Lập trình điều khiển giám sát (scada) cho quy trình sản xuất bia
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2 MB, 59 trang )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
---------------------------
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC
------------------------
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trần Hồng Thắng
Số hiệu sinh viên: 0752040611
Khóa: 2007 - 2011
Ngành: Cơng nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài: Lập trình hệ thống giám sát – điều khiển (SCADA) trong
QTCN sản xuất bia.
2. Nội dung nghiên cứu, thiết kế tốt nghiệp:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
......................................................................................................
3. Họ tên cán bộ hướng dẫn
: Th.S. Nguyễn Tân Thành
4. Ngày giao nhiệm vụ đồ án
:
Ngày
tháng
năm
5. Ngày hồn thành đồ án
:
Ngày
tháng
năm
Chủ nhiệm bộ mơn
(Ký, ghi rõ họ, tên)
Ngày
tháng năm 2011
Cán bộ hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ, tên)
Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày
tháng
năm
Người duyệt
(Ký, ghi rõ họ, tên)
SVTH: Trần Hồng Thắng
1
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
----------------------------
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC
------------------------
BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên : Trần Hồng Thắng
Số hiệu sinh viên: 0752040611
Khóa
Ngành : Cơng nghệ thực phẩm
: 2007 - 2011
Cán bộ hướng dẫn : Th.S. Nguyễn Tân Thành
Cán bộ duyệt
: Th.S Lê Thế Tâm
1. Nội dung nghiên cứu, thiết kế:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
2. Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ngày
tháng
năm 2011
Cán bộ hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ, tên)
SVTH: Trần Hồng Thắng
2
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
---------------------------
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC
------------------------
BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trần Hồng Thắng
Số hiệu sinh viên:
Khóa: 2007 - 2011
Ngành: Cơng nghệ thực phẩm
0752040611
Cán bộ hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Tân Thành
Cán bộ duyệt: Th.S Lê Thế Tâm
1. Nội dung nghiên cứu, thiết kế:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
2. Nhận xét của cán bộ duyệt:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ngày
tháng
năm 2011
Cán bộ duyệt
(Ký, ghi rõ họ, tên)
SVTH: Trần Hồng Thắng
3
GVHD: Nguyễn Tân Thành
N TT NGHIP
TRNG I HC VINH
Tr-ờng đại học vinh
khoa hóa học
=== ===
đồ án tốt nghiệp
Đề tài:
LậP TRìNH ĐIềU KHIểN GIáM SáT
(SCANDA) CHO QUY TRìNH SảN XUấT
bia
GV h-ớng dẫn :
ThS. NGUYễN TÂN THàNHS
thực hiện
: TRầN HồNG THắNG
Lớp
: 48K - C«ng nghƯ thùc phÈm
SVTH: Trần Hồng Thắng
4
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
Lời cảm ơn
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, với đề tài “Lập trình hệ thống giám
sát – điều khiển (SCADA) trong QTCN sản xuất bia”. Đây là cơ hội giúp tôi sử
dụng những kiến thức lý thuyết vào quá trình thiết kế thực tế.
Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy
giáo Th.S Nguyễn Tân Thành, thầy đã theo sát tôi trong gần một năm qua và chỉ
bảo cho tôi từng thiết kế, từng câu lệnh để tơi có thể hồn thành đồ án của mình
đúng thời hạn.
Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo đã dạy giỗ, giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian học tập và làm đồ án.
Dù trong q trình làm đồ án của mình tơi đã rất cố gắng nhưng khơng thể
tránh khỏi những thiếu sót, tơi rất mong được sự chỉ bảo của thầy cô giáo để bản
đồ án của tơi hồn thiện, để sau này tơi vững vàng hơn trong cơng tác của mình.
Nghệ An, tháng 12 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Trần Hồng Thắng
SVTH: Trần Hồng Thắng
5
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
Mục lục
SVTH: Trần Hồng Thắng
6
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1: Cấu tạo hệ thống SCADA
Hình 2: Đồ thị biểu thị sự hoạt động của một quá trình
Hình 3: RS VIEW32 trong nhà máy
Hình 4: Hệ thống SCADA thanh trùng bia
Hình 5: Giao diện làm việc của phần mềm RSVIEW 32
Hình 6: Thư viện trong RSVIEW 32
Hình 7: Chương trình được viết trên RSVIEW32
Hình 8: Khai báo biến trong phần mềm RSVIEW32
Hình 9: Giao diện lập trình
Hình 10: Bảng điều khiển ”Trung tâm giám sát – điều khiển”
Hình 11: Bảng điều khiển phân xưởng xay nghiền.
Hình 12: Bảng điều khiển thiết bị vận chuyển
Hình 13: Bảng điều khiển cân định lượng
Hình 14: Bảng điều khiển thiết bị nghiền
Hình 15: Bảng điều khiển phân xưởng nấu
Hình 16: Bảng điều khiển thiết bị nấu gao và malt
Hình 17: Bảng điều khiển thiết bị lọc
Hình 18: Bảng điều khiển thiết bị Huoblon hóa
Hình 19: Bảng điều khiển thiết bị lắng xốy
Hình 20: Các nút điều khiển chung
Hình 21: Bảng điều khiển quy trình lên men
Hình 22: Hệ thống xay nghiền
Hình 23: Phân xương nấu
Hình 24: Phân xưởng lên men
SVTH: Trần Hồng Thắng
7
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
LỜI MỞ ĐẦU
Thị trường tiêu thụ hàng hóa ln địi hỏi khơng ngừng nâng cao chất
lượng, giảm giá thành, đổi mới mẫu mã sản phẩm. Nhu cầu đó đặt ra u cầu
tìm kiếm một phương thức sản xuất mới để tạo nên các dây chuyên sản xuất tự
động cho phép nhanh chóng thay đổi và nâng cao chất lượng sản phẩm. Các dây
chuyền truyền thống gồm nhiều thiết bị thủ cơng và tính cơng nghiệp hóa chưa
cao sẽ khơng đáp ứng được những thị hiếu và nhu cầu ngày càng cao của thị
trường.
Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật cuối thế kỷ 20 mà kết quả là sự ra đời
của nhiều phát minh công nghệ đã đánh dấu bước ngoặt lớn trong lịch sử loài
người. Nhờ những cống hiến khoa học này con người trên tồn thế giới đã có
một tương lai sáng hơn. Một trong những thành tựu lớn lao của cuộc cách mạng
này là sự ra đời của ngành tự động hoá, ứng dụng của nó mạnh mẽ và hiệu quả
trong rất nhiều lĩnh vực. Vai trị của tự động hố là khơng thể phủ nhận, nhờ áp
dụng tự động hố trong sản xuất đã tạo ra một khối lượng sản phẩm khổng lồ mà
phương pháp thủ công không thể làm được.
Trên thế giới (đặc biệt ở các nước phát triển như: Mỹ, Anh, Pháp…) đã
biết tới tự động hoá và ứng dụng nó từ rất sớm ngay khi ra đời. Cịn tại Việt
Nam thì đây là ngành cơng nghiệp khá mới mẻ và mới được ứng dụng ở mức độ
trung bình do điều kiện nền kinh tế còn hạn chế. Tuy nhiên trong những năm
gần đây, tự động hố có bước phát triển vượt bậc và chiếm một vị trí quan trọng
trong sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện đại hố nền kinh tế nước nhà. Tự động
hoá đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành cơng nghiệp trong đó có đóng
góp khơng nhỏ cho ngành cơng nghiệp thực phẩm. Các nhà máy thực phẩm ln
đặt tự động hố làm ưu tiên hàng đầu trong sứ mệnh phát triển sản phẩm làm
nên thương hiệu của doanh nghiệp. Ngày nay hầu hết các nhà máy thực phẩm
đều được trang bị các thiết bị tự động nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất. Sở dĩ nó
được ưu tiên là do tính sử dụng, khả năng ổn định, chất lượng và dễ dàng quản
lý. Mặc dù khơng thể thay thế hồn tồn con người nhưng tự động hố là khơng
thể thiếu trong nền kinh tế hiện nay, xu thế hiện nay là đang dần thay thế hoàn
toàn sức lao động của con người bằng máy móc. Mục đích chủ yếu của việc áp
dụng tự động hoá vào trong nhà máy thưc phẩm để giám sát cũng như điều
SVTH: Trần Hồng Thắng
8
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
khiển q trình cơng nghệ. Các thơng số của q trình như: nhiệt độ, áp suất, lưu
lượng, tốc độ của hơi hay chất lỏng, khuấy trộn … sẽ được kiểm sốt. Khi có sự
cố hay thay đổi khơng mong muốn nó sẽ được truyền tới bộ điều khiển từ đó có
phương án phản hồi hợp lý để hệ thống trở nên ổn định theo mong muốn. Ngành
cơng nghệ thực phẩm địi hỏi nghiêm ngặt về an tồn vệ sinh cho nên việc sử
dụng cơng nghệ cao để quản lý giám sát là rất cần.
Xuất phát từ thực tiển trên, nhận thấy việc phát triển ngàng tự động hóa
trong các nhà máy thực phẩm có vai trị rất quan trọng, tơi phát triển đồ án “Lập
trình hệ thống giám sát – điều khiển (SCADA) trong nhà máy bia”. Theo đó
những thiết kế - lập trình của tôi được thực hiện trên phần mềm RS VIEW32 là
một sản phẩm của hãng Rockwell với ngôn ngữ lập trình C++, vai trị chủ yếu
của phần mềm sau khi được thiết kế là giám sát điều kiển và thu nhập dữ liệu
(SCADA) của một nhà máy bia dựa trên nền tảng công nghệ PC, PLC cho phép
quản lý từ xa các thiết bị, thay đổi và thu thập các số liệu.
SVTH: Trần Hồng Thắng
9
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
PHẦN 1. TỔNG QUAN
Chương 1. Các khái niệm.
1. SCADA.
Giống như nhiều từ viết tắt có hệ thống khác, khái niệm SCADA
(Supervisory Control And Acquisition) hiểu theo nghĩa truyền thống là một hệ
thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nhằm hỗ trợ con người trong quá
trình giám sát và điều khiển từ xa. Tuy nhiên, trong thực tế có một số hệ thống
vẫn thường được gọi là SCADA, mặc dù những hệ thống này chỉ thực hiện duy
nhất một chức năng là thu thập dữ liệu. Khi nói tới SCADA người ta liên tưởng
tới một hệ thống mạng và thiết bị có nhiệm vụ thuần túy là thu nhập dữ liệu từ
các trạm ở xa và truyền tải về khu trung tâm để xử lý. Nói một cách tổng quát,
một hệ SCADA chính là một hệ thống điều khiển giám sát, tức là một hệ thống
hỗ trợ con người trong việc quan sát và điều khiển từ xa, ở cấp độ cao hơn hệ
điều khiển thơng thường. Đương nhiên, để có thể quan sát và điều khiển từ xa
cần phải có một hệ thống truy cập và truyền tải dữ liệu cũng như cần có giao
diện người máy. Tuy theo trọng tâm của nhiệm vụ mà người ta có những cách
nhìn khác nhau. Vì vậy, một hệ SCADA thường phải có đủ những thành phần
sau:
1.1.
Các thành phần của một hệ thống SCADA
Hình 1: Cấu tạo hệ thống SCADA
SVTH: Trần Hồng Thắng
10
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
- Trạm điều khiển giám sát trung tâm: Là một hay nhiều máy chủ trung
tâm (central host computer server).
- Trạm thu thập dữ liệu trung gian: Đây còn gọi là hệ thống trạm cơ sở,
các trạm này được đặt tại các hiện trường có nhiệm vụ thu thập, xử lý số liệu
trong một phạm vi nhất định và gửi các số liệu về trạm trung tâm đồng thời thực
hiện các lệch từ trạm trung tâm. Cụ thể đây là các khối thiết bị quét dữ liệu đầu
vào-ra, đầu và cuối từ xa hoặc là các khối điều khiển logic PLC
(Programmale Logic Controllers) có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấp
hành (cảm biến, các hộp điều khiển đóng cắt và các van chấp hành…).
- Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp,
các thiết bị viễn thông và các thiết bị chuyển đổi dồn kênh có chức năng truyền
dữ liệu đến các khối điều khiển vào máy chủ.
- Giao diện người - máy HMI (Human - Machine Interface): Là các thiết
bị hiển thị q trình xử lí dữ liệu để người vận hành điều khiển các quá trình
hoạt động của hệ thống
- Mạng lưới thông tin: Được xây dựng trên cơ sở mạng máy tính và truyền
thơng cơng nghiệp có chức năng đảm bảo thông tin hai chiều giữa các trạm điều
khiển.
1.2.
Nguyên tắc hoạt động của hệ SCADA.
Hệ thống SCADA hoạt động dựa trên nguyên tắc lấy tín hiệu từ các cơ
cấu cảm biến còn gọi là trạm thu thập dữ liệu trung gian được gắn trên các thiết
bị công tác hoặc trên dây chuyền sản xuất gửi về cho máy tính. Máy tính xử lý
kiểm tra trạng thái hoạt động của hệ thống, các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm
đã được cài sẵn trong bộ nhớ. Đồng thời, máy tính sẽ hiển thị lại các thơng tin
kỹ thuật của hệ thống trên màn hình, cho phép tự động giám sát và điều khiển hệ
thống phát ra tín hiệu điều khiển trên máy tính tạo nên vịng tín hiệu kín. Việc
điều khiển giám sát ở đây bao hàm hai ý nghĩa:
- Con người theo dõi và điều khiển.
- Máy tính giám sát và điều khiển.
Ngồi các chức năng truyền thông là so sánh để điều khiển cơ cấu tác động,
ta cịn có thể cho hệ thống hoạt động theo một chương trình đã được lập trình từ
SVTH: Trần Hồng Thắng
11
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
trước. Nhờ có bộ vi xử lý ta có thể lập trình cho hệ thống hoạt động theo những
chu trình phức tạp, máy tính sẽ đọc chương trình và xuất tín hiệu điều khiển cho
các cơ cấu hoạt động theo chương trình đó. Bên cạnh khả năng hoạt động toàn
hệ thống theo một chương trình định trước, hệ SCADA cịn cho phép người vận
hành quan sát được trạng thái làm việc của từng thiết bị tại các trạm cơ sở, đưa
ra cảnh báo, báo động khi hệ thống gặp sự cố và thực hiện các lệnh điều khiển
can thiệp và hoạt động của hệ thống khi có tình huống bất thường xảy ra.
1.3.
Xử lý dữ liệu
Dữ liệu truyền tải trong hệ SCADA có thể là dạng liên tục, dạng số hay
dạng xung. Giao diện cơ sở để vận hành tại các thiết bị đầu cuối là một màn
hình giao diện đồ họa dùng để hiển thị toàn bộ hệ thống điều khiển giám sát
hoặc các thiết bị trong hệ thống. Tại một thời điểm, dữ liệu được hiện thị dưới
dạng hình ảnh tĩnh, khi dữ liệu thay đổi thì hình ảnh này cũng thay đổi theo.
Trong trường hợp dữ liệu của hệ thống biến đổi liên tục theo thời gian, hệ
SCADA thường hiện thị quá trình thay đổi dữ liệu này trên màn hình giao diện
đồ họa dưới dạng đồ thị.
Hình 2: Đồ thị biểu thị sự hoạt động của một quá trình
SVTH: Trần Hồng Thắng
12
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
Một ưu điểm lớn của hệ SCADA là khả năng xử lý lỗi rất thành cơng khi
hệ thống xảy ra sự cố. Nhìn chung, khi có sự cố hệ SCADA có thể lựa chọn một
trong các cách xử lí sau:
- Sử dụng dữ liệu cất giữ trong máy chủ: trong các hệ SCADA hệ thống
máy chủ có dung lượng bộ nhớ lớn, khi hệ thống hoạt động ổn định dữ liệu sẽ
được sao lưu vào trong bộ nhớ. Do đó, khi hệ thống xảy ra lỗi thì các máy chủ sẽ
sử dụng tạm dữ liệu này cho đến khi hệ thống hoạt động trở lại bình thường.
- Sử dụng các phần cứng dự phịng của hệ thống: hầu hết các hệ SCADA
đều được thiết kế thêm các bộ phận dự phịng, ví dụ như hệ thống truyền thông
hai đường truyền, hai máy chủ…do vậy, các bộ phận dự phòng này sẽ được đưa
vào sử dụng khi hệ SCADA có sự cố hoặc hoạt động offline (có thể cho mục
đích bảo dưỡng, sửa chữa, kiểm tra…).
1.4.
Phân loại hệ thống SCADA
Có nhiều loại hệ thống SCADA khác nhau nhưng trên cơ bản chúng được
chia làm 4 nhóm với những tính năng cơ bản sau:
- Hệ thống SCADA mờ: là hệ thống thu nhận xử lý dữ liệu thu được bằng
hình ảnh hoặc đồ thị, do khơng có bộ phận giám sát nên hệ thống rất đơn giản và
giá thành thấp.
- Hệ thống SCADA xử lý đồ họa thông tin thời gian thực: là hệ thống giám
sát và thu nhận dữ liệu có khả năng mơ phỏng tiến trình hoạt động của hệ thống
sản xuất nhờ các tập tin cấu hình của máy đã được khai báo trước.
- Hệ thống SCADA độc lập: Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu với
một bộ xử lý, thông thường loại hệ thống SCADA mà chỉ điều khiển một hoặc
hai máy cơng cụ hay cịn gọi là Workcell. Do khả năng điều khiển ít máy cơng
tác nên hệ thống sản xuất này chỉ đáp ứng được cho việc sản xuất chi tiết, không
tạo nên được dây chuyền sản xuất lớn.
- Hệ thống SCADA mạng: Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu với
nhiều bộ vi xử lý có nhiều bộ phận giám sát được kết nối với nhau thông qua
SVTH: Trần Hồng Thắng
13
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
mạng. Hệ thống này cho phép điều khiển phối hợp được nhiều máy công tác
hoặc nhiều nhóm workcell tạo nên một dây chuyền sản xuất tự động.
