ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, ngày … tháng 01 năm 2009
Giáo viên hướng dẫnNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 1 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
thầy Đỗ Quang Huy để chúng em có thể hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 2 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chúng em cũng xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong khoa
Điện - Điện Tử trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên đã dạy bảo và truyền đạt những
kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt những năm học tại trường.
Xin chân thành cám ơn những người bạn ĐK2, những người thân đã giúp đỡ
động viên trong quá trình học tập và thực hiện đồ án.
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn!
Hưng Yên, ngày 06 tháng 01 năm 2009
Nhóm sinh viên thực hiện
Phạm Thị Thu
Ứng Thị Thanh Thủy
MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1
1
1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1
LỜI CẢM ƠN 2
DANH MỤC BẢNG BIỂU 5
DANH MỤC HÌNH VẼ 6
LỜI NÓI ĐẦU 7
CHƯƠNG I 9
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN BIA
RƯỢU - NƯỚC GIẢI KHÁT HÀ NỘI 9
2.5.2.Khởi động Alarm Logging 65
2.5.3.Khởi động System Wizard 65
2.5.4. Thiết lập thông báo 66
2.6. Lập trình C cho WinCC 70
2.6.1. Môi trường phát triển những đoạn chương trình C 70
2.6.2. Soạn thảo Action trong Graphics Designer 70
2.6.3.Global Script WinCC 72
2.6.4.Sự khác nhau giữa Function và Action 73
2.6.5.Các thủ tục hay sử dụng khi lập trình 74
2.6.6.Một số hàm hay sử dụng trong chương trình 74
2.6.7.Các hàm điều khiển 75
2.6.8.Các hàm xử lý tính toán 75
2.6.9.Các hàm tính toán trên bit 75
2.6.10.Các toán tử logic 76
CHƯƠNG III 76
XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG CHIẾT
BIA, DẬP NẮP VÀ ĐÓNG KEG BIA CỦA CÔNG TY CỔ PHẨN BIA RƯỢU,
NƯỚC GIẢI KHÁT HÀ NỘI 76
3.1. Yêu cầu công nghệ 77
3.1.1.Công nghệ chiết chai và dập nắp(Giao diện 1) 77
3.1.2.Công nghệ đóng keg bia 78
3.2. Chương trình điều khiển 82
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 4 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.2.1 Lưu đồ thuật toán 82
3.2.2 Sơ đồ mạch điện 85
3.2.3. Chương trình điều khiển 90
3.2.3. Chương trình PLC 91
3.2.4. Chương trình điều khiển và giám sát với WinCC 91
Hình 2.4. Cấu trúc của Graphics Designer 52
Hình 3.1: Hệ tọa độ OXY mô tả hoạt động của tay máy 79
Hình 3.2: Sơ đồ băng tải 80
Hình 3.3: Tay kẹp chai 81
Hình 3.4 : Lưu đồ thuật toán tại giao diện 1 83
Hình 3.5 : Lưu đồ thuật toán cho giao diện 2 84
Hình 3.6: Sơ đồ mạch nguồn 85
Hình 3.7: Sơ đồ mạch động lực 85
Hình 3.8 :Sơ đồ mạch thu phát của cảm biến quang 86
Hình 3.9: Mạch khí nén điều khiển Xylanh cho việc dập nắp 87
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 6 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 3.10: Mạch điều khiển Xylanh cho gắp bia 87
Hình 3.11 Mạch điều khiển kết nối PLC 89
Hình 3.12 : Giao diện chiết bia vào chai 95
Hình 3.13: Giao diện đóng keg bia 96
Hình 3.14 : Giao diện cảnh báo 97
Hình 3.15 : Giao diện Tag Logging 98
LỜI NÓI ĐẦU
Trong bối cảnh thế giới đang thay đổi mạnh, từ khi đất nước tiến hành đổi mới
chúng ta từng bước tiếp cận với những công nghệ hiện đại của thế giới trong nhiều lĩnh
vực trong đó có điều khiển và tự động hóa. Nhưng do điều kiện phát triển của đất nước
còn chậm so với các nước tiên tiến nên việc đi tắt đón đầu những công nghệ mũi nhọn
là cần thiết nhằm tạo tiền đề để đất nước ta bắt kịp tốc độ phát triển của họ vào những
năm đầu thế kỷ này. Cũng trên tinh thần đó Đảng và nhà nước ta đã có đủ chủ trương
khuyến khích phát triển TĐH và coi đây là một ngành mũi nhọn trong công cuộc hiện
đại hóa đất nước.
