Giám sát điều khiển một số thông số tại bể điều hòa trong qua trình xử lý nước thải chăn nuôi

Bài viết Giám sát điều khiển một số thông số tại bể điều hòa trong qua trình xử lý nước thải chăn nuôi được nghiên cứu nhằm mục tiêu xây dựng một mô hình hệ thống sử dụng PLC giám sát và điều khiển một số thông số (pH, COD, BOD) tại bể điều hòa trong quá trình xử lý nước thải chăn nuôi.

Vietnam J Agri Sci 2022, Vol 20, No 6: 782-792 Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2022, 20(6): 782-792 www.vnua.edu.vn Ngô Phương Thủy*, Nguyễn Thị Hiên Khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam * Tác giả liên hệ: npthuy@vnua.edu.vn Ngày nhận bài: 01.12.2021 Ngày chấp nhận đăng: 27.05.2022 TÓM TẮT Nghiên cứu nhằm mục tiêu xây dựng mơ hình hệ thống sử dụng PLC giám sát điều khiển số thông số (pH, COD, BOD) bể điều hịa q trình xử lý nước thải chăn nuôi Giao diện giám sát điều khiển hệ thống thiết kế phần mềm TIA Portal 15.1 cho phép lập trình đơn giản, thuận tiện với người dùng Quá trình khảo nghiệm thực phịng thí nghiệm, thơng số pH, COD BOD hiển thị số đồ thị theo thời gian thực, giao diện giám sát trực quan; hoạt động thiết bị thể qua thay đổi trạng thái màu sắc Từ khóa: Bể điều hòa, giám sát, điều khiển, xử lý nước thải chăn nuôi Monitoring and Control of some Pollutant Parameters in Livestock Wastewater Treatment Process ABSTRACT This study aimed to build a monitoring and control system of some pollutant parameters (pH, COD, BOD) in the balancing tank during the livestock wastewater treatment process by using PLC TIA Portal 15.1 sofware allows simple monitoring and control interface design, easy for users The assay process is carried out in the laboratory, showed that the monitoring interface enables us to visually monitor the system's operation, in which the pH, COD and BOD parameters are displayed numerically or graphically in real time, device operation is shown by changing color state Keywords: Balancing tank, monitor, control, livestock wastewater treatment - 782 Ngô Phương Thủy, Nguyễn Thị Hiên × × × × × 783 Giám sát điều khiển số thơng số bể điều hịa q trình xử lý nước thải chăn ni Kiềm Axit Bể Anoxic Tủ điều khiển Bể điều hịa × ×× × × - -    × ∆ 784 Ngô Phương Thủy, Nguyễn Thị Hiên ×× ×  × ×   × -    × × × × 785 Giám sát điều khiển số thông số bể điều hịa q trình xử lý nước thải chăn nuôi STT Thiết bị, dụng cụ Số lượng Động khuấy 01 Hình ảnh Thơng số kỹ thuật Mã hiệu: SE2672 - 3G Công suất: 0,37kW Điện áp: /Y - 400/690V Dòng điện: 1,0A/0,6A Tốc động định mức: 2.800 v/p Biến tần LS IC5 01 Điện áp vào pha: 200-230V, 50/60Hz Điện áp ra: pha 220V Dải tần số ra: 0,1-400Hz Công suất: 0,75kW PLC S7 1214C DC/DC/DC 01 Số lượng đầu vào: 14 Số lượng đầu ra: 10 Số đầu vào analog: Module mở rộng AI/AQ 01 Module mở rộng: AI/AQ đầu vào tương tự đầu tương tự Bơm 01 Mã hiệu: PS-226 BITKh Điện áp: 220-240V, 50Hz Công suất: 240W Lưu lượng: max 60 l/p Cột áp: max 40m Tốc độ định mức: 2.800 v/p Van điện tử 02 Điện áp: 24VDC đầu ren chờ: Ren 13mm Cảm biến mức 02 Điện áp: 24VDC Cảm biến PH 01 Dải đo: 0-14pH Điện áp 5VDC Tín hiệu ra: Analog Cảm biến COD BOD 01 Tín hiệu ra: analog Dải đo 0-500 mg/l 786 Ngô Phương Thủy, Nguyễn Thị Hiên Cảm biến mức, cảm biến pH, COD, BOD PLC S7 - 1200 Nguồn Bơm, van, đèn, còi báo ~220V Module mở rộng AI/AQ Biến tần Giao diện giám sát máy tính Động c.