Công nghệ sấy mít

 Độ chín của mít:

Mít khi thu hái phải đủ già nghĩa là có thể tự chín, như vậy sẽ làm mít ngọt và đậm màu hơn. Độ chín của mít nguyên liệu là một yếu tố quyết định đến chất lượng mít lát sấy. Có nhiều cách xác định độ chín như: màu vỏ (mít non thường có màu rất xanh), thân mềm và có mùi thơm tỏa ra.

 Diệt khuẩn của tia cực tím:

Rất nhiều loại quả sau khi sấy khô được làm nguội và hút ẩm trở lại trong vài giờ đến vài ngày, mục đích là để có độ mềm dẻo (ví dụ như chuối). Trong môi trường khí quyển thông thường và không thực hiện vệ sinh công nghiệp, sản phẩm dễ bị nhiễm vi sinh vật. Vì vậy nhiều cơ sở đã sử dụng đèn tia cực tím để diệt khuẩn vì coi đó là biện pháp an toàn cần thiết cho vệ sinh thực phẩm.

Về vấn đề nêu trên, vì sản phẩm lát mít cần độ giòn đạt tối đa nên nhóm sau khi sấy thì thực hiện việc đóng gói nên không cần phải diệt khuẩn bằng tia cực tím như những sản phẩm khác.

 Công nghệ sấy mít:

Yêu cầu đối với mít nguyên liệu: Mít phát triển đầy đủ, tươi tốt, lát mít nguyên vẹn, sạch sẽ, mùi thơm, vị ngọt, màu vàng.

Nhiệt độ sấy lựa chọn là 70 độ, do sản phẩm chỉ sấy được ở khoảng nhiệt độ từ 50 đến 80 độ để tránh tổn thất vitamin.

2.2. Thiết bị sử dụng 2.2.1. Bộ điều khiển

Ở các thời kỳ trước, việc điều khiển chủ yếu do chính con người thao tác và thực hiện. Nhưng đối với thời kỳ hiện đại ngày nay, việc điều khiển đã được thay thế nhờ ứng dụng của ngành điện, ban đầu người ta sử dụng nhiều relay, tiếp điểm nút nhấn để thực hiện nhiệm vụ sau đó PLC ra đời đã dùng các tiếp điểm ảo giúp người thiết kế dễ dàng thay đổi, thao tác và điều khiển với một tần suất cao, hiệu quả và hiệu chỉnh cho nhiều nhiệm vụ khác nhau trong thực tế.

PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình, được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lý từ đơn giản đến phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà nó có thể thực hiện một loạt các chương trình hoặc sự kiện, sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (hay còn gọi là đầu vào) tác động vào PLC hoặc qua các bộ định thời (Timer) hay các sự kiện được đếm qua bộ đếm. Khi một sự kiện được kích hoạt nó sẽ bật ON, OFF hoặc phát một chuỗi xung ra các thiết bị bên ngoài được gắn vào đầu ra của PLC. Như vậy nếu ta thay đổi các chương trình được cài đặt trong PLC là ta có thể thực hiện các chức năng khác nhau, trong các môi trường điều khiển khác nhau.

 Cấu trúc của PLC:

Phần đầu vào/đầu ra: Phần đầu vào hoặc mô-đun đầu vào bao gồm các thiết bị như cảm biến, công tắc và nhiều nguồn đầu vào thế giới thực khác. Đầu vào từ các nguồn được kết nối với PLC thông qua đường ray đầu nối đầu vào. Phần đầu ra hoặc mô-đun đầu ra có thể là một động cơ , solenoid hoặc 1 cái đèn có chức năng được điều khiển bằng cách thay đổi các tín hiệu đầu vào.

CPU: (Central Processing Unit) là đơn vị xử lý trung tâm. Nó là một bộ vi xử lý mà có thể kết hợp với các hoạt động của hệ thống PLC. CPU xử lý các tín hiệu I/O và được nối trực tiếp đến các thiết bị I/O.

Thiết bị lập trình: Đây là nền tảng mà chương trình hoặc logic điều khiển được viết. Nó có thể là một thiết bị cầm tay hoặc một máy tính xách tay hoặc một máy tính chuyên dụng.

