BỘ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ KC.03
VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ – TIN HỌC – TỰ ĐỘNG HOÁ
PHÂN VIỆN TP.HCM
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO
DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG
XỬ LÝ LÔNG VŨ
VÀ SẢN XUẤT ĐẠM HẤP THU
TỪ LÔNG VŨ PHẾ THẢI

Mã số KC.03.15

Chủ nhiệm đề tài : PGS.TS. Nguyễn Ngọc Lâm
6175
10/11/2006Tp.HCM tháng 05-2005
i
DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN

TT Họ và tên Chức danh Cơ quan – đơn vò
1 Nguyễn Ngọc Lâm PGs.Ts., CNĐT Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
2 Lê Quốc Hà Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
3 Đỗ Quang Minh Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
4 Trần Khánh Ninh Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
5 Vũ Thanh Tùng Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
6 Phan Hữu Hải Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
7 Nguyễn Quang Long Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
8 Phùng văn Xiêm KTV Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
9 Phan Mạnh Hùng KTV Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
10 Nguyễn Văn Chiến Thắng KTV Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
11 Trương Cao Ngộ Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
12 Ngô Văn Thành Ts Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
13 Văn Đình Phúc Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
14 Nguyễn Quốc Hà Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
15 Hồ Đắc Bằng Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
16 Nguyễn Chí Lâm Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
17 Trần Viết Tâm Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
18 Nguyễn Văn Bình Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
19 Nguyễn Trọng liêm KTV Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
20 Trần Vũ Dương KTV Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
21 Đặng Việt Tiến Ks Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
22 Lê Thò Thanh Tân KT Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
23 Lê Thò Thanh Tâm KT Phân Viện NC ĐT-TH-TĐH Tp.HCM
24 Văn Thò Hạnh Ts Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Tp.HCM

- Dây chuyền tự động có các vòng điều khiển xử lý sơ bộ, vòng điều khiển chính, điều khiển
trung hoà, điều khiển cô đặc và các phần điều khiển liên quan, được thiết kế trên cơ sở
công nghệ xử lý lông vũ.
- Thiết bò điều khiển xây dựng trên cơ sở các PLC, nối mạng với máy tính, cho phép điều
khiển theo chương trình quá trình xử lý theo hàm xử lý công nghệ, cho phép xử lý lông vũ
phế thải với hiệu suất 100%, không có phế thải, không gây ô nhiễm môi trường, giá thành
sản phẩm rẻ so với sản phẩm đạm tương đương (bột cá).
• Hệ thống đã được đưa vào SX thử nghiệm. Các sản phẩm đạm hấp thu đã được kiểm đònh
không có độc tố, đạt yêu cầu sử dụng cho chăn nuôi. Hệ thống thiết bò xử lý cho phép tạo
nguồn đạm chăn nuôi từ lông vũ phế thải với giá thành rẻ, chất lượng cao để thay thế
nguồn đạm bột cá không ổn đònh về số lượng và chất lượng, góp phần đẩy mạnh chăn nuôi
và mở rộng sản phẩm đạm cho các lónh vực khác. Hệ thống SX không có phế thải, góp
phần xử lý rác thải môi trường, làm sạch môi trường.
• Dây chuyền công nghệ đã được kiểm tra về an toàn, không gây ô nhiễm môi trường,
không có phế thải.
• Xúc tiến bước đầu chuyển giao cho các cơ sở sản xuất.
iii
MỤC LỤC

PHẦN NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO
Trang

30
3.1 Nhà xưởng 30
3.2 Hệ thống xử lý lối vào 33
3.3 Hệ thống xử lý chính 42
3.4 Hệ thống trung hoà 48
3.5 Hệ thống cô đặc dòch đạm 51
3.6 Kết quả thực nghiệm và ứng dụng 53
3.7 Kết quả lựa chọn tối ưu công nghệ sản xuất 63
3.7 Các kết quả nghiên cứu phục vụ triển khai ứng dụng 72

