3 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ..........................................................................................................................................1 PHỤ LỤC HÌNH VẼ ................................................................................................................................5 PHỤ LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................................................7 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA HÀ NỘI ................................................................8 1.1 Giới thiệu chung:......................................................................................................................................8 1.1.2 Điều kiện sản xuất ...........................................................................................10 1.2 Nguyên liệu..............................................................................................................................................10 1.4.1 Sơ đồ công nghệ...............................................................................................12 1.4.2 Xay nghiền .......................................................................................................13 1.4.3 Quá trình nấu...................................................................................................13 1.4.4 Quá trình lọc....................................................................................................13 1.4.5 Quá trình sôi hoa .............................................................................................14 1.4.6 Quá trình lắng xoáy .........................................................................................15 1.4.7 Làm lạnh ..........................................................................................................15 1.4.8 Quá trình lên men ............................................................................................16 1.4.9 Quá trình chiết bia và thành phẩm..................................................................16 1.4.10 Ủ bia ..............................................................................................................16 1.4.11 C.I.P...............................................................................................................16 1.4.12 Hệ thống giảm áp...........................................................................................16 CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG GIẢM ÁP KHÍ CNG ............................... 17 2.1 Nhiên liệu CNG .......................................................................................................................................17 2.2 Xe chở bồn chuyên chở CNG..............................................................................................................17 2.3 Hệ thống chung ......................................................................................................................................18 2.4 Trạm giảm áp tại nhà máy .................................................................................................................19 2.4.1 Sơ đồ nguyên lí hoạt động ...............................................................................19 2.4.2 Nguyên lí hoạt động.........................................................................................20 2.5 Các thiết bị lắp đặt trong dây chuyền công nghệ .......................................................................20 2.5.1 Van an toàn GS30 F05F07 ...........................................................................20 2.5.2 Thiết bị lọc .......................................................................................................21 2.5.3 Van điều áp ......................................................................................................21 2.5.4 Van an toàn với mức SET ................................................................................21 2.5.5 Thiết bị gia nhiệt..............................................................................................22 2.5.6 Đầu dò khí FP524D .......................................................................................23 2.5.7 Máy bơm ..........................................................................................................24 2.6 Các thiết bị tủ điện................................................................................................................................25 2.6.1 Các modul của PLC S71200 ..........................................................................25 2.6.2 CPU 1214C DCDCDC.................................................................................26 2.6.3 Module mở rộng SM1231 ................................................................................27 2.6.4 Bộ nguồn Trio power .......................................................................................292.6.5 Rơ le điều khiển ...............................................................................................29 2.6.6 CB CVS250F....................................................................................................30 2.6.7 Màn hình HMI .................................................................................................31 2.7 Sơ đồ mạch điều khiển........................................................................................................................32 2.8 Đánh giá tình hình tự động hoá của hệ thống giảm áp ............................................................38 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIẢM ÁP KHÍ CNG ........................................................... 39 3.1 Các yêu cầu công nghệ đối với hệ thống........................................................................................39 3.2 Các thiết bị sử dụng..............................................................................................................................39 3.2.1 MCCB EZC100F3025( moulded case circuit breakers) .................................39 3.2.2 MCB DOM11394.............................................................................................39 3.2.3 Van một chiều ..................................................................................................40 3.3 Hệ thống mạch lực và mạch điều khiển ........................................................................................41 lực và mạch điều khiển ........................................................................... Error Bookmark not defined. 3.4 Lưu đồ thuật toán .................................................................................................................................54 3.5 Bảng tín hiệu đầu vào, ra của PLC ...................................................................................................55 3.5 Chương trình điều khiển....................................................................................................................57 KẾT LUẬN ............................................................................................................................................ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................ 64
