Đồ án tốt nghiệp đại học về hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy biaĐồ án tốt nghiệp đại học về hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy biaĐồ án tốt nghiệp đại học về hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy biaĐồ án tốt nghiệp đại học về hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy bia
Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên LỜI CÁM ƠN: Đồ án tốt nghiệp dự án quan trọng mà sinh viên kỹ thuật cần thực trƣớc bƣớc từ cánh cổng đại học Nó giúp chúng em củng cố kiến thức tiếp thu đƣợc ghế nhà trƣờng chuẩn bị hành trang vững vàng cho trình sống làm việc Với ƣớc mong góp phần vào cơng cơng nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nƣớc Để hồn thành tốt đồ án nhóm chúng em đƣợc bày tỏ lịng biết ơn đến thầy khoa Điện Trƣờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội truyền thụ kiến thức quý báu bổ ích thời gian ghế giảng đƣờng để nhóm em hồn thành đồ án có tảng kiến thức chuyên môn vững sau tốt nghiệp Đặc biệt nhóm chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên suốt thời gian tháng vừa qua tận tình giúp đỡ, bảo tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm chúng em giúp nhóm nghiên cứu, tìm hiểu xây dựng đồ án Nhóm sinh viên xin gửi xin gửi lời cám ơn tới bạn lớp góp ý, giúp đỡ, động viên nhóm suốt trình học tập nhƣ trình làm đồ án Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô bạn! Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2018 NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Ngọc Anh Đinh Phùng Hiếu Nguyễn Ngọc Linh Nguyễn Tiến Lực Tự Động Hóa 3_K9 Page Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Tự Động Hóa 3_K9 Page Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Tự Động Hóa 3_K9 Page Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên LỜI MỞ ĐẦU: Ngành công nghiệp sản xuất bia có nguồn gốc từ Châu u nhƣ Đức, nh, Pháp với nhu cầu ti u thụ ngày lớn nhƣ ngành sản xuất bia chiếm vị tr quan trọng ngành công nghiệp tr n giới Giới phân t ch cho có tƣơng quan mạnh mẽ ti u thụ rƣợu bia tăng trƣởng sản lƣợng đầu ngành này, báo trƣớc tƣơng lai đầy triển vọng cho tập đoàn giải khát kinh tế hồi phục Trung Quốc thị trƣờng bia lớn giới, thị trƣờng Ấn Độ tăng trƣởng từ 12 đến 15%/năm Mức ti u thụ bia rƣợu t nh theo đầu ngƣời Trung Quốc dự kiến tăng từ 37,8 l t năm 2008 l n 53 l t vào năm 2013 Theo tổng giám đốc tập đoàn nƣớc giải khát Trung Quốc Kingway Brewery, thị trƣờng bia Trung Quốc tăng trƣởng hai số năm tới mức tăng trƣởng lớn nhiều so với loại rƣợu khác Dự kiến với mức tăng trƣởng kinh tế nhƣ nay, mức sống ngƣời dân tr n giới ngày cao cơng nghiệp sản xuất bia phát triển mạnh năm tới Bia đƣợc đƣa vào Việt Nam từ năm 1890 c ng với xuất nhà máy Bia Sài Gòn nhà máy Bia Hà Nội, nhƣ Bia Việt Nam có lịch sử tr n 120 năm Hiện nhu cầu thị trƣờng, thời gian ngắn, ngành sản xuất bia có bƣớc phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tƣ mở rộng nhà máy bia có từ trƣớc xây dựng nhà máy bia thuộc trung ƣơng địa phƣơng quản lý, nhà máy li n doanh với hãng bia nƣớc ngồi Cơng nghiệp sản xuất bia phát triển kéo theo phát triển ngành khác nhƣ: vỏ lon nhôm, két nhựa, vỏ chai thủy tinh, loại nút chai bao bì khác Bia loại nƣớc giải khát khả phổ biến, đƣợc tiêu thụ rộng rãi khắp gới có lịch sử phát triển lâu đời Là sản phẩm trình lên men ethanol từ dịch nha, không qua chƣng cất, dịch nha đƣợc nấu từ malt đại mạch, hạt giàu tinh bột, protein (nhƣ gạo, ngô, đại mạch ) hoa houblon nƣớc Quá trình sản xuất bia thải mơi trƣờng lƣợng lớn chất thải gây ô nhiễm môi trƣờng nhƣ: kh thải, chất thải rắn, đặc biệt nƣớc thải Vì nhà đầu tƣ cần phải có biện pháp xử lý nguồn – Xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải để đảm bảo chất lƣợng nƣớc thải đạt ti u chuẩn xả thải theo quy định Tự Động Hóa 3_K9 Page Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên Chất lƣợng sản phẩm đƣợc đánh giá nhiều mặt có vấn đề mơi trƣờng Vấn đề mơi trƣờng đƣợc đầu tƣ, có biện pháp xử lý hợp lý, khơng gây nhiễm mơi trƣờng, sản phẩm đạt chất lƣợng vấn đề vệ sinh Nhận thấy tầm quan trọng chiến lƣợc ý nghĩa kinh tế- xã hội sâu sắc vấn đề xử lý nƣớc thải với tƣ vấn thầy giáo Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên, nhóm chúng em định xây dựng đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát cho công đoạn xử lý nƣớc thải cho nhà máy bia Thanh Hóa” Nhằm mục đ ch nắm bắt, củng cố kiến thức, kinh nghiệm từ trình học tập mong muốn đóng góp phần nhỏ việc xử lý nƣớc thải nhà máy bia Đề tài nhóm chúng em đƣợc trình bày thành chƣơng với nội dung chƣơng đƣợc tóm tắt nhƣ sau: Chƣơng 1: Tổng quan công nghệ xử lý nƣớc thải: giới thiệu cách tổng quan nƣớc thải công nghệ xử lý nƣớc thải Đồng thời trình bày quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải cá nhà máy bia Chƣơng 2: Thiết kế phần mềm điều khiển cho hệ thống: giới thiệu phần mềm TIA Portal dòng PLC S7-1200 Xây dựng thuật tốn viết chƣơng trình điều khiển cho hệ thống Chƣơng 3: Thiết kế giao diện điều khiển giám sát cho hệ thống: giới thiệu phần mềm điều khiển giám sát WinCC thiết kế giao diện giám sát cho hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy bia Chƣơng 4: Mơ hình thực nghiệm kết đạt đƣợc: từ kết thiết kế giao diện chƣơng nhóm làm mơ hình thực nghiệm hệ thống Từ đó, đƣa đánh giá kết định hƣớng phát triển Mặc d cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu để hoàn thành nội dung yêu cầu đặt ra, xong thời gian kiến thức thành viên nhóm cịn nhiều hạn chế n n đề tài khơng thể tranh đƣợc sai sót Vì nhóm chúng em mong nhận đƣợc bảo đóng góp ý kiến thầy giáo hội đồng bảo vệ để nhóm chúng em hồn thiện đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ dể nhóm chúng em hồn thành đồ án Tự Động Hóa 3_K9 Page Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên MỤC LỤC CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI 13 1.1.Khái niệm nƣớc thải tầm quan trọng việc xử lý nƣớc thải 13 1.1.1 Khái niệm nƣớc thải 13 1.1.2 Thành phần lý hoá học nƣớc thải 14 a, Tính chất vật lý 14 b,Tính chất hố học 15 1.1.3 Các phƣơng pháp xử l nƣớc thải 17 a, Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp học 17 b, Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp hóa lý hóa học 24 c, Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh học 28 1.2 Tổng quan công nghệ xử lý nƣớc thải: 34 1.3 Sơ đồ công nghệ xử l nƣớc thải nhà máy bia: 36 1.3.1 Hồ thu nƣớc thải: 37 1.3.2 Bể gom(bể điều hòa): 37 1.3.3 Bể cân bể khuấy: 38 1.3.4 Bể kị khí bể trung gian 38 a, Bể kị khí 38 b, Bể trung gian 39 1.3.5 Bể kị khí 39 1.3.6 Bể hiếu khí 40 1.3.7 Bể lắng 41 1.4 Kết luận chƣơng 42 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG 43 2.1 Giới thiệu PLC S7-1200 43 