Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Một trong nhưng nội dung quan trọng của cuộc cách mạng trên toàn cầu nói chung
và với việc công nghiệp hoá hiện đại hoá nước ta nói riêng đó chính là tự động hoá trong
quá trình sản xuất.Nó nhằn tăng năng suất lao động,sản xuất ra nhiếu sản phẩm hơn,cải
thiện và nâng cao đời sống con người,giảm sức lao động cho con người một cách đáng
kể.Hiện nay nước ta đang ứng dụng tự động hoá vào rất nhiều ngành,một trong những
ngành cần thiết đó chính là ngành xử lý nước thải công nghiệp.Với việc ứng dụng tự
động hoá vào ngành xử lý nước thải đã làm cho môi trường Việt Nam cũng như môi
trường thế giới ngày càng được cải thiện nhiều hơn.Trong đồ án này en nghiên cứu và
thiết kế mạng Profibus DP cho hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy xử lý nước thải
Thụy Vân khu công nghiệp thành phố Việt Trì.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Phan Cung, cô giáo Phan Thị Huyền Châu
và các thầy cô trong bộ môn Tự Động Hóa của trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã
giúp em hoàn thành đúng tiến độ đồ án.Trong quá trình làm đồ án nếu em có gì sai sót
mong thầy cũng như cô thông cảm và bỏ qua cho em.Em xin chân thành cảm ơn thầy cô.
Hà nội ngày 28 tháng 5 năm 2008
Sinh viên
Nguyễn Đức Cường
1
Lời nói đầu
Chương 1 : Công nghệ xử lý nước thải công nghiệp
1.1. Sự ô nhiễm môi trường nước
1.1.1. Tìm hiểu về sự ô nhiễm nước
Nước tự nhiên là nước được hình thành cả số lượng và chất lượng dưới ảnh hưởng
của các quá trình tự nhiên,không có tác động của nhân sinh.Do tác động của nhân sinh
nước tự nhiên bị nhiễm bẩn bởi các chất khác nhau dẫn đến kết quả là làm ảnh hưởng đến
chất lượng của nó.
Các khuynh hướng thay đổi chất lượng của nước dưới nảh hưởng các hoạt động của
con người bao gồm:
-Giảm độ pH của nước ngọt do ô nhiễm bởi H

-Giảm độ trong nước.Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự nhiên do các
nguyên tố phóng xạ.
Các chỉ tiêu quan trọng của nước cần được xem xét trong cấp nước là độ pH,độ
trong,độ cứng,hàm lượng sắt,mângn và các chỉ số coli.
Các tính chất đặc trưng của nước thải gồm:pH,hàm lượng chất rắn,nhu cầu õy sinh
hoá BOD(Biochemical Oxygen Demand)hoặc nhu cầu oxy hoá học COD(Chemical
Oxygen Demand),các dạng nitơ,photpho,dầu mỡ,mùi,màu,các kim loại nặng trong nước
thải công nghiệp
Việc nước thải chỉ qua xử lý bằng phương pháp thông thường đã đẩy nhanh quá trình
phì dưỡng do sự phát triển bùng nổ của tảo và các thực vật khác,làm giảm chất lượng
nước,cản trở việc sử dụng lại nước và các hoạt động nghỉ ngơi giải trí.Do đó ngày nay đã
phát triển và ứng dụng thêm các phương pháp xử lý cấp ba vào các dây chuyền xử lý
nước thải.
1.1.2. Một số thông số quan trọng của nước thải:
2
Lời nói đầu
1.1.2.1. Hàm lượng chất rắn :
Tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trưng quan trọng nhất của nước thải.Nó bao
gồm các chất rắn nổi,lơ lửng keo và tan.Do đó khi phân tích,tổng chất ranứ được xác định
là phần còn lại sau khi cho bay hơi mẫu nước hoặc nước thải trên bếp cách thủy,tiếp đó
sấy khô ở nhiệt độ 103
0
C cho tới khi trọng lượng không đổi.Hàm lượng các chất rắn lắng
được là những hạt rắn sẽ lắng xuống đáy bình hình côn trong 60phút,được tính bằng
ml/l.Chỉ tiêu này cho phép đo gần đúng lượng bùn sẽ được khử trong lắng sơ cấp.Theo
kích thước của hạt rắn,tổng chất rắn được phân thành các loại:chất rắn lơ lửng,chất rắn
keo và chất rắn tan.