Kết luận và kiến nghò
79
Phụ lục hồ sơ
Phụ lục 1HS Hồ sơ xin cấp bằng sáng chế

iv
Phụ lục 2HS Hồ sơ kết quả phân tích - kiểm đònh sản phẩm
Phụ lục 3HS Hồ sơ kiểm tra an toàn – độc hại
Phụ lục kỹ thuật
Phụ lục 1KT Thiết bò thí nghiệm xác đònh vai trò các vòng điều khiển
Phụ lục 2KT Tài liệu thiết kế hệ thống lối vào
Phụ lục 3KT Tài liệu thiết kế hệ thống xử lý chính
Phụ lục 4KT Tài liệu thiết kế hệ thống trung hoà
Phụ lục 5KT Tài liệu thiết kế hệ thống cô đặc
Phụ lục 6KT Tài liệu phần mềm điều khiển
BẢNG CHÚ GIẢI
(Viết tắt, ký hiệu,…)

Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt
AC Alter. Current Xoay chiều
Box Tủ điều khiển
DC Dirrect Current Một chiều
ĐK Điều khiển
KHKT Khoa học kỹ thuật
MAN Manual Bằng tay
P Pressure p suất
PLC Programmable Logic Controller Bộ điều khiển logic khả trình
PC Personal Computer Máy tính cá nhân
PPI Point to Point Interconnection Kết nối điểm – điểm
PROG Programmable Tự động theo chương trình
SX Sản xuất
SX-KD Sản xuất kinh doanh
T Temperature Nhiệt độ
TĐH Tự động hoá
SW Switch Chuyển mạch
1
PHẦN NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO

MỞ ĐẦU

Đề tài được đặt ra nhằm các mục tiêu sau:
• Thiết kế chế tạo dây chuyền tự động để chuyển giao cho các cơ sở sản xuất.

khuấy đònh thời. Xây dựng trên 1 cụm với hệ ĐK logic khả trình (PLC).
- Vòng điều khiển chính điều khiển các thông số mức, áp suất, nhiệt độ theo chương
trình. Xây dựng trên 1 cụm với hệ ĐK logic khả trình (PLC).
- Vòng điều khiển trung hoà: thực hiện đo kiểm độ pH và điều khiển bơm acid để trung
hoà dòch ra từ bồn xử lý chính. Xây dựng trên 1 cụm với hệ ĐK logic khả trình (PLC).

