Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo án - Bài giảng Giáo án điện tử Lập trình điều khiển giám sát cho lò nhiệt trong nhà máy bia sử dụng S7 300 hệ t...

Tài liệu Lập trình điều khiển giám sát cho lò nhiệt trong nhà máy bia sử dụng S7 300 hệ thống SCADA

.DOC
96
199
147

Mô tả:

Lập trình điều khiển giám sát cho lò nhiệt trong nhà máy bia sử dụng S7 300 hệ thống SCADA
1 Môc lôc PhÇn më ®Çu......................................................................................................5 1. Lý do chän ®Ò tµi......................................................................................................5 2. Môc ®Ých.................................................................................................................. 6 3. Néi dung thùc hiÖn...................................................................................................6 4. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn...................................................................................6 5. Híng ph¸t triÓn cña ®Ò tµi........................................................................................7 6. Ph¬ng ph¸p thùc hiÖn...............................................................................................7 PHÇN NéI DUNG..................................................................................................8 Ch¬ng 1. Giíi thiÖu VÒ QUI TR×NH C¤NG NGHÖ S¶N XUÊT BIA.............8 1.1. Thµnh phÇn............................................................................................................ 8 1.1.1. G¹o................................................................................................................. 8 1.1.2. Malt...............................................................................................................8 1.1.3. Men...............................................................................................................9 1.1.4. Hoa Hupblon.................................................................................................9 1.1.5. Níc................................................................................................................ 9 1.2. Quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt Bia.......................................................................10 1.3. S¬ ®å khèi c«ng nghÖ s¶n xuÊt bia......................................................................12 1.3.1. Nhµ nghiÒn...................................................................................................12 1.3.2. Nhµ nÊu........................................................................................................15 1.3.3. Nhµ lªn men vµ läc bia.................................................................................19 1.3.4. Nhµ chiÕt......................................................................................................21 Ch¬ng 2. tæng quan vÒ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn PLC s7-300.....................30 2.1. Giíi thiÖu chung..................................................................................................30 2.2. C¸c modul PLC S7-300.......................................................................................33 2.2.1. Modul CPU...................................................................................................33 2.3. Ng«n ng÷ lËp tr×nh..............................................................................................37 2.4. TËp lÖnh .............................................................................................................38 