- OPC: OLE for Process Control- LAN: Mạng cục bộ- WAN: Mạng diện rộng- DCS – H ệ điều khiển phân tán - TD Text display– - TP Touch panel– - OP Operator panel– - MPI: Multi Point Interfac
Khái ni ệ m v ề SCADA
Hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là giải pháp giám sát và thu thập dữ liệu hiệu quả trong ngành công nghiệp Nó cho phép người dùng theo dõi và điều khiển thiết bị từ xa thông qua giao diện HMI (Human Machine Interface) Cấu trúc của hệ thống này được tổ chức theo hình nón với bốn cấp độ khác nhau, giúp tối ưu hóa quy trình quản lý và điều khiển.
Cơ cấ u ch ấ p hành, đi ề u khiển
Hình 1.01- Cấu trúc phân c p cấ ủa hệ ềđi u khiển
Quá trình công nghệ (QTCN) là một thiết bị điều khiển hoặc tập hợp các cấu trúc nhằm mục đích tạo ra sản phẩm một cách hiệu quả.
Cấp 0 (Kiểm soát Cá nhân) bao gồm các cơ cấu thực thi, không phải là hành động Đây là các thiết bị đo lường và cảm biến được sử dụng để thu nhận tín hiệu từ QTCN, cùng với các van và động cơ, nhằm truyền thông tin đến hệ thống điều khiển và thực hiện các nhiệm vụ.
Cấp 1 (Local Control) là cấp điều khiển cục bộ, chịu trách nhiệm quản lý từng bộ phận của quá trình công nghệ Hệ thống nhận thông tin từ cấp 0 và thực hiện các thao tác theo chương trình đã được cài đặt bởi con người Tất cả thông tin thu được từ cấp 0 cùng với kết quả trong quá trình tác động sẽ được báo cáo lên cấp 2 Cấp này thường sử dụng các bộ PID, các bộ Controller hoặc các bộ logic lập trình, điển hình như PLC.
Cấp 2 (Điều khiển quá trình) là giai đoạn trong hệ thống điều khiển công nghệ, nơi máy tính hoặc mạng máy tính thu thập thông tin từ cấp 1 Tại đây, thông tin được xử lý và trao đổi với người điều khiển, cho phép họ can thiệp vào quá trình công nghệ Hệ thống điều khiển này thuộc loại người – máy, tạo điều kiện cho sự tương tác hiệu quả giữa con người và công nghệ.
Cấp 3 (Hệ thống Quản lý Điều khiển Giám sát) là cấp độ tự động hóa quy trình sản xuất với sự hỗ trợ của trung tâm máy tính Tại đây, hệ thống không chỉ xử lý thông tin từ cấp 2 mà còn tích hợp dữ liệu về thị trường và vật tư, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho người quản lý Giống như hệ thống điều khiển quá trình công nghệ, cấp 3 cũng là một mô hình điều khiển người – máy nhưng ở mức độ cao hơn.
Quá trình điều khiển bao gồm thu thập, xử lý và truyền đạt thông tin, với các cấp độ 1, 2 và 3 trước đây do con người đảm nhiệm Ở cấp độ quản lý, con người đóng vai trò quan trọng trong việc định hướng, như thể hiện trong hình 3 Sự tiến bộ của khoa học công nghệ đã tạo ra sự khác biệt rõ rệt giữa hai hình thức điều khiển này, nhấn mạnh vai trò thiết yếu của con người trong hệ thống điều khiển.
Hình 1.02-Quá trình x ử lý thông tin trong điề u khi ển thông thườ ng
Thông tin đã x ử lý ĐK chiến l-ợc
Thông tin đầu vào §K chiÕn thuËt
Các thành phần chức năng của hệ SCADA là:
- Giao diện người - máy (sơ đồcông nghệ ồ, đ thị, phím thao tác,v.v ).
- Cơ sở ạ ầ h t ng truyền thông công nghi p.ệ
- Phần mềm kết nối với các nguồn dữliệu (drivers cho các PLC, các module vào/ra cho các h thệ ống bus trường)
- Cơ sở ữ d liệu quá trình, dữliệu c u hình hấ ệ thống.
- Các chức năng hỗ trợ trao đổi tin tức (Messaging), sự ố c (Alarm).
- H lỗtrợ ập báo cáo và thống kê (Reporting).
Hệ thống SCADA truyền thông là mạng lưới và thiết bị chuyên thu thập dữ liệu từ các trạm xa và gửi về trung tâm để xử lý Trong các hệ thống này, việc phát triển truyền thông và phần cứng là rất quan trọng Gần đây, sự tiến bộ trong lĩnh vực truyền thông công nghiệp và phần mềm đã mang lại nhiều giải pháp mới Theo xu hướng hiện đại, các giải pháp điều khiển phân tán bao gồm hệ thống truyền thông ở cấp dưới (bus trường, bus xử lý) và cấp trên (Ethernet) Trung tâm của việc xây dựng hệ thống SCADA là lựa chọn phần mềm thiết kế giao diện và tích hợp hệ thống Để đánh giá một giải pháp SCADA, cần đặc biệt chú ý đến các vấn đề liên quan.
- Khả năng hỗ ctrợ ủa công cụ phần mềm đối v i vi c th c hi n các màn hình ớ ệ ự ệ giao diện, chất lượng của các thành phần đồ ho có s n ạ ẵ
Khả năng truy cập dữ liệu từ các quá trình kỹ thuật là rất quan trọng, cho phép thu thập thông tin trực tiếp từ các cơ cấu chấp hành, cảm biến và các mô-đun vào/ra thông qua PLC hoặc các hệ thống bus trường Việc này giúp cải thiện hiệu suất và độ chính xác trong quá trình sản xuất.
- Tính năng mở của hệthống, chuẩn hoá các giao diện quá trình
The ability to support the development of messaging functions, event and alarm processing, information archiving, and reporting capabilities is essential for effective communication and management.
- Tính năng thời gian và hiệu suất trao đổi thông tin
- Giá thành tổng thể của hệ thống.
Tạo dựng một ứng dụng SCADA bao gồm hai công việc chính: xây dựng màn hình hiển thị và thiết lập mối quan hệ giữa các hình ảnh trên màn hình với các biến quá trình Có hai phương pháp để thực hiện việc này.
Phương pháp lập trình là cách tạo ứng dụng bằng các ngôn ngữ lập trình phổ biến như Visual C++, Visual Basic, và Delphi, yêu cầu kỹ sư phải có trình độ lập trình chuyên sâu Việc tạo ra các biểu tượng thường thấy trong công nghiệp như van, đồng hồ, và đường ống tiêu tốn nhiều công sức và thời gian Dù áp dụng kỹ thuật lập trình tiên tiến, việc biên dịch toàn bộ ứng dụng vẫn là điều không thể tránh khỏi.
Phương pháp thứ hai sử dụng các công cụ phần mềm chuyên dụng cho hệ SCADA thể hiện ưu việt nhờ tính chuyên dụng của nó Các công cụ này cung cấp thư viện
Currently, widely used specialized SCADA tools include Genesis32 (Iconics), iFix (Intellution), Intouch (Wonderware), WinCC (SIEMENS), and RSView32 (Rockwell) Companies like Wonderware, Siemens, Intellution, and Rockwell are prominent players in the industrial sector.
Trong nội dung đồ án tốt nghiệp này phần mềm của SIEMENS đượ ử ục s d ng.
Các h SCADA trên th ệ ế ớ gi i
H ệ giám sát c ủ a Intellution - iFix
iFix, một trong những thành viên trong hệ thống phần mềm của Intellution Dynamics – GE Fanuc Bao g m iFix Standard HMI Pack, iFix Plus SCADA Pack ồ
iFix là giải pháp HMI/SCADA tối ưu, cung cấp khả năng trực quan hóa quy trình sản xuất và thu thập dữ liệu điều khiển trong toàn nhà máy Với khả năng mạnh mẽ và an toàn, iFix giúp kiểm soát mọi hoạt động sản xuất một cách nhanh chóng, giảm thiểu lãng phí, cải thiện chất lượng, rút ngắn thời gian đưa sản phẩm mới ra thị trường và tăng lợi nhuận cho nhà máy.
iFix được các nhà sản xuất thành công trên thế giới công nhận là giải pháp HMI/SCADA toàn diện, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như công nghiệp dược phẩm, công nghệ sinh học, đóng gói sản phẩm, thực phẩm rau quả, dầu khí và các ngành tiêu dùng khác.
H ệ giám sát c ủ a Wonderware Intouch –
B ộphần mềm Wonderware còn được gọi là FactorySiute, gồm có các phần mềm sau:
InTouch là công cụ tạo giao diện người-máy (HMI) và điều khiển bằng tay, cho phép người sử dụng kết nối với hầu hết các bộ điều khiển từ nhiều hãng khác nhau thông qua phần mềm quản lý vào/ra (I/O Server) của Wonderware và chuẩn mở OPC Phần mềm hỗ trợ thư viện biểu tượng thiết bị tiêu chuẩn cho các ngành công nghiệp, giúp người dùng dễ dàng tạo giao diện sinh động phù hợp với hệ thống nhà máy Ngoài ra, InTouch cung cấp mã Script và các hàm chức năng, tối ưu hóa khả năng lập trình hệ thống và thiết kế cơ sở dữ liệu Với hệ thống cơ sở dữ liệu mở, InTouch có khả năng kết nối với các hệ cơ sở như SQL, MS Access, và nhiều hơn nữa.
Hiện nay, tại Việt Nam, nhiều nhà máy đang sử dụng hệ thống DCS và PLC để nâng cao hiệu quả sản xuất Cụ thể, Nhà máy Nhựa của Thái Lan ở Khu Công nghiệp Long Thành được điều khiển bằng DCS Honeywell 3000, trong khi Nhà máy Đường Sông Con ở Nghệ An sử dụng PLC Allen Bradley Series 5 Ngoài ra, Nhà máy Xử lý than Cẩm Phả áp dụng hệ thống DCS Yokogawa C1000 Việc triển khai hệ thống PLC và HMI giúp các nhà máy lớn thực hiện đầy đủ chức năng quản lý và điều khiển.