2
- Vòng điều khiển cô đặc: điều khiển hệ thống sấy – bay hơi và cô đặc. Xây dựng trên
1 cụm với hệ ĐK logic khả trình (PLC).
4. Trên cơ sở hệ thống tự động, tiến hành nghiên cứu hoàn chỉnh dây chuyền công nghệ để
đạt hiệu suất xử lý 100%. Bằng cách lập trình trên hệ thống điều khiển, tiến hành thay
đổi các thông số công nghệ (áp suất, nhiệt độ, pH, … điều khiển thay đổi thông số động
học trong thời gian xử lý), từ đó xác đònh quy trình xử lý tối ưu. Bổ sung các phần tử công
nghệ cần thiết để đạt hiệu suất 100%.
5. Tổ chức SX tạo sản phẩm trên dây chuyền. Cung cấp sản phẩm đạm hấp thu cho các cơ
sở chăn nuôi thử nghiệm để khẳng đònh tính hiệu quả và ổn đònh của hệ thống.
Tổ chức sản xuất 100kg/ngày trong những tháng đầu, sau đó tăng tới 1 tấn/ngày trong 6
tháng tiếp theo.
6. Trên cơ sở hệ thống hoạt động ổn đònh, triển khai từng bước các hoạt động chuyển giao
hệ thống thiết bò và công nghệ cho các cơ sở sản xuất. Tổ chức cho một số đơn vò đã có
quan tâm, hoặc đã sản xuất thử song chưa thành công đến hội thảo, tham quan. Tiến tới
ký kết hợp đồng chuyển giao hệ thống thiết bò và công nghệ.
7. Tạo tiền đề để mở rộng sản phẩm. Tiến tới xây dựng những hệ thống thiết bò tự động hoá
để từ đạm hấp thu có thể tiến tới SX những sản phẩm có giá trò cao hơn (như các axit
amin chứa nhiều trong lông vũ).
tồn tại trong thực tế ở dạng tích tụ, nếu không được xử lý kòp thời sẽ gây ô nhiễm môi trường
và ngày càng ảnh hưởng đến quá trình SX và đời sống.
Lông vũ phế thải có chứa hàm lượng protein tổng số rất cao (70-80%)
/1/
song tồn tại ở
dạng keratine rất bền vững và không tan trong nước, vì vậy không thể sử dụng chúng trực
tiếp như nguồn đạm hấp thu.
Việc nghiên cứu và đưa ra mô hình thiết bò tự động sản xuất nhằm biến lông vũ phế
thải thành nguồn đạm hấp thu có một ý nghóa khoa học và thực tiễn lớn. Việc xử lý thành
công lông vũ sẽ tận dụng nguồn phế thải, tạo nguồn đạm cho chăn nuôi, làm sạch môi trường.
Ngoài ra, trong đạm từ lông vũ có chứa hàm lượng đáng kể của nhiều loại axit amin mà hiện
nay vẫn phải nhập ngoại. Nếu tiếp tục phát triển công trình này có thể đem lại hiệu quả kinh
tế to lớn.
Ngoài nước:
Ở nhiều nước trên thế giới, việc đẩy mạnh xử lý phế thải để tạo nguồn nguyên liệu
cho SX và đời sống rất được chú trọng. Đối với những phế thải dạng tích tụ như lông vũ, xử lý
chúng còn là yêu cầu cấp thiết để làm sạch môi trường. Tuy nhiên công nghệ xử lý thường
không được phổ biến. Nhiều nước phải tốn kinh phí đem chôn các phế thải này.
Keratin có thể thuỷ phân bằng enzyme đặc hiệu sau khi làm nhạy hoá bằng dimethyl
formamide cho hiệu suất ~ 38%
/2/
. Các phương pháp xử lý bằng phương tiện vật lýù như chiếu
xạ gamma làm đứt gẫy liên kết của keratine có thể đạt hiệu suất cao (~90% ở liều chiếu
50Mrad)
/3-4/
. Tuy nhiên giá thành các sản phẩm của các công nghệ này cao, không thích hợp
với điều kiện kinh tế của đất nước. Ở Nhật Bản, người ta sử dụng công nghệ xử lý giá thành
cao để tạo ra sản phẩm cao cấp là các axit amin. Công nghệ này đã được bán cho Ấn Độ
thông qua xây dựng nhà máy SX 2000 tấn/năm.
Trong nước:

1.2.1. LỰA CHỌN ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU
• Xử lý lông vũ các loại (đạm không tan) thành đạm hấp thu.
• Sử dụng quy trình thuỷ phân đặc biệt
Quy trình công nghệ xử lý lông vũ trên nguyên tắc thuỷ phân đã được Nhóm công
nghệ sinh học nghiên cứu với kết quả như sau:
- Xử lý sơ bộ lông vũ bằng cách ngâm với xút loãng trong thời gian 48 giờ, có khuấy đảo.
Tỷ lệ 1kg lông vũ – 7 kg nước.
- Xử lý chính bằng áp suất trong khoảng 2-3 at và nhiệt độ theo một quy trình có điều chỉnh
trong 4 giờ nhằm cắt mạch keratin và chống polimer hoá ngược. Trong công đoạn này,
đạm không tan trong lông vũ chuyển thành đạm hấp thu.
- Trung hoà dòch lối ra từ xử lý chính bằng acid.
- Tách phần nước trong dòch bằng sấy cô.
- Để có thể sử dụng trực tiếp cho chăn nuôi - tương đương bột cá (40-50% đạm), sản phẩm
được bổ sung phụ gia để đạt hàm lượng đạm 50%. Theo khuyến cáo của các nhà chăn
nuôi thì cao lanh là tốt nhất, giúp cho hệ tiêu hoá, chống bệnh tiêu chảy của gia súc gia
cầm. 5
• Xây dựng dây chuyền công nghệ xử lý dạng SX công nghiệp
Các kết quả thí nghiệm cho thấy để có thể xử lý tối ưu cần phải tự động hoá các công
đoạn xử lý. Việc sử dụng ban đầu một số thiết bò tự động với sự tham gia của Viện Điện tử –
Tin học – Tự động hoá cho thấy hiệu suất xử lý đạt đến 70%.
Các sản phẩm đạm hấp thu từ các nghiên cứu trên có nguồn gốc từ động vật, không
chứa những chất nguy hại cho vật nuôi và môi trường. Các kết quả kiểm đònh phòng thí
nghiệm và ứng dụng chăn nuôi ban đầu cũng đã xác nhận điều đó.
Dựa trên các kết quả nghiên cứu và thử nghiệm này có thể rút ra những kết luận:
- Có thể ứng dụng quy trình công nghệ xử lý lông vũ của các nghiên cứu nói trên để xây
dựng một hệ thống thiết bò công nghệ hoàn chỉnh đưa vào sản xuất.
- Qua nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm cho thấy nếu không xây dựng thiết bò tự động hoá

6
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MÔ HÌNH

2.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG
2.1.1. Mô hình hoá quy trình công nghệ xử lý, xác đònh những vòng điều khiển tự động
chủ yếu:
2.1.1.1. Quy trình công nghệ xử lý lông vũ phế thải:
Lông vũ phế thải gồm lông vòt, gà, ngan, ngỗng,chim… có chứa hàm lượng protein rất
cao (70 – 80%) tồn tại ở dạng keratine rất bền vững và không tan trong nước, vì vậy không thể
sử dụng trực tiếp như nguồn đạm mà gia súc, gia cầm có thể hấp thu được. Ngoài ra trong đạm
từ lông vũ có chứa hàm lượng đáng kể của nhiều loại axit amin rất cần thiết cho gia súc, gia
cầm.
Chất keratine có thể thủy phân bằng enzim đặc hiệu sau khi làm nhạy hóa bằng
dimetyl – formamit, hiệu suất đạm thu được thấp (38%). Bên cạnh đó, chưa có công trình nào
giải quyết thành công việc xử lý lông vũ phế thải thành đạm hấp thu với hiệu suất cao, trong
số đó có 2 phương pháp mà trước đây chúng tôi đã tiến hành nhưng không đạt hiệu quả cao:
Phương pháp 1: xử lý lông vũ bằng cách chiếu xạ gamma kết hợp xử lý bằng kiềm có thể làm
hiệu suất đạm thu được cao (~ 90% ở liều chiếu 3 – 5 Mrad) nhưng giá thành rất cao do sử
dụng nguồn gamma để chiếu xạ (~ 700.000 đồng/m
3
chiếu xạ) (theo quy trình 1 ở hình 2.1).
Phương pháp 2: xử lý lông vũ bằng cách xử lý kiềm kết hợp với thủy phân enzim (theo quy
trình 2 ở hình 2.1). Nhược điểm: Quy trình xử lý này cho hiệu suất thấp (30 – 40%) và tốn một
khoản chi phí cho việc xử lý lượng chất thải nhằm tránh ô nhiễm môi trường, nên giá thành
cao
/5/
.
Các nghiên cứu tiếp tục nhằm đưa ra phương pháp xử lý lông vũ phế thải thành đạm
hấp thu trên dây chuyền công nghệ tự động cho phép đạt hiệu suất đạm thu được tuyệt đối (~
100%) mà chi phí sản xuất thấp, giá thành sản phẩm rẻ và có thể ứng dụng triển khai trong