LỜI NÓI ĐẦU Trong trình công nghiệp hóa đại hoá; Tự động hóa thiếu lĩnh vực ngành kinh tế quốc dân nhằm tạo sản phẩm có chất lượng cao cho xã hội khả cạnh tranh mạnh mẽ thị trường Nước ta chậm so với nước tiên tiến nên việc tắt đón đầu công nghệ mũi nhọn cần nhằm tạo tiền đề để đất nước ta bắt kịp tốc độ phát triển giới Tự động hóa - Quá trình sản xuất ngày có vị trí quan trọng sản xuất đời sống Đặc biệt phát triển kỹ thuật điện tử, tin học với lớn mạnh lý thuyết điều khiển tự động tạo nhiều sản phẩm thiết bị hữu ích việc giải vấn đề điều khiển Nhưng lớn mạnh chỗ đứng vững công nghiệp phải nói đến điều khiển logic lập trình được, gọi PLC ( Programmable logic controller) Ngay từ đời PLC trở thành sở công nghiệp tự động hóa, đặc trưng PLC sử dụng vi xử lý để xử lý thong tin, nối ghép logic cần thiết rong trình điều khiển đọc xử lý phần mềm người sử dụng lập nên cài vào Công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội doanh nghiệp lâu đời nước áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến giới để đưa vào trình sản xuất Toàn dây chuyền sản xuất công ty Tự động hóa điều khiển PLC S7 biến tần SIEMEN, đặc biệt hoạt động nhà máy giám sát điều hành WinCC.4 Lý chọn đề tài Là sinh viên theo học chuyên ngành “Tự động hóa” nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết công nghiệp nước nhà em muốn nghiên cứu tìm hiểu thành tựu khoa học để có có nhiều hội biết thêm kiến thức thực tế, củng cố kiến thức học, phục vụ tốt cho nghiệp công nghiệp hóa đại hóa Mục đích Trong trình thực đồ án em phải tìm tòi, trao đổi, tổng hợp kiến thức để vận dụng vào thiết kế hệ thống giảm áp vào nhà máy Bia cho phù hợp với yêu cầu thực tế Nội dung thực Chương Giới thiệu nhà máy Bia Hà Nội- Quảng Trị Chương Giới thiệu quy trình công nghệ sản xuất Bia Chương Thiết kế điều khiển hệ thống tự động hệ thống giảm áp khí CNG Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ngày lĩnh vực tự động hoá tin học công nghiệp ngành mũi nhọn kỹ thuật đại, nhiều hệ thống điều khiển tự động đời nhằm phục vụ nhiều nhu cầu khác đời sống ứng dụng thành công đem lại hiệu công việc cao Em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Tự Động Hóa Xí Nghiệp Mỏ Dầu Khí, thầy cô khoa Cơ Điện toàn thể anh chị cán bộ, công nhân, nhân viên nhà máy tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hoàn thành tập tốt nghiệp báo cáo Sinh viên thực Đỗ Thị Quỳnh Trang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHỤ LỤC HÌNH VẼ PHỤ LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA HÀ NỘI 1.1 Giới thiệu chung: 1.1.2 Điều kiện sản xuất 10 1.2 Nguyên liệu 10 1.4.1 Sơ đồ công nghệ 12 1.4.2 Xay nghiền 13 1.4.3 Quá trình nấu 13 1.4.4 Quá trình lọc 13 1.4.5 Quá trình sôi hoa 14 1.4.6 Quá trình lắng xoáy 15 1.4.7 Làm lạnh 15 1.4.8 Quá trình lên men 16 1.4.9 Quá trình chiết bia thành phẩm 16 1.4.10 Ủ bia 16 1.4.11 C.I.P 16 1.4.12 Hệ thống giảm áp 16 CHƯƠNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG GIẢM ÁP KHÍ CNG 17 2.1 Nhiên liệu CNG 17 2.2 Xe chở bồn chuyên chở CNG 17 2.3 Hệ thống chung 18 2.4 Trạm giảm áp nhà máy 19 2.4.1 Sơ đồ nguyên lí hoạt động 19 2.4.2 Nguyên lí hoạt động 20 2.5 Các thiết bị lắp đặt dây chuyền công nghệ 20 2.5.1 Van an toàn GS30- F05-F07 20 2.5.2 Thiết bị lọc 21 2.5.3 Van điều áp 21 2.5.4 Van an toàn với mức SET 21 2.5.5 Thiết bị gia nhiệt 22 2.5.6 Đầu dò khí FP-524D 23 2.5.7 Máy bơm 24 2.6 Các thiết bị tủ điện 25 2.6.1 Các modul PLC S7-1200 25 2.6.2 CPU 1214C DC/DC/DC 26 2.6.3 Module mở rộng SM1231 27 2.6.4 Bộ nguồn Trio power 29 2.6.5 Rơ le điều khiển 29 2.6.6 CB CVS250F 30 2.6.7 Màn hình HMI 31 2.7 Sơ đồ mạch điều khiển 32 2.8 Đánh giá tình hình tự động hoá hệ thống giảm áp 38 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIẢM ÁP KHÍ CNG 39 3.1 Các yêu cầu công nghệ hệ thống 39 3.2 Các thiết bị sử dụng 39 3.2.1 MCCB EZC100F3025( moulded case circuit breakers) 39 3.2.2 MCB DOM11394 39 3.2.3 Van chiều 40 3.3 Hệ thống mạch lực mạch điều khiển 41 lực mạch điều khiển Error! Bookmark not defined 3.4 Lưu đồ thuật toán 54 3.5 Bảng tín hiệu đầu vào, PLC 55 3.5 Chương trình điều khiển 57 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC HÌNH VẼ Hình 1 Khu vực nhà máy bia Hà Nội Hình Sơ đồ trình sản xuất bia 11 