Phần mềm Wonderware, được sử dụng tại hơn 350 nhà máy trên toàn cầu trong nhiều ngành công nghiệp như thực phẩm, hóa chất, dược phẩm, hóa mỹ phẩm, dầu khí và hàng không, đã có mặt tại Việt Nam khoảng 3-4 năm qua và thu hút sự quan tâm đáng kể từ các doanh nghiệp Hiện nay, phần mềm này đang được áp dụng tại nhà máy Xi măng Nghi Sơn, Công ty Nestlé, Thủy điện Đa Nhim, cũng như trong thiết kế và quản lý các trạm điện tự động hóa tại Thủ Đức (TP HCM) và hệ thống Mini SCADA cho Điện lực Hà Nội.
H ệ giám sát c ủ a Siemens – WinCC
( gi i thiớ ệu ở phần tiếp theo)
Gi ớ i thi ệ u h ệ điề u khi ể n giám sát c a Siemens ủ ……………… … 1 9
Ph ầ n m ề m Engineering – STEP7…… ………………… … 1 9
Công cụ chuẩn STEP 7 là nền tảng quan trọng cho khái niệm tự động hóa tích hợp, với khả năng tạo lập cấu hình, lập trình, xử lý và truyền dữ liệu một cách đồng nhất.
Bộ SIMATIC Manager trong STEP 7 là công cụ trung tâm để xử lý dữ liệu tự động, giúp mô tả cấu hình và lập trình cho các phần tử SIMATIC Công cụ này lưu giữ tất cả dữ liệu của một dự án tự động hóa trong một thư mục với cấu trúc phân cấp, đồng thời lưu trữ cả phần mềm chuẩn và phần mềm có thể sử dụng lại.
B ộ Công cụ chuẩn STEP 7 thực hiện các công việc khai báo và xây dựng cấu hình phần cứng, tạo kết n i và so n thố ạ ảo, quan sát chương trình.
STEP7 không chỉ cung cấp một thư viện đầy đủ với các hàm chuẩn hữu ích, mà còn đi kèm với phần trợ giúp trực tuyến mạnh mẽ Phần trợ giúp này có khả năng đáp ứng mọi yêu cầu của người sử dụng về cách sử dụng STEP7, cú pháp lệnh trong lập trình, cũng như xây dựng cấu hình phần cứng cho một trạm và mạng gồm nhiều trạm PLC.
Step7 V5.3 hỗ trợ tính năng “nhiều người sử dụng”, cho phép nhiều người có thể cùng lúc soạn thảo một dự án trong trung tâm từ nhiều trạm khác nhau.
Bằng SIMATIC Manager, người dùng có thể thực hiện các thao tác với các đối tượng trong môi trường STEP7 Các đối tượng "logic" sẽ đại diện cho các đối tượng "thực" trong hệ thống thiết kế.
Công cụ chính của STEP7 là SIMATIC MANAGER, và sau khi cài đặt, biểu tượng sẽ xuất hiện trên Desktop Để khởi động SIMATIC MANAGER, bạn chỉ cần nhấp đúp chuột trái vào biểu tượng hoặc truy cập qua START → SIMATIC → SIMATIC.
Quản lý dự án liên quan đến hệ thống máy móc, trong đó một trạm (Station) được kết nối với một bộ điều khiển PLC Một dự án có thể bao gồm nhiều trạm được liên kết qua mạng con MPI Mỗi trạm có một CPU được cài đặt, chứa chương trình S7, đồng thời cũng là một "thư mục" (Folder) cho các đối tượng tiếp theo, bao gồm các khối Block chứa dữ liệu đã được dịch.
Soạn thảo một dự án (Project):
Khái niệm Project trong Simatic không chỉ đơn thuần là ứng dụng mà còn bao gồm tất cả các yếu tố liên quan đến thiết kế phần mềm điều khiển và giám sát cho nhiều trạm PLC Một Project sẽ bao gồm cấu hình phần cứng và các module của từng trạm PLC, bảng tham số xác định chế độ làm việc cho các module, các logic block chứa chương trình ứng dụng của từng trạm PLC, cấu hình kết nối và truyền thông giữa các trạm PLC, cùng với các màn hình giao diện phục vụ việc giám sát toàn bộ hệ thống hoặc từng trạm PLC riêng lẻ.
Tạo mới hay mở ộng một dự r án (project)
STEP7 Wizard giúp tạo một project mới bằng cách xác định CPU cần sử dụng Wizard sẽ tự động tạo ra một project bao gồm trạm S7 Station với CPU đã chọn, thư mục chương trình S7, thư mục tập tin nguồn và thư mục Blocks Bài viết này mô tả các bước cần thiết để khởi tạo hoặc mở rộng một project mà không cần sử dụng Wizard.
Bước 1: Mở m t Project hay t o mộ ạ ột cái m i ớ
Bước 2: Đặt m t Station m i trong projectộ ớ
Bước 3: Xây dựng cấu hình trạm
Bước 4: Xem nội dung của chương trình S7 program
Bước 5: Soạn thảo chương trình
Mỗi lần mở ộ m t object thì đồng thời các công cụ liên quan cũng được khởi tạo
Khi làm việc trong một subnet hoặc kết nối, công cụ cấu hình mạng Net-Pro sẽ được khởi động tự động Khi bạn mở phần cứng, phần Hardware Config cũng sẽ được khởi động Nếu bạn mở symbols, Symbol Editor sẽ được khởi động đồng thời Ngoài ra, khi mở một khối logic, trình soạn thảo Program Editor cũng sẽ được khởi động.
STEP7 có thư viện chuẩn gồm các phần sau:
- Các khối tổchức OB (Organization Blocks)
- Các bảng mẫu vềthông tin khở ội đ ng trong dữliệu cục bộ ạ t m th i ờ
- Các khối chức năng hệthống SFB (System Function Blocks)
- Gọi các giao ti p cho các chế ức năng hệ thống (SFC) và các kh i chố ức năng hệ thống (SFB)
- Các khối chức năng IEC
- Các khối điều khi n PIDể
- Các khối chức năng FB cho các b điềộ u khiển liên tục và từng bước.
- Các khối truyền thông FC cho giao tiếp SEND/RECEIVE.
Truyền thông giữa Step7 và PLC:
Quy định địa ch ỉMPI cho module CPU
Máy tính và máy lập trình được kết nối với module CPU thông qua cổng truyền thông như RS232 (COM), MPI (MPI card) hoặc CP (CP card), tùy thuộc vào bộ giao diện sử dụng Có nhiều phương pháp để kết nối PLC với máy tính, nhưng để truyền thông qua Step7, PLC cần được kết nối với máy tính qua cổng lập trình RS485.
Sau khi kết nối module CPU với máy tính, cần định nghĩa địa chỉ truyền thông cho trạm PLC Điều này rất quan trọng vì một máy tính có thể làm việc với nhiều trạm PLC cùng lúc Mặc định, các module CPU có địa chỉ là 2 (địa chỉ MPI) Để thay đổi địa chỉ này, cần truy cập vào bảng khai báo cấu hình cứng và điều chỉnh tham số làm việc Trong quá trình này, chọn mục General -> MPI và chỉnh sửa địa chỉ MPI theo hình 1.04.
Hình 1.04- Đặ ịt đ a ch cho mỉ ạng MPI
Sau khi định nghĩa lại địa chỉ MPI cho trạm PLC, cần ghi lại địa chỉ này lên module CPU Chỉ khi đó, module CPU mới có thể hoạt động theo địa chỉ mới đã được thiết lập.
Việc này được th c hiự ện bằng cách nhấn chuột vào biểu tượng trên thanh công cụ của cửa sổ HW Config
Ghi chương trình lên module CPU: kích vào biểu tượng download trên thanh công c màn hình ụ
Giám sát hoạ ột đ ng PLC từ màn hình Step7: Khi chạy chương trình ta có thể theo dõi các bước th c hiự ện lệnh đã lập trình.
Ph ầ n m ề m SCADA - HMI
Điều khiển thiết bị hoặc nhà máy liên quan đến việc quản lý quá trình sản xuất và can thiệp khi cần thiết SIMATIC HMI (Giao diện giữa người và máy) cung cấp các công cụ và thiết bị cần thiết cho nhiệm vụ này, bao gồm bảng nút bấm (PP), màn hình hiển thị (TD), bảng điều khiển (OP) và bảng phím kiểu sờ (TP) Những thiết bị này hỗ trợ cho các nhiệm vụ điều khiển, vận hành và giám sát quá trình tại vị trí lắp đặt Ngoài ra, phần điều khiển vận hành của các trạm SIMATIC C7 cũng được coi là một giao diện người-máy hiệu quả.
Các thiết bị SIMATIC HMI hoàn toàn tương thích với PLC SIMATIC S7, cho phép sử dụng phần mềm ProTool để cấu hình bảng điều khiển và thiết bị giám sát quá trình Chúng trao đổi dữ liệu với CPU của bộ điều khiển qua giao tiếp MPI hoặc mạng PROFIBUS, trong khi CPU xử lý nhiều nhiệm vụ truyền thông Ở cấp độ cao hơn, hủ ọ SIMATIC HMI cung cấp WinCC, một công cụ tiên tiến cho việc cấu hình hệ thống hiển thị trên máy tính PC WinCC cũng được xem là một hệ thống SCADA mạnh mẽ, đáp ứng các yêu cầu cao nhất về hiển thị, điều khiển, vận hành và giám sát máy móc, nhà máy và các quá trình công nghiệp.
ProTool và WinCC là công cụ tạo cấu hình cho các thiết bị SIMATIC HMI, ProAgent là phần mềm tuỳ chọn cung cấp các hiển thị chẩn đoán chuẩn.
ProTool là công cụ thiết kế cấu hình cho các thiết bị HMI, bao gồm màn hình hiển thị văn bản, đồ họa và bảng vận hành, phục vụ cho các hệ thống MP270 và OP37/Pro trên nền tảng Windows ProTool có ba phiên bản với chức năng khác nhau: ProTool/Lite, ProTool và ProTool/Pro Việc cài đặt ProTool diễn ra như một phần tích hợp của STEP7, cho phép người dùng tạo ra các dự án ProTool Dự án này chứa tất cả dữ liệu HMI và xác định cách thức mà HMI sẽ giao tiếp với các trạm SIMATIC Trạm HMI sẽ hoạt động hiệu quả khi được nạp đầy đủ dữ liệu cấu hình.