1.1.2.2.Hàm lượng oxy hoà tan DO(Dissolved oxy gen) :
Một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nước là hàm lượng oxy hoà tan,vì oxy
không thể thiếu được đối với tất cả các sinh vật sống trên cạn cũng như dưới nước.Oxy

Chất lượng về mặt vi sinh của nước thường được biểu thị bằng nồng độ của vi khuẩn
chỉ thị - đó là những vi khuẩn không gây bệnh và về nguyên tắc đó là nhóm trực
khuẩn.Thông số được sử dụng rộng rãi nhất đó là chỉ số coli.Nước thải sinh hoạt chưa
qua xử lý thường chứa trên 3 triệu coli/100 ml.Các tiêu chuẩn nước uống thường định rõ
sự an toàn vệ sinh bằng một phương pháp xét nghiệm xác định mà không phát hiện ra ở
mức trung bình và không vượt quá 1 coliform/100 ml.
1.1.3. Nước thải sinh hoạt :
Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn,tuỳ thuộc vào mức sống và
các thói quen của người dân,có thể ước tính bằng 80% lượng nước được cấp.Ở Mỹ và
Canada là nơi có nhu cầu cấp nước nên lượng nước thải thường tới 200 – 400
l/người.ngày(số liệu 1979).Giữa lượng nước thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị
bằng các chất lắng hoặc BOD
5
có một mối tương quan nhất định.Đặc trưng củ nước thải
sinh hoạt là thường chứa nhiều tạo chất với nhau,trong đó khoảng 52% là chất hữu
cơ,48% là chất vô cơ và vi sinh vật.Phần lớ các vi sinh vật trong nước thải thường ở dạng
các virut và vi khuẩn lây bệnh như tả.lỵ,thương hàn Đồng thời trong nước thải cũng
chứa các vi khuẩ không có hại có tác dụng phân huỷ các chất thải.
1.1.4.Nước thải công nghiệp :
Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là một loại nguyên liệu thô,phương tiện
sản xuất và phục vụ cho các mục đích truyền nhiệt.Nước cấp cho sản xuất có thể lấy từ
mạng cấp nước sinh hoạt chung hoặc lấy trực tiếp từ nguồn nước ngầm hay nước mặt nếu
xí nghiệp có hệ thống xử lý nước riêng.Nhu cầ về cấp nước và lượng nước thải trong sản
xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố.Lưu lượng nước thải của các xí nghiệp công nghiệp
được xác định chủ yếu bởi đặc tính sản phẩm được sản xuất.
Ngoài ra trình độ công nghệ sản xuất và khối lượng sản xuất của xí nghiệp cũng có ý
nghĩa quan trọng.Lưu lượng tính cho một đơn vị sản phẩm có thể khác nhau.Lưu lượng
nước thải sản xuất lại dao động rảt lớn.Bởi vậy các số liệu nêu trong tài liệu thường
không ổn định và ở nhiều xí nghiệp lại có khả năng tiết kiệm lượng nước cấp do sử dụng
hệ thống tuần hoàn trong sản xuất.

là khử BOD.Đó là các quá trình :hoạt hoá bùn,lọc sinh học hay oxy hoá sinh học trong
các hồ và phân huỷ yếm khí.Tất cả các quá trình này đều sử dụng khả năng của các sinh
vật chuyển hoá chất thải hữu cơ về dạng ổn định và năng lượng thấp.
- Xử lý cấp III thường gồm các quá trình : vi lọc,kết tủa hoá học và đông tụ,hấp thụ
bằng than hoạt tính,trao đổi ion,thẩm thấu ngược,điện thấm tích,các quá trình khử chất
dinh dưỡng,clo hoá và ozon hoá.
Nhìn chung tất cả các phương pháp và quá trình xử lý nước thải đều dựa trên cơ sở
các quá trình vật lý,hoá học và sinh học.Các hệ thống xử lý chất thải được thiết lập
thường bao gồm hàng loạt các quá trình trên kết hợp theo trật tự công nghệ tuỳ thuộc vào
đặc tính nước thải,tiêu chuẩn dòng ra và các điều kiện cụ thể khác.
1.2.2.Làm sạch nước thải bằng các phương pháp cơ học :
5
Lời nói đầu
Nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt thường chứa các chất tan và không tan
ở dạng hạt lơ lửng.Các tạp chất lơ lửng có thể ở dạng rắn và lỏng, chúng tạo với nước
thành hệ huyền phù.
Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải,thường người ta sử dụng các quá trình thuỷ
cơ : lọc qua song chắn hoặc lưới,lắng dưới tác dụng của lực trọng trường hoặc lực ly tâm
và lọc.Việc lựa chọn phương pháp xử lý tuỳ thuộc vào kích thước hạt,tính chất hoá
lý,nồng độ hạt lơ lửng,lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết.
1.2.2.1.Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn :
Đây là bước xử lý sơ bộ,mục đích của quá trình là khử tất cả các tạp vật có thể gây ra
các ự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm,đường ống
hoặc kênh dẫn.Trong xử lý nước thải đô thị,thường dùng các song chắn để lọc nước và
dùng máy nghiền nhỏ các vật bị giữ lại.Còn trong xử lý nước thải công nghiệp người ta
dùng thêm lưới chắn.
- Song chắn
Nước thải đưa tới công trình làm sạch trước hết phải qua song chắn rác.Tại song
chắn,các tạp vật thô như giẻ, rác,vỏ đồ hộp,các mẩu đá,gỗ và các vật thải khác được giữ
lại.Song chắn có thể đặt cố định hoặc di động,cũng có thể là tổ hợp cùng với máy nghiền

tạo thành các chất rắm,trong đó có các chất đông tụ.Những quá trình này sẽ làm ảnh
hưởng tới hình dạng và kích thước hạt,gây phức tạp cho việc thiết lập qui luật thực của
quá trìng lắng.
b. Bể lắng cát :
Bể lắng cát thường được thiết kế để tách các tạp chất rắn vô cơ không tan có kích
thước từ 0,2 đến 2mm ra khỏi nước thải.Điều đó đảm bảo cho các thiết bị cơ khí không
bị cát,sỏi bào mòn,tránh tắc các đường ống dẫn và các ảnh hưởng xấu cùng việc tăng tải
lượng vô ích cho các thiết bị xử lý sinh học.
c. Các lọai bể lắng :
Các bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt rắn nhỏ hơn 0,2m m.Bể lắng có nhiều loại khác
nhau và hiện thông dụng hơn là các bể lắng liên tục.Bùn lắng được tách ra khỏi nước
ngay sau khi lắng,có thể bằng phương pháp thủ công hoặc cơ giới.
Quá trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau : lưu lượng nước thải,thời gian
lắng ,khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn lơ lửng,tải lượng thuỷ lực,sự keo tụ
các hạt rắn,vận tốc dòng chảy trong bể,sự nén bùn đặc,nhiệt độ của nước thải và kích
thước bể lắng.
- Bể lắng ngang : có thể được làm bằng các vật liệu khác nhau như bê tông,bê tông
cốt thép,gạch hoặc bằng đât tuỳ vào kích thước, yêu cầu của quá trình lắng và điều kiện
kinh tế.Bể lắng có thể chia ra làm 4 vùng :
+ Vùng nước thải vào : có chức năng phân phối đều dòng nước thải vào bể lắng theo
toàn bộ tiết diẹn cắt ngang dòng chảy,sao cho không có hiện tượng xoáy ở vùng lắng.
+ Vùng lắng : chiếm hầu hết thể tích bể,lắgn trong bùn này tuân theo định luật
stockes.Một yêu cầu rất quan trọng là duy trì điều kiện chảy dòng trong bể.
+ Vùng xả nước ra có chức năng tháo nước trong ra một cách ổn định
+ Vùng bùn cặn : cần được trang bị các phương tiện tháo bùn bằng phương pháp thuỷ
lực hay cơ khí.
Các bể lắng ngang thường có chiều sâu H từ 1,5 đến 4m,chiều dài bằng (8-12)H chiều
rộng kênh từ 3 đến 6 m.Để phân phối nước người ta thường chia bể thành nhiều ngăn
bằng vách ngăn.Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nướcthải trên
7

- Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt :
Trong các quá trình làm sạch nước thải thường phải xử lý một lưọng lớn nước,do đó
người ta không cần sử dụng các thiết bị lọc với áp suất cao mà dùng các bể lọc với lớp
vật liệu lọc dạng hạt.Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh,than cốc hoặc sỏi
nghiền,thậm chí cả than nâu,than bùn hoặc than gỗ.