Nguồn cung cấp: Nó thường hoạt động trên một nguồn cung cấp điện khoảng 24 V, được sử dụng để cung cấp năng lượng đầu vào và các đầu ra.

Bộ nhớ: Bộ nhớ được chia thành hai phần – Bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình. Thông tin chương trình hoặc logic điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ người dùng hoặc bộ nhớ chương trình từ nơi CPU tìm nạp các lệnh chương trình. Tín hiệu đầu vào và đầu ra và tín hiệu bộ định thời và bộ đếm được lưu trữ trong bộ nhớ hình ảnh đầu vào và đầu ra tương ứng.

Hiện nay có rất nhiều hãng PLC nổi tiếng và ứng dụng rộng rãi như Omron, Siemens, Mitsubishi và được phân loại theo nhiều cách khác nhau: về hình dạng, về số lượng ngõ vào/ra, phân loại theo hãng sản xuất và sản phẩm. Nhóm quyết định chọn hãng PLC Siemens vì tính đa dạng và phổ biến cao.PLC Siemens là dạng PLC gồm nhiều module riêng biệt với chức năng khác nhau. PLC phân loại theo nhiều cách nhưng với các dòng của hãng Siemens thì hãng này phân loại sản phẩm tới nhu cầu người sử dụng là phân loại theo số cổng vào/ra bao gồm:

 Micro PLC là loại có dưới 32 kênh vào/ ra.

 PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ ra.

 PLC trung bình có đến 1024 kênh vào/ ra.

Đầu tiên phải kể đến PLC S7-200 : một thiết bị điều khiển lập trình cỡ nhỏ, min input/output là 6/4 và max là 24/16, có 2 kiểu ngõ ra là Relay và Transistor cấp dòng. Loại này có thêm các module mở rộng, có cổng truyền thông nối tiếp RS485, thường được ứng dụng trong điều khiển logic, tuần tự, ở các ứng dụng nhỏ và vừa.

Tiếp theo là PLC S7-300 đây là module PLC nhỏ cho dải đặc tính làm việc nhỏ đến trung bình, có thế mở rộng để thích nghi với các yêu cầu điều khiển tăng thêm, thân thiện người dùng vì thiết kế không qua phức tạp. CPU có bộ nhớ chương trình trung bình đến lớn và số lượng kết cấu sử dụng tùy chọn trong công cụ kỹ thuật. PlC S7-300 có thể kết nối với nhiều chuẩn mạng khác nhau như PROFIBUS, CAN, DeviceNet, ASi. PLC S7-300 gồm có bộ điều khiển trung tâm, module Digital Input/Output, Analog Input/Output, module truyền thông, module công nghệ.

PLC S7-400 là loại PLC được thiết kế cho các giải pháp tích hợp hệ thống trong các nhà máy sản xuất và tự động hoá quá trình sử dụng trong các hệ thống vừa và nhỏ với các yêu cầu hiệu suất trung bình.Module truyền thông kết nối point-to-point và kết nối tới PROFIBUS và Ethernet công nghiệp.Tương tự như S7-300, S7-400 có các module như: bộ điều khiển trung tâm, module Digital Input/Output, Analog Input/Output, module truyền thông, module công nghệ.

So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn.S7-1200 được thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp và một tập lệnh mạnh giúp những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200. S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP.PLC S7-300 bao gồm các thành phần: 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng, 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm,13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB ) 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP, Bổ sung 4 cổng Ethernet .Về tổng quan chung, để sử dụng được cho hệ thống thì từ S7-300 trở lên là được.

Ứng dụng của PLC:

Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng/mở (ON/OFF) thông thường đến các úng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất.

Hình 2.6: Ứng dụng của PLC

Vì hệ thống không đòi hỏi điều khiển chuyên sâu nên các PLC trên là đã đủ module để thiết lập điều khiển, hiển thị.Nhóm chọn cấu hình PLC S7-1200 để điều khiển và giám sát vì nhận thấy module PLC này là đầy đủ chức năng và tính năng cần thiết để mở rộng sau này.

2.2.2. Phần mềm WinCC

WinCC là chữ viết tắt của Windows Control Center (Trung tâm điều khiển chạy trên nền Windows) là một phần mềm chuyển dụng để xây dựng giao diện điều khiển HMI cũng như phục vụ việc xử lý và lưu trữ dữ liệu trong hệ thống SCADA.