Có thể ử ụ s d ng ProAgent kèm với các công cụ ỹ k thuật (Engineering Tool) để tạo ra các hiển thịchẩn đoán để chẩn đoán các lỗi trong thiết bịvà nhà máy
WinCC là phần mềm cao cấp cho phép cấu hình giao diện vận hành phức tạp, giúp hiển thị, điều khiển và thu thập dữ liệu trên máy tính PC tiêu chuẩn hoặc hệ thống HMI dựa trên nền tảng Windows Cùng với Protool, WinCC cung cấp giải pháp phần mềm chạy trên các hệ thống dựa trên Windows.
Trong luận án này không đi sâu vào Protool và Protool/Pro, ProAgent mà đi nghiên cứu về WinCC
SIMATIC WinCC (Window Control Center) là hệ thống SCADA chất lượng cao, được sử dụng trong tự động hóa các nhà máy sản xuất và quy trình công nghiệp Phần mềm này có thể cài đặt trên PC chuẩn tương thích với AT hoặc trên bảng điều khiển OP47 12 gần thiết bị WinCC là phần mềm 32 bit, hoạt động trên các hệ điều hành Windows 95/98, Windows NT và Windows XP.
Các ưu điểm chính của WinCC
Trung tâm điều khiển (Control Center) là mức cao nhất của hệ thống WinCC Khởi động tất cả các module từ mức cao nhất này.
Người quản trị gán quyền sử dụng các module cho từng cá nhân, đảm bảo rằng khi người dùng nhập tên, hệ thống sẽ kiểm tra quyền truy cập và mở vùng dự án tương ứng Phần Thiết kế đồ họa cho phép người dùng tạo lập các đồ thị quá trình với giao diện dễ sử dụng, bao gồm các công cụ, bảng đồ họa và cấu hình hệ thống hỗ trợ trong một môi trường tích hợp cùng thư viện ký hiệu phong phú Các kịch bản tổng quát đề cập đến các chức năng và thao tác chung trong hệ thống.
C Chức năng và các thao tác của dự án được giới hạn trong dự án đã tạo ra Tag logging chứa các chức năng đọc các thông tin của quá trình vào hệ thống HMI và xử lý các dữ liệu này đểcho hiển thị và lưu trữ Thông báo (Alarm Logging) các sự kiện của quá trình, các thông báo và các báo đ ng đưộ ợc thu thập, xử lý, hi n thể ị, xác nhận và lưu trữ Tính năng này cho ta biết các thông tin đầy đủ v ề các trạng thái sự c ố và vận hành, cho phép nh n biậ ết trư c đướ ợc các tình trạng tới hạn Điều này giúp giảm thiểu và thậm chí ngăn ch n đưặ ợc thời gian ngừng máy và nâng cáo được chất lượng sản xuất Phần thiết kế các biểu báo cáo (Report Designer) giúp t o nên các biạ ểu mẫu báo cáo và chuy n tể ới máy in Khi cần hiển thị hoặc in bản báo cáo này, nội dung của bản báo cáo sẽđược thay thế ằ b ng các giá trịthực có lúc đó của quá trình
Truy ề n thông
Truyền thông trong hệ thống SIMATIC là quá trình trao đổi dữ liệu giữa các module, được quản lý bởi hệ điều hành Hai module CPU có thể dễ dàng trao đổi dữ liệu thông qua một đường cáp mà không cần thêm phần cứng Các module Communication Port (CP) hỗ trợ xây dựng mạng kết nối nội bộ và liên kết với hệ thống bên ngoài SIMATIC NET là ngôn ngữ chung cho hệ truyền thông SIMATIC, đảm bảo việc trao đổi thông tin giữa các bộ điều khiển và bảng điều khiển, với nhiều phương pháp truyền thông khác nhau đáp ứng các yêu cầu điều khiển.
Việc trao đổi dữ liệu yêu cầu các module có khả năng truyền thông, như CPU hoặc CP, được kết nối mạng với nhau Mạng là kết nối giữa các trạm truyền thông, cho phép trao đổi dữ liệu thông qua một tiện ích truyền thông cụ thể Chương trình điều khiển quá trình truyền thông thông qua các chức năng truyền thông đã được xác định.
Mạng Network, mạng con Subnet– – :
Một m ng là m t nhóm các thiạ ộ ết bị ế k t n i vố ới nhau nhằm mục đích truyền thông
Nó gồm một hay nhiều mạng con liên k t vế ới nhau Những mạng con này có thể cùng loại ho c khác lo i.ặ ạ
Có nhiều mạng con SIMATIC khác nhau, mỗi mạng có những đặc điểm và ứng dụng riêng MPI là mạng có giá thành thấp, thích hợp cho lượng dữ liệu nhỏ Profibus truyền tải lượng dữ liệu nhỏ đến trung bình với tốc độ cao Trong khi đó, Industrial Ethernet điều khiển lượng dữ liệu lớn ở tốc độ cao và các kết nối điểm – điểm (point to point) được sử dụng để kết nối trực tiếp với các thiết bị riêng.
Mô tả các giao th c truyứ ền thông sử ụ d ng với thiết bị và ph n mầ ềm của hãng Siemens điển hình là:
MPI (Multi Point Interface) là giao thức lý tưởng cho mạng nhỏ, thường được sử dụng với SIMATIC S7 Giao thức này cho phép kết nối giữa cổng giao tiếp MPI của bộ xử lý PLC và Card truyền thông, mang lại khả năng cấu hình dễ dàng và quá trình đưa vào hoạt động nhanh chóng.
Một máy tính có thể kết nối vào mạng MPI thông qua card truy cập MPI, và các card truyền thông dành cho Profibus cũng có thể sử dụng cho giao thức MPI.
Mạng MPI có các đối tác truy n thông là các thành viên cề ủa họ SIMATIC S7
Mạng MPI có sốtrạm lớn nhất là 32, mạng MPI sẽphù hợp với giải pháp với số lượng trạm nhỏ
Hình ảnh dưới đây minh họa một mạng MPI, trong đó các đối tác giao tiếp thông qua card truyền thông tích hợp sẵn trong CPU của PLC và card truyền thông MPI trên máy tính giám sát.
Hình 1.05-Mô hình một mạng MPI Phương pháp truy nhập
MPI sử dụng phương thức truy cập Token Passing, trong đó quyền truy cập Bus được chuyển từ trạm này sang trạm khác qua một tín hiệu gọi là Token Khi một trạm nhận được Token, nó có quyền gửi tin nhắn Nếu trạm không có tin nhắn để gửi, nó sẽ chuyển Token đến trạm tiếp theo trong vòng Ring logic Điều này có nghĩa là Token sẽ được gửi đi sau một khoảng thời gian giữ cố định.
Phương thức truyền tương tự được sử dụng cho mạng Profibus cũng có thể áp dụng cho mạng MPI Mạng này được thiết kế dưới dạng mạng điện hoặc quang với tốc độ truyền thông phổ biến là 187.5 kBit/s Tuy nhiên, các hộ S7 400 có khả năng đạt tốc độ truyền cao hơn nhiều.
Profibus (Process Field Bus) là một chuẩn mạng được thiết kế cho hệ thống truyền thông độc lập, mạnh mẽ, dùng để truyền tải dữ liệu từ nhỏ đến trung bình giữa các thiết bị Với giao thức DP (Decentralized Periphery), Profibus cho phép truyền thông đến các thiết bị trường thông minh, đặc trưng bởi khả năng truyền dữ liệu nhanh chóng và liên tục.
Mạng Profibus có số trạm tối đa là 127 trạm, dựa theo tiêu chuẩn Châu Âu EN
50170, Volume 2, Profibus Hình sau đây miêu tả một mạng Profibus, minh họa các đối tác truyền thông và việc truy nhập Bus c a chúng ủ
Hình 1.06-Mô hình một mạng Profibus
Mạng Profibus phân biệt giữa các trạm mạng hoạt động và không hoạt động Các trạm hoạt động sử dụng phương thức truy nhập Token Passing, trong khi các trạm không hoạt động áp dụng phương pháp truy cập chủ-động (Master/Slave) Do đó, phương thức truy nhập của Profibus được gọi là Token Passing với cấu trúc chủ-động.
Hình 1.07- Truyền thông trong mạng Profibus
Theo một cấu trúc đã được xác định trước, các trạm hoạt động tạo thành một vòng Ring logic Các trạm này nhận diện lẫn nhau và xác định thứ tự của chúng trên mạng, điều này không phụ thuộc vào vị trí vật lý của các trạm trên Bus Quyền truy cập vào Bus được chuyển giao giữa các trạm hoạt động thông qua một Token Khi một trạm nhận được Token, nó có quyền gửi tin nhắn; nếu không có tin nhắn để gửi, trạm đó sẽ chuyển Token cho trạm tiếp theo trong vòng Ring logic.
Nếu một trạm hoạt động phụ thuộc vào việc nhận Token từ trạm không hoạt động, nó sẽ yêu cầu thông tin từ trạm không hoạt động và gửi dữ liệu đến đó Tuy nhiên, các trạm không hoạt động sẽ không bao giờ nhận được Token.
Kiến trúc giao thức Profibus:
Các giao thức Profibus được tối ưu cho các ứng dụng khác nhau thì sẵn có Có 3 phiên bản giao thức được liệt kê dư i đây.ớ
Profibus FMS (Fieldbus Message Specification) là một giải pháp hiệu quả cho việc truyền thông giữa các PLC trong các mạng lưới, đồng thời hỗ trợ giao tiếp với các thiết bị ngoại vi thông qua giao diện FMS Các thiết bị FMS mạnh mẽ mang lại sự linh hoạt và khả năng mở rộng cao, giúp quản lý hiệu quả các nhiệm vụ truyền thông đa dạng.
