Text (ST): Là ngơn ngữ dạng cấp cao (High-level) dùng các ngôn ngữ
nhƣ BASIC, C, PASCAL để lập trình.
1.1.2.6. Các dịng PLC của Siemens
Các bộ điều khiển SIMATIC của Siemens hiện nay đƣợc phân loại thành 4 loại cơ
bản:
* Basic Controller: Dùng cho các ứng dụng cỡ nhỏ tới trung bình với dịng S7-1200
thay thế cho S7-200 ngày trƣớc mà hiện nay khơng cịn sản xuất nữa chỉ còn sản xuất
dòng S7-200 SMART bên thị trƣờng Trung Quốc.
* Advanced Controller: Dùng cho các ứng dụng trung bình đến phức tạp với các dịng
S7-300, S7-400 và hiện nay dòng S7-1500 ra đời với xu hƣớng thay thế hai dòng trên.
* Distributed Controllers: Dùng các dòng ET 200P cho các ứng dụng điều khiển phân
tán (DCS).
* Software Controller: Đây là dạng điều khiển dựa trên nền tảng PC và các ứng dụng
của S7-1500.

Phạm Thiện Trí

20

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

1.1.2.7. PLC S7-300
Là dòng PLC tầm trung thi ết kế dƣ̣a trên dòng S 7-200 đƣơ ̣c tić h hơ ̣p thêm
nhiề u khả năng nổ i trô ̣i hơn hẳ n , đƣơ ̣c tích hơ ̣p là module rời PLC thể hiê ̣n hế t toàn bơ ̣
tính năng của mình một cách thuận tiện hơn cho ngƣời sử dụng , đƣơ ̣c ƣ́ng du ̣ng rô ̣ng
rãi trong ngà nh công nghiê ̣p nhƣ robot , cầu trục, máy chế tạo , đă ̣c biê ̣t đây là dòng
PLC sƣ̉ du ̣ng nhiề u trong ngành nƣớc sa ̣ch.
Module CPU chiń h chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời
gian, bộ đếm, cổng truyền thơng (RS485)… và có thể có vài cổng vào/ra số onboard.
- PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, đƣợc đặt tên theo bộ vi xử lý có trong
CPU nhƣ CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318…
- Với các CPU có hai cổng truyền thơng, cổng thứ hai có chức năng chính là phục vụ
việc nối mạng phân tán có kèm theo những phần mềm tiện dụng đƣợc cài đặt sẵn trong
hệ điều hành. Các loại CPU này đƣợc phân biệt với các CPU khác bằng tên gọi thêm
cụm từ DP. Ví dụ Module CPU 314C-2DP…
Một số đặc tính kỹ thuật của một số CPU S7-300 đƣợc thể hiện theo hình 1.7

Hình 1.7. Mợt sớ đặc tính PLC S7-300
PLC S7-300 có thể kết nối với nhiều chuẩn mạng khác nhau nhƣ PROFIBUS, CAN,
DeviceNet, ASi.

Profibus là một tiêu chuẩn mạng trƣờng mở, quốc tế theo chuẩn mạng trƣờng
châu Âu EN 50170 và EN 50254. Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa q trình
cơng nghiệp và tự động hóa tịa nhà, các mạng trƣờng nối tiếp có thể hoạt động nhƣ hệ
thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các hệ thống tự động hóa và các thiết bị
Phạm Thiện Trí

21

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

hiện trƣờng phân tán. Chuẩn này cũng cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp
khác nhau giao tiếp với nhau mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt. PROFIBUS
sử dụng phƣơng tiện truyền tin xoắn đôi và RS485 chuẩn công nghiệp trong các ứng
dụng sản xuất hoặc IEC 1158-2 trong điều khiển q trình. Profibus cũng có thể sử
dụng Ethernet/TCP-IP.
CAN viết tắt của Controller Area Network và đƣợc tạm dịch là Mạng Điều
Khiển Vùng. Mạng CAN ra đời gần nhƣ đáp ứng nhiều vấn đề cho các hệ thống điện
trong xe, với truyền tải dữ kiện trên 2 dây dẫn, tốc độ truyền tải cao, độ sai số rất thấp,
độ tin cậy cao. Các hệ thống điện đã đƣợc nối với nhau bởi mạng CAN 2 dây này.
DeviceNet là một hệ thống bus đƣợc hãng Allen-Bradley phát triển dựa trên cơ sở của
CAN, dùng để nối mạng cho các thiết bị đơn giản ở cấp chấp hành. Sau này, chuẩn
DeviceNet đƣợc chuyển sang dạng mở dƣới sự quản lý của hiệp hội ODVA và đƣợc
dữ thảo chuẩn hóa IEC 62026-3.
Hệ thống AS-I: Là hệ thống kết nối cho cấp thấp nhất trong hệ thống tự động
hóa. Các cơ cấu chấp hành và cảm biến đƣợc nối với trạm hệ thống tự động qua bus