WinCC là sự kết hợp của 2 công ty là Siemens (một trong những công ty hàng đầu trong tự động hóa quá trình) và Microsoft (công ty hàng đầu trong việc phát trỉên phần mềm cho PC).

Với WinCC, ta có thể tận dụng nhiều giải pháp khác nhau cho để giải quyết công việc. từ thiết kế cho hệ thống có quy mô nhỏ đến quy mô lớn, hệ thống thực hiện sản xuất – MES (Manufacturing Excution System). WinCC có thể mô phỏng bằng hình ảnh các sự kiện xảy ra trong quá trình điều khiển dưới dạng chuổi sự kiện. Để đáp ứng yêu cầu công nghệ ngày càng phát triển. WinCC cung cấp nhiều hàm chức năng cho mục đích hiển thị, thông báo, ghi báo cáo, xử lý thông tin đo lường, các tham số công thức,.. và là một trong những chương trình thiết kế giao diện Người và Máy – HMI được tin dùng nhất hiện nay.

Tùy theo chức năng sử dụng mà người dùng có thể chọn các gói khác nhau của WinCC như là một trong các lựa chọn của sản phẩm. Các gói cơ bản của WinCC chia làm hai loại như sau:

-WinCC Runtime Package (Viết tắt là RT): chứa các chức năng ứng dụng dùng để chạy các ứng dụng của WinCC như hiển thị, điều khiển, thông báo các trạng thái, các giá trị điều khiển và làm các báo cáo.

-WinCC Complete Package (Viết tắt là RC): bao gồm bản quyền để xây dựng cấu hình hệ thống (configuration licence) và bản quyền để chạy ứng dụng (Runtime).

Các gói này có các phiên bản khác nhau tùy theo số lượng các tham số làm việc (Powertag) mà nó có thể đáp ứng: 128, 256, 1024, 65536 Powertags. Powertag là các tham số làm việc mà bộ điều khiển theo dõi giá trị của nó bằng việc nối ghép với quá trình và thiết bị mà nó điều khiển hoặc giám sát. Trong trường hợp người sử dụng muốn nâng cấp từ một phiên bản có số powertag nhỏ lên cấp lớn hơn, họ có thể mua các phiên bản chuyên để năng cấp gọi là WinCC Powerpacks.

Ngoài các gói phần mềm cơ bản trên, WinCC còn có các mô đun nâng cao dành cho những ứng dụng cấp cao hơn (WinCC Options) và các mô đun mở rộng đặc biệt (WinCC Add-on). Các WinCC Option là sản phẩm của Siemens Automation and Drive (A&D). Các WinCC Add-on là các sản phẩm của các bộ phận khác của Siemens hay các đối tác của Siemens xây dựng lên nhằm mở rộng chức năng hay để phù hợp với từng loại ứng dụng.

Do hệ thống của nhóm chúng em là hệ thống quy mô tương đối nhỏ, sử dụng để hiển thị điều khiển trên màn hình đơn giản nên nhóm quyết định chọn WinCC Runtime Advanced để hiển thị điều khiển lưu trữ và thông báo.

Hình 2.7: Phần mềm SIMATIC S7 WinCC RT Professional- 6AV2105-0BA05-0AA0

2.2.3. Các phương thức giao tiếp giữa PLC và máy tính

 Chuẩn RS232

Là một chuẩn giao tiếp nối tiếp dùng định dạng không đồng bộ, kết nối nhiều nhất là 2 thiết bị , chiều dài kết nối lớn nhất cho phép để đảm bảo dữ liệu là 12.5 đến 25.4m, tốc độ 20kbit/s đôi khi là tốc độ 115kbit/s với một số thiết bị đặc biệt. Ý nghĩa của chuẩn truyền thông nối tiếp nghĩa là trong một thời điểm chỉ có một bit được gửi đi dọc theo đường truyền. Bộ truyền gửi một bit bắt đầu (bit start) để thông báo cho bộ nhận biết một kí tự sẽ được gửi đến trong lần truyền bit tiếp theo. Bit này luôn bắt đầu bằng mức 0. Tiếp theo đó là các bit dữ liệu (bits data) được gửi dưới dạng mã ASCII (có thể là 5,6,7 hay 8 bit dữ liệu) Sau đó là một Parity bit (Kiểm tra bit chẵn, lẻ hay không) và cuối cùng là bit dừng - bit stop có thể là 1, 1,5 hay 2 bit dừng.