Tự động hóa quá trình sản xuất ngày càng có một vị trí quan trọng trong sản
xuất và đời sống. Đặc biệt do sự phát triển của kỹ thuật điện tử, tin học cùng với sự lớn
sử dụng PLC và Wincc“.
Trong bản thuyết minh chung em đã hoàn được những nội dung sau:
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 8 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chương I: Tổng quan về công nghệ sản xuất bia của công ty cổ phần bia rượu- -
nước giải khát Hà Nội.
Chương II: Tổng quan về Wincc
Chương III: Xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển cho hệ thống chiết bia, dập
nắp và đóng keg bia của công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội.
Chương IV: Tổng kết, kiến nghị, hướng phát triển của đề tài
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA CỦA
CÔNG TY CỔ PHẦN BIA RƯỢU - NƯỚC GIẢI KHÁT
HÀ NỘI
1.1.Giới thiệu về công ty
1.1.1.Giới thiệu chung.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 9 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.1: Công ty bia – rượu nước giải khát Hà Nội.
Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội thành lập theo quyết định số
73/2003/QĐ – BCN ngày 16/5/2003 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp; là Tổng công ty
Nhà nước tổ chức và hoạt động theo mô hình công ty mẹ - công ty con. Với bí quyết
công nghệ duy nhất – truyền thống trăm năm, cùng với hệ thống thiết bị hiện đại, đội
ngũ CBCNVC lành nghề, có trình độ, tâm huyết, các sản phẩm của Tổng công ty đã
nhận được sự mến mộ của hàng trăm triệu người tiêu dùng trong nước cũng như quốc
tế. Thương hiệu Bia Hà Nội ngày hôm nay được xây dựng, kết tinh từ nhiều thế hệ, là
niềm tin của người tiêu dùng, niềm tự hào thương hiệu Việt.
1.1.2.Các sản phẩm kinh doanh chủ yếu của công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà
+ 1kg nguyên liệu thu được 6.451 dịch 10
0
BX
- Mục đích:
Đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự
xâm nhập của nước vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình
đường hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn.
- Yêu cầu của quá trình nghiền:
Vỏ hạt được cấu tạo chủ yếu từ xenluloza, linhin, các hợp chất polyphenol,
khoáng chất, một ít pentozan, các chất mầu và chất đắng. Sự có mặt của các chất hòa
tan này trong dung dịch đường sẽ làm cho bia có vị đắng và chát khó chịu. Nếu vỏ
nghiền càng nhỏ thì các chất đắng và chát này càng dễ hòa tan vào dịch đường. vì vậy
quá trình nghiền càng bảo toàn nguyên vỏ bao nhiêu thì càng tốt bấy nhiêu.
Ngoài ra, quá trình lọc hiệu quả là nhờ lớp màng lọc. Lớp lọc có bộ khung là các lớp
vỏ trấu. Nếu vỏ trấu quá bé, độ xốp nhỏ thì độ dài đường lọc sẽ ngắn, khả năng lọc
kém, dẫn đến hiệu quả của quá trình lọc kém. Vì vậy cần nghiền ở mức độ phù hợp.
Mức độ nghiền phù hợp phụ thuộc cấu trúc malt, tức là phụ thuộc vào độ nhuyễn, độ
“đồ hóa” của hạt ở giai đoạn ươm mầm. Ngoài ra còn phụ thuộc phương pháp và thiết
bị lọc bã. Tóm lại, yêu cầu chung là phải thu nhận được nhiều chất hòa tan nhất, đồng
thời thể tích bột và bã malt cũng đạt giá trị cao nhất trong điều kiện có thể.
Nghiền gạo
- Yêu cầu gạo nguyên liệu:
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 13 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Độ ẩm w= 14 - 14.5%
+ Từ 1kg gạo thu nhận được 8.51 dung dịch đường 10 - 10.5
0
Bx
- Mục đích:
Lọc dịch đường
- Mục đích
Tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của quá trình công
nghệ, còn pha rắn-phế liệu phải loại bỏ ra ngoài.