+ Profibus DP (Decentralized Periphery) phù hợp cho việc nố ếi k t các thiết bị ngoại biên như ET200 với thời gian đáp ứng r t nhanh.ấ
Profibus – PA (Process Automation) được thiết kế đặc biệt cho việc xây dựng quy trình và là phiên bản truyền thông tương thích của Profibus – DP Công nghệ này cho phép kết nối hiệu quả với các thiết bị trong lĩnh vực tự động hóa, đáp ứng nhu cầu phát triển nhanh chóng trong ngành công nghiệp.
H ệ th ố ng đi ề u khi ể n và l ự a ch ọ n thi ế t b ị
H ệ th ố ng đi ề u khi ể n
H ệ thống xay nghiền, nấu, lên men, l c và CIP có khoọ ảng 600 van, 90 động cơ,
Hệ thống điều khiển Braumat được lựa chọn với 30 đầu ra analog và 100 đầu vào analog, cùng nhiều tín hiệu digital như báo mức rơle, báo dòng chảy, và báo lưu lượng Thiết bị điều khiển bao gồm 2 CPU 416-3DP và 10 modul vào ra phân tán ET200M, được lắp đặt tại hiện trường để thu thập tín hiệu và điều khiển các thiết bị chấp hành Hệ thống được chia thành 2 mạng Profibus, mỗi mạng do một CPU 416-3DP quản lý Mạng thứ nhất quản lý nhà xay nghiền, nhà nấu, nước nấu và CIP nấu, trong khi mạng thứ hai quản lý nhà men và hệ thống CIP trung tâm cho men, lúa, và chiết Cả hai mạng này được giám sát đồng thời bởi hai CPU 416-3DP thông qua lập trình giao tiếp giữa các CPU.
Mạng máy tính điều khiển và giám sát bao gồm 3 máy tính: 1 máy chủ (Server), 1 máy chủ dự phòng (Server Redundant) và 1 máy khách (Client) Tất cả 3 máy đều được cài đặt phần mềm Braumat V5.3 của Siemens và kết nối với nhau qua mạng Industrial Ethernet Hệ thống mạng còn có tính năng dự phòng cho server HMI, đảm bảo tính ổn định và liên tục trong quá trình vận hành.
Trong một hệ thống máy tính, có ba máy, trong đó một máy đảm nhận vai trò server, một máy dự phòng cho server và một máy client Client sẽ truy cập dữ liệu từ máy server để hiển thị và điều khiển thông tin Thông thường, cả ba máy đều có khả năng giám sát và điều khiển tương đương nhau Khi xảy ra sự cố với server, mạng Braumat sẽ tự động chuyển đổi máy server sang trạng thái Standby, trong khi máy dự phòng được chuyển từ trạng thái Standby sang chế độ Active để trở thành server Đồng thời, máy client cũng sẽ thay đổi đường dẫn truy xuất dữ liệu sang máy server mới và hoạt động bình thường.
Hình 2.17 – Mô hình tổng quan hệ t ự động hóa chính của nhà máy
L ự a ch ọ n thi ế ị t b
i) Phần mềm và phần cứng hệthống: BRAUMAT Server/Redundant – Máy ch /Máy d ủ ự phòng
Chi tiết như sau : xem phụ lục 3 bao g m các phồ ần
+ Phần mềm WINCC ( Trạm OS độc lập)
+ Cài đặt BRAUMAT Client Máy– khách giám sát, điều khiển
Chi tiết như sau : Xem phụ lục 3
+ Phần mềm WINCC ( Trạm OS đơn lẻ)
+ Cài đặt Hệ thống tự động hóa BRAUMAT ( PLC)
Chi tiết như sau: xem phụ l c 3 ụ
+ Cài đặt ii) H ệthống điều khi n tể ừxa tại hiện trường,
Chi tiết như sau : xem phụ lục 3 iii) Thiết bị chấp hành tại hiện trường
Do sốlượng thiết bị rất nhiều nên chỉđưa ra các đ c điặ ểm kỉ thuậ ủt c a m t sộ ố loại thiết bịđại diện Chi tiết ởphụ ụ l c 3
Thi ế t k ế độ ng l ự c và đi ề u khi ể n
Thi ế t k ế độ ng l ự c
Hệ thống động lực trong nhà máy bia được thiết kế để phân phối điện đến các bộ phận tiêu thụ, chủ yếu bao gồm động cơ của máy bơm, máy nén và quạt Tại các bộ phận tiêu thụ điện, có nhiều trường hợp hoạt động của động cơ cần được xem xét kỹ lưỡng.
- Động cơ điều khiển trực tiếp quay một chiều
BƠM Cấ P DUNG DịCH NAOH
Hình 2.18- Sơ đồ độ ng lực và điều khiển đ ng cơ quay trộ ực tiếp
- Động cơ điều khiển trực tiếp quay 2 chi u.ề độ n g c ơ x ả b ã
Hình 2.19- Sơ đồ độ ng lực và điều khiển đ ng cơ quay 2 chiộ ều
- Động cơ điều khiển quay một chiều qua bi n t n.ế ầ ĐộNG CƠ bơm cip cấp hệ nấu
Hình 2.20- Sơ đồ độ ng lực và điều khiển đ ng cơ 1 chiộ ều qua biến t n ầ
- Động cơ điều khi n quay 2 chiể ều qua biến tần ĐộNG CƠ Cá NH KHUấY NồI LọC
Hình 2.21- Sơ đồ độ ng lực và điều khiển đ ng cơ 2 ộ chi u qua biề ến t n ầ
- Động cơ điều khiển qua khở ội đ ng mềm.
37 kw động cơ má y nghiền gạ o
Hình 2.22- Sơ đồ độ ng lực và điều khiển đ ng cơ bộ ằng khở ội đ ng m m ề
- Động cơ trong hệthống chạy Cascade. ĐộNG CƠ bơm TANK NƯ ớ C 2 Độ §IÒU KHIÓN CASCADE
Hình 2.23- Sơ đồ độ ng lực và điều khiển đ ng cơ bơm chộ ạy Cascade
2.3.2 Thiết kế ạ m ch điều khiển
Mạch điều khiển được thiết kế để phân chia nguồn hợp lý cho các tín hiệu đầu ra và tín hiệu đầu vào riêng biệt Việc phân loại các loại tín hiệu và cách đấu nối được thực hiện như sau Đối với tín hiệu vào, hệ thống bao gồm các thành phần cụ thể.
Tín hiệu vào rơle 24VDC bao gồm các tín hiệu từ tiếp điểm contactor và các tiếp điểm của công tắc hình trình, dùng để báo hiệu trạng thái đóng hoặc mở cửa nồi Ngoài ra, tín hiệu này cũng liên quan đến việc báo kịp thời cho các hệ thống như gầu tải hay vít tải nguyên liệu.
Tín hiệu vào 4-20 mA là các tín hiệu đã được chuẩn hóa qua các thiết bị đo áp suất, lưu lượng, điện dẫn, nhiệt độ và mức liên tục Các ứng dụng cụ thể bao gồm đo mức liên tục trong các bể chứa axit, bể chứa xút và bể chứa nước thải.
Hình 2.24- Sơ đồ ạ m ch đấu dây tín hiệu vào của đo mức liên t c 4ụ -20 mA
- Tín hiệu vào là rơle dạng transitor PNP là các tín hi : ệu về ủ c a các báo mức rơle, tín hiệu báo xung c a thi t bủ ế ịđo lưu lượng
+ Đối v i tín hiớ ệu ra g m cóồ :
Tín hiệu ra rơle 24VDC được sử dụng để điều khiển van điện từ khí nén và các tín hiệu chạy động cơ, giúp đóng rơle độ để ngắt cuộn hút của khởi động từ cấp điện động lực cho động cơ chạy Thông tin chi tiết có thể tham khảo trong hình 2.18.
Tín hiệu ra 4-20 mA được sử dụng để điều khiển việc mở và đóng các van điều khiển tuyến tính (van PID) Nó cũng được áp dụng để điều chỉnh tốc độ hoạt động của động cơ thông qua biến tần, đảm bảo sự ổn định trong hệ thống điều khiển nhiệt.
Hình 2.25- Sơ đồ ạ m ch đấu dây tín hiệu ra dạng dòng 4 20 mA-
Tín hiệu ra 0-10 VDC được sử dụng để điều khiển động cơ thông qua biến tần Nó thường được áp dụng trong sơ đồ điều khiển biến tần chạy ở chế độ Cascade, như thể hiện trong hình 2.23.
Hệ CIP trong nhà máy bia hi ệ n đ ạ i 3.1 Th ự c tr ạ ng t ạ i các nhà máy bia t i Vi t Namạệ …
Khái quát
* Một số ặ c n bẩn cơ bản trong công nghệ sản xuất bia
Cặn do nguồn nước sử ụ d ng chưa được làm m m trong quá trình sề ử ụng đó d chính là các cặn muố ế ủa như Cai k t t CO 3 , MgCO 3, …
Chất bẩn do cặn đường, tinh bột ( hydratcarbon ) sinh ra malt, g t ừ ạo …
Chất béo do protein và các thành phần khác như amin sinh ra từ malt, gạo, hoa húp lông, và men chết tạo nên các chất béo hữu cơ chủ yếu Đá bia chủ yếu chứa canxi oxalat và men chất tích tụ ngày càng nhiều theo thời gian trong các tank lên men và tank chứa men.
Các chất béo và chất dầu mỡ sinh ra trong quá trình sản xuất bia là những tạp chất khó tẩy rửa và có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng sản phẩm Mặc dù không phổ biến như các loại tạp chất khác, nếu không được loại bỏ, chúng sẽ gây ra tác động tiêu cực đáng kể đến chất lượng bia.
* Thành phầncơ chế hoạ ột đ ng của các loại hóa chất dùng trong quá trình CIP
- Thành phần cơ bản có trong các hóa chất dùng vệsinh là: m h
+ C t hohấ ạ ột đ ng bề ặt bao gồm các gốc anion, cation, ợp chất không ion… + Các hóa chất mang tính kiềm hoặc tính acid.
+ Các thành phần trong hóa chất có tính chất ức chếăn mòn kim loại. s t
+ Các thành phần ức chế ự ạo bọt trong quá trình CIP.
+ Các thành phần t o phạ ức làm mềm và ổn định nguồn nước cấp trong khi CIP.