giao tiếp AS. AS-I là kết quả phát triển hợp tác của 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến
và cơ cấu chấp hành có tên tuổi trong cơng nghiệp, trong đó có SIEMENS AG, Festo
KG, Peppert & Fuchs GmbH.
Ngơn ngữ lập trìnhPLC S7-300 đƣợc lập trình qua các ngơn ngữ nhƣ: Step 7
(LAD/FBD/STL), SCL, GRAPH, HiGrap. Một số dạng cụ thể nhƣ:
- Dạng LAD: Phƣơng pháp hình thang, thích hợp với những ngƣời quen thiết kế mạch
điện tử logic.
- Dạng STL: Phƣơng pháp liệt kê. Là dạng ngơn ngữ lập trình thơng thƣờng của máy
tính. Mỗi một chƣơng trình đƣợc ghép bởi nhiều câu lệnh, mỗi câu lệnh có cấu trúc
chung gồm “tên lệnh + tốn hạng”.
- Dạng FBD: Phƣơng pháp hình khối. Là kiểu ngơn ngữ đồ họa dành cho ngƣời có thói
quen thiết kế mạch điều khiển số.
- Dạng SCL: Có cấu trúc gần giống với ngôn ngữ dạng STL nhƣng đƣợc phát triển
nhiều hơn. Nó gần giống với các ngơn ngữ bậc cao nhƣ Pascal để ngƣời lập trình dễ
thao tác.

Phạm Thiện Trí

22

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

1.2. TÌM HIỂU MỘT SỐ CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BEER VÀ HỆ THỐNG
CẤP NƢỚC SẠCH
1.2.1. Sơ lƣợc quy trình sản xuất Beer

1.2.1.1. Thành phần
Ban đầu Beer đƣợc sản xuất từ bốn nguyên liệu chính: Nƣớc, malt đại mạch,
hoa bia và nấm men. Sau đó, Beer phát triển ra tồn thế giới thì tùy thuộc vào đặc
trƣng nơng nghiệp ở mỗi quốc gia mà Beer có thêm thế liệu nhƣ gạo, lúa mì, yến mạch
và cả đƣờng tinh luyện. Thế liệu đƣợc xem là nguyên liệu phụ để thay thế 1 phần malt
đại mạch nhằm giảm chi phí sản xuất và hỗ trợ tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp của
quốc gia đó.
Cụ thể bốn thành phần đó nhƣ sau:
* Nƣớc: Nƣớc là thành phần chiếm tỷ lệ cao nhất, thông thƣờng từ 90-95% khối lƣợng
Beer. Nƣớc, ngoài việc tham gia vào thành phần của Beer cịn tham gia vào tồn bộ
quy trình cơng nghệ trong q trình sản xuất. Nƣớc là dung mơi hịa tan các hợp chất
hóa học (nhƣ tinh bột, đƣờng, protein, chất béo, …) trong hạt malt, các hợp chất đắng,
thơm trong hoa bia. Các enzym tham gia vào quá trình thủy phân các hợp chất cao
phân tử thành các hợp chất đơn giản hơn cho nấm men sử dụng. Sau đó, nấm men tiếp
tục sống và phát triển trong mơi trƣờng nƣớc.
Bên cạnh đó, các q trình công nghệ khác trong nhà máy Beer cũng sử dụng
nƣớc là thành phần chính nhƣ: Hơi nƣớc bão hịa để truyền nhiệt từ lò hơi đến các thiết
bị sử dụng nhiệt, hỗn hợp nƣớc-Glycol dùng để dẫn lạnh, nƣớc dùng trong hệ thống
thanh trùng,…Nhƣ vậy, nƣớc có vai trị cực kỳ quan trọng cho sản xuất Beer. Tính
chất nƣớc tác động đến hƣơng vị của Beer. Các loại Beer khác nhau yêu cầu nguồn
nƣớc đầu vào khác nhau.
*Malt đại mạch: Beer phải đƣợc sản xuất từ malt đại mạch. Malt là nguồn cung cấp
các hợp chất cơ bản nhƣ đƣờng, protein, chất béo, các loại vitamin,… cho quá trình
sản xuất Beer. Tại công đoạn nấu, tinh bột trong malt bị thủy phân bởi hệ enzyme
amylase thành đƣờng lên men đƣợc. Sau đó, nấm men sử dụng đƣờng này để tạo thành
CO2 và cồn trong Beer. Có rất nhiều loại malt khác nhau đƣợc dùng trong sản xuất