- Thiết bị lọc chậm :
Người ta dùng bể lọc chậm để lọc nước thải không đông tụ.Tốc độ lọc trong các thiết
bị này phụ thuộc vào nồng độ chất rắn lơ lửng.Khi nồng độ các chất rắn nhỏ hơn 25mg/l
8
Lời nói đầu
có thể lấy tốc độ lọc bằng 0,2 đến 0,3m/h,còn khi nồng độ các hạt rắn lơ lửng bằng 25-30
mg/l thì tốc độ lọc sẽ chọn trong khoảng từ 0,1 đến 0,2m/h.
Ưu điểm của lọc chậm là có kha năng làm sạch cao.Nhược điểm của loại này là kích
thước lớn,giá thành cao,làm sạch bùn khó và phức tạp.
- Thiết bị lọc nhanh :
Bể lọc nhanh làm việc với kích thước hữu hiệu lớn hơn và hệ số đồng đèu nhỏ hơn so
với bể lọc chậm.Về kết cấu thiết bị lọc nhiều lớp rất ít khac biệt so với thiết bị lọc một
lớp,nhưng thiết bị loại này có năng suất lọc cao và thời gian lọc kéo dài.
1.2.3.Các phương pháp hoá lý :
1.2.3.1. Đông tụ và keo tụ :
Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được
các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hoà tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước
quá nhỏ.Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp lắng,cần tăng
kích thước củ chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập
hợp các hạt nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng.Việc khử các chất keo rắn bằng trọng
lượng trước hết đòi hỏi cần trung hoà điện tích của chúng,thứ đến là liên kết chúng với
nhau.Quá trình trung hoà điện tích thường gọi là quá trình đông tụ còn quá trình tạo thành
các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ.
1.2.3.2. Tuyển nổi :
Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất phân tán không

khác ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải.
Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau.Đó
có thể là chất rắn,hoặc một gel trương nở do dung moi hoặc thậm chí cả một chất
lỏng.Việc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm qua của các hợp chất
đó qua màng
1.2.3.6. Các phương pháp điện hoá :
Người ta sử dụng các quá trình oxy hoá cực anot và khử của catot,đông tụ điện để
làm sạch nước thải khỏi các chất hoà tan và phân tán.
Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi
qua nước thải.
Các phương pháp điện hoá cho phép lấy ra từ nước thải các sản phẩm có giá trị bằng
các sơ đồ công nghệ tương đối dơn giản và tự động hoá.Không cần sử dụng các tác nhân
hoá học.
Nhược điểm chính của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn.
Việc làm sạch nước thải bằng các phương pháp điện hoá có thể tiến hành gián đoạn
hoặc liên tục.
Hiệu suât của các phương pháp điện hoá được đánh giá bằng một loạt các yếu tố như
mật độ dòng điện,điện áp,hệ số sử dụng hữu ích điện áp,hiệu suất theo dòng,hiệu suât
theo năng lượng.
1.2.3.7. Các phương pháp hoá học :
a. Phương pháp trung hoà :
Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng 6,5
đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo.
10
Lời nói đầu
-Trộn lẫn nước thải với nước thải kiềm
-Bổ sung các tác nhân hoá học
-Lọc nước ãit qua vật liệu có tác dụng trung hoà
-Hấp thụ khí axít bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axít.
b. Phương pháp oxy hoá khử :

11
Lời nói đầu
Chương 2: Tìm hiểu chung về mạng truyền thông công nghiệp
2.1. Mạng truyền thông công nghiệp là gì ?
Sự phổ biến của cá giải pháp tự động hoá sử dụng hệ thống truyền thông số là kết quả
tổng hợp của các tiến bộ trong kỹ thuật vi điện tử,kỹ thuật máy tính,kỹ thuật thông tin và
đương nhiên cả kỹ thuật ự động hoá.Mạng truyền thông công nghiệp hay mạng công
nghiệp(MCN) là một khái niệm chung chỉ các hệ thông mạng truyền thông số,truyền bit
nối tiếp,được sử dụng để ghép nối các thiết bị công nghiệp.Các hệ thống truyền thông
công nghiệp phổ biến hiện nay cho phép liên kết mạng ở nhiều mức khác nhau,từ các
cảm biến,cơ cấu chấp hành dưới cấp trường cho đến các máy tính điều khiển,thiết bị quan
sat,máy tính điều khiển giám sát và các máy tính cấp điều hành xí nghiệp,quản lý công
ty.
Để thấy rõ phạm vi đề cập của lĩnh vực truyền thông công nghiệp,ta cần phân biệt với
các hệ thống mạng viễn thông và mạng máy tính.Về cơ sở kỹ thuật,mạng công nghiệp và
các mạng viễn thông có rất nhiều điểm tương đồng,tuy nhiên có những điểm khác biệt
sau :
- Mạng viễn thông có phạm vi địa lý và số lượng thành viên tham gia lớn hơn rất
nhiều,nên các yêu cầu kỹ thuật(cấu trúc mạng,tốc đọ truyền thông,tính năng thời gian
thực )rất khác,cũng như các phương pháp truyền thông thườn phức tạp hơn nhiều so với
mạng công nghiệp.
- Đối tượng của mạng viễn thông bao gồm cả con người và thiết bị kỹ thuật,trong đó
con người đóng vai trò chủ yếu.Vì vậy các dạng thông tin cần trao đổi bao gồm cả tiếng
nói,hình ảnh ,văn bản và dữ liệu.Đối tượng của mạng công nghiệp thuần tuý là các thiết
bị công nghiệp,nên dạng thông tin được quan tâm duy nhất là dữ liệu.Các kỹ thuật và
công nghệ được dùng trong mạng viễn thông rất phong phú,trong kỹ thuật truyền dữ liệu
theo chế độ bit nối tiếp là đặc trưng của mạng công nghiệp.
Mạng truyền thông công nghiệp thực chất là một dạng đặc biệt của mạng máy tính,có
thể so sánh với mạng máy tính thông thường ở những điểm giống nhau và khác nhau như
sau :

duy nhất.
- Tiết kiệm dây nối và công thiết kế,lắp đặ hệ thống:Nhờ cấu trúc đơn giản,việc thiết
kế hệ thống trở nên đễ dàng hơn nhiều.Một số lượng lớn cáp truyền được thay thế bằng
một đường duy nhất,giảm chí phí đáng kể cho nguyên vật liệu và công lắp đặt.
- Nâng cao độ tinh cậy và độ chính xác của thông tin : Khi dùng phương phá truyền
tín hiệu tương tự cổ điển,tác động của nhiễu dễ làm thay đổi nội dung thông tin mà các
thiết bị không có cách nào nhận biết.Nhờ kỹ thuật truyền thông số,không những thông tin
truyền đi khó bị sai lệch hơn,mà các thiết bị nối mạng còn có thêm khả năng tự phát hiện
lỗi và chuẩn đoán lỗi nếu có.Hơn thế nữa,việc bỏ qua nhiều lần chuyển đổi qua lại tương
tự-số và số-tương tự nâng cao độ chính xác của thông tin.
- Nâng cao độ linh hoạt,tính năng mở của hệ thống:Một hệ thống mạng chuẩn hoá
quốc tế tạo điều kiênj cho việc sử dụng các thiết bị của nhiều hãng khác nhau.Việc thay
thế thiết bị,nâng cấp và mở rộng phạm vi chức năng của hệ thống cũng dễ dàng hơn
nhiều.Khả năng tương tác giữa các thành phần được nâng cao nhờ cá giao diện chuẩn.
13
Lời nói đầu
- Đơn giản hoá /tiện lợi hoá việc tham số hoá,chuẩn đoán,định vị lỗi,sự cố các thiết
bị:Với một đường truyền duy nhất không những các thiết bị có thể trao đổi dữ liệu quá
trình mà còn có thể gửi cho nhau các dữ liệu tham số,dữ liệu trạng thái,dữ liệu cảnh báo
và dữ liệu chuẩn đoán.Các thiết bị có thể tích hợp khả năng tự chuẩn đoán,các trạm trong
mạng có khả năng tự cảnh báo lẫn nhau.
- Mở ra nhiều chức năng và khả năng ứng dụng mới của hệ thống:sử dụng mạng
truyền thông công nghiệp cho phép áp dụng các kiến trúc điều khiển mới như điều khiển
phân tán,điều khiển phân tán với các thiết bị trường,điều khiển giám sát hoặc chuẩn đoán
lỗi từ xa qua Internet,tích hợp thông tin của hệ thống điều khiển giám sát với thông tin
điều hành sản xuất và quản lý công ty.