2.5. Bé nhí................................................................................................................. 44 2.5.1. Vïng nhí ch¬ng tr×nh...................................................................................44 2.5.2. Vïng nhí hÖ thèng.......................................................................................45 2.5.3. Vïng nhí d÷ liÖu..........................................................................................45 2.6. Trao ®æi d÷ liÖu gi÷a CPU vµ c¸c modul më réng...............................................46 2.7. Bé thêi gian (Timer)...........................................................................................47 2.8. Bé ®Õm (Counter)................................................................................................48 2.9. C¸c bíc thiÕt kÕ mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC...........................................49 2.9.1. X¸c ®Þnh quy tr×nh c«ng nghÖ.......................................................................49 2 2.9.2. X¸c ®Þnh ngâ vµo, ngâ ra..............................................................................49 2.9.3. ViÕt ch¬ng tr×nh............................................................................................50 2.9.4. N¹p ch¬ng tr×nh vµo bé nhí..........................................................................50 2.9.5. Ch¹y ch¬ng tr×nh..........................................................................................50 2.10. TruyÒn th«ng gi÷a PLC và PC.......................................................................50 2.11. So¹n th¶o mét Project........................................................................................52 2.11.1. Cµi ®Æt phÇn mÒm.......................................................................................52 2.11.2. LËp tr×nh.....................................................................................................52 2.11.3. Download vµ m« pháng..............................................................................58 2.12. TruyÒn th«ng trªn MPI......................................................................................58 2.12.1. C«ng dông..................................................................................................58 2.12.2. TÝnh n¨ng....................................................................................................61 Ch¬ng 3. KH¸I QU¸T VÒ HÖ SCADA Vµ PHÇN MÒM WinCC.......................62 3.1.Tæng quan vÒ hÖ SCADA.....................................................................................62 3.2. Tæng quan về phần mềm thiÕt kÕ WinCC.......................................................63 3.2.1. Giíi thiÖu chung...........................................................................................63 3.2.2. C¸c ®Æc ®iÓm chÝnh......................................................................................65 3.2.3. C¸c cÊu h×nh hÖ thèng c¬ b¶n.......................................................................66 3.2.4. C¸c chøc n¨ng SCADA c¬ b¶n.....................................................................67 3.2.5. C¸c chøc n¨ng c¬ b¶n...................................................................................68 3.3. TruyÒn th«ng trong m«i trêng WinCC................................................................71 3.3.1. B¶n chÊt truyÒn th«ng gi÷a m¸y tÝnh (PC) vµ PLC........................................71 3.3.2. Hµm truyÒn th«ng c¬ b¶n.............................................................................73 