Các chất hoạt động bề mặt có khả năng giảm sức căng bề mặt của chất bẩn, giúp bề mặt chất bẩn dễ dàng bị thấm nước hơn, từ đó nâng cao hiệu quả của quá trình tẩy rửa.
Các chất mang tính kiềm hoặc acid được sử dụng phổ biến do khả năng phân hủy protein thấp trong môi trường pH từ 4 – 7 Do đó, việc điều chỉnh pH trong quá trình CIP là rất quan trọng để đạt hiệu quả tối ưu, và sử dụng hóa chất mang tính kiềm hoặc pH là phương pháp ưu việt nhất.
Besides inhibiting the activation of chemicals, other inhibiting components also play a crucial role in preventing the reduction or loss of chemical activity during the CIP process, thereby protecting equipment and ensuring the effectiveness of the cleaning process while safeguarding the devices.
Việc lựa chọn loại hóa chất phù hợp cho quá trình CIP là rất quan trọng, vì mỗi loại hóa chất có tác động khác nhau đối với từng loại chất bẩn Bảng dưới đây sẽ chỉ ra khả năng hiệu quả của các hóa chất trong việc xử lý các chất bẩn khác nhau.
Bảng 2: Phân loại tính chất hóa học của chất bẩn
Chú ý rằng (*) biểu thị khả năng hoạt động tối ưu của các hóa chất trong mọi trường hợp Tuy nhiên, do sự đa dạng trong thành phần hóa chất, việc sử dụng nhiều loại hóa chất khác nhau trong quá trình CIP sẽ nâng cao hiệu quả, rút ngắn thời gian và tiết kiệm nguyên liệu.
Tính kiềm Tính acid Tính oxy hóa
Th ự c tr ạ ng t ạ i Vi ệ t Nam
Các nhà máy sản xuất tại Việt Nam, đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm và bia, chưa chú trọng đúng mức đến quy trình vệ sinh công nghiệp (CIP) Hầu hết các nhà máy bia hiện nay đều sử dụng dây chuyền công nghệ nhập khẩu, nhưng mức độ hiện đại hóa còn thấp do đầu tư của Việt Nam còn hạn chế Kết quả là quy trình CIP thường chỉ được thực hiện thủ công, chủ yếu dựa vào nhân công mà không đầu tư vào thiết bị giám sát và điều khiển tự động cho quy trình này.
Hiện nay, Việt Nam có khoảng 100 nhà máy bia lớn nhỏ, bao gồm cả các xưởng sản xuất quy mô nhỏ như bia nhà hàng và bia gia đình Trong số này, chỉ một số nhà máy thuộc Tổng công ty Bia Rượu Nước Giải Khát Sài Gòn (SABECO) và Tổng công ty Bia Rượu Nước Giải Khát Hà Nội (HABECO) có mức độ tự động hóa sản xuất cao Ngược lại, các nhà máy địa phương tại các tỉnh thường có mức độ tự động hóa thấp, dẫn đến việc vệ sinh công nghiệp không được chú trọng và chủ yếu thực hiện thủ công mà không sử dụng thiết bị giám sát hay điều khiển tiên tiến.
Trong bối cảnh tiêu thụ bia thương phẩm tăng mạnh trong 3-5 năm qua, các nhà máy bia đang đối mặt với tình trạng sản xuất bị hạn chế do thời gian lâu cho quy trình CIP Để khắc phục vấn đề này, nhiều nhà máy đã được xây dựng và một số đang trong quá trình xây dựng, như SABECO và HABECO, cùng với các địa phương như Quảng Ninh và Quảng Ngãi, đã yêu cầu nâng cấp hệ thống CIP tự động Việc này là cần thiết để giảm thời gian ngừng sản xuất, từ đó tăng năng suất mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra.
Tại các nhà máy bia, thời gian chờ đợi trong quy trình CIP (Clean In Place) rất quan trọng để nâng cao công suất Đối với nhà nấu, thời gian CIP thường là 24 giờ, trong khi nhà men yêu cầu thực hiện CIP ngay sau khi mỗi tank hoạt động xong Khi áp dụng mức độ tự động hóa, thời gian CIP cho nhà nấu được rút ngắn còn 9 giờ và cho nhà men là 3,5 giờ mỗi tank Điều này giúp người vận hành tiết kiệm thời gian cho việc đấu nối đường ống và giám sát các thông số như thể tích, nhiệt độ, và nồng độ hóa chất trong quá trình CIP.
Yêu c ầ u và sơ đ ồ công ngh ệ
3.2.1 Các quá trình cơ bản của hệ CIP
CIP (Cleaning In Place) bao gồm hai công đoạn quan trọng là làm sạch và khử trùng, cả hai đều không thể thiếu trong quy trình công nghệ này Nếu thiết bị chỉ được làm sạch mà không khử trùng, vi khuẩn sẽ tiếp tục phát triển và xâm nhập vào sản phẩm trong quá trình lên men, dẫn đến biến đổi chất lượng sản phẩm Ngược lại, nếu chỉ khử trùng mà không làm sạch, vi khuẩn vẫn tồn tại dưới bề mặt cặn bẩn và có thể phát triển nhanh chóng, gây hại cho sản phẩm.
Vệ sinh thiết bị là rất quan trọng, vì chất bẩn không chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ mà còn tác động tiêu cực đến quy trình công nghệ, như khả năng truyền nhiệt và là nơi cư trú của vi khuẩn Sau khi làm sạch, thiết bị cần được khử trùng để đảm bảo hiệu quả tối đa Thực tế cho thấy, giai đoạn làm sạch quyết định 80-90% hiệu quả, trong khi khử trùng là bước quan trọng để hoàn thiện quá trình vệ sinh máy móc.
3.2.2 Một sốhóa ch t dùng trong hấ ệ CIP
Chất tẩy rửa có tính acid được sử dụng trong quy trình vệ sinh cho các tank lên men và tank chứa bia, đặc biệt hiệu quả trong điều kiện còn CO2 Việc sử dụng hóa chất này giúp tiết kiệm thời gian và công sức, vì không cần phải bơm đuổi CO2 trước khi tiến hành vệ sinh.
- Phù h p t y rợ ẩ ửa trong các nghành thực phẩm
- Hóa ch t vấ ệ sinh dạng lỏng, có tính acid, sử ụ d ng cho vệsinh các tank lên men và các tank bảo quản bia.
- Thích hợp cho hệthống CIP và trong môi trường có CO2
- D ễ xác định nồng đ theo phương pháp phân tích phong thí nghiệộ m hoặc theo độ dẫn điện.
- Phù h p sợ ử ụ d ng cho các loại vật liệu khác nhau , không ăn mòn vậ ệt li u
Kết hợp ử ụ s d ng với dung dịch khử trùng như Oxonia Active giúp rút ngắn thời gian vệ sinh và khử trùng chỉ trong một bước tẩ ửy r a.
- An toàn cho thiết bị, môi trư ng và ngườ ời sử ụ d ng
Dung dịch Trimeta HC có khả năng chống khuẩn hiệu quả, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trong bồn CIP Nhờ tính năng này, người dùng có thể lưu trữ dung dịch trong bồn CIP trong thời gian dài mà không lo bị nhiễm khuẩn.
Trimeta HC được sử dụng trong quy trình tẩy rửa mặt phẳng acid cho các bồn tank lên men và tank bảo quản bia mà không cần đuổi CO2 trước khi vệ sinh Dung dịch vệ sinh sẽ được thu hồi về bồn CIP, với nồng độ được kiểm soát thông qua độ dẫn điện (ms/cm).
Bảng 3: Đ điệộ n dẫn tương ứng nồng độ của Acid trimeta HC
Nồng độ Trimeta HC Độ ẫ d n đi n tương ệ ứng
Sau khoảng 5 đến 10 lần sử dụng trong bồn CIP, dung dịch Trimeta cần được thay mới để đảm bảo chất lượng, vì dung dịch có thể bị nhiễm bẩn từ các lần CIP trước đó.
Sản phẩm này là chất khử trùng dựa trên acid peracetic, được sử dụng hiệu quả trong các quy trình vệ sinh thiết bị trong ngành chế biến thực phẩm.
Để xác định nồng độ peracetic acid trong dạng lỏng, có thể sử dụng phương pháp phòng thí nghiệm hoặc giấy thử Merkoquant 0-50 ppm để kiểm tra nhanh Việc này giúp bổ sung nồng độ cần thiết trong quá trình sử dụng.
Sản phẩm có khả năng khử trùng cao và diệt khuẩn hiệu quả ngay cả trong điều kiện nhiệt độ thấp Với khoang PH rộng, thiết bị không bị oxi hóa và không cần phải rửa lại sau khi thanh trùng, đảm bảo sự tiện lợi và an toàn trong quá trình sử dụng.
- Thích hợp cho hệthống CIP, không ăn mòn vậ ệt li u
- An toàn cho thiết bị, môi trư ng và ngườ ời sử ụ d ng
- Oxonia Active đư c xem như chợ ất phụ gia thứ ấ c p trong thực phẩm.
Sản phẩm có thể được sử dụng theo hai hình thức: không thu hồi, dùng một lần và xả bỏ, hoặc thu hồi để tận dụng trong công tác vệ sinh các thiết bị khác Bên cạnh đó, việc bổ sung nồng độ xà tái sử dụng cũng là một lựa chọn hiệu quả.
- Nồng độ s dử ụng theo hình thức dùng một lầ ồn r i b là : 0.2%ỏ
- Nồng độ s dử ụng theo hình thức thu hồi là: 0.4÷ 0.5% -
- Nhiệ ột đ s dử ụng tốt nhất là ở nhiệ ột đ thường tuy nhiên trong một vài trường hợp có thể gia nhiệt nhưng không quá 45 0 C
- không c n thiầ ết ph i tráng r a lả ử ại sau khi khửtrùng.
- Nồng độ Oxonia trong bồn CIP phải luôn được duy trì mở ức 0.4÷-0.5% đểđảm bảo độ hiệu dụng luôn đạt 0.2% ở ấ t t cả các khu vực c a chu trình CIP.ủ
- Sau mỗi lần CIP cần kiểm tra nồng độ hao hụ ểt đ b ổ sung để đảm bảo hiệu quả cao nh t trong quá trình CIP tiấ ếp theo
+ Tính chất củ ản phẩma s
- Dạng lỏng, dễ xác định nồng đ theo phương pháp phòng thí nghiệộ m
- D ểdàng pha, bổsung nồng độtheo yêu c u cầ ủa hệCIP.