- Nguyên tắc lọc
Sử dụng sự chênh lệch áp suất giữa phía trên và phía dưới màng lọc, dịch đường
sẽ tự chảy qua lớp lọc ra ngoài.
- Tiến hành
Dịch bơm vào lọc có nhiệt độ 78
o
C, được ủ trong 10 phút, sau đó tiến hành lọc.
Khoảng 500l dịch lọc đầu được cho hồi lơu vì lúc này lớp lọc chưa đủ dày, dịch lọc
chưa trong. Sau 500l đầu mới bắt đầu thu dịch. Sau 1 tiếng thì hết dịch đầu và bắt đầu
rửa bã bằng nước nóng 75
o
C. Tiến hành rửa 3 lần, mỗi lần 4m
3
nước. Qua trình rửa kết
thúc khi nồng độ đường trong nước rửa bã còn 1-1,5%. Thời gian 1 mẻ lọc là 2 tiếng
rưỡi.
Đun sôi dung dịch đường với houplon
- Mục đích
Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các
thành phần khác của hoa houplon vào dịch đường ngọt để biến đổi nó thành dịch
đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa, đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan
của bia.
Polyphenol làm kết lắng các hợp chất protein cao phân tử, kéo các cặn lắng li ti
trong dịch đường kết lắng theo, làm cho độ bền keo của dịch đường tăng và thành phần
sinh học của nó được ổn định.
Polyphenol, chất đắng, các chất chứa nitơ là các chất tạo sức căng bề mặt có
giảm nhiệt độ của dịch đường để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bão hòa oxy cần thiết
cho giai đoạn lên men.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 16 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Tiến hành
Làm lạnh nhanh bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Dùng tác nhân là glycol
làm lạnh nước, sau đó dùng nước lạnh để làm lạnh dịch đường. Glycol được thu lại để
hồi lưu. Nước nóng cũng được thu lại cho quá trình nấu tiếp theo hoặc CIP.
Thiết bị trao đổi nhiệt làm lạnh nước có nhiệt độ nước vào 28
o
C, nước ra ở 2-
4
o
C. Nhiệt độ glycol vào -5 đến -2
o
C, ra ở nhiệt độ 5-7
o
C.
Làm lạnh dịch đường: dịch vào ở 70-75
o
C, dịch ra đối với bia Hà Nội là 9,5
o
C,
đối với bia hơi là 14
o
C.
Bão hòa O
2
cho dịch đường
men phụ 7 ngày. Đối với sản phẩm bia chai thời gian lên men chính lâu hơn.
Mật độ tế bào nấm men ban đầu: 14-25 triệu tế bào/ml. Tỉ lệ tế bào nấm men
sống sót trước khi đi lọc nhỏ hơn 5 triệu tế bào/ml.
- Mục đích
+ Lên men chính: chuyển các chất đường, dextrin phân tử lượng thấp thành
rượu etylic, CO
2
và một số sản phẩm phụ khác theo yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản
phẩm. Chất hòa tan của dịch đường bị biến đổi về tính chất và số lượng. Sản phẩm của
quá trình lên men chính là bia non. Bia non đục, có mùi vị đặc trưng, không thích hợp
cho giải khát, có hàm lượng diaxetyl cao, gây đau đầu cho người uống.
+ Lên men phụ: lên men tiếp một phần đường còn sót lại trong bia non để tạo
CO
2
bão hòa trong bia, hoàn thiện hương vị của bia, giảm sản phẩm phụ và lắng trong
bia.
- Tiến hành:
+ Quy trình nhận nước nha từ nhà nấu
+ Mỗi tank lên men 150m
3
nhận 6 mẻ nấu, tank 97m
3
nhận 4 mẻ nấu. Với tank
150m
3
thì dịch vào lên men gồm 5 mẻ dịch đường và 1 mẻ nước:
Mẻ 1, 2, 3 nấu theo công thức chuẩn
Mẻ 4: lấy khoảng 21800l nước 78
o
C và 1l H
+ Lên men phụ
Khi Bx dịch lên men đạt 5-5,4 thì chuyển chế độ lên men phụ, hạ lạnh để rút
men. Đặt nhiệt độ 5
o
C, thời gian hạ là 24h. Đặt áp suất cho tank lên men 0,9-1at. Mở
máy lạnh giai đoạn này dùng van 2, van 3 của tank. Khi nhiệt độ đạt 5
o
C thì rút men
tốt, tank vào bảo quản. Trong quá trình này, CO
2
sinh ra được hòa tan vào trong bia,
một số kết tủa protit lắng xuống kéo theo lượng nhựa đắng, các este tạo thành hoàn
thiện hương vị bia.