Phạm Thiện Trí

23

Khóa 2015-2017


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Luận văn Thạc sĩ KTĐK&TĐH

Beer nhƣ malt vàng, malt nâu, malt đen, malt chocolate,… Nhà sản xuất Beer có thể
phối trộn nhiều loại malt khác nhau để sản xuất ra loại Beer mong muốn.
*Hoa Beer: Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản sau malt. Hoa Houblon làm Beer có vị
đắng dịu, hƣơng thơm rất đặc trƣng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt làm tăng độ bền
keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Trong công nghệ sản xuất Beer chỉ
sử dụng hoa cái chƣa thụ phấn.
Việc sử dụng hoa Beer đƣợc bắt đầu ở Châu Âu thời trung cổ. Vào khoảng thế
kỷ thứ 8 sau công nguyên, các thầy tu tại vùng Hallertau thuộc Bavarian đã sử dụng
hoa Beer nhằm tạo ra vị đắng thanh và kéo dài thời gian lƣu trữ của Beer mà không bị
chua. Trong thời trung cổ, khi bắt đầu dùng hoa Beer vào sản xuất, các nhà tu nhận
thấy Beer để đƣợc lâu hơn mà khơng bị chua. Trong hoa Beer có chứa một số chất có
khả năng kìm hãm và tiêu diệt vi sinh vật. Nhƣng lúc đó, chƣa một ai có khái niệm về
vi sinh vật nên mọi ngƣời cũng không giải thích đƣợc tại sao việc dùng hoa Beer lại có
ích lợi nhƣ thế. Nhƣng ngày nay, do trình độ khoa học kỹ thuật phát triển, Beer đã
đƣợc thanh trùng bằng phƣơng pháp Pasteur nên khả năng kháng khuẩn của hoa bia
khơng cịn ý nghĩa. Mà các nhà sản xuất Beer hiện nay chủ yếu nhằm vào mục đích tạo
ra hƣơng vị đặc trƣng và ổn định độ bền bọt.
*Nấm men: Nấm men có vai trị chuyển hóa các hợp chất lên men đƣợc trong dịch nha
sau nấu thành cồn và khí CO2. Trong q trình lên men, nấm men sản xuất ra các hợp
chất tạo mùi, vị thơm cho Beer. Các chủng men khác nhau cho ra hƣơng vị Beer đặc
trƣng. Các hãng Beer khác nhau sở hữu chủng nấm men đặc trƣng và đƣợc các hãng
bảo vệ rất nghiêm ngặt.

*Thế liệu: Thế liệu là thành phần phụ tham gia vào sản xuất Beer, có vai trị thay thế
một tỷ lệ nhất định malt. Thế liệu sản xuất Beer rất đa dạng và phong phú, phụ thuộc
vào đặc điểm nông nghiệp của từng quốc gia. Các nƣớc vùng Đông Nam Á chủ yếu sử
dụng thế liệu là gạo, trong khi đó các quốc gia Châu Phi lại sử dụng bo bo, lúa miến,…
Thế liệu là giảm giá thành sản xuất bia, giúp ngƣời nông dân địa phƣơng tiêu thụ đƣợc
các sản phẩm bản địa.

Phạm Thiện Trí

24

Khóa 2015-2017