- Phù h p sợ ử ụ d ng cho các loại vật liệu khác nhau , không ăn mòn vậ ệt li u
- An toàn cho thiết bị, môi trư ng và ngườ ời sử ụ d ng
Bồn CIP được trang bị tính năng chống khuẩn, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trong dung dịch, cho phép lưu trữ dung dịch soude trong thời gian dài mà không lo bị nhiễm khuẩn.
Khả năng tẩy rửa tối ưu đạt được trong điều kiện nhiệt độ cao, và khi nồng độ tăng, khả năng tẩy rửa cũng gia tăng Điều này được thể hiện qua chỉ số S.
- Khoảng PH hoạ ột đ ng rộng.
Trước khi tiến hành vệ sinh, cần thực hiện quá trình đuổi khí CO2 Dung dịch vệ sinh sẽ được thu hồi và kiểm soát nồng độ thông qua độ dẫn điện (ms/cm) trong hệ thống CIP.
B nả g 4: Độ điện dẫn tương ứng nồng độ của Caustic
Nồng độ Soude Độ ẫn điện tương ứ d ng
- Sau mỗi lần CIP cần kiểm tra nồng độ hao hụ ểt đ b ổ sung để đảm bảo hiệu quả cao nh t trong quá trình CIP tiấ ếp theo
Sau khoảng 5 đến 10 lần thực hiện quy trình CIP, cần thay mới dung dịch Soude trong bồn để đảm bảo hiệu quả làm sạch Dung dịch cũ có thể bị nhiễm bẩn từ các lần CIP trước đó, ảnh hưởng đến chất lượng vệ sinh.
Tích hợ p h ệ th ố ng đi ề u khi n t ể ự độ ng và ph n m ầ ề m Braumat ứ ng d ụ ng
Tích h ợ p h ệ th ố ng ph ầ n m ề m Braumat
4.1.1 Phần dành cho người vận hành giám sát
Here is the rewritten paragraph:Braumat là tên nhãn sản phẩm của hệ thống tự động trong ngành công nghiệp sản xuất bia của hãng Siemens, được thiết kế để đáp ứng nhu cầu điều khiển các ứng dụng theo mẻ ố Phần mềm Braumat được xây dựng và tích hợp các tính năng điều khiển áp dụng cho các nhà máy bia, giúp tăng hiệu suất và độ chính xác trong sản xuất Đặc biệt, Braumat được xây dựng trên nền tảng của chuẩn S88 (IEC 61512-1), đảm bảo tính tương thích và độ tin cậy trong các ứng dụng công nghiệp.
H ệthống phần cứng và mạng dựa trên Simatic S7 400, các tr m thu th- ạ ập dữliệu và điều khiển phân tán ET200M và mạng Profibus DP, Industrial Ethernet (IE).
H ệthống phần mềm được xây dựng trên môi trường làm việc Windows theo cấu trúc m ng Client Server Phạ – ần mềm được cấu trúc thành nhiều ph n khác nhau.ầ
Hình 4.01 - Giao diện chính Main menu
Khi chương trình khở ội đ ng có hai cửa s chính là Main menu và c a sổ ử ổ PCU Server i PCU Server
The PCU Server is a software interface program that connects the Process Control Unit (PCU) with other control stations within the Interface Operating Station (IOS) network It effectively manages the connections and status of each link, ensuring seamless communication between the software system and the control mechanisms.
Trong cấu trúc mạng của Braumat, chỉ có tối đa 2 Server hoạt động dự phòng cho nhau Điều này có nghĩa là tại một thời điểm nhất định, chỉ có một IOS được kích hoạt thành máy chủ (Server), trong khi máy còn lại ở chế độ dự phòng (Stand by) để đảm bảo hệ thống phần mềm hoạt động ổn định Khi khởi động máy tính, chương trình sẽ tự khởi động và cả hai máy đều ở trạng thái Stand by trong 5 phút Sau khoảng thời gian này, máy tính IOS01 sẽ tự động được kích hoạt thành máy chủ sau khi đã đồng bộ hóa dữ liệu.
Trong chế độ hoạt động bình thường, khi nhấn nút, máy tính sẽ được kích hoạt thành máy chủ, trong khi máy còn lại sẽ chuyển sang trạng thái chờ (Stand by) Khi nhấn nút, chương trình sẽ hiển thị hộp thoại xác nhận để chuyển đổi Server.
Người vận hành nhấn Yes để xác nh n kích hoậ ạt IOS lên Server
Kết nối mạng giữa các thiết bị IOS được thực hiện thông qua Card mạng cục bộ (LAN card) và được quản lý qua Simatic Net CP1612 (SoftNet) Để thay đổi cấu hình kết nối, người vận hành cần có chương trình cấp phát quyền truy cập và thực hiện các thay đổi Những thay đổi này phải được thực hiện bởi Administrator hoặc người được đào tạo chuyên về mạng và phần mềm Việc thay đổi không đúng cách có thể dẫn đến mất kết nối với hệ thống điều khiển và gây khó khăn trong việc quản lý hệ thống.
Menu chính là giao diện trung tâm của chương trình, cung cấp tất cả các chức năng cần thiết Bài viết này sẽ giới thiệu hai phần chính: phần dành cho người vận hành (Operator) và phần dành cho người quản lý hoặc lập trình viên (Engineering) Đối với người vận hành, có ba thẻ chính, trong đó thẻ giám sát quy trình (Process monitoring) là một phần quan trọng.
Thẻ này chứa các ứng dụng dành cho người vận hành điều khiển và giám sát h thệ ống
Quản lý hình ảnh: Giám sát toàn bộ quy trình công nghệ ủ trong dây chuyền sản xuất bằng cách quản lý các màn hình trong hệ thống Người vận hành chỉ cần nhấp đúp vào biểu tượng để theo dõi dây chuyền, thiết bị đo báo (PI) và thiết bị điều hành (Actuator).
Sequence control: Ứng dụng quản lý tất cả các chương trình ho t đạ ộng c a hủ ệ thống (các chương trình chạy theo mẻ)
Batch scheduler:Ứng dụng thiết lập và quản lý lịch sản xuất
Control recipe: Ứng dụng trợ giúp người vận hành giám sát s hoự ạt động c a các ủ chương trình bằng giao diện đồ hoạ
Thẻ này chứa ứng dụng quản lý các chương trình điều khi n (Recipe) ể
Recipe là ứng dụng hỗ trợ người vận hành trong việc xây dựng, sửa đổi và xóa bỏ các chương trình điều khiển, giúp tối ưu hóa quy trình xử lý và nâng cao hiệu quả công việc.
Là một giải pháp hiệu quả cho việc quản lý và sao lưu dữ liệu trong quá trình sản xuất, các ứng dụng này cho phép sao lưu dữ liệu tự động Để xóa các dữ liệu này, người vận hành cần được cấp phát quyền truy cập.
Trending:Ứng dụng quản lý đồ th cị ủa các đi m đo trong hể ệ ố th ng
Step protocol:Ứng dụng quản lý lưu lại việc thực hiện các chương trình theo từng mẻ và lô sản xuất theo từng bước hoạ ột đ ng.
Messages:Ứng d ng quụ ản lý sao lưu các thông báo, các lỗi cũng như các cảnh báo sảy ra trong hệ thống trong quá trình sản xuất
Here is a rewritten paragraph that complies with SEO rules:"Trong chương trình, Change Protocol là ứng dụng quản lý sao lưu toàn diện, ghi lại tất cả các thay đổi giá trị đặt trong từng bước của chương trình, giúp theo dõi và quản lý các thay đổi một cách hiệu quả Bằng cách này, người dùng có thể dễ dàng truy xuất và theo dõi các thay đổi đã được thực hiện, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của chương trình."
Ứng dụng quản lý bảo trì giúp người bảo dưỡng theo dõi thời gian hoạt động của từng thiết bị trong hệ thống và thiết lập thời điểm bảo trì cho từng thiết bị dựa trên thời gian hoạt động.
4.1.2 Phần dành cho người quản lý hoặc lập trình điều khi n ể
Braumat quản lý các thiết bị điều khiển riêng lẻ, được gọi là các ICM (Individual Control Module), hoạt động theo từng loại thiết bị đã được cài đặt và tuân theo chuẩn S88 Nguyên tắc hoạt động của một ICM được thiết kế để đảm bảo tính linh hoạt và hiệu quả trong quá trình điều khiển.
Mô hình hoạt động của một ICM bắt đầu ở chế độ Idle và sẽ chuyển sang chế độ Running khi nhận được tín hiệu Start Đối tượng điều khiển sẽ hoạt động và chuyển đổi các trạng thái tùy theo tín hiệu tác động.
Hình 06 - 4 Thẻ Programm Service tools
Thẻ này chứa các tiện ích của ngườ ậi l p trình: Status S7, Forcing và DB Editor.-
Trạng thái S7 được sử dụng để theo dõi điều kiện cho phép hoạt động của các module điều khiển (ICM) Ví dụ, nếu bạn muốn kiểm tra điều khiển ICM1.009, tương ứng với động cơ 01.01.M09, chỉ cần nhấn nút OK để hiển thị bảng trạng thái Interlock của ICM1.009 Nếu trạng thái ở dòng cuối cùng là 0, điều đó có nghĩa là động cơ không thể hoạt động do các điều kiện khóa chéo và các điều kiện bảo vệ chưa được thỏa mãn Qua đó, bạn có thể xác định các điều kiện nào cần được đáp ứng để động cơ có thể hoạt động.
Forcing: Là ứng dụng điều khiển dùng để hiển thị và thay đổi giá tr , trị ạng thái điều khiển tr c tiự ếp hay trên bộ nhớlưu trữ ủ c a PCU
DB-Editor: Ứng dụng này dùng để thay đổi các DB (data Block), DX tr c ti p trên ự ế PCU hoặc trên bộ nh ớlưu trữIOS
Thẻ này chứa các ti n ích cệ ủa người l p trình: image design, Parametrization, Textậ - parametrization, trending definition và Entity definition
Thiết kế hình ảnh là chức năng quan trọng trong việc tạo ra các màn hình giao diện, hiển thị thông tin, và tùy chỉnh hình nền Nó cũng bao gồm việc biến đổi quá trình và thực hiện chuyển đổi giữa các màn hình khác nhau.