+ Giai đoạn hạ lạnh 2
o
C và ủ chín
+ Hạ nhiệt độ từ 5
o
C xuống 1
o
C (giai đoạn này mở lạnh dùng cả 3 van lạnh của
tank)
+ Đặt nhiệt độ máy tính 2
o
C
+ Cứ 2 ngày xả men 1 lần, giữ nhiệt độ khoảng 1-2
o
C trước lọc 48h
+ Hạ nhiệt độ tank xuống 0,5
o
Lọc trong bia để tách bỏ hết các loại kết tủa, đặc biệt là kết tủa lạnh, làm ổn định
và tăng độ bền vững sinh học, hóa học cho bia.
- Tiến hành
Sau quá trình lên men phụ, mở cả 3 van lạnh của tank lên men để hạ nhiệt độ
dịch xuống 0-2
o
C rồi bơm đi lọc. Quá trình lọc được tiến hành trên máy lọc khung bản.
Có 2 máy lọc. Một máy có 24 khung, năng suất 5m
3
/h, máy còn lại có 17 khung, năng
suất 3m
3
/h. Các tấm lọc khi lọc được 22000l bia thì phải thay. Sử dụng bột trợ lọc
diatomit với lượng 1,2kg/1000l bia đi lọc. Với bia chai cho thêm chất bảo quản
polyclar trong quá trình lọc với lượng 3kg/7000l bia. Tiến hành lọc ở nhiệt độ 0-2
o
C.
Áp suất trước lọc = 3,3 - 3,5 bar, áp suất sau lọc = 2,1-2,2 bar. Tổng thời gian lọc là
2,5h.
Bão hòa CO
2
Trong quá trình qua bơm, lọc, bia bị mất 1 phần CO
2
. Mặt khác quy trình lên
men chưa đủ lượng CO
2
theo yêu cầu, do vậy phải nạp thêm cho đủ.
Chiết bock
Bia hơi trước khi đóng bock phải được kiểm tra chất lượng. Nạp CO
2
chất lượng sản phẩm. Chai sau khi rửa phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Chai phải sach về mặt hóa lý và đảm bảo về mặt an toàn vi sinh
+ Giảm đến mức tối thiểu tiêu hao năng lượng và nước
+ Giảm việc sử dụng hóa chất
+ Giảm thiểu sự ảnh hưởng tới môi trường
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 21 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Để đạt được những mục đích này, cần phải thực hiện đầy đủ và hợp lý các giai
đoạn ngâm và phun tia trong ngoài chai, định lượng chính xác lượng hóa chất cần
dùng, tận thu những năng lượng sử dụng, thường xuyên kiểm tra chất lượng chai sau
khi rửa để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
- Kiểm tra chai rỗng
Kiểm tra nhằm loại bỏ các chai không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật (chai bẩn, dính
dầu mỡ, ximăng, sứt mẻ, xước, còn lẫn nước, xút….) để đảm bảo chất lượng của sản
phẩm, tránh lãng phí sản phẩm, lãng phí sức lao động, đảm bảo an toàn cho máy chiết
chai. Trước máy soi chai rỗng có bộ phận soi chai thủ công, nhằm loại bớt những chai
không đủ tiêu chuẩn có thể nhận thấy bằng mắt thường để giảm tải cho máy soi chai
rỗng.
- Chiết chai
Quá trình chiết ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm thể hiện ở thời gian bảo
quản và khả năng ổn định của bia. Do đó khi chiết cần đảm bảo giữ được chất lượng
sản phẩm sau khi chiết. Đối với bia, điều đầu tiên cần quan tâm là phải chiết đẳng áp,
sản phẩm chảy vào chai được dẫn tới sát đay hoặc chảy theo thành chai xuống tránh
làm xáo trộn sản phẩm.
