Có file chạy liên hệ email hoanchi1909gmail.com trong tài liệu. Có Code và giao diện SCADA. Chương 1: Tìm hiểu về các nhà máy dệt nhuộm và công nghệ xử lý nước thải Chương 2: Lựa chọn thiết bị, lên phương án thiết kế hệ thống tự động hóa quy trình xử lý nước thải. Chương 3: Mô phỏng quy trình vận hành hệ thống tự động xử lý nước thải.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỰ ĐỘNG HĨA CHU TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DỆT - NHUỘM VỚI NĂNG SUẤT 3000M3/NGÀY Ngành KT Điều khiển & Tự động hóa Nhận file chạy liên hệ gmail: hoanchi1909@gmail.com HÀ NỘI, 8/2022 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Hồ Minh Trọng Khóa: K62 Trường: Điện- Điện tử Ngành: KT ĐK &TĐH Tên đề tài: Tự động hóa chu trình xử lý nước thải nhà máy dệt - nhuộm suất 3000m3/ngày Nội dung đề tài: + Tìm hiểu cơng nghệ xử lý nước thải cơng nghiệp, có cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm + Đề xuất phương án tự động hóa chu trình xử lý nước thải cho nhà máy dệt nhuộm với suất 3000m3/ngày, theo tiêu chuẩn QCVN13:2008/BTNMT + Đề xuất lựa chọn thiết bị cần thiết cho nhiệm vụ tự động hóa + Thực mơ quy trình tự động hóa xử lý nước thải phần mềm Tia portal 15.1 Siemens Thời gian giao đề tài: 4/2022 Thời gian hoàn thành: 8/2022 Ngày tháng năm 2022 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Lời cảm ơn Nhờ có giúp đỡ gia đình, thầy giáo, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đầu tiên em xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến - Giảng viên môn Kỹ thuật đo Tin học cơng nghiệp, thầy nhiệt tình hướng dẫn em q trình làm đồ án Ngồi ra, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô Viện Điện tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đề tài Dù cố gắng khơng thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, mong nhận góp ý sửa chữa thầy cô bạn đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Tóm tắt nội dung đồ án Dệt nhuộm ngành có truyền thống lâu đời đóng vai trị quan trọng đời sống người dân Ngày xưa, người dân dùng sản phẩm từ thiên nhiên tạo nên sản phẩm may mặc có màu sắc tươi tắn bền lâu ngày với kỹ thuật đại hóa chất công nghiệp sản phẩm tạo nhiều hơn, màu sắc đẹp phong phú Tuy nhiên, việc sử dụng phổ biến hóa chất cơng nghiệp ngành dệt - nhuộm dẫn đến hệ ô nhiễm môi trường nặng nề Đề tài “Tự động hóa xử lý nước thải nhà máy dệt-nhuộm suất 3000m3/ngày” nhằm đưa giải pháp tự động hóa chu trình xử lý nước thải cho nhà máy dệt – nhuộm với suất tới 3000m3/ngày Nội dung đồ án đề xuất phương án tự động hóa với cơng nghệ tham khảo từ hệ thống xử lý nước thải vận hành bao gồm phần sau: - Chương 1: Tìm hiểu nhà máy dệt nhuộm cơng nghệ xử lý nước thải - Chương 2: Lựa chọn thiết bị, lên phương án thiết kế hệ thống tự động hóa quy trình xử lý nước thải - Chương 3: Mơ quy trình vận hành hệ thống tự động xử lý nước thải Sinh viên thực Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP SỢI VÀ DỆT NHUỘM 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Phân loại nước thải 1.2.1 Nước