3.4. Cµi ®Æt phÇn mÒm................................................................................................74 3.5. ThiÕt kÕ giao diÖn................................................................................................74 3.6. Thùc hiÖn download và m« pháng.......................Error! Bookmark not defined. Ch¬ng 4. CH¦¥NG TR×NH LËP TR×NH §IÒU KHIÓN, GI¸M S¸T CHO Lß NHIÖT TRONG NHµ M¸Y BIA Sö DôNG PLC S7- 300...................................82 4.1. LËp tr×nh ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é Tank nÊu g¹o........................................................82 4.1.1. Quy tr×nh c«ng nghÖ.....................................................................................82 4.1.3. X¸c ®Þnh ®Þa chØ vµo, ra cho PLC.................................................................86 4.1.4. Ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.................................................................................87 4.2. ThiÕt kÕ giao diÖn ®iÒu khiÓn sö dông phÇn mÒm WinCC...................................92 4.2.1. Giao diÖn ®iÒu khiÓn hÖ thèng......................................................................92 4.2.2. X©y dùng ch¬ng tr×nh liªn kÕt gi÷a WinCC vµ PLC.....................................94 4.3. Thö nghiÖm hÖ thèng ®iÒu khiÓn, gi¸m s¸t..........................................................99 KÕt luËn.........................................................................................................100 3 Tµi liÖu tham kh¶o..................................................................................101 Danh môc b¶ng B¶ng 4.1: Mét sè lo¹i cÆp nhiÖt th«ng dông........................................................ 79 4 PhÇn më ®Çu -------Trong sù nghiÖp c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸, tù ®éng ho¸ lµ kh«ng thÓ thiÕu trong mäi lÜnh vùc cña ngµnh kinh tÕ quèc d©n nh»m t¹o ra s¶n phÈm cã chÊt lîng cao cho x· héi vµ kh¶ n¨ng c¹nh tranh m¹nh mÏ trªn thÞ trêng. Ngay tõ khi míi ra ®êi PLC ®· trë thµnh c¬ së trong c«ng nghiÖp tù ®éng ho¸, ®Æc trng cña PLC lµ sö dông vi xö lý ®Ó xö lý th«ng tin, c¸c nèi ghÐp logic cÇn thiÕt trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn ®îc xö lý b»ng phÇn mÒm do ngêi sö dông lËp nªn vµ cµi vµo. Do ®ã, ngêi ta cã thÓ gi¶i quyÕt nhiÒu bµi to¸n vÒ tù ®éng ho¸ kh¸c nhau trªn cïng mét bé ®iÒu khiÓn mµ hÇu nh kh«ng cÇn ph¶i biÕn ®æi g× ngoµi viÖc n¹p ch¬ng tr×nh kh¸c nhau. PLC gi¸m s¸t thêng xuyªn c¸c tr¹ng th¸i cña hÖ thèng th«ng qua tÝn hiÖu b¸o vÒ cña c¸c thiÕt bÞ vµo, tiÕp theo PLC sÏ c¨n cø trªn ch¬ng tr×nh logic ®Ó quyÕt ®Þnh tiÕn hµnh ho¹t ®éng c¸c ®Çu ra. ViÖc trao ®æi th«ng tin vµ d÷ liÖu gi÷a trung t©m ®iÒu khiÓn víi thÕ giíi bªn ngoµi ®îc thùc hiÖn th«ng qua hÖ thèng giao diÖn, ngoµi ra bé ®iÒu khiÓn trung t©m cßn cã thÓ trao ®æi th«ng tin víi c¸c m¸y tÝnh kh¸c. So s¸nh víi c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn thÕ hÖ cò dïng r¬le th× kü thuËt PLC cã u thÕ tuyÖt ®èi vÒ kh¶ n¨ng linh ®éng vµ kh¶ n¨ng gi¶i quyÕt nh÷ng bµi to¸n tù ®éng ho¸ phøc t¹p . 