2.1.1 Giới thiệu chung: 43 2.1.2.Cấu trúc phần cứng PLC S7-1200 45 2.1.3.Giới thiệu module mở rộng: 46 Tự Động Hóa 3_K9 Page Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên 2.1.4.Giao tiếp 48 2.2.Giới thiệu hình HMI: 49 2.2.1 Quy trình xây dựng hệ thống HMI: 49 a, Lựa chọn phần cứng: 49 b, Xây dựng giao diện: 49 2.3 Tổng quan phần mềm TIA-Portal: 50 2.3.1 Giới thiệu chung: 50 2.3.2 Làm việc với phần mềm Tia Portal 51 a, Giới thiệu SIMATIC STEP Basic-tích hợp lập trình PLC HMI 51 b, Kết nối qua giao thức TCP/IP 51 c, Cách tạo Project: 51 2.3.3 TAG PLC / TAG local 54 2.3.4 Làm việc với trạm PLC 56 a, Quy định địa IP cho module CPU 56 b,Đổ chƣơng trình xuống CPU 56 c, Giám sát thực chƣơng trình 58 2.3.5.Kỹ thuật lập trình: 59 a, Vịng qt chƣơng trình 59 b, Cấu trúc lập trình 60 2.4 Các thiết bị khác đƣợc sử dụng hệ thống: 62 2.4.1 Contactor 62 2.4.2 Aptomat: 64 2.4.3 Cảm biến đo độ oxi hòa tan DO 66 2.4.4 Cảm biến đo nồng độ PH: 67 2.4.5 Cảm biến mức: 68 2.4.6 Các loại động sử dụng hệ thống: 69 a, Máy bơm: 69 b, Máy khuấy: 70 c, Máy sục khí: 70 Tự Động Hóa 3_K9 Page Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên d, Máy ép bùn: 71 e, Van điện từ: 71 2.5.1 Thuật toán điều khiển: 72 2.5.2 Chƣơng trình ch nh: 73 2.5.3.Chƣơng trình điều khiển tự động: 76 2.5.4.Chƣơng trình vận hành tay: 82 2.5.5.Chƣơng trình đọc giá trị analog đo độ PH: 90 2.5.6.Chƣơng trình đọc giá trị analog đo mức: 91 2.5.7.Chƣơng trình đọc giá trị analog đo nồng độ oxy hòa tan: 91 2.5.8.Chƣơng trình điều khiển PID nồng độ oxy hịa tan bể hiếu khí: 92 2.6 Kết luận chƣơng 2: 93 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CHO HỆ THỐNG 94 3.1 Giới thiệu phần mềm Wincc 94 3.1.1 Tổng quan phần mềm Wincc 94 3.1.2 Cấu trúc WinCC 95 a, Control Center 95 b, Những module chức 95 3.1.3 Các thành phần dự án 95 3.1.4 Cách tạo dự án: 96 3.1.5 Thiết kế giao diện 100 3.2 Giao diện sau thiết kế: 103 3.3 Kết luận chƣơng 103 CHƢƠNG 4: MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 104 4.1 Xây dựng mơ hình 104 4.2.Các thiết bị dùng mơ hình: 104 4.2.1 PLC S7-1200 104 4.2.2 LED mô cho động cơ, bơm van điện 105 4.3 Kết đạt đƣợc: 106 Tự Động Hóa 3_K9 Page Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên 4.4 Hƣớng phát triển đề tài: 107 4.5 Kết luận chƣơng 4: 107 KẾT LUẬN: 108 Tự Động Hóa 3_K9 Page Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Bể lọc nhanh 22 Hình 1.2: Cấu tạo bể lọc áp lực 23 Hình 1.3: Phƣơng pháp trao đổi ion 27 Hình 1.4: Phƣơng pháp kỵ khí nhân tạo 29 Hình 1.5: Kỵ khí tiếp xúc 30 Hình 1.6: Hồ sinh học hiếu khí tự nhiên 32 Hình 1.7: Phƣơng pháp d ng bể hiếu khí aerotank 33 Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lí mức độ xử l nƣớc thải 34 Hình 1.9: Sơ đồ công nghệ xử l nƣớc thải nhà máy bia 36 Hình 1.10: Hồ thu nƣớc thải 37 Hình 1.11: Cấu tạo bể UASB 39 Hình 1.12 : Cơ chế hoạt động bể Aeroten 41 Hình 1.13: Hình ảnh thực tế bể Aeroten 41 Hình 1.14: Bể lắng 42 Hình 2.1 Cấu tạo PLC S7-1200 – CPU 1214C 45 Hình 2.2: Sơ đồ đấu nối đầu vào/ra nguồn S7-1200 45 Hình 2.3: Hình ảnh module mở rộng S7-1200 47 Hình 2.4: Các kết nối PLC s7-1200 48 Hình 2.5: Màn hình HMI 49 Hình 2.6: Phần mềm TIA Portal 50 Hình 2.7: Biểu tƣợng phần mềm TIA PORTAL 51 Hình 2.8: Màn hình phần mềm TIA PORTAL 52 Hình 2.9: Tạo dự án phần mềm TIA PORTAL 52 Hình 2.10: Chọn configure a device 52 Hình 2.11: Chọn