Ứ ng d ng c ụ ụ th ể vào l ậ p trình h ệ CIP trong nhà máy bia
4.2.1 CIP nhà chiết chai Krones Botting line-
Dây chuyền chiết chai 15,000 chai/giờ của Krones AG (nước Đức) được lắp đặt đồng bộ, bao gồm kết nối cung cấp bia từ hệ thống tank chứa bia thành phẩm Dây chuyền còn tích hợp quy trình CIP cho toàn bộ hệ thống và đường ống cung cấp bia, đảm bảo chất lượng và hiệu suất trong quá trình chiết rót.
Chương trình chạy vệ sinh CIP định kỳ máy chiết
Hình 4.11 - Tuần tự các bước chạy của chương trình t độự ng CIP Chiế ịt đnh kỳ
The CIP process program consists of ten key steps: 01 Start, 02 CIP filling, 03 CIP hot water drain, 04 Filling hot water, 05 Caustic pulse, 06 Filling caustic, 07 Hot water caustic, 08 Filling cold water, 09 Water at 20°C, and 10 CIP filling end These steps are programmed under Step 7 using functions FC1920, FC1914, FC1919, FC1913, FC1918, FC1912, FC1917, FC1911, and FC1915.
Các hàm như FC1920, FC1919, FC1918, FC1913, FC1914 và FC1915 được viết một lần và có thể tái sử dụng trong các công thức CIP theo công nghệ và thời điểm khác nhau.
Chương trình v sinh CIP đư ng bia đi chiệ ờ ết
Quy trình CIP cho đường ống bia chiết gồm 12 bước, bắt đầu từ việc khởi động chương trình Các bước bao gồm: 1 Khởi động, 2 Đổ đầy CIP, 3 Xả nước nóng, 4 Đổ nước nóng, 5 Xung kiềm, 6 Đổ kiềm, 7 Nước nóng đến kiềm, 8 Đổ nước lạnh, 9 Xung Oxonia, 10 Tuần hoàn Oxonia, 11 Kết thúc đổ đầy CIP, và 12 Kết thúc Các bước này có thể áp dụng lại từ công nghệ CIP định kỳ, với sự bổ sung cho quy trình sử dụng chất khử trùng Oxonia (FC1916 và FC1921).
Chương trình vệsinh CIP máy chiết trước khi chiết
Hình 4.13 - Tuần tự các bước chạy chương trình CIP máy chi t trưế ớc khi chiết
Trước khi máy chiết chai hoạt động, quy trình CIP cần được thực hiện với 7 bước đã được lập trình sẵn Tất cả các bước này đều được thiết kế để phù hợp với công nghệ của máy chiết, giúp người vận hành chỉ cần tạo công thức CIP thích hợp cho nhà máy.
Chương trình vệsinh CIP máy chi t khi nghế ỉ chiết
Hình 4.14 - Tuần tự các bước chạy chương trình CIP máy chiết sau khi ngừng chiết
Sau khi ng ng chiừ ết bia, máy chiết cũng được làm v sinh, quá trình v sinh có ệ ệ
6 bước và các bước này cũng đã được lập trình t các công ngh yêu cừ ệ ầu trước nên ch ỉ việc tạo nên công th c theo yêu cứ ầu
Chương trình chuẩn nồng độcaustic trước khi CIP chiết
Hình 4.15 - Tuần tựcác bước chuẩn nồng độCaustic cho CIP chiết
Here is a rewritten paragraph that complies with SEO rules:"Trước khi thực hiện quá trình CIP máy chiết, cần phải kiểm tra yêu cầu về hóa chất dùng trong CIP, trong đó hóa chất quan trọng nhất là caustic Để đảm bảo chuẩn nồng độ caustic, chương trình gồm 7 bước: khởi động, bắt đầu caustic, xả nước nóng, tuần hoàn caustic, chuyển nước nóng sang caustic, dừng cấp liệu và kết thúc Các hàm FC1849, FC1846, FC1848, FC1847, FC1845 được sử dụng để viết chương trình này Ngoài ra, tín hiệu đo được sử dụng là cảm biến đo độ dẫn điện của dung dịch để xác định nồng độ caustic và thể tích tank chứa caustic, từ đó điều chỉnh tốc độ của bơm tuần hoàn và độ ổn định của dung dịch CIP khi chạy tuần hoàn."
4.2.2 CIP hệ tank lên men
Hệ thống tank lên men bao gồm 17 tank được quản lý qua 9 bảng điều khiển, trong đó có 8 bảng điều khiển cho hai tank và 1 bảng cho một tank Quá trình vệ sinh tank lên men diễn ra theo chu kỳ sử dụng, với việc thực hiện vệ sinh chu kỳ sau mỗi lần lên men Công nghệ vệ sinh CIP cho tank có thể sử dụng chương trình với Acid + Oxonia hoặc Caustic + Oxonia Sau mỗi 3 chu kỳ lên men, sẽ thực hiện vệ sinh theo chương trình CIP định kỳ, bao gồm Caustic + Acid + Oxonia.
Chương trình vệsinh tank lên men bằng Caustic + Acid + Oxonia
Hình 4.16 - Tuần tự các bước chạy CIP Tank lên men định kỳ
The CIP (Clean-in-Place) program for fermentation tanks consists of 18 sequential steps, designed to ensure thorough cleaning and sanitation The process begins with the initiation of the CIP tank, followed by a series of cold water drains, caustic pulses, and circulations, ensuring effective removal of residues This is followed by acid pulses and circulations, along with additional water rinses to eliminate any remaining acid The program concludes with fresh water rinsing and an oxonia pulse, marking the end of the CIP process Each step is meticulously programmed from function FC1968 to FC1979, guaranteeing a systematic and efficient cleaning protocol.
Chương trình vệsinh tank lên men bằng Acid + Oxonia
Hình 4.17 - Tuần tự các bước chương trình CIP tank lên men bằng ACID + OXONIA
Chương trình dùng cho CIP chu kỳ bao gồm 13 bư c, các giao đo n là các bướ ạ ớc nhỏ của công thức vệ sinh CIP định kỳ
Chương trinh vệsinh tank lên men b ng Caustic + Oxoniaằ
Hình 4.18 - Tuần tựcác bước chạy CIP tank lên men bằng CAUSTIC + OXONIA
4.2.3 CIP hệ tank thành phẩm
Hệ thống chứa 04 tank bia thành phẩm sau lọc, nơi bia được lưu trữ trong giai đoạn chờ chiết chai Quy trình vệ sinh CIP cho tank chứa bia thành phẩm bao gồm 17 bước: 1- bắt đầu, 2- CIP TBF, 3- xả nước lạnh, 4- xung kiềm, 5- tuần hoàn kiềm, 6- xả nước kiềm, 7- nước kiềm, 8- xả nước lạnh, 9- xung axit, 10- tuần hoàn axit, 11- xả nước axit, 12- nước axit, 13- xả nước lạnh, 14- xung oxonia, 15- tuần hoàn oxonia, 16- kết thúc CIP, 17- kết thúc.
Hình 4.19 - Tuần tự các bước chạ CIP địy nh kỳ Tank thành phẩm
Hình 4.20 - Tuần tự các bước chạy CIP Tank thành phẩm b ng ACID + OXONIAằ
4.2.4 CIP hệ tank chứa men
Hệ thống chứa men bao gồm hai tank chứa men và một tank chứa men thải Các tank chứa men cần được vệ sinh bằng công nghệ CIP theo hướng dẫn của nhà sản xuất, trong khi tank chứa men thải phải có hệ thống thoát nước để rửa sạch Bên cạnh đó, việc vệ sinh CIP cho đường ống cấy men cũng là điều cần thiết.
Hình 4.21 - Tuần tự bước chạy CIP định kỳ tank chứa men định kỳ
The CIP (Clean-In-Place) tank cleaning process consists of 18 essential steps designed to maintain hygiene in fermentation tanks The procedure begins with a start phase, followed by cold water drainage, caustic pulsing, and circulation Subsequent steps involve water pulsing with caustic, additional water caustic treatment, and another cold water drain The process continues with acid pulsing and circulation, water pulsing with acid, and further water acid treatment, concluding with another cold water drain, fresh water introduction, and oxonia pulsing and circulation Finally, the process wraps up with the CIP end phase While some CIP technologies may reduce the number of steps, they typically retain the core elements of this comprehensive cleaning formula.
Hình 4.22 - Tuần tự các bước chạy CIP chu kỳ tank chứa men bằng ACID + OXONIA
The CIP (Clean-In-Place) process for yeast storage tanks involves a systematic approach using Caustic, Acid, and Oxonia in a 16-step procedure This includes starting the system, initiating the yeast pipe, and performing cold water drains followed by a series of pulses and circulations of caustic and acid solutions The sequence concludes with fresh water and Oxonia treatments before ending the CIP process Each step corresponds to specific programming functions within the software, ranging from FC1889 to FC1899, ensuring effective sanitation of the equipment.
The CIP (Clean-In-Place) process for yeast pipeline sanitation consists of 12 sequential steps, including the initiation of the process, cold water drainage, caustic pulses and circulation, followed by additional cold and fresh water drains, and concluding with oxonia pulses and circulation before ending the CIP cycle Each step corresponds to specific functions programmed within the CIP technology for effective periodic sanitation of the yeast inoculation pipeline.
Hình 4.25 - Tuần tựCIP chu kỳđường ống cấy men bằng CAUSTIC + OXONIA
Hệ thống CIP (Clean-in-Place) được sử dụng để vệ sinh nồi và đường ống cấp bia sang hệ men Mỗi chương trình vệ sinh bao gồm các quy trình công nghệ như caustic, acid và oxonia Dưới đây là các bước trong quy trình vệ sinh nồi và đường ống.