Hình 2.8: Cáp giao tiếp RS232

Những ưu điểm nổi bật của RS232 giúp cho giao tiếp này vẫn được sử dụng phổ biến được nhắc đến như: Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao, thiết bị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp điện và các mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua công nối tiếp.

 Chuẩn RS485

Cũng giống như chuẩn RS232, chuẩn RS485 được coi là hậu bối của chuẩn RS232.

Liên kết RS485 được hình thành cho việc thu nhận dữ liệu ở khoảng cách xa và điều khiển cho những ứng dụng. Những đặc điểm nổi trội của RS485 là có thể hỗ trợ một mạng lên tới 32 trạm thu phát trên cùng một đường truyền, tốc độ baud có thể lên tới 115.200 cho một khoảng cách là 4000 feet (1200m).

Ưu điểm của chuẩn RS485: Như đã đề cập, RS485 là sản phẩm kế thừa của RS232, chúng ra đời nhằm để khắc phục những nhược điểm còn tồn tại trên chuẩn giao tiếp RS232 trước đó. RS485 so với các chuẩn giao tiếp khác có lẽ là chuẩn duy nhất có khả năng kết nối nhiều máy phát và máy thu trong cùng một mạng. Khi kết nối các thiết bị với khoảng cách xa, chúng ta dùng thêm bộ lặp để tăng thêm số lượng thiết bị kết nối vào đường mạng và giúp tín hiệu ổn định, tránh nhiễu. Ngoài ra, với sự sắp xếp hai dây cho mỗi tín hiệu, tín hiệu có thể được truyền nhanh hơn trên khoảng cách lớn.

 Chuẩn Ethernet

Ethernet là 1 công nghệ mạng cục bộ (LAN) nhằm chuyển thông tin giữa các máy tính với tốc độ từ 10 đến 100 triệu bit một giây (Mbps). Hiện thời công nghệ Ethernet thường được sử dụng nhất là công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10-Mbps. Công nghệ truyền thông 10-Mbps sử dụng hệ thống cáp đồng trục cỡ lớn, hoặc cáp đôi, cáp sợi quang. Tốc độ chuẩn cho hệ thống Ethernet hiện nay là 100-Mbps.

Hình 2.9: Cáp Ethernet

2.2.4. Các loại Sensors

Ngày nay việc sử dụng cảm biến vào các hệ thống sản xuất công nghiệp dần trở lên phổ biến nhằm tăng độ chính xác, tính tự động, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm,…

Cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái, quá trình vật lý hay hóa học ở môi trường cần khảo sát và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó. Thông tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng của môi trường, phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh

và gọi ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thông tin hay trong điều khiển các quá trình khác.

Các đại lượng cần đo thường không có tính chất điện như nhiệt độ, áp suất,… tác động lên cảm biến cho ta một đại lượng đặc trưng mang tính chất điện như điện tích, điện áp, dòng điện,… chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị của đại lượng đo.

Cảm biến thường được đặt trong các vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dò, có thể có kèm các mạch điện hỗ trợ.

Trên thực tế có vô vàn những loại cảm biến khác nhau và chúng ta có thể chia các cảm biến thành hai nhóm chính:

 Cảm biến vật lí: có thể kể đến một vài ví dụ dễ hình dung như sóng điện từ, ánh sáng, hồng ngoại, tia X, hạt bức xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, từ trường, gia tốc,…

 Cảm biến hóa học: thường thấy như độ ẩm, độ PH, ion, khói,…. Ngoài ra ta cũng có một số hình thức phân chia khác.

Nhìn chung đối với các bài toán điều khiển hệ thống tự động hóa nói chung và điều khiển quá trình nói riêng thì cảm biến có vai trò vô cùng quan trọng. Nó giúp chúng ta cảm nhận được tín hiệu vào ra, đo đạc giá trị, cảm nhận với đại lượng vật lý cần đo,...

Tính toán và bản vẽ

Thi công hệ thống đẩy sản phẩm