1.5.
Tiêu chuẩn đánh giá và lựa chọn hệ tự động cho nhà máy
Mục đích trong việc đánh giá và lựa chọn của một người thiết kế hệ thống
không phải là tìm ra giải pháp tốt nhất, mà là một giải pháp đủ thỏa mãn các nhu
cầu về mặt kỹ thuật với giá thành hợp lý nhất, trong phạm vi ngân sách cho
phép. Để đánh giá một giải pháp SCADA ta cần đặc biệt chú trọng đến các yếu
tố sau:
- Khả năng hỗ trợ của công cụ phần mềm đối với việc thực hiện các màn
hình đa diện, chất lượng của các thành phần đồ họa có sẵn.
- Khả năng truy cập và cách thức kết nối dữ liệu từ các quá trình kỹ thuật
(trực tiếp từ các cơ cấu chấp hành, các cảm biến, các module vào/ ra, quá trình
thiết bị điều khiển khả trình PLC hay các hệ thống bus trường).
- Tính năng mở rộng của hệ thống
- Khả năng hỗ trợ xây dựng các chức năng trao đổi tin tức, xử lý sự kiện và
sự cố, lưu trữ thơng tin và lập báo cáo.
- Tính năng thời gian, hiệu suất trao đổi thông tin.
- Giá thành hệ thống phần mềm bao gồm công cụ phát triển, chương trình
chạy, tài liệu sử dụng, cơng đào tạo và dịch vụ hỗ trợ bảo trì.
Sau đây tơi sẽ đi sâu vào vấn đề liên quan ba yếu tố đầu tiên, hay nói cách
khác là vấn đề liên quan tới cơng nghệ phần mềm. Đó cũng là những khía cạnh
làm nổi bật đặc tính của giải pháp SCADA thế hệ mới.
Tạo dựng một ứng dụng SCADA tối thiểu đòi hỏi hai việc chính: xây
dựng màn hình với các biến q trình. Như vậy, cơng việc tạo dựng một ứng
dụng SCADA trên nguyên tắc sẽ phức tạp hơn nhiều so với việc lập trình giao
diện đồ họa trong các ứng dụng thơng thường. Có hai phương thức để tạo dựng:
Phương thức thứ nhất là sử dụng cơng cụ lập trình phổ thơng như Visual
C++, Visuai Basic… và người lập trình phải tự làm từ đầu giống như việc phát
triển các ứng dụng thơng thường. Khơng kể đến việc phải lập trình để kết nối dữ
liệu qua các cổng truyền thông, thi cơng việc lập trình đồ họa mặc dù có các
SVTH: Trần Hồng Thắng
14
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
công cụ hỗ trợ rất mạnh cũng gặp nhiều khó khăn. Thứ nhất là phương pháp này
địi hỏi mức kiến thức lập trình khá cao của người lập trình. Thứ hai là viêc lập
trình các biểu tượng, ký hiệu đồ họa thường dùng trong kỹ thuật như: van,
đường ống, bơm… địi hỏi nhiều cơng sức. Để giả quyết vấn đề này, ta có thể sử
dụng các thư viện phần mềm dưới dạng thư viện lớp hay thư viện thành phần có
sẵn. Tuy nhiên, trong bất cứ trường hợp nào việc phải biên dịch lai tồn bộ ứng
dụng là điều khơng thể tránh khỏi. Do những hạn chế trên đây, phương pháp lập
trình này chỉ nên sử dụng trong các ứng dụng quy mô nhỏ và ít có u cầu phải
thay đổi.
Phương pháp thứ hai là sử dụng một công cụ phần mềm chuyên dụng gọi
tắt là phần mềm SCADA, các cơng cụ này có chứa các thư viện thành phần tiện
cho việc xây dựng giao diện người máy cũng như phần mềm kết nối với các
thiết bị cung cấp dữ liệu thơng dụng. Có nhiều công cụ và định nghĩa riêng phục
vụ cho các mục đích này, tuy nhiên độ phức tạp của chúng cũng rất khác nhau.
Gần đây, xu hướng đơn giản hóa việc tạo dựng một ứng dụng SCADA thể hiện
ở sự kết hợp phương pháp lập trình hiển thị với sử dụng một ngơn ngữ lập trình
thơng dụng khác. Thực chất các thư viện sẵn có trong những sản phẩm thuộc thế
hệ mới thường được xây dựng trên cơ sở một mơ hình đối tượng, đặc biệt phải
nói tới mơ hình đối COM của Microsoft. Việc sử dụng một mơ hình đối tượng
chuẩn công nghiệp như COM mang lại nhiều ưu thế như:
- Nâng cao hiệu suất công việc thiết kế, xây dựng giao diện người máy
bằng cách sử dụng ActiveX – Controls.
- Nâng cao khả năng tương tác và khả năng mở rộng, hay nói cách khác là
tính năng mở rộng của hệ thống.
- Thuận lợi trong việc sử dụng một chuẩn giao diện quá trình như OPC
(OLE for Process Control) để kết nối với các thiết bị cung cấp dữ liệu.
1.6.
Xu hướng và tương lai của hệ SCADA
Nhờ các thiết bị cảm ứng, các thiết bị đo lường được gắn trên máy mà ta
có thể đo, kiểm tra sản phẩm, loại bỏ các phế phẩm…. nhờ đó mà chất lượng sản
xuất được nâng cao và giảm bớt chi phí sản xuất, kịp thời phát hiện, báo động
những biến cố xẩy ra. Các thông tin về hệ thống đều được truyền cho máy tính
SVTH: Trần Hồng Thắng
15
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
giám sát và thống kê, tổng kết quá trình sản xuất như: số lượng sản phẩm, số
lượng nguyên liệu còn dư… để người vận hành có thể đưa ra những quyết định
sản xuất hợp lý nhất.