The CIP cleaning process for the rice cooker consists of 30 essential steps, beginning with the initial start and concluding with the end of the CIP cycle Key stages include supplying hot water, caustic, and acid, followed by multiple emptying and circulation processes to ensure thorough cleaning Each step is controlled through the Step7 software, utilizing functions FC1882 to FC1895 to manage the entire procedure effectively.
Hình 4.26 - Tuần tự các bước CIP nồi hồ hóa
Ch ạy chương trình
4.3.1 Màn hình hệ CIP dây chuyền chiết chai
Màn hình giám sát và điều khiển hệ thống CIP trong nhà chiết chai cho phép vận hành và vệ sinh tự động Tín hiệu báo sẵn sàng CIP từ máy chiết và tín hiệu từ máy chiết đang chạy giúp người vận hành có thể tự động chạy công thức CIP (recipe) phù hợp với công nghệ và thời điểm.
Các tín hiệu nhận từmáy chi t là:ế
- Filling machine ready for CIP.
Tín hiệu h CIP báo cho máy chiệ ế ểt đ dừng hệthống là:
- CIP end. Điều kiện chạy chương trình CIP máy chiết t ng cự độ ụ th ểnhư sau:
Người vận hành máy chiết chai ph i g i tín hiả ử ệu cần khởi động hệ thống CIP trung tâm bằng cách sáng xanh màn hình điều khiển Sau đó, nhân viên sẽ kiểm tra các yêu cầu cụ thể trước khi tiến hành khởi động hệ thống CIP theo yêu cầu.
CIP hot water drain yêu cầu thời gian xả nước nóng từ 7 đến 10 phút, với thể tích ban đầu của bể chứa nước nóng đạt 85%, tương đương 3,5m³ Nhiệt độ nước cần thiết là 85°C.
Filling hot water: Yêu cầu về thời gian của bước này là 10÷20 phút tùy theo yêu cầu cụ thểnhiệ ột đ yêu cầu của nước là 85 0 C
Caustic pulse: Thời gian xút đuổi nước là 5 phút, với thể tích ban đầu của tank chứa xút nóng là 85%, tương đương 3.5m³ Nhiệt độ yêu cầu của xút là 85°C, và xút sẽ đuổi nước cho đến khi nồng độ ms lớn hơn nồng độ cài đặt là 40ms Khi đạt yêu cầu, chương trình sẽ tự động chuyển sang bước tiếp theo.
Filling caustic: Th i gian chờ ạy tuần hoàn xút nóng t 20÷30 phút tùy theo yêu c u cừ ầ ụ thể, nhiệ ột đ yêu c u cầ ủa xút là 85 0 C
Nước nóng được sử dụng để đuổi caustic trong tank chứa xút, với thời gian thực hiện từ 7 đến 15 phút Quá trình này diễn ra khi nồng độ xút trong tank nhỏ hơn nồng độ quy định là 40ms Khi mức xút đạt yêu cầu, hệ thống sẽ tự động mở van xả cống và đóng van hồi về, sau đó chuyển sang bước tiếp theo.
Filling hot water: Th i gian chờ ạy nước lạnh và xả cống từ 20 trởlên cho đến khi h t ế xút và thử lại bằng phenolphtalein không màu
Water 2 0 C: thời gian chạy nước lạnh 2 0 C là 7÷10 phút tùy theo nhiệ ột đ hiện thờ ủi c a tank chứa nước 2 0 C tại khu vực nhà nấu mà người v n hành có thậ ể cài đặt thời gian phù hợp sao cho nhiệ ột đ tại máy chiế ạt đ t dưới 8 0 là được tức là khoảng từ12 ÷ 15 hl
Chương trình CIP sẽ tự động kết thúc sau 1 đến 3 phút cài đặt, và hệ thống sẽ gửi tín hiệu CIP end sáng xanh cho nhân viên vận hành máy chiết chai Đối với chương trình CIP trước và sau chiết, yêu cầu về thời gian và nhiệt độ của nước tương tự như chương trình CIP định kỳ, nhưng không cần chạy xút nóng Nhân viên điều hành thường kết thúc chương trình CIP sau khi chạy tuần hoàn nước nóng mà không cần nước mát và nước 20°C Tuy nhiên, với chương trình CIP trước khi chiết, cần phải chạy nước mát và nước 20°C sau khi đã tuần hoàn nước nóng.
Tất cả các chương trình CIP cần lấy mẫu kiểm tra vi sinh trước khi cấp bia đi chiết Đối với chương trình CIP định kỳ, nếu máy chiết hoạt động liên tục, thì sau 5 ngày cần thực hiện CIP để đảm bảo không nhiễm vi sinh Kết quả kiểm tra vi sinh cho thấy nồng độ tối thiểu của xút nóng là 2.5%, tương đương khoảng 115mS, với nhiệt độ nước nóng và xút nóng tối thiểu là 70°C Thời gian tối thiểu để tuần hoàn nước nóng là 20 phút, trong khi với xút nóng là 30 phút Áp suất CIP cần duy trì từ 2.5 đến 3.0 bar, và áp suất hơi nóng sau van giảm áp phải đạt từ 2.0 đến 3.0 bar.
Quá trình vệ sinh do người vận hành quyết định và phụ thuộc vào công nghệ sử dụng Máy chiết chỉ thực hiện vệ sinh theo chế độ, không phân biệt thời điểm vệ sinh trước, sau khi chiết, hay vệ sinh định kỳ.
4.3.2 Màn hình hệ CIP tank chứa bia thành phẩm
Hình 4.28 - Màn hình giám sát và điều khiển hệCIP tank bia thành phẩm
Người vận hành cần chuẩn hóa đầy đủ thể tích và nồng độ hóa chất theo yêu cầu của công nghệ CIP TBF Điều này có thể thực hiện bằng cách chạy các chương trình Makeup CIP tự động hoặc pha hóa chất bằng tay trước khi bắt đầu chương trình CIP.
Người vận hành đấu còng ở tank TBF cần chú ý mở van tay sau khi đấu còng và kiểm tra tín hiệu trên màn hình còng Nếu tín hiệu chưa hiển thị, chương trình tự động sẽ không hoạt động Do đó, cần kiểm tra xem đèn proximity đã sáng chưa và điều chỉnh còng để đèn proximity hoạt động.
- Chọn chế độ ự độ t ng của tank TBF c n CIP.ầ Và không được chạy sequence của quá trình bảo quản bia của tank đó
- Chọn chế độ ự độ t ng của hệthống CIP TBF
- Xác nhận hết CO2trong tank TBF cần CIP.
- Chọn bít CIP enable ởmàn hình CIP TBF
- Khi t t cấ ả các điều kiện trên được th c hiự ện đ y đủầ thì có th chể ạy chương trình CIP tự độ ng tank TBF
Sau khi hoàn tất việc đấu còng và kiểm tra các tín hiệu CO2, chế độ Auto và CIP enable đã được kích hoạt Tiếp theo, ấn vào nút sequence và chọn số Order là 3, số batch tương ứng với lần CIP hiện tại, sau đó lựa chọn chương trình chạy CIP phù hợp.
+ Chạy chương trình CIP TBF gồm Acid và Oxonia là program1, đối với tank TBF 03 là Cip TBF03 Pro1.
+ Chạy chương trình CIP TBF gồm Caustic và Oxonia là program2, đối với tank TBF 03 là Cip TBF03 Pro2.
Chương trình CIP TBF bao gồm cả Caustic và Acid, với Oxonia là Cip TBF0x, trong đó x đại diện cho số tank TBF từ 1 đến 3 Đối với CIP tank TBF 03, chương trình được chọn để chạy là Cip TBF03.
Sau khi chọn xong chương trình chạy CIP và nhập số Batch number, Order numberthì ấn nút Start đểchạy tựđộng CIP.
4.3.3 Màn hình hệ CIP tank lên men, chứa men và đường ống cấp men
Hình 4.29 - Màn hình h ệCIP tank lên men, Yeast tank, đường ống cấp men
Trước khi chạy chương trình vệ sinh CIP tank CCT, Yeast tank, đường ống cấy men phải kiểm tra các điều kiện sau đây:
- Tank chứa nước số 1 hoặc số 10 phả ải đ m bảo đạt 85% về thể tích tương đương 2.5m 3 trởlên.
- Tank số 06 ch a dung dứ ịch xút nồng độ 2.0÷3.0%, th ể tích dung dịch đạt 85% về thể tích tương đương 2.5m 3 trởlên.
- Tank số 07 ch a dung dứ ịch acid trimeta nồng độ 2.0÷2.5%, thể tích dung dịch đạt 85% về thể tích tương đương 2.5m 3 trởlên.
- Tank số 06 ch a dung d ch oxonia nứ ị ồng độ 0.2÷0.4%, thể tích dung dịch đạt 30% về thể tích tương đương 1.5m 3 trởlên.
Người vận hành cần chú ý khi đấu còng ở tank CCT, đặc biệt là việc mở van tay sau khi đấu còng và kiểm tra tín hiệu trên màn hình còng Nếu tín hiệu chưa hiển thị, chương trình tự động sẽ không hoạt động Hãy đảm bảo đèn proximity đã sáng để điều chỉnh còng đấu cho đúng.
- Chọn chế t độ ự động của tank CCT cần CIP Và không được ch y sequence lên ạ men của tank đó
- Chọn chế t độ ự động của hệthống CIP CCT Yeast Tank.-
- Xác nhận hết CO2trong tank CCT hoặc Yeast tank cần CIP.
- Chọn bít CIP enable ởmàn hình CIP CCT Yeast Tank.-
- Khi t t cấ ả các điều kiện trên được th c hiự ện đ y đủầ thì có th chể ạy chương trình CIP tự độ ng tank CCT - Yeast Tank.
4.3.4 Màn hình hệ CIP tank chứa nước bài khí
Hình 4.30 - Màn hình giámsát và điều khiển CIP D/A Water tank’s
Hệ thống cung cấp nước bài khí trong quá trình sản xuất bia bao gồm hai tank chứa và một hộp tạo nước bài khí Để đảm bảo tính liên tục trong quá trình vệ sinh CIP, cần kiểm tra các điều kiện sau đây trước khi thực hiện CIP.
- Tank chứa nước số 10 phả ải đ m bảo đạt 85% về thể tích tương đương 2.5m 3