1. Lý do chän ®Ò tµi. NÒn kinh tÕ níc ta ®ang ngµy cµng ph¸t triÓn, nhu cÇu vÒ tù ®éng ho¸ ngµy cµng cao ®Ó cã thÓ ®¸p øng ®îc ®ßi hái cña qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp ho¸- hiÖn ®¹i ho¸. Còng nh ®Ó ®¸p øng nhu cÇu vÒ ®êi sèng tinh thÇn cña con ngêi th× nhµ m¸y Bia ®· ra ®êi. ChÝnh v× vËy em chän ®Ò tµi nµy nh»m gióp em ®¸nh gi¸ ®îc kh¶ n¨ng tÝch luü kiÕn thøc bÊy l©u trong nhµ trêng, còng tõ ®ã mµ n¾m v÷ng ®îc kiÕn thøc chuyªn ngµnh, ¸p dông tèt linh ho¹t vµo thùc tiÔn. 2. Môc ®Ých Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®å ¸n em ph¶i t×m tßi, trao ®æi, tæng hîp kiÕn thøc ®Ó vËn dông vµo thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn, gi¸m s¸t lß nhiÖt trong nhµ m¸y Bia cho phï hîp víi yªu cÇu cña thùc tÕ. 5 3. Néi dung thùc hiÖn Ch¬ng 1: Giíi thiÖu vÒ quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt Bia. Néi dung chÝnh cña ch¬ng nµy lµ t×m hiÓu vÒ quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt bia nãi chung. Ch¬ng 2: Tæng quan vÒ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn PLC. T×m hiÓu cÊu tróc chung cña mét bé PLC; PLCS7- 300 : c¸c modul; ng«n , ng÷ lËp tr×nh ; tËp lÖnh, bé nhí bé thêi gian (Timer), bé ®Õm (Counter). C¸c bíc thiÕt kÕ mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC So¹n th¶o mét Project. TruyÒn th«ng gi÷a PLC vµ PC. Ch¬ng 3 : Kh¸i qu¸t vÒ hÖ SCADA vµ phÇn mÒm WinCC. T×m hiÓu vÒ hÖ SCADA; phÇn mÒn WinCC: §Æc tÝnh më, c¸c ®Æc ®iÓm chÝnh, c¸c chøc n¨ng, c¸c cÊu h×nh hÖ thèng c¬ b¶n..... ThiÕt kÕ giao diÖn. Ch¬ng 4: Ch¬ng tr×nh lËp tr×nh ®iÒu khiÓn, gi¸m s¸t cho lß nhiÖt trong nhµ m¸y bia sö dông PLCS7-300. HiÓu ®îc quy tr×nh c«ng nghÖ; x¸c ®Þnh ®Þa chØ vµo, ra cho PLC; ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn; thiÕt kÕ giao diÖn sö dông phÇn mÒm WinCC; x©y dùng ch¬ng tr×nh liªn kÕt gi÷a WinCC vµ PLC. 4. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn Ngµy nay lÜnh vùc tù ®éng ho¸ vµ tin häc c«ng nghiÖp lµ mòi nhän cña kü thuËt hiÖn ®¹i, nhiÒu hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng ®· ra ®êi nh»m phôc vô nhiÒu nhu cÇu kh¸c nhau cña ®êi sèng vµ ®îc øng dông rÊt thµnh c«ng ®em l¹i hiÖu qu¶ c«ng viÖc rÊt cao. Mét trong nh÷ng ph¬ng ¸n tèt nhÊt vµ ®îc sö dông réng r·i hiÖn nay lµ thay thÕ hÖ thèng ®ã b»ng bé ®iÒu khiÓn PLC. V× vËy thiÕt kÕ, ®iÒu khiÓn, gi¸m s¸t lß nhiÖt sö dông thiÕt bÞ lËp tr×nh ®iÒu khiÓn PLC lµm n©ng cao n¨ng suÊt, chÊt lîng cña d©y truyÒn s¶n xuÊt Bia lµ mét ®iÒu tÊt yÕu hiÖn nay. 5. Híng ph¸t triÓn cña ®Ò tµi §Ò tµi nµy cho ta n¾m kh¸i qu¸t mét hÖ thèng tù ®éng, tuy nhiªn trªn thùc tÕ cã nhiÒu c¸ch ®iÒu khiÓn, gi¸m s¸t kh¸c nhau tuú theo nhu cÇu c«ng nghÖ mµ ta thiÕt kÕ cho hîp lý. Tõ nh÷ng kiÕn thøc tiÕp thu ®îc qua ®Ò tµi nµy ta cã thÓ ph¸t triÓn thµnh ®iÒu khiÓn, gi¸m s¸t cho lß nhiÖt trong c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn c«ng nghiÖp kh¸c cã quy m« lín vµ réng h¬n. 6 6. Ph¬ng ph¸p thùc hiÖn Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n sö dông nh÷ng ph¬ng ph¸p sau: Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu lý luËn Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu thùc tiÔn Ph¬ng ph¸p thèng kª to¸n häc Ph¬ng ph¸p chuyªn gia Ph¬ng ph¸p thùc nghiÖm Tuy nhiªn, PLC lµ mét lÜnh vùc míi ®èi víi sinh viªn ®ang cßn ngåi trªn ghÕ nhµ trêng còng nh thêi gian nghiªn cøu t¬ng ®èi ng¾n, nªn mÆc dï ®îc thÇy gi¸o híng dÉn tËn t×nh vµ sù nç lùc cña b¶n th©n nhng kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng sai sãt. Mét lÇn n÷a em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o TrÇn HiÕu cïng c¸c thÇy trong bé m«n ®· t¹o ®iÒu kiÖn vµ gióp ®ì em hoµn thµnh ®Ò tµi nµy. Sinh viªn thùc hiÖn Ph¹m ThÞ H»ng PHÇN NéI DUNG Ch¬ng 1 Giíi thiÖu VÒ QUI TR×NH C¤NG NGHÖ S¶N XUÊT BIA 1.1. Thµnh phÇn Nguyªn liÖu dïng ®Ó s¶n xuÊt bia bao gåm: g¹o, malt, H 20, men, hoa hupblon. Trong ®ã malt vµ hoa hupblon lµ hai nguyªn liÖu chÝnh dïng ®Ó s¶n xuÊt bia, nã cã chÊt lîng cao cña c¸c h·ng cung cÊp hµng ®Çu thÕ giíi. ViÖc s¶n xuÊt dùa trªn nÒn t¶ng c«ng nghÖ tiªn tiÕn vµ tu©n thñ nghiªm ngÆt theo ®óng c¸c quy tr×nh c«ng nghÖ còng nh c¸c tiªu chuÈn cña ViÖt Nam -ThÕ giíi. Ngoµi ra cã thÓ thay thÕ malt b»ng nguyªn liÖu phô nh bét m×, g¹o ng« hay malt cha n¶y mÇm. Tuy vËy cho ®Õn nay bia trªn thÕ giíi ®îc s¶n xuÊt chñ yÕu víi c«ng thøc cæ ®iÓn: BIA = MALT + HOA HUPBLON + N¦íC ë c¸c c¬ së s¶n xuÊt bia lín trong níc ta hÇu hÕt c¸c nguyªn liÖu ®îc nhËp tõ níc ngoµi chñ yÕu lµ malt vµ hoa hupblon . 