Hình Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 12 Hình Sơ đồ nhà nấu 14 Hình Thiết bị làm lạnh nhanh 15 Hình Hệ thống giảm áp……………………………………………………… 18 Hình 2 Sơ đồ nguyên lí hoạt động hệ thống giảm áp .19 Hình Van GS30-F05-F07 20 Hình Thiết bị lọc 21 Hình Van điều áp .21 Hình Van an toàn .21 Hình Bình gia nhiệt 22 Hình Đầu rò khí 23 Hình Máy bơm 24 Hình 10Tủ điện hệ thống 26 Hình 11 Sơ đồ đấu dây CPU 1214C DC/DC/DC 27 Hình 12 Cấu tạo SM1231 28 Hình 13 S7-1200 module mở rộng 28 Hình 14 Bộ nguồn Trio power .29 Hình 15 Bộ rơ le điều khiển 30 Hình 16 CB CVS250F 30 Hình 17 Màn hình hiển thị HMI 31 Hình 18 Sơ đồ điều khiển heater 32 Hình 19 Sơ đồ mạch lực 33 Hình 20 Mạch nguồn .34 Hình 21 Sơ đồ đấu dây PLC HMI 35 Hình 22 Sơ đồ đầu vào PLC 36 Hình 23 Sơ đồ đầu vào PLC Analog .37 Hình 24 Sơ đồ đầu PLC 38 Hình 3.1 EZC100F3025 39 Hình 3.2 MCBDom11394 .40 Hình 3.3 Van chiều .40 Hình Lưu đồ thuật toán hệ thống 54 PHỤ LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ Chữ đầy đủ Nghĩa viết tắt CNG compressed natural gas Khí nén thiên nhiên PRU Pressure Reducer Unit Bộ giảm áp CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm PLC Programmable logic controller SDV Shutdown valve Van an toàn tự ngắt PT Cảm biến áp suất TT Cảm biến nhiệt độ SM Signal module Mô đun tín hiệu ( tương tự, số) CB Circuit Breaker áp tô mát Ue Điện áp làm việc định mức Icu Dòng lớn cắt Ics Dòng thực tế cắt Ui Điện áp cách điện định mức Cat.A Là loại cắt tức thời, trễ Xung điện áp định mức Uimp HMI Human-Machine-Interface thiết bị giao tiếp người điều hành máy móc thiết bị MCB Minature Circuit breakers aptomat loại tép, thường có dòng cắt định dòng cắt tải thấp (100A/10kA) MCCB aptomat khối, thường có dòng cắt ngắn moulded case circuit breakers mạch lớn CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY BIA HÀ NỘI 1.1 Giới thiệu chung: Tổng công ty CP Bia – rượu – Nước giải khát Hà Nội ( Habeco) Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội (Habeco) có trụ sở 183 Hoàng Hoa Thám, Ba Đình, Hà Nội thành lập ngày 16 tháng năm 2003 theo Quyết định số 75/2003/QĐ – BCN Bộ trưởng Bộ Công nghiệp (nay Bộ Công Thương) sở xếp lại Công ty Bia Hà Nội đơn vị thành viên, thức chuyển sang tổ chức hoạt động theo mô hình công ty mẹ - công ty Quyết định số 36/2004/QĐ-BCN ngày 11/05/2004 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp Ngành nghề chủ yếu Tổng công ty gồm: Sản xuất, kinh doanh Bia, Rượu, Nước giải khát Bao bì; Xuất nhập nguyên liệu, vật tư, thiết bị, phụ tùng, phụ liệu, hoá chất; Dịch vụ khoa học công nghệ, tư vấn đầu tư, tạo nguồn vốn đầu tư, tổ chức vùng nguyên liệu, kinh doanh bất động sản, dịch vụ ngành nghề khác theo luật định Ngành nghề chủ yếu Tổng công ty gồm: Sản xuất, kinh doanh Bia - Rượu Nước giải khát Bao bì; Xuất nhập nguyên liệu, vật tư, thiết bị, phụ tùng, phụ liệu, hoá chất; Dịch vụ khoa học công nghệ, tư vấn đầu tư, tạo nguồn vốn đầu tư, tổ chức vùng nguyên liệu, kinh doanh bất động sản, dịch vụ ngành nghề khác theo luật định 14/12/2014 : Khánh thành nhà máy bia Hà Nội ( CN Quảng Trị) Địa chỉ: Khu công nghiệp Quán Ngang – Xã Gio Quang- Huyện Gio Linh- Tỉnh Quảng Trị Tổng công ty CP Bia- rượu- NGK Hà Nội (Habeco) doanh nghiệp hàng đầu Ngành đồ uống Việt Nam, hoạt động sản xuất kinh doanh có hiệu quả, liên tục tăng trưởng, đóng góp cho ngân sách nhà nước hang nghìn tỷ đồng năm tạo công ăn việc làm ổn định cho 5000 lao động địa bàn nước Sản phẩm tổng công ty ngày có uy tín thị trường với chất lượng cao người dân tin dùng Nhà máy bia Hà Nội - Quảng Trị dự án Habeco khởi công vào tháng 7/2009, có công suất 25 triệu lít/ năm với tổng mức đầu tư gần 285 tỷ đồng vốn góp chủ yếu Habeco ( 98,5%) Quý năm 2014 nhà máy tiến hành nấu thử sản xuất sản phẩm Ngành nghề kinh doanh: Chưng tinh cất, pha chế loại rượu mạnh, sản xuất bia mạch nha ủ men Bia, sản xuất đồ uống không