Điều khiển giám sát hay SCADA khơng cịn là những khái niệm mới mẻ,
những tiến bộ trong công nghệ để thực hiện thì ln ln đổi mới. Bên cạnh các
xu hướng mới như việc sử dụng các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành thông
minh, mạng truyền thơng cơng nghiệp và mềm hóa các giải pháp điều khiển, thì
các hệ SCADA sẽ chiếm vai trị quan trọng trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác
nhau. Tầm nhìn cho một công ty trong tương lai với một hệ thống tự động số (
DNS) thích hợp tồn bộ hệ thống điều khiển tự động, điều khiển giám sát với
các hệ thống điều hành sản xuất và quản lý chiến lược cho các công ty trên con
đường phát triển ở thời đại kinh tế tri thức và xã hội thông tin.
2. RS VIEW32.
RSVIEW32 là một phần mềm SCADA của hãng Rockwell Automation.
Tác dụng chính của phần mềm là dùng để giám sát các bộ điều khiển thơng qua
hệ logic tốn học (PLC). Ngồi ra cịn cho phép ta minh họa khá sinh động và
sát thực một q trình cơng nghệ cho hầu hết các ngành công nghiệp. Công
nghiệp thực phẩm là một trong những ngành ứng dụng PLC vào sớm nhất ở
Việt Nam. Sở dĩ như vậy là vì cơng nghệ thực phẩm yêu cầu nghiêm ngặt về an
toàn chất lượng, các quá trình sản xuất như khuấy trộn, truyền nhiệt chuyển
khối, rất thuận tiện để điều khiển thông qua các PLC và hệ thống SCADA. Có
thể nói từ khi ngành điều khiển ra đời là đã có HMI (Human- Machine –
Interface) ra đời, ban đầu có thể chỉ là đèn báo thô sơ, đèn LED hoặc cao hơn là
các màn hình nhỏ gắn ở các thiết bị. Ngày nay do sự phát triển cao của cơng
nghệ phần mềm HMI vì thế cũng đa dạng hơn và sinh động hơn rất nhiều ngồi
tác dụng thơng báo nó cịn cho phép ta dễ dàng giám sát hay thay đổi giá trị đặt,
xuất nhập báo cáo theo dõi tiến trình theo thời gian … Từ một màn hình một
máy chủ cấu hình cao hoặc PC thơng thường. Mỗi hãng tự động hóa lại có một
phần mềm HMI cho các bộ điều khiển PLC của mình. Mỗi phần mềm HMI đều
có hai chế độ, chế độ thứ nhất là người dùng (máy tính PC) phải trực tiếp kết nối
với bộ PLC thông qua một driver thích hợp. Chế độ thứ 2 là chế độ chạy thử
TestRun mà các đối tượng đồ họa sẽ chuyển động mơ phỏng một q trình thực
SVTH: Trần Hồng Thắng
16
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
với sự thay đổi vị trí màu sắc vị trí như khi chúng ta giám sát một q trình thực.
Đây khơng chỉ là chức năng mơ phỏng bình thường khi cần ta có thể chuyển từ
chế độ Memory sang chế độ Direct Drive rất dễ dàng để giám sát một q trình
có thật. HMI nói chung rất quan trọng cho bất cứ một nhà máy xí nghiệp nào bởi
tính chuyên nghiệp và độ tin cậy cao của nó. Cùng với xu thế tự động hóa ở mức
cao của các ngành. Những kỹ sư ngành công nghệ thực phẩm cũng rất cần thiết
được trang bị kiến thức về tự động hóa để có thể đưa ra những phương án điều
khiển q trình cơng nghệ của nhà máy, hay nghiên cứu những phương án điều
khiển giám sát thích hợp cho một q trình cơng nghệ.
Hình 3: RS VIEW32 trong nhà máy
3. Các giá trị logic toán học và PLC
Trong cuộc sống các sự vật và hiện tượng thường được biểu diễn ở hai
trạng thái thái đối lập, thông qua hai trạng thái đối lập rõ rệt của nó con người
nhận thức được sự vật và hiện tượng một cách nhanh chóng bằng cách phân biệt
hai trạng thái đó. Chẳng hạn như ta nói nước sạch và bẩn, giá cả đắt hay rẻ, nước
sôi và không sôi, học sinh giỏi hay dốt….
Trong kỹ thuật, đặc biệt là trong kỹ thuật điện, các thiệt bị máy móc… ta
thường có khái niệm về hai trạng thái như sau: đóng và cắt như đóng điện và cắt
điện, đóng máy và mở máy…
Trong tốn học, để lượng hóa hai trạng thái đối lập của sự vật và hiện
tượng người ta dùng hai giá trị : 0 và 1. Giá trị 0 hàm ý đặc trưng cho một trạng
thái của sự vật hiện tượng, giá trị 1 đặc trưng cho trạng thái ngược lại. Ta gọi
các giá trị 0 và 1 đó là các giá trị logic. PLC là bộ vi xử lý trung tâm sử dụng các
SVTH: Trần Hồng Thắng
17
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
thuật toán logic được lập trình sẵn (ở đây là được lập trình bằng phần mềm RS
VIEW32).
PLC là viết tắt tiếng Anh của: Programmable Logic Controller là một
bộ vi xử lý và điều khiển logic được lập trình sẵn. PLC dùng để thay thế các
mạch relay (rơ le) trong thực tế, PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng
thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi
theo. Ngơn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic, C++. Hiện
nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi
Electric, General Electric, Omron, Honeywell...
SVTH: Trần Hồng Thắng
18
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
Chương 2. Công nghệ sản xuất bia.
1. Quy trinh công nghệ sản xuất bia.
Gạo
Malt
Nước
Nghiền ướt
Nghiền
20%
Nước
CaCl2, CaSO4,
aci lactich
Đường hoá
Hồ hoá
Bã
Lọc đáy bằng
Nước rữa
Nấu hoa
Hoa Houblon
Bã hoa
Lắng xoáy
Làm lạnh nhanh
Thu CO2
Lên men
Lọc bia
Men giống
Bột trợ lọc
Tàng trữ, ổn định
Chiết chai
Rưa chai
Thanh trùng
Dán nhản
Bia chai
SVTH: Trần Hồng Thắng
19
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
2. Thuyết minh quy trinh công nghệ
2.1.