2.3. Phân loại và đặc trưng mạng truyền thông công nghiệp :
Để sắp xếp phân loại và phân tích đặc trưng các hệ thống mạng truyền thông công
nghiệp,ta dựa vào mô hình phân cấp cho các công ty xí nghiệp sản xuất


Là một hệ thống bú trường được phát triển tại Đức từ năm 1987 do 21 công ty và cơ
quan nghiên cứu hợp tac.Sau khi được chuẩn hoá quốc gia với DIN 19245,Profibus đã trở
thành chuẩn Châu Âu EN 50 170 trong năm 1996 và chuẩn quốc tế IEC 61158 vào cuối
năm 1999.Bên cạnh đó,Profibus còn được đưa vào trong chuẩn IEC 61784 -một chuẩn
mở rộng trên cơ sở IEC 61158 cho các hệ thống sản xuất công nghiệp.Với sự ra đời của
chuẩn mới IEC 61158 và IEC 61784 cũng như với các phát triển mới gần đây,Profibus
không chỉ dừng lại là một hệ thống truyền thông mà còn được coi là một công nghệ tự
động hoá.
Profibus định nghĩa các đặc tính của một hệ thống bú cho phép kết nối nhiều thiết bị
khác nhau,từ các thiêt bị trường cho tới vào/ra phân tán,các thiết bị đièu khiển và giám
sát.Profibus định nghĩa ba loại giao thức là :Profibus FMS,Profibus DP và Profibus
PA.FMS là giao thức nguyên bản của Profibus,được dùng chủ yếu cho việc giao tiếp giữa
các máy tính điều khiển và điều khiển giám sat.Bước tiếp theo là sự ra đời của DP vào
năm 1993_một giao thức đơn giản và nhanh hơn nhiều so với FMS.Profibus DP được
xây dựng tối ưu cho việc kết nối các thiết bị vào/ra phân tán và các thiết bị trường với các
máy tính điều khiển Profibus-FMs và Profibus-DP lúc đầu được sử dụng phổ biến trong
các ngành công nghiệp chế tạo,lắp ráp.Tuy nhiên gần đây,vai trò của Profibus –FMs ngày
càng mờ nhạt bởi sự cạnh tranh của các hệ dựa trên nền Eithernet.Trong khi đó phạm vi
hoạt động của Profibus-DP ngày càng lan rộng sang nhiều lĩnh vực khác.Profibus-PA là
kiểu đặc biệt được sử dụng ghép nối trực tiếp các thiết bị trường trong lĩnh vực tự động
hoá các quá trình có môi trường dễ cháy nổ,đặc biệt trong công nghiệp chế biến.
15
Lời nói đầu
Ngày nay, Profibus là hệ bus trường hàng đầu thế giới với hơn 20% thị phần và với
hơn 5 triệu thiết bị lắp đặt trong khoảng 500000 ứng dụng.Có thể nói Profibus là giải
pháp chuẩn,đáng tin cậy cho nhiều phạm vi ứng dụng khác nhau,đặc biệt các ứng dụng có
yêu cầu cao về tính thời gian thực.
2.5.2. Kiến trúc giao thức :
Profibus chỉ thực hiện các lớp 1,2,7 theo mô hình quy chiếu OSI,tuy nhiên Profibus-
DP và Profibus-PA bỏ qua cả lớp 7 nhằm tối ưu hóa việc trao đổi dữ liệu quá trình giữa

Lời nói đầu
tuần hoàn,thời gian thực thì các hàm DP mở rộng cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu
không định kỳ hạn như tham số thiết bị,chế độ vận hành,thông tin chẩn đoán.Với các
phát triển gần đây, Profibus-DP được coi là kỹ thuật truyền thông,là giao thức truyền
thông duy nhất trong công nghệ Profibus.
a. Cấu hình hệ thống và các kiểu thiết bị :
Profibus-DP cho phép sử dụng cấu hình một trạm chủ hoặc nhiều trạm chủ.Trong cấu
hình nhiều trạm chủ tất cả các trạm chủ đều có thể đọc được ảnh dữ liệu đầu vào/ra của
trạm tớ,tuy nhiên chỉ duy nhất một trạm chủ được quyền ghi dữ liệu đầu ra.
Tùy theo phạm vi chức năng,kiểu dịch vụ thực hiện,người ta phân biệt các kiểu thiết
bị DP như sau:
- Trạm chủ DP cấp ( DPM1) : Các dữ liệu thuộc kiểu này trao đổi dữ liệu với các trạm
tớ theo một chu trình được quy định,thông thường đó là các bộ điều khiển trung tâm,ví
dụ PLC,hoặc PC ,hoặc các module thuộc bộ điều khiển trung tâm.