thải sinh hoạt 1.2.2 Nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất) 1.3 Phương pháp tiếp cận giải vấn đề nước thải công nghiệp 1.4 Các công đoạn xử lý nước thải 1.5 Tổng quan ngành dệt nhuộm 1.6 Công nghệ sản xuất nguồn phát sinh nước thải 1.7 Các nguồn gây ô nhiễm, đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm tác động tới môi trường 10 1.8 1.7.1 Nguồn gây ô nhiễm 10 1.7.2 Đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm 11 1.7.3 Ảnh hưởng nước thải tới môi trường 12 Các phương pháp xử lý nước thải ngành dệt nhuộm 13 1.8.1 Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH 13 1.8.2 Phương pháp đông keo tụ 13 1.8.3 Hấp phụ 14 1.8.4 Phương pháp oxy hóa 14 1.8.5 Phương pháp màng 14 1.8.6 Phương pháp sinh học 14 CHƯƠNG TỰ ĐỘNG HĨA QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở NHÀ MÁY DỆT NHUỘM NĂNG SUẤT 3000M3/NGÀY 15 2.1 2.2 Yêu cầu công nghệ hệ thống xử lý nước thải 15 2.1.1 Xử lý nước thải phương pháp học 15 2.1.2 Xử lý nước thải phương pháp hóa lý 15 2.1.3 Xử lý nước thải phương pháp hóa học 16 2.1.4 Xử lý nước thải phương pháp sinh học 17 Phương án tự động hóa chu trình xử lý nước thải nhà máy 19 2.2.1 Cơ sở thiêt kế hệ thống xử lý nước thải 19 2.2.2 Một số công nghệ xử lý nước thải dệt-nhuộm Việt Nam 19 2.2.3 Đề xuất quy trình xử lý nước thải đồ án 22 2.3 2.4 Lựa chọn loại cảm biến cần sử dụng 25 2.3.1 Lựa chọn phao mức nước 25 2.3.2 Cảm biến đo TSS/độ đục 27 2.3.3 Cảm biến đo nồng độ oxy hòa tan 28 Các tín hiệu vào - hệ thống điều khiển 28 2.4.1 Tín hiệu đầu vào 28 2.4.2 Tín hiệu đầu 30 2.4.3 Lựa chọn PLC module mở rộng 31 2.5 Các thiết bị chấp hành 32 2.6 Sự cố xử lý cố 42 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐƠNG HĨA XỬ LÝ NƯỚC THẢI 46 3.1 Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL 15.1 46 3.1.1 Tổng quan TIA Portal 46 3.1.2 Cấu trúc lập trình 47 3.1.3 Ngơn ngữ lập trình 48 3.2 Các thuật toán điều khiển hệ thống điều khiển tự động 48 3.3 Xây dựng trang giao diện điều khiển - giám sát 54 3.4 Phân tích kết mô kịch vận hành hệ thống 58 KẾT LUẬN 61 Kết luận 61 Hướng phát tiền đề tài tương lai 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 63 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Minh họa nguồn nước thải sinh hoạt trọng hộ gia đình Hình 1.2 Minh họa dạng nước thải công nghiệp trình xử lý Hình 1.3 Minh họa nước thải nhà máy dệt-nhuộm 10 Hình 1.4 Minh họa ảnh hưởng nước thải tới môi trường 12 Hình 2.1 Song chắn rác 15 Hình 2.2 Thiết bị tuyến 16 Hình 2.3 Xử lý sinh học 18 Hình 2.4 Quy trình xử lý nước thải KCN Dệt – may Phố Nối 20 Hình 2.5 Quy trình xử lý nước thải công ty Dệt Choong Nam Viet Nam Co.ltd 21 Hình 2.6 Quy trình xử lý nước thải đề xuất 22 Hình 2.7 Hình dáng phao mức nước OMRON 61F-G-AP 25 Hình 2.8 Cấu tạo cảm biến đo mức nước 26 Hình 2.9 Nguyên lý hoạt động OMRON 61F-G-AP 26 Hình 2.10 Sơ đồ đấu dây cảm biến OMRON 61F-G-AP 27 Hình 2.11 Cảm biến đo độ đục TSS 27 Hình 2.12 Cảm biến đo nơng độ Oxy hòa tan DO 28 Hình 2.13 PLC S7-1200 1214 DC/DC/DC module mở rộng 