Nghiền nguyên liệu
a. Nghiền malt
Malt được đổ vào phễu hứng ở chân gầu tải thứ nhất, được gầu tải này
đưa lên thiết bị cân malt, sau đó đổ xuống phễu hứng của gầu tải thứ hai và được
đưa lên đổ vào thùng chứa. Từ đây malt được chuyển dần xuống máy nghiền
đồng thời được phun nước 65˚C, nghiền xong lại bổ sung thêm nước để hỗn
dịch đạt nhiệt độ 45˚C và đạt tỉ lệ: bột malt/nước = 1/4, dịch sữa malt này được
bơm chuyển vào các nồi nấu.
b. Nghiền gạo
Gạo được đổ vào phễu hứng và được gầu tải đưa lên đổ xuống máy
nghiền búa, bột gạo sau nghiền được quạt gió đưa vào phễu hứng của gầu tải
tiếp theo và được đưa lên cao, được vít tải đưa qua thiết bị phối trộn với nước
ấm rồi đổ vào nồi hồ hố. Bột gạo trong q trình được quạt gió thổi và gầu tải
vận chuyển sinh ra nhiều bụi nên ở những vị trí này có bố trí đường ống thơng
với túi lọc và xyclon tách bụi.
2.2.
Q trình hồ hoá và đường hoá
a. Hồ hoá
Trước khi nấu, tiến hành vệ sinh thiết bị bằng nước nóng. Bột gạo được
phối trộn với nước ấm để đạt nhiệt độ dịch khoảng 45˚C trước khi bơm vào nồi
với tỉ lệ: bột/nước = 1/5. Bật cánh khuấy, bổ sung axít lactics để hạ pH của hỗn
dịch xuống khoảng 5,4 – 5,6. Cho malt lót vào nồi với lượng bằng 20% gạo và
bổ sung thêm nước để tỉ lệ: bột/nước = 1/5. Nhiệt độ của khối dịch giảm xuống
khoảng 42 – 43˚C. Bột được trộn đều và giữ ở nhiệt độ 42 – 45˚C trong khoảng
15 phút để tinh bột hút nước trương nở, đồng thời hệ enzyme trong malt đặc biệt
là peptidase thực hiện q trình đạm hố. Cấp hơi để nâng từ từ nhiệt độ của
khối dịch lên 72˚C và giữ trong khoảng 10 phút. Tiếp tục nâng nhiệt của khối
dịch lên 83˚C và giữ trong 30 phút để thực hiện q trình hồ hố tinh bột gạo.
Cuối cùng cấp hơi đun sôi khối dịch trong khoảng 30 phút trước khi bơm sang
nồi malt. Thời gian nấu một mẻ khoảng 150 phút.
SVTH: Trần Hồng Thắng
20
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
b. Đường hoá
Trong quá trình đường hố, tinh bột được thuỷ phân thành các đường đơn
giản và dextrin bậc thấp dễ tan; protein được thuỷ phân thành các hợp chất chứa
nitơ chủ yếu là có khối lượng phân tử trung bình: peptide, polypeptide,
albumose; các hợp chất chứa phospho như Fitin bị thuỷ phân giải phóng axit
phosphoric làm tăng độ chua và lực đệm của dịch đường. Ngồi các q trình
thuỷ phân bởi enzyme, trong q trình đường hóa cịn có thể xảy ra các phản
ứng phi enzyme như phản ứng caramel hoá, phản ứng melanoid, sự biến tính
protein kém bền nhiệt, hồ tan các chất trong vỏ malt vào dịch đường...
c. Tiến hành đường hố:
Trong khi nồi cháo nấu thì vệ sinh nồi malt, khi cháo sơi được khoảng 15
phút thì bơm dịch sữa malt vào nồi đường hoá. Bật cánh khuấy để đảo trộn đều
dịch sữa malt. Bổ sung NaCl với nồng độ 200mg/l để tạo cho bia vị đậm đà dễ
chịu, bổ sung axit lactics hạ pH của hỗn dịch xuống 5,4 – 5,5 thuận lợi cho hoạt
động của hệ enzyme thuỷ phân và cũng có tác dụng khử độ cứng của nước cịn
lại. Bơm dịch cháo sang nồi malt hồ trộn với dịch bột malt, khi đó nhiệt độ của
hỗn dịch sẽ vào khoảng 54-55˚C, thời gian bơm cháo khoảng 5 phút. Nâng nhiệt
độ khối dịch lên 63˚C và giữ trong khoảng 40 phút. Tiếp tục nâng nhiệt độ khối
dịch lên 72˚C và giữ trong khoảng 30 phút. Nâng nhiệt độ khối dịch lên 76˚C và
giữ trong khoảng 20 phút, rồi bơm sang thùng lọc. Thời gian đường hoá một mẻ
khoảng 130 phút.
2.3.
Lọc dịch đường
Trước khi tiến hành lọc, thùng lọc cần được vệ sinh kỹ bằng nước, các
mảnh của đáy giả phải được ghép thật khít và chặt với nhau. Lỗ tháo bã và các
van xả dịch phải đóng chặt. Bơm nước nóng vào các ống dẫn dịch để đuổi khơng
khí đồng thời bơm tới đầy khoảng khơng giữa hai đáy của thùng lọc. Dịch
đường từ nồi đường hoá sau khi được trộn đều, được bơm một lần sang thùng
lọc, đồng thời hệ thống cào bã hoạt động để dàn đều lớp bã trên mặt đáy giả. Sau
khi hết dịch đường hệ thống cánh đảo bã được nâng lên cao. Dịch đường được
để yên 20 phút để bã kết lắng tạo thành lớp lọc. Có thể chia lớp bã thành 3 lớp:
lớp dưới cùng gồm các phần tử nặng nhất và lớn nhất, dày khoảng 1cm; lớp giữa
gồm vỏ và các phần tử nặng khác; lớp trên cùng là các phần tử mịn và nhẹ, xám,
SVTH: Trần Hồng Thắng
21
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
dày khoảng 1cm. Sau đó mở van thu dịch đường, ban đầu dịch đường còn đục
nên ta cho hồi lưu trở lại thùng lọc trong khoảng 15 phút đầu. Khi dịch đường
bắt đầu trong thì khố van hồi lưu, dịch đường được đưa ngay sang nồi nấu hoa.