ơ khuấy Ngày thực Thời gian đo … giờ… phút Thông số pH Nồng độ COD (mg/l) Nồng độ BOD (mg/l) Tốc độ động (vòng/phút) 2/3/2022 7:30 7,044 493,676 567,763 60,809 8:00 7,044 493,676 567,763 60,809 8:30 7,036 493,667 567,763 60,809 9:00 7,055 493,676 567,763 60,809 9:30 7,085 494 567,763 61 Giá trị trung bình đo 7,0488 493,7408 567,763 60,8472 8:30 7,055 493,676 567,763 60,809 9:00 7,044 493,676 567,763 60,809 9:30 7,055 493,676 567,763 60,809 10:00 7,036 493,676 567,763 60,809 10:30 7,04 493,676 567,763 60,809 Giá trị trung bình đo 7,0468 493,676 567,763 60,809 8:30 7,044 493,676 567,763 60,809 9:00 7,055 493,676 567,763 60,809 9:30 7,06 493,676 567,763 60,809 10:00 7,085 493,676 567,763 60,809 10:30 7,055 493,676 567,763 60,809 Giá trị trung bình đo 7,0598 493,676 567,763 60,809 4/3/2022 5/3/2022 787 Giám sát điều khiển số thơng số bể điều hịa q trình xử lý nước thải chăn ni Bắt đầu Khởi tạo hệ thống, nhập thời gian lưu trữ nước bể Td, ngưỡng pHmin, pHmax Đo mức nước, pH, COD, BOD bể, đếm thời gian ĐC Khuấy chạy (Tốc độ đ/c theo COD) pH < pHmin Đ Van Kiềm mở S T = Td Đ Bơm chạy CB mức khơng có tín hiệu Đ Bơm dừng ĐC Khuấy dừng Kết thúc 788 S S pH > pHmax Đ Van Axit mở S Ngô Phương Thủy, Nguyễn Thị Hiên Bắt đầu Nhận tín hiệu CB mức CB mức có tín hiệu S CB mức khơng có tín hiệu, CB mức có tín hiệu S Đ Đ Bơm chạy Bơm chạy Bơm chạy Bơm dừng Bơm dừng Bơm dừng Kết thúc 789 Giám sát điều khiển số thông số bể điều hịa q trình xử lý nước thải chăn nuôi Van mở (a) (b) 790 Ngô Phương Thủy, Nguyễn Thị Hiên Bản tin Envitech Corp (2019) Chạy thử hệ thống quan trắc nước thải chăn nuôi Truy cập từ http://envitechcorp.vn/2019/02/24/chay-thu-hethong-quan-trac-nuoc-thai-chan-nuoi/ ngày 20/11/2021 Công ty Cp Minh Việt (2006) Giới thiệu hệ thống tự động hóa xử lý nước thải Truy cập từ http://www.minhviet.com.vn ngày 20/11/2021 Công ty Advantech Việt Nam ESRP-ENVADAM3600 - Giải Pháp Data Logger, Giám Sát Quan Trắc Môi Trường Thông Minh Truy cập từ https://giaiphap.advantech.com.vn/adam-3600data-logger/?gclid=Cj0KCQiAybaRBhDtARIsAI E G 3klk1RbS7IH ngày 20/1/2022 791 Giám sát điều khiển số thơng số bể điều hịa q trình xử lý nước thải chăn ni Đỗ Thị Mai (2020) Hệ thống SCADA ứng dụng xử lý nước thải cơng nghiệp Tạp chí Khoa học & Công nghệ, Đại học Thái Nguyên 225(6): 192-199 Juan Baeza, David Gabrial, Javier Bejar & Javier Lafuente (2002) A distributed control system based on agent architecture for stewater treatment Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering 17: 93-103 LS Starvert iC5 Manual user manual SV-iC5 AC Drives 0.4-2.22kW (200V) Retrieved from https://inverterdrive.com/file/LS-Starvert-iC5Manual on Jan 20, 2022 Mather A.J & Shaw I.S (1993) Alternative method for the control of balancing tank at a wastewater treatment plant Water Science & Technology 28: 523-530 Mather A.J (1997) Balancing tank control application Report to the Water Research Commission, Watson Edwards (Pty) Ltd 621(1) Nguyễn Văn Đạt (2015) Bài giảng Truyền Động Điện 792 Nhà xuất Đại học Nông Nghiệp Nguyễn Thị Kim Hằng (2017) Nghiên cứu xử lý BOD, COD, AMMONIA (N-NH4+), tổng photoho (TP) nước thải chăn nuôi heo sau hầm biogas công nghệ AAO sử dụng giá thể xơ dừa Báo cáo nghiên cứu khoa học, Đại học Sài Gòn, TP Hồ Chí Minh Truy cập từ https://text.123docz.net/ document/4741735-nghien-cuu-xu-ly-bod-codammonia-n-nh4-tong-photpho-tp-trong-nuoc-thaichan-nuoi-heo-sau-ham-biogas-bang-cong-ngheaao-su-dung-gia-the-xo-dua.htm ngày 18/7/2021 Nicoletta Kythreotou, Savvas A Tassou & Georgios Florides (2012) An assessment of the biomass potential of Cyprus for energy production Energy pp 1-9 Trương Thanh Cảnh (2010) Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi công nghệ sinh học kết hợp lọc dòng bùn ngược Science & Technology Development 13(M1): 48-57 Trịnh Xuân Lai (2003) Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp Nhà xuất Xây dựng  ... Phương Thủy, Nguyễn Thị Hiên × × × × × 783 Giám sát điều khiển số thông số bể điều hịa q trình xử lý nước thải chăn nuôi Kiềm Axit Bể Anoxic Tủ điều khiển Bể điều hịa × ×× × × - -    × ∆ 784... 787 Giám sát điều khiển số thông số bể điều hịa q trình xử lý nước thải chăn nuôi Bắt đầu Khởi tạo hệ thống, nhập thời gian lưu trữ nước bể Td, ngưỡng pHmin, pHmax Đo mức nước, pH, COD, BOD bể, ... 3klk1RbS7IH ngày 20/1/2022 791 Giám sát điều khiển số thơng số bể điều hịa q trình xử lý nước thải chăn nuôi Đỗ Thị Mai (2020) Hệ thống SCADA ứng dụng xử lý nước thải cơng nghiệp Tạp chí Khoa