Phương pháp 1: xử lý lông vũ bằng cách Phương pháp 2: xử lý lông vũ bằng cách
chiếu xạ gamma kết hợp xử lý bằng kiềm xử lý kiềm kết hợp với thủy phân enzim

Hình 2.1. Các phương pháp xử lý lông vũ phế thải đã nghiên cứu

Lông vũ phế thải
(dạng bột)
Chiếu xạ 3 – 5 Mrad
Xử lý kiềm dd 0,2N
(4) P = 2 - 3 at
3 h
Kiểm tra Dung dòch đạm lỏng 1

HCl nồng độ 5 N

(5)
Kiểm tra Dung dòch đạm lỏng 2

Không khí/ hơi nóng ở
t° = 100°C
(6) 3 h

Dung dòch sệt
Phụ gia cao lanh

(7)

Bột ướt

(8) t° = 100°C
(8) Thành phẩm
5h
Bột khô (9)


thu được bột ướt ; Chú ý tỷ lệ phụ gia tuỳ thuộc vào hàm lượng đạm sản phẩm cần có.
- Sấy khô bột ướt bằng khí nóng ở nhiệt độ 100°C trong thời gian 5 giờ thu được bột khôâ;
- Xay bột khô thành bột mòn;
- Đóng gói thành phẩm.
Sản phẩm cuối cùng thu được có dạng bột mòn, màu hổ phách, có mùi đặc trưng của
keratine, có hàm lượng đạm ≈50-70%.
Từ quy trình công nghệ nêu trên, hệ thống thiết bò xử lý có thể chọn theo sơ đồ khối
hình 2.3.

Hình 2.3. Mô hình cơ sở dây chuyền xử lý lông vũ phế thải thành đạm hấp thu

2.1.1.2. Xác đònh những vòng điều khiển tự động chủ yếu:
Để xác đònh vai trò của các vòng điều khiển, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm trên
các thiết bò nhỏ (xem Phụ lục 2/ hình PL2.1-2.2), gồm các bồn ngâm inox có khuấy 300 lít,
bồn áp lực 300 lít với điều khiển không tự động theo quy trình công nghệ xử lý đã được nghiên
cứu trước đây.
• Thí nghiệm được tiến hành theo các bước:
- Không xử lý sơ bộ. Chỉ xử lý chính.
- Có xử lý sơ bộ và xử lý chính.
XỬ LÝ
CHÍNH
XỬ LÝ
SƠ BỘ
Lông vũ
phế thải
Kiềm Khuấy
P, T T
Acid
Đạm hấp thu
CÔ

- Cơ cấu khuấy trộn, đảm bảo cho quá trình trung hoà nhanh.
• Công đoạn cô làm mất nước để nhận sản phẩm đạm cô đặc.

XỬ LÝ
LỐI VÀO
(xay, nghiền,
ủ, khuấy)
XỬ LÝ
CHÍNH
(P, T)
Lông vũ phế thải
Kiềm
Acid
Đạm hấp thu
KIỂM
TRA
KIỂM
TRA
(nồng
độ)
TRUNG
HOÀ
ĐIỀU KHIỂN
TỰ ĐỘNG
PHỐI
TRỘN
Kiểm tra
Chất lượng
(KCS)
PHỤ GIA

hướng giết mổ tập trung, lượng nguyên liệu đầu vào sẽ ổn đònh và nhiều hơn.
Theo những nguyên nhân trên, cấu hình thiết bò đề tài được chọn với công suất thiết kế
là 1 tấn sản phẩm đạm 50% / ngày.