31 Hình 2.14 Thiết bị tuyển DFA 39 Hình 2.15 Bồn trộn hóa chất 39 Hình 2.16 Động khấy bể điều hòa 40 Hình 2.17 Máy ép bùn khung SM01 40 Hình 2.18 Máy bơm bùn 40 Hình 2.19 Hệ thống máy thổi khí 41 Hình 2.20 Bể hiếu khí máy khuấy chìm 41 Hình 2.21 Động bơm hóa chất 41 Hình 2.22 Chụp tồn cảnh bể xử lý nước thải 42 Hình 3.1 Chương trình khởi động mơ 49 Hình 3.2 Chương trình dừng công nghệ 49 Hình 3.3 Chương trình xử lý cố hệ thống 50 Hình 3.4 Chương trình ép bùn 50 Hình 3.5 Chương trình điều khiển máy thổi khí 51 Hình 3.6 Chương trình khởi động 52 Hình 3.7 Chương trình khởi động cơm van bể 53 Hình 3.8 Các chương trình 54 Hình 3.9 Tạo new project 54 Hình 3.10 Chọn Wincc 54 Hình 3.11 Thêm Card mạng 55 Hình 3.12 Kết nối PLC PC system 55 Hình 3.13 Kết nối nút bấm 55 Hình 3.14 Kết nối Symbol 56 Hình 3.15 Kết nối đồ thị Trend 56 Hình 3.16 Tạo Pop-up Screens 56 Hình 3.17 hình đăng nhập 57 Hình 3.18 Đăng nhập vào hệ thống 57 Hình 3.19 Phần quyền 57 Hình 3.20 Giao diện điều khiển 58 Hình 3.21 Giao diện đồ thị trend 58 Hình 3.22 Mơ chu trình tự động hóa 58 Hình 3.23 Mơ pop-up screens 59 Hình 3.24 Mơ đồ thị trend 59 Hình 3.25 Mơ lỗi 60 Hình 3.26 Màn hình thiết bị gặp lỗi 60 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Lưu lượng nước thải trọng số ngành công nghiệp Bảng 1.2 Tính chất đặc trưng nước thải số ngành công nghiệp Bảng 1.3 Các công trình hệ thống xử lý bậc một, hai, ba Bảng 1.4 Chiến lược phát triển ngành Dệt May Việt Nam từ năm 2010 đến năm 2020 Bảng 1.5 Sự phân phối nước nhà máy dệt-nhuộm Bảng 1.6 Các chất gây ô nhiễm đặc tính nước thải ngành dệt-nhuộm 11 Bảng 1.7 Đặc tính nước thải sản xuất 11 Bảng 1.8 Đặc tính nước thải sản xuất số xí nghiệp Việt Nam 12 Bảng 2.1 Thành phần tính chất nước thải QCVN13:2008/BTNMT 19 Bảng 2.2 So sánh ưu nhược điểm hai hệ thống 21 Bảng 2.3 Tín hiệu đầu vào 28 Bảng 2.4 Tín hiệu đầu 30 Bảng 2.5 Danh sách thiết nị chấp hành 32 Bảng 2.6 Những cố thường gặp cách khắc phục 42 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT XLNT Xử lý nước thải SH Sinh học TG Thu gom DH Điều hịa HK Hiếu khí CB Chứa bùn Chọn WinCC Thêm card mạng IE general mục PC systems Hình 3.11 Thêm Card mạng Thêm card mạng Sau vào mục Network view kết nối PLC PC system để hồn thiện kết nối: Hình 3.12 Kết nối PLC PC system Muốn truy cập vào hình cần cài đặt cho nút bấm Bằng cách chọn nút bấm cần làm việc vào mục Properties tùy chỉnh cài đặt cho nút người dùng muốn truy cập đến hình Hình 3.13 Kết nối nút bấm Tiếp tục với nút bấm khác Để hiển thị Symbol theo bước quy trình vào mục Properties/ Animations mục Tag chọn địa mục PLC tags chương theo lựa chọn 55 Hình 3.14 Kết nối Symbol Tiếp tục với sysbol khác Biểu diễn đồ thị cách vào hình đồ thị chọn Properties/ Trend sau gắn địa cần biểu diễn chọn màu khác để dễ theo dõi Hình 3.15 Kết nối đồ thị Trend Để theo dõi trạng thái thiết bị điều chỉnh chế độ Auto sang Manual ngược lại ta tạo Pop-up Screens Hình 3.16 Tạo Pop-up Screens Hồn thiện q trình kết nối PLC Dựa theo u cầu tốn ta thiết kế hình HMI để tối ưu việc