Nếu nồi hoa chưa sẵn sàng thì dịch đường được đưa sang nồi trung gian có vỏ
bảo ôn chứa tạm. Lúc đầu tốc độ lọc nhanh, về sau tốc độ lọc chậm dần do màng
lọc bị bít làm tăng trở lực khi đó cần ngừng q trình lọc dùng hệ thống cào bã
tạo lại lớp màng lọc. Dùng áp kế để kiểm tra tốc độ lọc. Thời gian ép dịch lọc
khoảng 90 phút. Sau đó tiến hành rửa bã.
Tiến hành rửa bã gián đoạn làm 3 lần, nước rửa bã có nhiệt độ 78˚C. Sau
khi thu hết dịch đường, khoá van xả dịch, cấp 1/3 lượng nước rửa bã, cho cánh
khuấy quay để làm tơi lớp bã giải phóng chất tan cịn lưu trong bã vào dịch. Để
yên 10 phút thì tháo dịch, dịch này cũng được bơm sang nồi hoa với dịch lọc
trước đó. Kết thúc q trình rửa bã hàm lượng đường trong bã cịn 0,5 – 1˚Bx.
Thời gian rửa bã khoảng 60 phút.Tổng thời gian lọc khoảng 160 phút.
2.4.
Nấu hoa
Thiết bị đun hoa được vệ sinh sạch sẽ trước mỗi mẻ nấu. Ngay từ khi dịch
lọc đưa sang nồi hoa thì mở van cấp hơi nhưng ở mức vừa phải để duy trì nhiệt
độ dịch lọc trên 75˚C. Sau đó nâng dần nhiệt độ sao cho tới khi toàn bộ dịch lọc
và nước rửa bã được bơm sang nồi hoa thì dịch đường trong nồi cũng vừa sôi.
Khi dịch sôi được khoảng 15 phút thì cho tồn bộ lượng hoa cao vào nồi. Sau
khi dịch sơi được khoảng 60 phút thì cho 1/2 lượng hoa viên vào nồi. Trước khi
kết thúc đun hoa 15 phút thì bổ sung nốt 1/2 lượng hoa viên vào nồi. Tỷ lệ: cao
hoa/hoa viên = 1/4. Thời gian đun hoa khoảng 90 phút.
2.5. Lắng xốy
Đặc biệt là cặn nóng được tạo thành từ nhiệt độ trên 60˚C và cần được
tách bỏ hồn tồn vì chúng ảnh hưởng xấu tới quá trình lên men, làm bia kém
chất lượng, sinh ra một số axít có hại cho độ bền của bia.
Tiến hành lắng xoáy:
Dịch đường ra khỏi nồi hoa được bơm vào thùng lắng xoáy theo phương
tiếp tuyến với vận tốc 12 – 14m/s, dưới tác dụng của lực ly tâm và trọng lực các
cặn lắng và bã hoa tách ra tập trung ở giữa thùng và lắng xuống đáy. Dịch ra
khỏi thùng có nhiệt độ khoảng 90˚C được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh.
SVTH: Trần Hồng Thắng
22
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
Cặn tập trung ở đáy thùng khi bơm hết dịch được xối nước xả bã ra ngồi. Thời
gian lắng xốy khoảng 30 phút.
2.6.
Lạnh nhanh
Sau khi ra khỏi thùng lắng xốy, dịch đường có nhiệt độ 90˚C, được dẫn
vào máy lạnh nhanh kiểu tấm bản. Máy được cấu tạo từ những tấm bản gấp sóng
chế tạo từ thép hay hợp kim Cr – Ni. Các tấm bản có hình chữ nhật, có 4 tai ở 4
góc, trên mỗi tai có đục lỗ trịn. Kết hợp xen kẽ các tấm bản với các gioăng cao
su tạo nên 4 mương dẫn: dịch đường vào máy, dịch đường ra khỏi máy, chất tải
lạnh vào máy, chất tải lạnh ra khỏi máy. Dịch đường nóng được bơm vào một
trong hai mương dẫn phía trên, chảy thành màng ziczac trên bề mặt các tấm bản
trong khoảng trống giữa 2 tấm bản liền kề, dịch đường chảy các khoảng trống
cách nhau 1 khoảng trống xen kẽ bởi chất tải lạnh, cuối cùng ra khỏi máy ở
mương dẫn dưới ngược phía. Nước lạnh 2˚C được đi theo chiều ngược lại từ
mương dẫn vào ở phía dưới qua các khoảng trống mà dịch đường khơng đi qua
rồi ra ở mương dẫn phía trên đối diện. Nước lạnh qua trao đổi nhiệt với dịch
đường trở thành nước nóng 70 – 80˚C được thu hồi về thùng nước nóng đưa đi
phục vụ cho q trình nấu.
2.7.
Bão hoà O2 vào dịch lên men
Tiến hành bố sung oxy: Sau khi ra khỏi máy lạnh nhanh, dịch đường có
nhiệt độ 8˚C dịch đường được bổ sung oxy dưới dạng khơng khí nén sục vào
đường ống cấp dịch đường đi lên men. Không khi được hút qua màng lọc, đi qua
tháp rửa, qua hấp phụ bằng than hoạt tính, khử trùng, lọc xốp trước khi nạp vào
dịch. Khơng khí nén sau làm sạch và khử trùng được bổ sung xuôi theo chiều
đường ống dẫn dịch đường vào thùng lên men.
2.8.
Cấp nấm men và tiến hành lên men
Quá trình lên men được tiến hành theo phương pháp lên men gia tốc trong
thiết bị thân trụ đáy côn, phương thức lên men gián đoạn.