Theo quy trình công nghệ đã trình bày ở trên, số lượng nguyên liệu sử dụng để tạo 1
tấn sản phẩm đạm 50% / ngày như sau (bảng 2.1):
Bảng 2.1.
STT DANH MỤC NGUYÊN LIỆU Đơn vò Số lượng
1 Basơ kg 25
2 Axyt kg 15
3 Lông vũ kg 600
4 Chất độn (cao lanh) kg 500
5 Nước cho bồn xử lý sơ bộ m
3
4.2

Như vậy, để xử lý cần có các thiết bò theo dung tích như trong bảng 2.2:
Bảng 2.2.
STT DANH MỤC THIẾT BỊ Đơn vò Dung tích xử lý
1 Bồn xử lý sơ bộ (cho cả thời gian ủ x 3) m
3
12.6
2 Bồn xử lý chính m
3
4.2
3 Bồn trung hoà m
3
4.2
4 Thiết bò cô m
3

3
3 m
3
Cái 2
3 Bồn hoá chất 8g S1 khô /lít. 4kg ->
0.5m3.C30 Có hút thông khí
khi pha chế
0.5 m
3
0.7 m
3
Cái 2
4 Bể xử lý lối vào 1 bồn/267kg lông vũ, Miệng
rộng, có nắp, ống thu khí,
chống ăn mòn,báo mức trên
1.44 m
3
2 m
3
Cái 9
5 Bồn đun sôi
nguyên liệu
Miệng rộng, có nắp, ống thu
khí, chống ăn mòn,báo mức
trên, báo sôi
0.75 m
3
1 m
3
Cái 2

điều khiển tự động nhờ bộ điều khiển lập trình. Công đoạn xử lý chính được thực hiện trong
thời gian 3 giờ (180 phút). . Mỗi ngày cần xử lý 6 lần sử dụng 3 bồn xử lý chính.
Dung dòch đạm lỏng 1 được bơm vào bồn trung hòa dung tích 2 m³ sau đó qua thiết bò
sấy phun bay hơi để tách nước bằng hơi nóng. Sau đó được cô đặc bổ sung sẽ thu được dung
dòch sệt.
Dung dòch sệt sau cô đặc được phối trộn với phụ gia cao lanh trong thiết bò trộn (theo tỷ
lệ 30-50% so với nguyên liệu ban đầu) sẽ thu được bột ướt; Bột ướt được sấy khô xay thành
bột mòn (bột đạm hấp thu).

14

Hình 2.5. Cấu hình dây chuyền xử lý lông vũ phế thải thành đạm hấp thu
BỒN TRUNG GIAN
ĐO MỨC TRÊN
ĐO MỨC DƯỚI
SẢN PHẨM CHỜ CÔ ĐẶC
ĐO MỨC TRÊN
ĐO MỨC DƯỚI
SẢN PHẨM Ø CÔ ĐẶC SƠ BỘ
SẢN PHẨM ĐI CÔ ĐẶC
ĐO MỨC DƯỚI
ĐỊNH LƯNG
PHỤ GIA
ĐO ĐỊNH LƯNG DUNG DỊCH
PHỤ GIA
BỘT
NẠP PHỤ GIA
HỆ THỐNG PHỐI TRỘN
XAY THÀNH BỘT
NẠP DUNG DỊCH

K
H
O
ÂN
G

K
H
Í
K
H
O
ÂN
G

K
H
Í
ỐNG XẢ KHÍ
NẠP NGUYÊ N LIỆU
LẤ Y SẢN PHẨ M
Ps2
ĐỒNG HỒ ÁP SUẤT
VAN BẢO VE Ä QUÁ ÁP SUẤT
CÔNG TẮC
ÁP SUẤT
CÔNG TẮC
ÁP SUẤT
CÔNG TẮC
ÁP SUẤ T