7 1.1.1. G¹o ChØ lµ nguyªn liÖu phô (chiÕm 30% thµnh phÇn nguyªn liÖu s¶n xuÊt bia), nguyªn liÖu dïng ®Ó thay thÕ nh»m gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm. G¹o ®îc mua tõ g¹o ¨n b×nh thêng, ®em nghiÒn n¸t sau ®ã say mÞn ë d¹ng tÊm vµ ®îc ®a vµo nåi g¹o. ë nåi g¹o, g¹o d¹ng tÊm ®îc hoµ tan b»ng níc ë 770C vµ hçn hîp ®ã ®îc hå ho¸ ë 1000C. Trong qu¸ tr×nh hå ho¸ cã bæ sung thªm mét sè ho¸ chÊt nh: CaCl2, CaSO4 nh»m môc ®Ých cung cÊp Ca2+ ®Ó phôc vô cho qu¸ tr×nh ®êng ho¸ sau nµy vµ cã bæ sung thªm 1 lo¹i enzym chèng ch¸y cã tªn th¬ng m¹i lµ Termamyl ®Ó pha lo·ng dung dÞch, chèng trêng hîp ch¸y nåi vµ enzym nµy ph¶i lµ enzym chÞu nhiÖt cao. 1.1.2. Malt Lµ lo¹i h¹t ngò cèc hay thêng gäi lµ lóa m¹ch (chiÕm 70% thµnh phÇn nguyªn liÖu s¶n xuÊt bia). Nã ®îc nhËp tõ c¸c níc Anh, óc, §an M¹ch. ChÊt lîng malt ®îc ®¶m b¶o theo tiªu chuÈn quy ®Þnh ®èi víi nguyªn liÖu s¶n xuÊt bia. Malt d¹ng h¹t sau khi xay ®îc hoµ tan b»ng níc ë 370C vµ cho vµo nåi malt (tank nÊu malt). §èi víi viÖc hoµ tan malt kh¸c víi hoµ tan g¹o v× malt dÔ bÞ hiÖn tîng ®ãng côc h¬n do ®ã malt ®îc khuÊy trén díi d¹ng phun níc tríc khi cho vµo nåi phun. Malt cßn ®îc dïng ®Ó t¹o mµu cho bia, víi malt b×nh thêng kh«ng ®ñ ®é mµu v× thÕ ngêi ta thªm malt “®en” ®Ó t¨ng ®é mµu cho Bia. 1.1.3. Men Lµ chÊt xóc t¸c cã nguån gèc pr«tªin, ®ã lµ nh÷ng ph©n tö cã cÊu t¹o tõ axit amin vµ cã cÊu tróc kh«ng gian x¸c ®Þnh cña m¹ch polypeptit. T¸c dông xóc t¸c lµ nhê c¸c qu¸ tr×nh lªn men. §ã lµ nh÷ng qu¸ tr×nh trong ®ã x¶y ra sù thay ®æi thµnh phÇn ho¸ häc cña chÊt g©y ra do kÕt qu¶ ho¹t ®éng cña c¸c vi sinh vËt nµo ®ã (vÝ dô: men rîu, nÊm hoÆc vi khuÈn).Trong nh÷ng trêng hîp nµy, nh÷ng chÊt men do vi sinh vËt t¹o ra lµ nh÷ng yÕu tè xóc t¸c. ChÊt men vÉn gi÷ ®îc kh¶ n¨ng ho¹t ®éng vµ t¸c dông cña nã khi lÊy nã ra khái vi sinh vËt. Mçi lo¹i men cã mét h¬ng vÞ riªng. 1.1.4. Hoa Hupblon Dïng ®Ó t¹o vÞ ®¾ng cho bia. C©y hupblon lµ mét lo¹i d©y leo, thÝch hîp khÝ hËu «n ®íi, ®îc trång nhiÒu ë Anh, Mü. Cã 2 lo¹i hupblon lµ: hupblon bittermiss vµ hupblon Aroma. C¶ 2 lo¹i nµy ®Òu ph¶i ®îc b¶o qu¶n ë nhiÖt ®é díi 100 C ®Ó gi¶m ®é mÊt m¸t cña axit. Trªn c©y hupblon ngêi ta thêng dïng hoa cña c©y ®Ó t¹o vÞ ®¾ng cho bia v× hoa cña c©y hupblon cã vÞ ®¾ng nhiÒu h¬n. 8 1.1.5. Níc Nguån níc sö dông cña bia ®îc lÊy tõ nhµ m¸y níc, ph¶i ®¶m b¶o c¸c chØ sè kü thuËt phï hîp cho viÖc s¶n xuÊt bia. ChÊt lîng s¶n phÈm ph¶i tho¶ m·n víi c¸c tiªu chuÈn nghiªm ngÆt vÒ vÖ sinh an toµn thùc phÈm, chÊt lîng æn ®Þnh. 9 1.2. Quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt Bia. Malt NghiÒn trôc Gạo Níc NghiÒn bóa DÞch hãa, hå hãa Termany l (10g) Đường hóa Läc Nước Rửa bã Dịch đường 110 P Nấu hoa (90 phút) Tách cặn Nấm men sữa Lạnh nhanh Lên men chính CO 2 Lên men phụ Men sữa Lọc Bia Bão hòa CO2 CO 2 Bia hơi H×nh 1.1: Quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt Bia. Trªn thùc tÕ, s¶n xuÊt bia cã thÓ ®iÒu khiÓn theo mét trong 3 h×nh thøc nh sau: + B»ng tay + B¸n tù ®éng + Tù ®éng hoµn toµn Khi nÒn kinh tÕ ph¸t triÓn dÉn tíi ®êi sèng ngêi d©n ngµy cµng ph¸t triÓn, còng tõ ®ã c¸c yªu cÇu cña ngêi tiªu thô cµng kh¾t khe h¬n, kh«ng nh÷ng yªu cÇu vÒ gi¸ c¶ mµ cßn c¶ vÒ chÊt lîng s¶n phÈm. ChÊt lîng s¶n phÈm bia phô 10 thuéc rÊt lín vµo chÕ ®é ®iÒu khiÓn. Ch¼ng h¹n nÕu ®iÒu khiÓn ë chÕ ®é tù ®éng, kh«ng nh÷ng gi¶m ®¸ng kÓ thêi gian, gi¶m bít sè lîng c«ng nh©n mµ cßn ®¶m b¶o hÖ thèng lµm viÖc chÝnh x¸c víi c¸c yªu cÇu vÒ thêi gian, nhiÖt ®é... mét c¸ch ®ång bé theo ®óng quy tr×nh c«ng nghÖ. Tõ quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt bia ®Ó ®¬n gi¶n ta kh¸i qu¸t thµnh s¬ ®å khèi. 11 1.3. S¬ ®å khèi c«ng nghÖ s¶n xuÊt bia G¹o Malt Nhµ nghiÒn Nhµ nÊu Nhµ lªn men vµ läc Nhµ chiÕt H×nh 1.2: S¬ ®å khèi c«ng nghÖ s¶n xuÊt Bia Trong ®å ¸n nµy sÏ tr×nh bµy quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt bia ë chÕ ®é tù ®éng hoµn toµn tõ kh©u ®a nguyªn liÖu vµo, nghiÒn, nÊu, trén, lªn men, cho tíi kh©u hoµn thiÖn. 1.3.1. Nhµ nghiÒn Nhµ nghiÒn thùc hiÖn hai c«ng ®o¹n nghiÒn g¹o vµ malt, nã bao gåm hai tank lín dù tr÷ nguyªn liÖu vµ hai vÝt t¶i ®øng. NghiÒn g¹o lµ dïng nghiÒn bóa ®Ëp n¸t g¹o. NghiÒn malt th× dïng lulo víi kÝch cì cã thÓ chØnh ®îc ®Ó ®iÒu chØnh ®é mÞn cña malt ë ®Çu ra. 12 H×nh 1.3: S¬ ®å nguyªn lý ho¹t ®éng thiÕt bÞ nhµ nghiÒn Bªn trong mçi tank ®Òu cã hai c¶m biÕn ®Ó b¸o møc nguyªn liÖu (møc cao nhÊt vµ thÊp nhÊt ). M¸y nghiÒn g¹o gåm cã mét ®éng c¬ xoay chiÒu (tr¹ng th¸i ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ®îc gi¸m s¸t b»ng c¶m biÕn). M¸y nghiÒn malt gåm mét ®éng c¬ ®iÒu khiÓn hai l« nghiÒn. C¸c van trong h×nh vÏ ®ãng më ®îc ®iÒu khiÓn b»ng tÝn hiÖu ®iÖn. Tríc khi thùc hiÖn c«ng ®o¹n nghiÒn, g¹o vµ malt ®îc sµng kü b»ng m¸y sµng tríc khi cho vµo hai tank dù tr÷, nh»m lo¹i bá c¸c vËt liÖu cøng nh c¸t, s¹n… Quy tr×nh thùc hiÖn t¹i nhµ nghiÒn nh sau (thùc hiÖn khi nguyªn liÖu ®Çy ®ñ trong c¸c thïng): a) NghiÒn g¹o (Van V2, V7 ®ãng) C¶m biÕn møc trong thïng chøa g¹o sÏ b¸o møc g¹o, nÕu møc g¹o trong thïng n»m trong ph¹m vi cho phÐp th× hÖ thèng lµm viÖc (nÕu kh«ng ®ñ lîng g¹o b¨ng t¶i liÖu ho¹t ®éng ®Ó cÊp liÖu) Van V3 ®ãng van V1 më, g¹o sÏ vµo c©n nÕu khèi lîng g¹o ®¹t møc yªu cÇu th× van V1 ®ãng van V3 më m¸y nghiÒn ho¹t ®éng. §ång thêi van V4 më ®Ó cho níc trén cïng víi g¹o 13 Van V6 më (van V7 ®ãng) m¸y b¬m M2 sÏ ®Èy nguyªn liÖu sang nåi nÊu g¹o b) NghiÒn malt (Van V1, V6 ®ãng) C¶m biÕn møc trong thïng chøa malt sÏ b¸o møc malt, nÕu møc malt trong thïng n»m trong ph¹m vi cho phÐp th× hÖ thèng lµm viÖc (nÕu kh«ng ®ñ lîng malt b¨ng t¶i liÖu ho¹t ®éng ®Ó cÊp liÖu) Van V3 ®ãng van V2 më, malt sÏ vµo c©n nÕu khèi lîng malt ®¹t møc yªu cÇu th× van V1 ®ãng van V3 më m¸y nghiÒn ho¹t ®éng. §ång thêi van V4 më ®Ó cho níc trén cïng víi malt Van V7 më (van V6 ®ãng) m¸y b¬m M2 sÏ ®Èy nguyªn liÖu sang nåi nÊu malt c) Lµm vÖ sinh Qu¸ tr×nh lµm vÖ sinh m¸y thùc hiÖn khi kÕt thóc mét mÎ nÊu, c«ng ®o¹n lµm vÖ sinh ®îc tiÕn hµnh nh sau: M¸y ngõng ho¹t ®éng, c¸c van V1, V2, V3, V4 ®ãng Van V5 më ®Ó cho dÞch CIP vµo trong m¸y nghiÒn (hai l« nghiÒn) lµm vÖ sinh. DÞch CIP chÝnh lµ dung dÞch sót (NaOH) nång ®é lo·ng cã t¸c dông tÈy röa. Van V6, V 7 më vµ b¬m M2 ho¹t ®éng ®Ó b¬m dÞch CIP sang hai tank nÊu g¹o vµ malt, thùc hiÖn lµm vÖ sinh nhµ nÊu. Qu¸ tr×nh nghiÒn g¹o vµ malt ®îc thùc hiÖn riªng biÖt, sau khi nghiÒn g¹o hoµn thµnh th× míi nghiÒn malt hay ngîc l¹i. 1.3.2. Nhµ nÊu Nhµ nÊu gåm cã hai tank lín, trong ®ã mét tank ®Ó nÊu g¹o vµ mét tank ®Ó nÊu malt. G¹o vµ malt tõ nhµ nghiÒn sÏ ®îc ®a ®Õn hai tank nµy cã pha trén víi níc nhê b¬m M2, qu¸ tr×nh b¬m nhiªn liÖu kÕt thóc khi c¶m biÕn b¸o møc ®Çy trong tank cã tÝn hiÖu. NhiÖt ®Ó cung cÊp cho nhµ nÊu lµ h¬i níc nãng ®îc gia nhiÖt t¹i khu vùc cung cÊp nhiÖt vµ CO2. Quy tr×nh nÊu ®ßi hái yªu cÇu kü thuËt vÒ th«ng sè nhiÖt ®é lµ rÊt cao, ®é chÝnh x¸c nhiÖt ®é trong tank nÊu lµ yÕu tè gãp phÇn quyÕt ®Þnh chÊt lîng s¶n phÈm