cồn, nước khoáng, uôn bán đồ uống, bán lẻ đồ uống cửa hàng chuyên doanh… Hình 1.1 Khu vực nhà máy bia Hà Nội 1.1.1 Chức năng, nhiệm vụ nhà máy Nhà máy bia Hà Nội- Quảng Trị đơn vị sản xuất kinh doanh, sản phẩm bia lon bia hơi, phục vụ nhu cầu tiêu dùng nhân dân tỉnh tỉnh, thành phố khu vực miền trung Nhà máy có nhiệm vụ sau: Khai thác, bảo toàn sử dụng có hiệu nguồn vốn có, tự tạo nguồn vốn đảm bảo đủ phục vụ cho hoạt động sản xuất kinh doanh, quản lí chế độ có hiệu nguồn vốn Nghiên cứu khả sản xuất, nhu cầu thị trường để cải tiến, ứng dụng tiến khoa học kĩ thuật nhằm nâng cao chất lượng hang hóa, hạ giá thành sản phẩm thỏa mãn nhu cầu người tiêu dung, tuân thủ chế độ sách, pháp luật Nhà nước có lien quan đến hoạt động sản xuất kinh doanh Công ty Thực chế độ kế toán thống kê, chế độ thu chi tài theo quy định Nhà nước Ngoài ra, nhà máy khác nhà máy bia Hà Nội có nhiệm vụ: Hoạt động kinh doanh theo yêu cầu thị trường, thực đầy đủ cam kết với khách hang chất lượng, số lượng sản phẩm, dịch vụ, giải thỏa đáng lợi ích với chủ thể kinh doanh khác, chăm cho đời sống CBNV nhà máy, bảo đảm tăng trưởng vốn, mở rộng quy mô, bảo vệ môi trường, bảo vệ sản xuất 1.1.2 Điều kiện sản xuất Nhà máy bia đầu tư dây chuyền thiết bị công nghệ đại Các phụ kiện thiết bị chính, hệ thống vận hành định chất lượng sản phẩm nhập từ Đức Châu Âu thuộc hãng sản xuất uy tín 1.2 Nguyên liệu Nguyên liệu dùng để sản xuất bia bao gồm: Gạo, Malt, H2O, men, hoa hupblon Trong Malt hoa hupblon nguyên liệu dùng để sản xuất bia, có chất lượng cao hang cung cấp hang đầu giới Có thể thay malt nguyên liệu phụ bột mì, gạo ngô hay malt chưa nảy mầm 10 51 52 53 3.4 Lƣu đồ thuật toán Start Yes Error=1 SDV=1 Pump=0 Heater1=0 Heater2=0 Heater3=0 No SDV=0 Pump=1 Heater1=1 Yes P>120 bar No Yes Heater2=1 P>80 bar No Heater3=1 Yes P>45 bar No Heater1=1 Heater2=1 Heater3=1 Hình Lƣu đồ thuật toán hệ thống 54 End 3.5 Bảng tín hiệu đầu vào, PLC Tín hiệu số Tín hiệu Analog Đầu vào I0.0 Khởi động M1 I0.1 Khởi động M2 I0.2 Khởi động M3 I0.3 Khởi động M4 I0.4 Tín hiệu rò khí I0.5 Tín hiệu mở van1 I0.6 Tín hiệu đóng van I0.7 Tín hiệu mở van I1.0 Tín hiệu đóng van I1.1 Cảm biến rò khí I0.0 Cảm biến nhiệt độ TT1 I0.1 Cảm biến nhiệt độ TT2 I0.2 Cảm biến nhiệt độ TT3 I0.3 Cảm biến áp suất PT1 I0.4 Cảm biến áp suất PT2 I0.5 Cảm biến áp suất PT3 I0.6 Cảm biến áp suất PT4 I0.7 Cảm biến áp suất PT5 55 Đầu Q0.0 Điều khiển động Q0.1 Điều khiển động Q0.2 Điều khiển động Q0.3 Điều khiển động Q0.4 Đưa tín hiệu điều khiển van Q0.5 Đưa tín hiệu điều khiển van Q0.6 Điều khiển heater Q0.7 Điều khiển heater Q1.0 Điều khiển heater Q1.1 Điều khiển heater Q1.2 Điều khiển heater Q1.3 Điều khiển heater Q1.4 Điều khiển heater 56 3.5 Chƣơng trình điều khiển Network 1: Network 2: AI cảm biến áp suất 57 Network 3: AI cảm biến nhiệt độ Network 4: AI cảm biến lưu lượng 58 Network 5: Nguồn Network 6: Điều khiển van Network 7: Bơm 59 Network 8: Điều khiển Heater 60 61 Network 9: Báo lỗi Network 10: Báo chạy van 62 KẾT LUẬN Qua thời gian thực đề tài thiết kế hệ thống giảm áp khí dùng PLC S7-1200 Cuối em hoàn thành đề tài Nội dung đồ án chủ yếu tìm hiểu công nghệ, đặc điểm vận hành hệ thống Sauk hi hoàn thành đồ án tốt nghiệp em học hỏi them nhiều kiến thức có ích cho công việc sau Tìm hiểu làm quen với hệ thống với thiết bị đại PLC, hình HMI, cảm biến,…Phát triển kỹ tư sang tạo, kỹ học hỏi giải vấn đề Khai thác sức mạnh công nghệ thông tin việc tìm kiếm tài liệu nghiên cứu Do thời gian kiến thức có hạn nên nhiều chức phần mềm chưa khai thác Tuy thân có nhiều cố gắng thời gian, điều kiện khó khan khả có hạn nên không tránh có sai xót Rất mong có góp ý thầy cô bạn bè Em xin chân thành cảm ơn…! 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PLC S7-1200 TIA PORTAL ( Trần Văn Hiếu ) [2] Lập trình với S7 Win CC công nghiệp ( Trần Thu Hà) 64 65