MIX 10
MIX 11
Fd1
QUẠT HÚT
Đầu phun sương
CYCLON THU HỒI
CẤP L IỆU SẤY VÒNG
CẤP HƠI NÓNG
ĐIỀU KHIỂN NHIỆT
KHÔNG KHÍ
KHÍ NÓNG
NẠP DỊCH SẤY
SẢN PHẨM SẤY
ĐO ĐỘ ĐẶC
CẤP ĐẦU PHUN DỊCH SẤY
ĐO MỨC TRÊN
DUNG DỊCH
HOÁ CHẤT
MOTOR KHUẤY
BỒN TRUNG HOÀ
BÁO MỨC
BÁO MỨC
pH meter
SẢN PHẨM
Lv1 Lv2
Lv5
Lv6 Lv7
Lv14 Lv15
Lv16
Lv17

P13
P14
P15
P3
BỒN LỌC KHÍ THẢI
XẢ BÙN
BÙN
KHÍ XỬ LÝ
XẢ BÙN
BÙN
KHÍ ĐÃ XỬ LÝ
BƠM S Ả N PHẨM
P9
P10
P11
BƠM SẢN PHA ÅM
BƠM SẢN PHẨN
BƠM HOÁ CHẤT
P12
P16
P17
SẤY BỘT NHÃO
SẢN PHẨM
HƠI NÓNG
ĐO NHIỆT
ĐIỀU KHIỂN HƠI
ĐIỀU KHIỂN NHIỆT
SẤY BỘT NHÃO
HƠI NÓNG
ĐO NHIỆT

Đo nhiệt
Đo nh iệt
Đo mức thấp
Đo mức thấp

15
2.2.2. Thiết kế hệ thống điều khiển
2.2.2.1. Xây dựng cấu hình điều khiển
Hệ thống điều khiển có thể xây dựng theo các phương án:
1. Xây dựng hệ điều khiển chung cho toàn bộ hệ thống.
2. Phân chia chức năng và xây dựng các bộ điều khiển theo chức năng công nghệ, thực hiện
nối mạng với máy tính.
Đối với hệ thống trong đề tài chúng tôi lựa chọn phương án 2 vì những lý do sau:
- Tổ chức điều khiển theo chức năng có ưu thế cho các chức năng hoạt động cục bộ, thích
hợp với dây chuyền điều khiển theo mẻ và tiết kiệm năng lượng.
- Thuận tiện cho việc bảo hành, sửa chữa và vận hành khai thác hệ thống.
Cấu hình điều khiển được xây dựng trên các PLC S7-200 SIMATIC Siemens. Hệ thống
gồm 4 mảng điều khiển như hình 2.6.

Hình 2.6. Cấu hình trung tâm điều khiển cho dây chuyền xử lý lông vũ phế thải

Trên hình 2.6. có 4 mảng điều khiển cho xử lý lối vào (Input Control –1), xử lý chính
(Main Control – 2), Trung hoà (Ouput Control – 3), sấy cô và liên quan (Ouput Control – 4).
Mỗi mảng chứa CPU S7-200 với 14 lối vào và 10 lối ra. Các khối vào/ra thông minh (khối
tương tự, đo nhiệt, áp suất, vào – ra số,…) được bổ sung tương ứng cho từng chức năng điều
khiển. Các CPU được nối mạng PPI với máy tính thông qua cáp chuyển đổi PPI-PC
(RS485/RS 232).
PC/PPI Cable
RS232/RS485
PC

214-1BD21-0XB0
214-1BD21-0XB0
SIEMENS
SIEMENS
SIEMENS
SIEMENS
INPUT CONTROL-1
MAIN CONTROL-2
OUTPUT CONTROL-3
OUTPUT CONTROL-4
SIMATIC
SIMATIC
SIMATIC
SIMATIC
S7-200
S7-200
S7-200
S7-200
1M
1M
1M
1M
1L
1L
1L
1L
.0
.0
.0
.0

.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.3
.4
.4
.4
.4
.4
.4
.4
.4

.7
.7
I0
I0
I0
I0
Q0
Q0
Q0
Q0
I1
I1
I1
I1
Q1
Q1
Q1
Q1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

0.5
0.5
0.6
0.6
0.6
0.6
0.7
0.7
0.7
0.7
1.0
1.0
1.0
1.0
1.1
1.1
1.1
1.1
1.2
1.2
1.2
1.2
1.3
1.3
1.3
1.3
1.4
1.4
1.4
1.4