bia. Qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt nhê hÖ thèng èng dÉn h¬i níc nãng, nguyªn liÖu ®i tõ trªn xuèng vµ h¬i níc nãng ®i theo chiÒu ngîc l¹i tõ díi lªn. 14 Nguyªn liÖu vµo H¬i níc nãng vµo Nguyªn liÖu ra H¬i n íc ra H×nh 1.4: Qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt ë Tank nÊu g¹o *) Qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt diÔn ra nh sau: Nguyªn liÖu tõ nhµ nghiÒn ®a sang tank nÊu nhê b¬m M2. Nguyªn liÖu ®i tõ trªn xuèng, h¬i níc nãng ( nh h×nh vÏ ) cung cÊp nhiÖt cho nguyªn liÖu. Nguyªn liÖu sÏ ®îc duy tr× ë møc nhiÖt ®é kh«ng ®æi trong thêi gian nhÊt ®Þnh vµ sau ®ã sÏ th¸o ë ®êng nguyªn liÖu ra. H¬i níc nãng sau khi trao ®æi nhiÖt sÏ ngng tô vµ ®îc ®a tr¶ vÒ n¬i gia nhiÖt. Sau khi th¸o hÕt nguyªn liÖu, tank nÊu sÏ ®îc lµm s¹ch. 15 a) S¬ ®å nguyªn lý ho¹t ®éng cña tank nÊu Van 11 H×nh 1.5: S¬ ®å nguyªn lý ho¹t ®éng cña Tank nÊu C¸c thiÕt bÞ trong tank nÊu : Hai c¶m biÕn b¸o møc L1, L2 ( møc thÊp vµ møc cao) Mét c¶m biÕn nhiÖt ®é cña Siemens L3 Cã 5 van ®iÖn V8, V9, V10, V11 , V12 Hai m«t¬ b¬m M3, M’2 Mét ®ång hå b¸o nhiÖt ®é h¬i níc nãng. b) Nguyªn lý ho¹t ®éng tank nÊu nh sau: Ho¹t ®éng ®ång bé cïng víi qu¸ tr×nh nghiÒn, khi b¾t ®Çu nghiÒn lß sÏ ®îc gia nhiÖt. Nguyªn liÖu tõ nhµ nghiÒn sÏ ®îc b¬m M2 chuyÓn sang, khi nguyªn liÖu vît qu¸ møc thÊp th× ®éng c¬ M’2 b¾t ®Çu ho¹t ®éng. Van V8 më ®Ó t¨ng lîng níc vµo tank lîng níc vµ nguyªn liÖu sÏ ®îc pha trén theo ®óng tû lÖ ®· quy ®Þnh.Th× van V12 më h¬i níc nãng theo hÖ thèng èng ®i vµo tank, qu¸ tr×nh gia nhiÖt b¾t ®Çu. Cho ®Õn khi nguyªn liÖu vµo ®Çy tank, c¶m biÕn b¸o møc cao L1 cã tÝn hiÖu th× ®éng c¬ M’2 ngõng ho¹t ®éng ®ång thêi sÏ t¹m dõng ho¹t ®éng nghiÒn nguyªn liÖu cÇn nÊu vµ sÏ chuyÓn sang nghiÒn nguyªn liÖu kh¸c, b¬m M2 (b¬m nguyªn liÖu tõ nhµ nghiÒn ) dõng ho¹t ®éng ®ång thêi van V9 ®ãng. Qu¸ tr×nh nÊu b¾t ®Çu, h¬i níc nãng cung cÊp nhiÖt cho nhµ nÊu. C¸c c¶m 16 biÕn nhiÖt ®é cã nhiÖm vô ®o (c¸c th«ng sè nhiÖt ®é vµ khèi lîng ®îc thÓ hiÖn trªn panel ®iÒu khiÓn ). NhiÖt ®é trong tank nÊu, cã c¶m biÕn nhiÖt ®é ®Ó theo dâi nhiÖt ®é tõ tank nÊu nh»m t¨ng sù ®ång ®Òu nhiÖt ®é trong tank. Qu¸ tr×nh nÊu kÕt thóc, van V12 ®ãng, van V10 më ®ång thêi b¬m M3 ho¹t ®éng ®Ó th¸o nguyªn liÖu. c) Qu¸ tr×nh lµm vÖ sinh tank nÊu tiÕn hµnh nh sau: Khi kÕt thóc qu¸ tr×nh th¸o nguyªn liÖu, tÊt c¶ c¸c van sÏ ®ãng. Qu¸ tr×nh lµm vÖ sinh nµy tiÕn hµnh cïng víi nhµ nghiÒn, dÞch CIP tõ nhµ nghiÒn theo van V9 ch¶y vµo tank ®Ó lµm vÖ sinh tank. §ång thêi van V11 më ®Ó th¸o dÞch CIP ra khái tank. Sau ®ã, van V8 më ®Ó cho níc s¹ch ch¶y vµo lµm s¹ch dÞch CIP cßn l¹i trong tank. Van V11 më ®Ó th¸o s¹ch c¸c chÊt cßn l¹i trong tank. T¹i nhµ nÊu cã ba tank nÊu, trong ®ã cã hai tank nÊu ho¹t ®éng gièng hÖt nhau lµ tank nÊu g¹o vµ malt. Mét tank cßn l¹i lµ nÊu hupblon ®Ó cung cÊp dÞch cho nhµ läc vµ ®ång thêi trén víi nguyªn liÖu sau khi nÊu nh»m t¹o h¬ng vÞ vµ mµu cho bia. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña tank nµy còng t¬ng tù nh trªn. Tuy nhiªn kÝch thíc cña tank nµy lµ kh«ng lín, cho nªn nã chØ sö dông mét c¶m biÕn ®o nhiÖt ®é. Sau khi nÊu xong, nguyªn liÖu g¹o vµ malt sÏ ®îc c¸c b¬m chuyÓn sang bé phËn läc ®Ó lo¹i bá b· nguyªn liÖu. Bé phËn läc nµy cã nhiÖm xíi trén hai nguyªn liÖu trªn l¹i víi nhau tríc khi läc. KÕt thóc qu¸ tr×nh läc sÏ ®îc dÞch g¹o vµ malt. DÞch g¹o vµ malt tiÕp tôc chuyÓn ®Õn tank trén cïng víi hupblon ®Ó t¹o h¬ng vÞ bia chuÈn bÞ lªn men. Ngoµi ra khu vùc nÊu cßn cã mét tank trung gian phßng khi sù cè nåi nÊu th× cã thÓ nåi cßn l¹i nÊu xong chuyÓn ®Õn nåi trung gian chøa. Sau ®ã cho nguyªn liÖu cßn l¹i vµo tank ®Ó nÊu