- Trạm chủ DP cấp 2 ( DPM2 ) : Các máy lập trình,công cụ cấu hình và vận
hành,chẩn đoán hệ thống BUS .
- Trạm tớ (DP-slave ) : Các thiết bị tớ không có vai trò kiểm soát truy nhập bus,vì vậy
chỉ cần thực hiện một phần nhỏ các dịch vụ so với một trạm chủ.
b. Đặc tính vận hành hệ thống :
Chuẩn DP mô tả chi tiết đặc tính vận hành hệ thống để đảm bảo tính tương thích và
khả năng thay thế lẫn nhau của các thiết bị.trước hết đặc tính vận hành của hệ thống được
xác định qua các trạng thái hoạt động của các thiết bị chủ:
STOP: không truyền dữ liệu giữa các trạm chủ và trạm tớ,chỉ có thể chẩn đoán và
tham số hóa.
CLEAR : Trạm chủ đọc thông tin đầu vào từ các trạm tớ và giữ các đầu ra ở giá trị an
toàn.
OPERATE : trạm chủ ở chế độ trao đổi dữ liệu đầu vào và đầu ra tuần hoàn với các
trạm tớ.Trạm chủ cũng thường xuyên gửi thông tin trạng thái của nó tới các trạm tớ sử
dụng lệnh gửi đồng loạt vào các khoảng thời gian đặt trước.
c. Trao đổi dữ liệu tuần hoàn :

Với khả năng đồng tải nguồn,Profibus-PA cho phép kết nối mạng các thiết bị đo
lường và điều khiển tự động trong các ứng dụng công nghiệp bằng một cặp đôi dây xoắn
duy nhất.Profibus-PA cũng cho phép bảo trì,bảo dưỡng cũng như thay thế các trạm trong
khi vận hành.Đặc biệt nó được phát triển để thích hợp sử dụng trong các khu vực nguy
hiểm dễ cháy nổ.
a. PA-profile
PA-profile hỗ trợ khả năng tương tác và thay thế lẫn nhau giữa các thiết bị của nhiều
nhà sản xuất khác nhau.Các thiết bị trường PA được chia thành hai loại,dựa theo các
profile như sau:
- Profile cấp A : Quy định các đặc tính và chức năng cho các thiết bị đơn giản như các
cảm biến nhiệt độ,áp suất,đo mức hoặc lưu lượng và các cơ cấu truyền động.Các giá trị
cũng như tham số có thể truy nhập là giá trị và trạng biến quá trình,đơn vị đo,phạm vi
làm việc,giới hạn trễ và ngưỡng cảnh báo.
- Profile cấp B : Qui định đặc tính và chức năng cho các thiết bị có chức năng phức
hợp,hay còn gọi là các thiết bị trường thông minh.
18
Lời nói đầu
b. Các khối PA
PA-profile sử dụng mô hình khối để mô tả các chức năng và tham số thiết bị.Mỗi khối
đại diện cho một chức năng sử dụng.Các khối chức năng có thể được liên kết logic với
nhau qua các đầu vào và đầu ra,tạo ra một chương trình ứng dụng.Trên thực tế,một mối
liên kết logic giữa hai khối chức năng thuộc hai trạm thiết bị sẽ được thực hiện bằng một
mối liên kết truyền thông của hệ thống bus.
Ba loại khối đặc thù cho các thiêt bị PA là :
- Khối vật lý : Chứa các thông tin chung của một thiết bị như tên thiêt bị,nhà sản
xuất,chủng loại,mã số serie.
- Khối biến đổi : Chứa các tham số cần thiết cho việc ghép nối một thiết bị trường với
quá trình kỹ thuật,ví dụ các thông tin phục vụ chỉnh định và chẩn đoán vào/ra .
- Khối chức năng có nhiệm vụ thực hiện chức năng vào/ra( AI,AO,DI,DO) nằm trong
sách lược điều khiển.

Các dich vụ quản lý gồm có :
- VFD support : Hỗ trợ thiết bị ảo,cung cấp thông tin về các thiết bị trường thông qua
đối tượng thiết bị trường ảo VFD ( Virtual Field Device)
- Object List Management : Quản lý danh mục các đối tượng
- Context Management : Quản lý ngữ cảnh,có nghĩa là quản lý các mối liên kết.