kiểm sốt Các hình bao gồm hình để đăng nhập vào hệ thống, hình điều khiển hình đồ thị trình hoạt động hệ thống 56 Hình 3.17 hình đăng nhập Màn hình đăng nhập Hình 3.18 Đăng nhập vào hệ thống Khi bấm đăng nhập xuất hộp thoại để đăng nhập gồm quyền admin users: + quyền admin thao tác trang giám sát + quyền users theo dõi giám sát q trình cơng nghệ Hình 3.19 Phần quyền 57 Hình 3.20 Giao diện điều khiển Hình 3.21 Giao diện đồ thị trend 3.4 Phân tích kết mơ kịch vận hành hệ thống Kết mô chế độ tự động tất thiết bị hoạt động bình thường theo quy trình xử lý Hình 3.22 Mơ chu trình tự động hóa 58 Chế độ điều khiển tay, bấm vào symbol giao diện điều khiển xuất cửa sổ Pop-up screens Cửa sổ cho phép người vân dành chuyển đổi từ chế độ Auto sang Manual Trạng thái thông số khác thiết bị xuất sổ để dễ dàng theo dõi Hình 3.23 Mơ pop-up screens Kết mơ đồ thị trend thể trình tăng giảm nồng độ oxy (DO) độ đục (TSS) dạng đồ thị xu hướng theo thời gian giúp ta có nhìn tổng quan dễ dàng kiểm sốt Màu đen độ đục (TSS) Màu đỏ nồng độ oxy (DO) Hình 3.24 Mơ đồ thị trend Chế độ mơ lỗi Thực tế q trình hoạt việc sảy cố thiết bị dễ xảy Vì xuất cố thiết bị cảnh báo hình giám sát 59 Hình 3.25 Mơ lỗi Màu xanh thể thiết bị hoạt động bình thường Mày đỏ thể cảm biến hoạt động bình thường Màu vàng thể thiết bị xảy lỗi cần khắc phục Hình 3.26 Màn hình thiết bị gặp lỗi 60 KẾT LUẬN Kết luận Kết thúc thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em tìm hiểu công nghệ xử lý nước thải sử dụng công nghiệp dệt – nhuộm; em đưa phương án xử lý nước thải giải pháp tự động hóa chu trình xử lý nước thải với suất tới 3000 m3/ ngày; em hoàn thành việc xây dựng giao diện giám sát chương trình điều khiển tự động hệ thống xử lý nước thải Qua thực đồ án, em biết cách thiết kế lập trình giao diện để điều khiển cho hệ thống, biết cách vận hành hệ thống lập trình giao diện Wincc kết nối PLC với thiết bị Do hạn chế thời gian điều kiện vật chất kinh nghiệm thân em đưa hệ thống giám sát điều khiển đơn giản thường sử dụng xử lý nước thải công nghiệp Hướng phát tiền đề tài tương lai Định hướng phát triển đề tài em em xây dựng hệ thống giám sát điều khiển hệ thống nước thải đầy đủ hơn, hoàn thiện Cụ thể nguồn nước thải sau xử lý thay bơm ngồi mơi trường quay lại xử lý tiếp lại để đảm bảo chất lượng phục vụ cho việc sản xuất nhà máy Em dây dựng trang giao diện giám sát cho bể để theo dõi hoạt động chi tiết 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] T X Lai N T Ương, Xử lý nước thải công nghiệp, Nhà xuất Xây Dựng, 2009 [2] H Nhuệ, Xử lý nước thải, Nhà xuất Xây Dựng, 2010 [3] L V Sơn, Kỹ thuật xử lý nước thải, 2008 [4] T V Nhân N T Nga, Công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 2002 [5] G Tchobanoglous, F L Burton H D Stensel, Wastewater Engineering Treatment and Reuse 62 PHỤ LỤC Điều khiển bể thu gom 63 Điều khiển bể điều hòa 64 Điều khiển bể hiếu khí 65 Điều khiển bể lắng 66 Điều khiển máy ép bùn 67 Điều khiển bể chứa bùn 68 Chế độ chạy bơm chạy nghỉ luân phiên Chế độ chạy bơm theo phao 69