add new device 53 Hình 2.12: Chọn loại CPU PLC 53 Hình 2.13: Loại CPU PLC chọn 53 Tự Động Hóa 3_K9 Page 10 Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên 3.1.2 Cấu trúc WinCC a, Control Center - WinCC Explorer Control Center: giao diện đồ họa cho cấu hình Window 95 Window NT - Quản lí liệu: cung cấp ảnh trình với Tag giá trị theo loại sau: - Chu kỳ - Chu kỳ với thay đổi Điều khiển kiện thời gian - Truyền nhận liệu từ hệ thống tự động hóa theo cách sau : + Nhận +Yêu cầu b, Những module chức - Thiết kế đồ họa (Graphics Designer): trình bày kết nối trình đồ họa - Soạn thảo chƣơng trình (Global script): làm dự án động cho yêu cầu đặc biệt - Hệ thống lƣu trữ, cảnh báo (Alarm Logging): thông báo đầu báo nhận đƣợc thông tin đầu - Soạn thảo lƣu trữ giá trị phép đo (Tag Logging): + Soạn thảo giá trị phép đo cất giữ chúng thời hạn lâu dài + Soạn thảo liệu hƣớng ngƣời dung cất giữ chúng lâu dài - Hệ thống báo cáo (report designer): báo cáo trạng thái hệ thống 3.1.3 Các thành phần dự án -Các điều khiển truyền thông: Bộ điều khiển truyền thông giao diện kết nối hệ thống PLC WinCC.Hệ thống WinCC chứa điều khiển truyền thông k nh DLL Tự Động Hóa 3_K9 Page 95 Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên -Khối kênh: Một k nh WinCC đƣợc thực nhƣ Windows DLL đƣợc liên kết động với hệ thống Mỗi kênh WinCC thực việc truy cập kiểu tham số kết nối đặc biệt với nghi thức đặc biệt Kết nối: Một kết nối logic mô tả hệ thống tự động quản lí liệu WinCC Quản lí liệu máy đảm trách nhiệm việc cung cấp Tags với giá trị Runtime Quản lí liệu cung cấp giá trị trình đến Tags nội nhƣ Tags ngoại tƣơng ứng Quản lí liệu chuyển Tags đƣợc truy cập đến kết nối logic chúng đến đƣợc kênh thích hợp Các kênh thực truyền thơng cần thiết tuyến q trình theo tối ƣu Biến (Tag): Tag dạng đối tƣợng đƣợc tham chiếu tới v ng tr n PLC, thơng qua Tag ta truy cập vùng nhớ để đọc ghi giá trị chúng Tất kết nối truyền thông Tag đƣợc quản lí bới Tag Management WinCC Tag Management WinCC Tag Management gồm hai loại Tag nội (Internal tag) Tag ngoại (External tag) : +Tags nội: Tags không liên kết với vùng nhớ PLC, ta xem nhƣ biến WinCC mà ta dùng cho mục đ ch lập trình, cấu hình Ta đọc ghi giá trị Tags mà khơng cần kết nối online tới PLC + Tags ngoại: Tags liên kết tới địa vùng nhớ PLC, ta cần kết nối online đến PLC mà Tag li n kết tới Tag Management mặc định có thƣ mục “Internal tag “ để chứa tất Tags nội Với Tags ngoại, đƣợc kết nối với PLC WinCC tạo mục tƣơng ứng với Tag 3.1.4 Cách tạo dự án: Sau hồn tất chƣơng trình PLC, để thiết kế giao diện WinCC mô hệ thống ta thực nhƣ sau: -Bƣớc 1: Từ Project tree ta chọn Add new device: Tự Động Hóa 3_K9 Page 96 Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên Hình 3.1: Thêm hình cho dự án -Bƣớc 2: Khi hình Add new device hiển thị ta chọn PC systems SIMATIC HMI application WinCC RT Professional để tạo trạm SIMATIC PC: Hình 3.2: Add máy tính trạm SIMATIC HMI Tự Động Hóa 3_K9 Page 97 Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên -Bƣớc 3: Khi tạo đƣợc trạm SIMATIC PC ta tạo module giao tiếp WinCC PLC cách chọn Communications modules PROFINET / Ethernet kích chuột chọn IE genaral thả vào SIMATIC PC station: Hình 3.3: Thêm modul truyền thơng cho HMI - Bƣớc 4: Sau tạo đƣợc module giao tiếp ta thực kết nối PLC WinCC, ta chọn Network view Network device Từ Network device trỏ chuột vào cổng Ethernet PLC, sau kéo thả vào cổng Ethernet CP IE: Hình 3.4: Tạo kết nối WINCC HMI Tự Động Hóa 3_K9 Page 98 Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên Tiếp theo chọn Create new connections, tƣơng tự nhƣ Network devices, ta trỏ chuột vào cổng Ethernet PLC, sau kéo thả vào cổng Ethernet CP IE: Hình 3.5: Kênh giao tiếp sau thiết lập Sau việc kết nối hoàn tất, PLC WinCC có kênh giao tiếp nhƣ sau: Hình 3.6: Kiểm tra kết nối sau thiết lập Tự Động Hóa 3_K9 Page 99 Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên Để chắn PLC WinCC đƣợc kết nối với nhau, ta kiểm tra lại cách chọn Compile, hệ thống báo khơng có lỗi kết nối đƣợc hồn tất 3.1.5 Thiết kế giao diện Sau WinCC PLC đƣợc kết nối, chuyển sang thiết kế giao diện cho dự án Đầu tiên khởi tạo hình Screen: Chọn PC-System_1 [SIMATIC PC station] HMI_RT_1 [WinCC RT Professional] Screens Add new screen Hình 3.7: Add hình cho máy tính trạm Màn hình HMI tạo đƣợc nhƣ sau: Hình 3.8: Màn hình HMI Tự Động Hóa 3_K9 Page 100 Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên Khi tạo đƣợc hình, ta thực thiết kế giao diện cho dự án cách sử dụng hình ảnh Hộp cơng cụ (Toolbox) đƣợc tích hợp sẵn WinCC Hình 3.9: Hộp cơng cụ (Toolbox) Những hình ảnh WinCC đa dạng, từ đối tƣợng mục Basic objects: Hình 3.10: Các đối tượng Tự Động Hóa 3_K9 Page 101 Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên Cho đến đối tƣợng phức tạp mục Graphics: Hình 3.11: Các đối tượng Graphics Các thiết bị hiển thị yếu tố dự án mục Elements: Hình 3.12: Các đối tượng Elements Điều khiển đối tƣợng danh mục danh mục Controls: Hình 3.13: Các đối tượng mục controls Tự Động Hóa 3_K9 Page 102 Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên Sau lựa chọn đƣợc thiết bị cần thiết cho dự án, ta tiến hành cấu hình cụ thể cho đối tƣợng cho chạy chƣơng trình ta giám sát hệ thống cách dễ dàng hiệu nhất.Khi cấu hình cho đối tƣợng dự án, ta gán Tags khai báo cho chúng vào công cụ: - Properties: chỉnh sửa phông nền, phông chữ - Animations: tạo hiệu ứng hiển thị, chuyển động - Events: tạo kiện trình hệ thống hoạt động nhƣ tác động nút ấn 3.2 Giao diện sau thiết kế: Hình 3.14: Giao diện chế độ điều khiển tự động 3.3 Kết luận chƣơng Từ yêu cầu công nghệ nhóm đãthiết kế gioa diện điều khiển hệ thống phần mềm WinCC Runtime Professional Tạo kết nối PLC S7-1200 với phần mềm giám sát WinCC Chƣơng nhóm tiến hành làm mơ hình thực nghiệm dựa giao diện WinCC thiết kế Tự Động Hóa 3_K9 Page 103 Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên CHƢƠNG 4: MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 4.1 Xây dựng mơ hình Dựa vào cơng nghệ giám sát xử lý nƣớc thải nhóm xây dựng mơ hình gồm thành phần sau: Hình 4.1: Sơ đồ mơ hình điều khiển hệ thống 4.2.Các thiết bị dùng mơ hình: 4.2.1 PLC S7-1200 Thơng số kỹ thuật: - Nguồn cấp: 210-240 VAC - CPU:1214 AC/DC/RLY - Ngõ vào Digital: 14 Input - 24VDC - Ngõ Digital: 10 Output – Relay - Ngõ vào Analog: ADC 16bit - Cổng truyền thông: cổng Profinet Tự Động Hóa 3_K9 Page 104 Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên Hình 4.2:SIMATIC S7-1214 AC/DC/RLY 4.2.2 LED mô cho động cơ, bơm van điện Hình 4.2: LED mơ Thơng số kỹ thuật: - Led màu xanh - dòng hoạt động 3-5 mA - Điện áp định mức: 3.5-5 V Tự Động Hóa 3_K9 Page 105 Trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên 4.3 Kết đạt đƣợc: Sau hồn