tiÕp. NÊu xong th× trén hai nguyªn liÖu vµo nåi läc ®Ó tiÕn hµnh läc b¶ vµ níc dÞch. 17 d) S¬ ®å ho¹t ®éng cña kh©u trén g¹o, malt vµ hupblon nh sau: H×nh 1.6 : Nguyªn lý ho¹t ®éng cña kh©u trén *) C¸c thiÕt bÞ tank trén C¸c van V13, V14, V15 B¬m M4, M5 C¶m biÕn b¸o møc L’3 18 *) Nguyªn lý ho¹t ®éng Van V13, V14 ( van V15 ®ãng ) ®ång thêi më c¶m biÕn b¸o møc thÊp L3 cã tÝn hiÖu, ®éng c¬ M4 quay tèc ®é chËm cho ®Õn khi nguyªn liÖu vµo ®Çy. C¶m biÕn b¸o møc cao L4 cã tÝn hiÖu van V13, V14 ®ãng ®ång thêi ®éng c¬ M4 chuyÓn sang chÕ ®é quay nhanh sau thêi gian ®Þnh tríc. Sau thêi gian nµy, ®éng c¬ M4 chuyÓn sang chÕ ®é quay chËm van V15 më, b¬m M5 ho¹t ®éng chuyÓn dÞch sang nhµ lªn men. KÕt thóc chu kú trén. 1.3.3. Nhµ lªn men vµ läc bia a) Kh©u h¹ nhiÖt DÞch tõ kh©u trén ®îc b¬m M5 chuyÓn ®Õn nhµ lªn men. Tríc khi ®a vµo tank lªn men th× dÞch ph¶i h¹ nhiªt ®é xuèng cßn 100C nhê cã bé phËn h¹ nhiÖt. Níc DÞch Níc H×nh 1.7 : Qu¸ tr×nh h¹ nhiÖt Bé phËn h¹ nhiÖt bao gåm : C¸nh t¶n nhiÖt C¸nh t¶n nhiÖt cã nhiÖm vô tho¸t nhiÖt. èng dÉn níc l¹nh (níc ®îc lµm l¹nh xuèng 20C). èng dÉn dÞch. b) Nguyªn lý ho¹t ®éng Van 18 Van 16 Van 17 H×nh 1.8 : Nguyªn lý ho¹t ®éng Dùa trªn nguyªn lý trao ®æi n¨ng lîng, nhiÖt trong dÞch sÏ truyÒn qua níc l¹nh, c¸nh t¶n nhiÖt ra ngoµi m«i trêng. Lu lîng dÞch vµ níc l¹nh sÏ ®îc ®iÒu khiÓn b»ng van lu lîng V16, V17 ®¶m b¶o dÞch ra khái bé phËn h¹ nhiÖt ®¹t 100C. DÞch sau khi ®îc h¹ nhiÖt ®é, sÏ ®îc chuyÓn ®Õn mét tank ®Ó trén men. Sau khi qu¸ tr×nh trén men kÕt thóc sÏ ®îc ®a vµo tank lªn men. Trong nhµ lªn 19 men cã tæng céng 12 tank lªn men. Mçi tank ®Òu cã c¶m biÕn nhiÖt ®é (cÆp nhiÖt ®é) ®Ó ®o nhiÖt ®é, thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é. c) Qu¸ tr×nh lªn men Qu¸ tr×nh lªn men bia ®îc tãm t¾t thµnh bèn giai ®o¹n chÝnh : Giai ®o¹n ®Çu: T¹o bät tr¾ng vµ mÞn ë xung quanh bÒ mÆt dÞch lªn men, nÊm men nÈy chåi vµ ph¸t triÓn, giai ®o¹n nµy kÐo dµi tõ 1-5 ngµy. Giai ®o¹n hai: Giai ®o¹n bät thÊp cã rÊt nhiÒu bät ®Æc tr¾ng, chËt, bång lªn mét líp trªn bÒ mÆt dÞch trong thêi gian 1-2 ngµy. Giai ®o¹n ba : Giai ®o¹n bät cao, qu¸ tr×nh lªn men diÔn ra m¹nh mÏ nhÊt, bät xèp vµ bång lªn rÊt cao, bÒ mÆt bät tõ tr¾ng chuyÓn sang mµu n©u. Giai ®o¹n nµy kÐo dµi 3-4 ngµy. Giai ®o¹n cuèi: Bät bÖp xuèng, bÒ mÆt bät lªn men phñ líp mµu n©u. TÕ bµo nÊm men t¹o thµnh líp b«ng vµ l¾ng xuèng ®¸y thïng. S¶n phÈm thu ®îc lµ bia non tiÕn hµnh tiÕp qu¸ tr×nh ñ bia tõ 6-10 ngµy ®Ó nång ®é CO2, hµm lîng cån diaxentin, ®é axit ...®¹t chØ tiªu yªu cÇu. d) Lµm trong bia §Ó ®îc bia cã ®é trong cÇn thiÕt ph¶i tiÕn hµnh läc vµ lµm trong. Cã thÓ sö Chai Bia dông nhiÒu thiÕt bÞ kh¸c thµnhnhau. Läc t¸ch triÖt ®Ó Chainhau vµ nhiÒu chÊt trî läc kh¸c c¸c phÇn tö r¾n lãng, khuyÕch t¸n trong bia, läc lo¹iphÈm bá hÇu hÕt c¸c vi sinh vËt, kÓ c¶ nÊm men, lµm cho bia cã ®é trong s¸ng ®óng yªu cÇu chÊt lîng lµm æn ®Þnh vµ gia t¨ng ®é bÒn v÷ng sinh häc, ho¸ häc, nªn bia sau khi läc tinh cã thÓ ®Ó mét th¸ng kh«ngM¸y cÇnröa thanh trïng. M¸y bèc chai vµo kÐt e) C¸c qu¸ tr×nh kh¸cchai Ngoµi ra trong nhµ lªn men cßn cã c¸c tank chøa NaOH ®Ó lµm vÖ sinh cho c¸c tank lªn men sau khi kÕt thóc qu¸ tr×nh lªn men. KÕt thóc qu¸ tr×nh ho¹t ®éng t¹i nhµ lªn men vµ läc, dÞch sÏ chuyÓn thµnh bia. Sau ®ã bia ®îc chuyÓn M¸y in ®Õn nhµ chiÕt. §Ìn soi ngµy SX 1.3.4. Nhµ chiÕt Qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña nhµ chiÕt cã thÓ ®îc m« t¶ b»ng s¬ ®å sau: M¸y chiÕt chai M¸y ®ãng n¾p chai M¸y d¸n nh·n M¸y thanh trïng 20 H×nh 1.9: Nguyªn lý ho¹t ®éng nhµ chiÕt
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

thumb
Văn hóa anh mỹ...
200
20326
146