Giai đoạn lên men chính diễn ra trong khoảng 6 ngày ở nhiệt độ 8˚C đối với
bia chai và diễn ra trong vòng 5 ngày ở nhiệt độ 8˚C đối với bia hơi. Trong giai
đoạn này nấm men hoạt động mạnh toả nhiều nhiệt, lượng CO 2 tạo thành nhiều
nên cần phải cấp nhiều glycol để làm lạnh và tiến hành thu hồi CO 2 để đảm bảo
SVTH: Trần Hồng Thắng
23
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
áp suất trong thùng lên men khoảng 0,7 – 0,8at. Kết thúc giai đoạn này hàm
đường còn lại trong bia non là 3˚Bx. Khi đó hạ nhiệt độ khối dịch xuống 4˚C và
tháo nấm men kết lắng. Cuối cùng hạ nhiệt độ khối dịch xuống 2˚C và tiến hành
lên men phụ và tàng trữ bia trong khoảng 15 ngày đối với bia chai và 10 ngày
đối với bia hơi, duy trì áp suất khoảng 1 – 1,2at. Ở giai đoạn này lượng nấm men
còn lại rất ít, hoạt lực giảm mặt khác do nhiệt độ rất thấp nên q trình chuyển
hố các hợp phần của khối dịch rất chậm.
2.9.
Lọc bia
Bia tiêu chuẩn sau quá trình lên men được đi qua thiết bị trao đổi nhiệt tấm
bản trao đổi nhiệt với chất tải lạnh là glycol để ổn định nhiệt độ bia ở –1˚C trước
khi lọc. Để thực hiện quá trình lọc trong bia sử dụng thiết bị lọc ống inox và
thiết bị lọc ống xốp để lọc tinh đối với sản phẩm bia chai. Thiết bị lọc ống có
một giàn ống, trên các ống này có đục lỗ cỡ 0,04µm.
Q trình lọc gồm 2 giai đoạn: giai đoạn tạo màng lọc và giai đoạn lọc.
Giai đoạn tạo màng lọc: Bột trợ lọc diatomide được hoà với nước và bơm
vào thiết bị lọc để tạo màng lọc. Sử dụng 2 loại bột trợ lọc là Hyflosuppercell và
Standarlsuppercell mỗi loại 5kg cho một lần tạo áo lọc.
Giai đoạn lọc: Bơm bia vào để tiến hành lọc, trong giai đoạn đầu dịch bia ra
còn đục nên cần tuần hồn khoảng 15 phút. Trong q trình lọc bột trợ lọc
diatomide và vinyl polypyriolidone được bổ sung bằng bơm định mức. Ngoài ra,
đối với sản phẩm bia chai trong q trình lọc cịn bổ sung các hố chất chống
oxy hoá, chống đục như: polyclarlc, vicant, collupulin cùng với bột trợ lọc lần 2.
Bia sau lọc được bơm sang các tank chứa bia trong để ổn định và bão hòa CO2.
2.10. Tàng trữ và ổn định tính chất của bia thành phẩm
Quá trình tàng trữ, ổn định bia và bão hòa CO2 diễn ra như sau:
Bơm một lượng CO2 vào trước để đẩy hết khơng khí có trong tank ra ngồi,
tránh khơng để bia bị oxy hóa do tiếp xúc với O 2. Sau đó, bơm bia đã lọc vào
tank từ dưới lên. Khi đã bơm hết bia, tiến hành bão hòa CO 2 cho tới khi hàm
lượng CO2 trong bia đạt 4,5 – 5 g/lít. Trong q trình tàng trữ bia, duy trì áp suất
trong tank ở 1,8 kg/cm2 và thu hồi CO2 khi cần thiết.
SVTH: Trần Hồng Thắng
24
GVHD: Nguyễn Tân Thành
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
2.11. Hoàn thiện sản phẩm
Bia hơi được chiết bock để phục vụ cho nhu cầu trong ngày của các cửa
hàng, đại lý ở các vùng lân cận. Như vậy về nguyên tắc mà nói thì bia chiết bock
trước đó khơng cần bổ sung thêm CO2. Quá trình chiết bock tuân theo nguyên
tắc chiết đẳng áp để đảm bảo u cầu: rót đầy thể tích thùng bock, khơng sủi bọt
và hao phí bia ít nhất.
- Bia sau một thời gian tàng trữ được bơm sang phân xưởng chiết chai để
nạp vào các chai. Hệ thống chiết chai gồm một số cơng đoạn chính sau:
- Rửa chai: chai được ngâm trong nước nóng trước, kế tiếp được rửa bằng
xút nóng, sau đó qua giàn phun nước, hệ thống thổi khí làm khơ rồi đi qua bộ
phận soi chai trước khi đưa sang máy chiết chai.
- Chiết chai: quá trình chiết chai cũng tuân theo nguyên tắc chiết đẳng áp,
sau đó chai được dập nút, ra khỏi máy chiết chai chai qua bộ phận soi chai trước
khi vào hầm thanh trùng.
- Thanh trùng: mục đích của quá trình này là nhằm diệt nấm men cịn sót để
nâng cao độ bền sinh học của bia.
Thiết bị thanh trùng thường có nhiều khoang, mỗi khoang phun nước nóng
ở một nhiệt độ khác nhau. Nhiệt độ tối đa để thanh trùng khoảng 65 oC. Quá
trình thanh trùng cần đảm bảo nhiệt độ của chai đi vào và đi ra khỏi thiết bị là
bằng nhau, đồng thời không quá chênh lệch so với nhiệt độ môi trường.
- Bia sau thanh trùng sẽ theo băng tải vào bộ phận dán nhãn, bắn chữ, sau
đó qua máy xếp két và lưu kho hoặc đưa ngay đến các nơi tiêu thụ.
3. Ứng dụng hệ thống giám sát và điều khiển.
3.1.
Ứng dụng vào hệ thống cân và nghiền.
Trước khi malt và gạo được đưa đến các thiết bị xay nghiền thì được thiết
bị cân định lượng xác định lượng malt ( gạo) cần thiết cho một mẻ nầu, ở đây độ
chính xác của các thiết định lượng rất cần thiết. Vì vậy, hệ thống điều khiển –
giám sát ở đây được sử dụng vào:
- Cân định lượng: Xác định và điều chỉnh khối lượng malt (gạo) cần thiết
cho một mẻ nấu.
- Các van điều tiết: Điều chỉnh lượng malt (gạo) vào/ra thiết bị.
SVTH: Trần Hồng Thắng
25
GVHD: Nguyễn Tân Thành