2.5.7. Ghép nối Profibus-DP/PA :
Xét theo mô hình quy chiếu OSI, Profibus-PA giống hoàn toàn Profibus-DP từ lớp
liên kết dữ liệu trở lên.Vì vậy việc ghép nối giữa hai hệ thống có thể thực hiện đơn giản
qua các bộ chuyển đổi DP/PA –link hoặc DP/PA coupler.Bên cạnh các chức năng DP
chuẩn,PA còn bổ xung thêm hàm quản trị hệ thống có đồng bộ hóa thời gian.

2.6. Khái niệm về SCADA :
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống thu thập dữ
liệu, giám sát và điều khiển các quá trình từ xa. Người vận hành có thể nhận biết và điều
khiển hoạt động các thiết bị thông qua máy tính và mạng truyền thông. Nói cách khác,
20
Lời nói đầu
SCADA thường được dùng để chỉ tất cả các hệ thống máy tính được thiết kế để thực hiện
các chức năng sau:
- Thu thập dữ liệu từ các thiết thiết bị công nghiệp hoặc các cảm biến.
- Xử lý và thực hiện các phép tính trên các dữ liệu thu thập được.
- Hiển thị các dữ liệu thu thập được và kết quả đã xử lý.
- Nhận các lệnh từ người điều hành và gửi các lệnh đó đến các thiết bị của nhà máy.
- Xử lý các lệnh điều khiển tự động hoặc bằng tay một cách kịp thời và chính xác.
Các hệ thống SCADA thế hệ mới được xây dựng theo cấu trúc phân bố, trong đó máy
chủ được phân bố trên một số các bộ xử lý được nối với nhau thông qua mạng cục bộ
(LAN). Trong đó, mỗi bộ xử lý có một nhiệm vụ riêng nhất định như: thu thập và xử lý,
xây dựng hiển thị, tạo báo cáo… và một số bộ xử lý dùng để dự phòng.Hệ thống được
thiết kế theo giao thức mở và cơ chế Client – Server.
Về phần giao tiếp giữa người và máy, các hệ thống SCADA ngày nay được trang bị

chuẩn cho lớp vật lý ở đa số các hệ thống bus hiện thời.
RS-485 không phải là một chuẩn trọn vẹn mà chỉ là một chuẩn về đặc tính điện học,vì
vậy không đưa ra các quy định cho cáp nối cũng như các bộ nối.Có thể dùng đôi dây
xoắn,cáp trơn hoặc các loại cáp khác,tuy nhiên đôi dây xoắn vẫn là loại cáp được sử dụng
phổ biến nhất nhờ đặc tính chống tạp nhiễu và xuyên âm.
Do tốc độ truyền thông và chiều dài dây dẫn có thể khác nhau rất nhiều trong các ứng
dụng đầu cuối,hầu như tất cả các bus RS-485 đều yêu cầu sử dụng trở đầu cuối tại hai
đầu dây.Sử dụng trở đầu cuối có tác dụng chống các hiệu ứng phụ trong truyền dẫn tín
hiệu,ví dụ sự phản xạ tín hiệu.
Mặc dù mức tín hiệu được xác định bằng điện áp chênh lệch giữa hai đầu dây dẫn A
và B không có liên quan tới đất, hệ thống RS-485 vẫn cần một đường dây nối đất để tạo
một đường thoát cho nhiễu chế độ chung và các dòng khác,ví dụ dòng đầu vào bộ thu.
22
Lời nói đầu
Chương 3: Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải công nghiệp
3.1. Mục đích lựa chọn công nghệ xử lý nước thải :
Như trên đã nói để lựa chọn một công nghệ xử lý nước thải cho một khu công
nghiệp phụ thuộc vào nhiều yếu tố đặc biệt đối với tình hình kinh tế nước ta bây
giờ.Một số yếu tố đó là :
- Thành phần tính chất nước thải.
- Mức độ xử lý cần thiết
- Các yếu tố : điều kiện nhà máy,khả năng tài chính,năng lượng tính chất đất
đai,diện tích khu xây dựng,lưu lượng nước thải,công suất nguồn tiếp nhận….
Ngoài việc chọn lựa công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện Việt Nam
và được dựa trên tiêu chí sau :
- Giá thành thấp hơn so với dây chuyền công nghệ nước ngoài có cùng công
suất.
- Dễ dàng vận hành
- Cho phép chủ động bảo dưỡng,bảo trì.
- Có khả năng nâng cấp mức độ tự động hoá khi cần thiết.