thiện mơ hình nhóm thiết ké đƣợc giao diện điều kiện giám sát cho hệ thống Hiển thị đƣợc trạng thái hoạt động động cơ, bơm, thực điều khiển PID nồng độ oxy hịa tan bể hiếu khí nhằm đảm bảo trình xử lý vi sinh vật hiếu kh đƣợc diễn nhanh chóng đạt hiệu xử lý cao, nhƣ đảm bảo lƣợng oxy hòa tan nƣớc thải đạt tiêu chuẩn xả thải mơi trƣờng Hình 4.3: Hình ảnh thực tế mơ hình Hình 4.4: Màn hình giám sát xử lý nước thải PC Tự Động Hóa 3_K9 Page 106 Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên 4.4 Hƣớng phát triển đề tài: + Đề tài đƣợc đem ứng dụng vào thực tế để xử lý nƣớc thải cho nhà máy, xí nghiệp giúp xử lý nƣớc thải đạt tiêu chuẩn xả thải môi trƣờng + Đề tài cịn phát triển thêm mục nhƣ: - Thực ổn định nồng độ PH bể khuấy điều khiển PID - Tạo báo cáo hoạt động hệ thống - Tạo lƣu trữ tham số, liệu hoạy động hệ thống - Xây dụng chƣơng trình cảnh báo lỗi 4.5 Kết luận chƣơng 4: Qua chƣơng nhóm hồn thành mơ hình thực tế đề tài, điều khiển hiển thị trạng thái hoạt động bơm tr n hình giám sát điều khiển, đƣa thay đổi trạng thái mà bơm hoạt động không hoạt động kiểm chứng chức điều khiển PID PLC S7-1200 Tự Động Hóa 3_K9 Page 107 Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên KẾT LUẬN: Sau thời gian nghiên cứu làm việc cách nghiêm túc với giúp đỡ nhiệt tình giáo vi n hƣớng dẫn Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên quý thầy cô khoa Điện trƣờng Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội, nhóm thực hoàn thành yêu cầu mà đề tài đặt Trong q trình làm nhóm t ch lũy đƣợc thêm nhiều kiến thức chuy n mơn để hồn thành cơng việc li n quan đến chuyên ngành sau bắt đầu trƣờng xin việc Qua đây, chúng em đƣợc tiếp cận với công nghệ đại, nắm bắt tổng hợp lại đƣợc kiến thức học trƣờng Ngồi ra, chúng em cịn rèn luyện thêm đƣợc khả làm việc thực tế theo nhóm Đây bƣớc khởi đầu cho phấn đấu, cố gắng cho trình học tập, làm việc sau chúng em Trong thời gian thực đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát cho công đoạn xử lý nƣớc thải cho nhà máy bia Thanh Hóa” nhóm chúng em cịn nhiều hạn chế thiếu sót định Chúng em mong nhận đƣợc góp ý, bổ sung nhiều thầy cô giáo để đề tài bọn em ngày đƣợc hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tự Động Hóa 3_K9 Page 108 Trƣờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD: Nguyễn Hữu Giang Hà Trung Kiên Nguồn tài liệu tham khảo: - [1] Trần văn Hiếu, S7-1200_system_manual_en-US_en-US SIEMEN[1] Trần văn Hiếu,Tự động hóa PLC S7-1200 với TIA Portal, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2015 - [2] SIEMENS, S7-1200_system_manual_en-US_en-US - [3] SIEMENS , WinCC professional V14 - [4] Vai trị cơng nghệ sinh học xử lý nước thải- ĐH nông lâm TP HCM - [5] Trịnh Thị Thanh - Đồng Kim Loan, Giáo trình cơng nghệ môi trường - [6] PGS.TS Lương Đức, Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học - - [7] Phạm Quang Huy-Ngơ Văn Thun, Lập Trình Với PLC S7 1200 Và S7 1500, NXB Thanh Niên [8] Phạm Quang Huy, Điều Khiển Lập Trình Và Tạo Giao Diện HMI Với Wincc Flexible, NXB Thanh Niên [9] Trần Thế San- Nguyễn Ngọc Phương, PLC lập trình ứng dụng công nghiệp, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2008 [10] Trần Thế San, hướng dẫn thiết kế mạch lập trình PLC, Nhà xuất Đà Nẵng, 2005 [11] Phạm Xuân Khánh, Thiết bị điều khiển khả trình PLC, Nhà xuất giáo dục, 2008 Tự Động Hóa 3_K9 Page 109