Sự tiếp xúc của sản phẩm với oxy không khí sẽ dẫn tới những ảnh hưởng xấu,
vì vậy cần phải đẩy hết không khí ra ngoài bằng cách hút chân không trước khi tạo áp
suất đối. Hoặc là cho bia sủi bọt đẩy không khí ở chỗ trống sau khi chiết ra khỏi chai.
Việc nén CO
2
trùng, tránh đổ vỡ, mắc kẹt và thường xuyên kiểm tra nhiệt độ trên bảng điều khiển,
nếu có sự bất thường phải báo cáo ngay cho người có trách nhiệm.
- Dán nhãn và in hạn sử dụng
Đây là một khâu quan trọng để hoàn thiện sản phẩm. Nhãn hiệu hang hóa thể
hiện trình độ sản xuất, chất lượng sản phẩm, quy cách, chủng loại cũng như thương
hiệu của mỗi doanh nghiệp. Vì vậy người vận hành máy phải thường xuyên kiểm tra
chất lượng chai đã được dán nhãn cũng như máy in phun.
1.2.2 Các thiết bị
Máy nghiền
- Máy nghiền malt
Máy nghiền malt có 2 cặp trục điều khiển bằng khí nén pittông đẩy sát vào
nhau và nghiền malt bằng lực ép nên vỏ trấu không bị vụn, đáp ứng được yêu cầu công
nghệ. Hai trục nghiền trong một cặp chuyển động ngược chiều nhau để tạo ra lực nén.
Đôi trục thứ nhất tạo khoảng cách giữa 2 trục lớn hơn đôi trục thứ hai. Có phễu nạp
liệu để đổ nguyên liệu vào. Trong phễu nạp liệu có một tấm chắn để điều chỉnh lượng
nguyên liệu vào máy. Các trục quay được nhờ một động cơ. Máy sản xuất tại Đức.
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 23 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Máy nghiền gạo
Máy nghiền gạo có một cặp trục. Điều khiển khoảng cách 2 trục bằng vít quay
tay. Vì máy này nghiền cả gạo và malt lót nên thường xuyên phải điều chỉnh khoảng
cách trục. Khi nghiền malt thì khoảng cách trục lớn hơn để không làm vỡ vụn vỏ malt.
Khi nghiền gạo khoảng cách trục nhỏ hơn vì gạo được nghiền càng nhỏ càng tốt. Máy
có phễu nạp liệu và tấm chắn để điều chỉnh lượng nguyên liệu. Các trục quay được nhờ
một động cơ. Máy được sản xuất tại Trung Quốc.
Hệ thống thiết bị của nhà nấu
- Nồi hồ hóa
Nồi hồ hóa là nồi 2 vỏ. Gạo và nước được cấp vào ở phía trên, qua van phối
trộn. Hơi được cung cấp qua van hơi vào khoang hơi giữa hai lớp vỏ để đun nguyên
Các thông số kỹ thuật:
+ Thể tích: 27m
3
+ Thân: 1800mm
+ Đường kính trong: 4100mm
+ Đường kính ngoài: 4300mm
+ Chóp trên: 707mm
+ Đáy dưới lớp lọc: 400mm
+ Ống thoát hơi: 600mm
+ Chiều cao cánh đảo: 1322mm
- Nồi nấu hoa
Nồi nấu hoa là nồi 2 vỏ, cung cấp nhiệt bằng ống chùm. Bơm dịch đường vào nồi
từ dưới lên. Hoa được cho vào qua cửa vệ sinh ở phía trên. Dịch đi bên ngoài ống
nhiệt, hơi đi bên trong ống. Dịch sôi đẩy dần lên phía trên. Nồi có thiết bị nón chụp để
ngăn không cho dịch sôi trào lên nhưng quá trình sôi vẫn có thể diễn ra mạnh mẽ để
triết ly hết các chất trong hoa.
Các thông số kỹ thuật:
+ Thể tích: 29m
3
GVHD : Đỗ Tuấn Khanh 25 SVTH : Phạm Thị Thu
Đỗ Quang Huy Ứng Thị Thanh Thủy
Copyright: Tài liệu đại học ©