3L
3L
0.7
0.7
0.7
0.7
1.0
1.0
1.0
1.0
1.1
1.1
1.1
1.1
N
N
N
N
L1
L1
L1
L1
AC
AC
AC
AC
TERM
TERM
TERM
TERM

M
M
L+
L+
L+
L+
M0
M0
M0
M0
V0
V0
V0
V0
I0
I0
I0
I0
T-S EL E C TO R
T-S EL E C TO R
T-S EL E C TO R
T-S EL E C TO R
VIELINA
VIELINA
VIELINA
VIELINA

16
Trạng thái hệ thống được theo dõi trên màn hình máy tính. Các điều khiển có thể gửi từ
máy tính xuống bộ điều khiển chức năng.


17

Hình 2.8. Sơ đồ khối chi tiết hệ xử lý lối vào
IBOX-2
IBOX-1
IBOX-5
IBOX-8
IBOX-11
BỒN HOÁ
CHẤT S1
ITK-2
ILV-2L
Prog.
Prog.
Prog.
Man
Man
Man
AC
AC
AC
Prog.
Prog.
Prog.
ILV-5H
ILV-8H
ILV-11H
ILV-5L
ILV-8L

IM-11
BỒN XỬ LÝ
LỐI VÀO
ITK-4
BỒN XỬ LÝ
LỐI VÀO
ITK-7
BỒN XỬ LÝ
LỐI VÀO
ITK-10
OUTPUT/ 9
INPUT / 18
IBOX-6
IBOX-9
IBOX-12
Man
Man
Man
~ 3
~ 3
~ 3
IP-2
IP-1
INPUT CONTROL-1
BỘ ĐIỀU KHIỂN
LỐI VÀO -1
CPU-224
I/O MODULES
AC
AC

bồn XL lối vào
~ 3
~ 3
~ 3
AC
AC
AC
Bơm nước cho
các bồn XL lối
vào
BỒN NƯỚC
ITK-1
ILV-2H
Man
Man
Man
IM-4
IM-7
IM-10
WFS
WFS
WFS
WFS
WFS
WFS
WFS
WFS
WFS
Bơm nguyên
liệu từ bồn XL

- Đặt thời gian khuấy trên tủ ĐK IBOX-2, Nhấn nút MỞ - điều khiển khuấy bằng tay.
- Dung dòch S1 đã được chuẩn bò.

2. Bơm hoá chất vào bồn xử lý lối vào:
- Nạp lượng liệu quy đònh đã xay nghiền vào bồn xử lý lối vào đã chọn. – ITK-x (x=4:12).
- Mở van hoá chất lối vào bồn này.
- Tra bảng tính lưu lượng bơm đònh liều.
- Đặt thời gian bơm hoá chất S1 trên tủ ĐK IBOX-2, Nhấn MỞ - điều khiển bơm bằng tay.
Trong chế độ tự động, có thể điều khiển bơm khi nhấn nút từ PLC hoặc từ máy tính.
- Kết thúc bơm, khoá van hoá chất cho bồn xử lý lối vào.
START
Xác lập thông số
ĐK bơm hoá chất ĐK khuấy
Điều khiển bơm nước Điều khiển lối ra
Dừng bơm nước Dừng bơm ra
Dừng bơm hoá chất Dừng khuấy
ILV-xH t= t
t= t
Đọc trạng thái hệ xử lý lối vào:
- Mức bồn nước ILV-1H,ILV-1L
- Mức bồn hoá chất ILV-2H, ILV-2L
- Mức 9 bồn xử lý lối vào ILV-XH, ILV-xL
- Mức 2 bồn đun sôi ILV13-H/L -14H/L
- Trạng thái điện lưới 3 pha
?
ILV-13H
ILV-14H
????
yes yes yes yes yes
no no no no