Lập trình hệ thống giám sát điều khiển (scada) trong nhà máy sản xuất sữa bột

Xuất phát từ thực tiển trên, nhận thấy việc phát triển ngàng tự động hóa trong các nhà máy thực phẩm có vai trò rất quan trọng, nên tôi phát triển đồ án “Lập trình hệ thống giám sát – đi

VINH, 2014

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC 1

LỜI CẢM ƠN 5

LỜI MỞ ĐẦU 6

NỘI DUNG ĐỒ ÁN BAO GỒM CÁC PHẦN CHÍNH SAU 8

PHẦN 1 TỔNG QUAN 8

CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM 8

1.1 SCADA 8

1.1.1 Các thành phần của một hệ thống SCADA 9

1.1.2 Nguyên tắc hoạt động của hệ SCADA 10

1.1.3 Xử lý dữ liệu 11

1.1.4 Phân loại hệ thống SCADA 13

1.1.5 Tiêu chuẩn đánh giá và lựa chọn hệ tự động cho nhà máy 13

1.1.6 Xu hướng và tương lai của hệ SCADA 15

1.2 RSVIEW32 16

1.3 Các giá trị logic toán học và PLC 17

1.3.1 Cấu trúc và nghiên cứu hoạt động của PLC 18

2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 20

2.2.1 Chuẩn hoá 20

2.2.2 Thanh trùng 20

2.2.3 Cô đặc 21

2.2.4 Đồng hoá 22

2.2.5 Sấy sữa 24

2.2.6 Phương pháp sấy phun 24

2.2.7 Đóng gói và hoàn thiện sản phẩm 26

2.3 Ứng dụng hệ thống giám sát và điều khiển 27

2.3.1 Ứng dụng vào hệ thống chuẩn hóa sữa 27

2.3.2 Ứng dụng vào phân xưởng thanh trùng 27

2.3.3 Ứng dụng vào hệ thống cô đặc 28

2.3.4 Ứng dụng vào giai đoạn đồng hóa 28

2.3.5 Ứng dụng vào giai đoạn sấy sữa 29

2.3.6 Ứng dụng vào hệ thống đóng gói 29

PHẦN 2 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG GIÁM SÁT – ĐIỀU KHIỂN (SCADA) TRONG QTCN SẢN XUẤT SỮA BỘT 30

CHƯƠNG 1 CÁC BƯỚC CHUẨN BỊ THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH TRÊN RS VIEW32 30

1.1 Các bước tiến hành trên RS VIEW32 30

1.2 Tiến hành thực nghiệm 30

1.3 Các quy ước và hướng dẫn sử dụng 35

1.3.1 Quy ước 35

1.3.2 Hướng dẫn sử dụng 35

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ – LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 36

2.1 Lập trình phòng điều khiển trung tâm 36

2.2 Lập trình phân xưởng chuẩn hóa 37

2.2.1 Tổng quan 37

2.2.2 Mô tả hoạt động của chương trình 38

2.3 Lập trình phân xưởng thanh trùng 39

2.4 Lập trình phân xưởng cô đặc 41

2.5 Quá trình đồng hóa 43

2.6 Sấy phun 45

2.7 Lập trình điều khiểu cho các van và các thiết bị bơm trong nhà máy 46

2.8 Bảng điều khiển chung của các phân xưởng 47

2.9 Các câu lệnh được lập trình hệ thống 47

2.9.1 Một số câu lệnh được lập trình trong phân xưởng chuẩn hóa 47

2.9.2 Một số câu lệnh được sử dụng trong quá trình điều khiển thiết bị thanh trùng 48

2.9.3 Một số câu lệnh được lập trình trong thiết bị cô đặc 48

2.9.4 Một số câu lệnh được lập trình trong hệ thống đồng hóa 49

2.9.5 Các câu lệnh được lập trình trong thiết bị sấy 50

CHƯƠNG 3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHẦN MỀM 51

3.1 Ưu điểm của phần mềm 51

3.2 Nhược điểm của phần mềm 51

CHƯƠNG 4 SỬ DỤNG VÀ BẢO TRÌ PHẦN MỀM 52

4.1 Sử dụng 52

4.2 Bảo trì phần mềm 53

PHẦN 3 KẾT LUẬN 54

PHỤ LỤC 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.S Lê Thế Tâm, thầy là người trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án Em đã học hỏi được nhiều điều từ tác phong làm việc của thầy

Em xin tỏ lòng biết ơn tới các thầy, cô thuộc bộ môn Hóa Thực Phẩm – Khoa Hóa – Trường Đại Học Vinh đã tận tình chỉ bảo và có những ý kiến vô cùng quý giá trong quá trình em học tập và hoàn thành đồ án

Cuối cùng em xin tỏ lòng biết ơn tới gia đình và bạn bè đã động viên, giúp

đỡ, tạo điều kiện tốt cho em trong suốt quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, do hạn chế về kinh nghiệm và thời gian nên bản đồ án này không tránh khỏi sai sót Em kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để

em hoàn thiện bản đồ án này hơn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Vinh, ngày 09 tháng 01 năm 2014

Sinh viên thực hiện:

Lê Văn Dương

LỜI MỞ ĐẦU

Thị trường tiêu thụ hàng hóa luôn đòi hỏi không ngừng nâng cao chất lượng, giảm giá thành, đổi mới mẫu mã sản phẩm Nhu cầu đó đặt ra yêu cầu tìm kiếm một phương thức sản xuất mới để tạo nên các dây chuyên sản xuất tự động cho phép nhanh chóng thay đổi và nâng cao chất lượng sản phẩm Các dây chuyền truyền thống gồm nhiều thiết bị thủ công và tính công nghiệp hóa chưa cao sẽ không đáp ứng được những thị hiếu và nhu cầu ngày càng cao của thị trường

Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật cuối thế kỷ 20 mà kết quả là sự ra đời của nhiều phát minh công nghệ đã đánh dấu bước ngoặt lớn trong lịch sử loài người Nhờ những cống hiến khoa học này con người trên toàn thế giới đã có một tương lai sáng hơn Một trong những thành tựu lớn lao của cuộc cách mạng này là sự ra đời của ngành tự động hoá, ứng dụng của nó mạnh mẽ và hiệu quả trong rất nhiều lĩnh vực Vai trò của tự động hoá là không thể phủ nhận, nhờ áp dụng tự động hoá trong sản xuất đã tạo ra một khối lượng sản phẩm khổng lồ mà phương pháp thủ công không thể làm được

Trên thế giới, đã biết tới tự động hoá và ứng dụng nó từ rất sớm ngay khi

ra đời Còn tại Việt Nam thì đây là ngành công nghiệp khá mới mẻ và mới được ứng dụng ở mức độ trung bình do điều kiện nền kinh tế còn hạn chế Tuy nhiên trong những năm gần đây, tự động hoá có bước phát triển vượt bậc và chiếm một vị trí quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá nền kinh tế nước nhà Tự động hoá đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp trong đó có đóng góp không nhỏ cho ngành công nghiệp thực phẩm Các nhà máy thực phẩm luôn đặt tự động hoá làm ưu tiên hàng đầu trong sứ mệnh phát triển sản phẩm làm nên thương hiệu của doanh nghiệp Ngày nay hầu hết các nhà máy thực phẩm đều được trang bị các thiết bị tự động nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất Sở dĩ nó được ưu tiên là do tính sử dụng, khả năng ổn định, chất lượng và dễ dàng quản lý Mặc dù không thể thay thế hoàn toàn con người

nhưng tự động hoá là không thể thiếu trong nền kinh tế hiện nay, xu thế hiện nay

là đang dần thay thế hoàn toàn sức lao động của con người bằng máy móc Mục đích chủ yếu của việc áp dụng tự động hoá vào trong nhà máy thưc phẩm để giám sát cũng như điều khiển quá trình công nghệ Các thông số của quá trình như: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, tốc độ của hơi hay chất lỏng, khuấy trộn … sẽ được kiểm soát Khi có sự cố hay thay đổi không mong muốn nó sẽ được truyền tới bộ điều khiển từ đó có phương án phản hồi hợp lý để hệ thống trở nên ổn định theo mong muốn Ngành công nghệ thực phẩm đòi hỏi nghiêm ngặt về an toàn vệ sinh cho nên việc sử dụng công nghệ cao để quản lý giám sát là rất cần

Xuất phát từ thực tiển trên, nhận thấy việc phát triển ngàng tự động hóa trong các nhà máy thực phẩm có vai trò rất quan trọng, nên tôi phát triển đồ án

“Lập trình hệ thống giám sát – điều khiển (SCADA) trong nhà máy sản xuất sữa bột” Theo đó những thiết kế - lập trình của tôi được thực hiện trên phần

mềm RS VIEW32 là một sản phẩm của hãng Rockwell với ngôn ngữ lập trình C++, vai trò chủ yếu của phần mềm sau khi được thiết kế là giám sát điều kiển

và thu nhập dữ liệu (SCADA) của một nhà máy sản xuất sữa bột dựa trên nền tảng công nghệ PC, PLC cho phép quản lý từ xa các thiết bị, thay đổi và thu thập các số liệu

NỘI DUNG ĐỒ ÁN BAO GỒM CÁC PHẦN CHÍNH SAU Phần 1: Tổng quan

Nêu khái quát công cụ sử dụng, khái quát quá trình sản xuất được lập trình và các định nghĩa cơ bản được dùng trong đồ án của mình

Phần 2: Lập trình hệ thống giám sát – điều khiển (SCADA) trong QTCN sản xuất sữa bột

Đây là phần qua trọng nhất, bao gốm các thiết kế lập trình của phân mềm, nguyên lý hoạt động, hướng dẫn sữ dụng ….của phần mềm

hỗ trợ con người trong việc quan sát và điều khiển từ xa, ở cấp độ cao hơn hệ điều khiển thông thường Đương nhiên, để có thể quan sát và điều khiển từ xa cần phải có một hệ thống truy cập và truyền tải dữ liệu cũng như cần có giao diện người máy Tùy theo trọng tâm của nhiệm vụ mà người ta có những cách

nhìn khác nhau Vì vậy, một hệ SCADA thường phải có đủ những thành phần sau:

1.1.1 Các thành phần của một hệ thống SCADA

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống SCADA

- Trạm điều khiển giám sát trung tâm: Là một hay nhiều máy chủ trung tâm (central host computer server)

- Trạm thu thập dữ liệu trung gian: Đây còn gọi là hệ thống trạm cơ sở, các trạm này được đặt tại các hiện trường có nhiệm vụ thu thập, xử lý số liệu trong một phạm vi nhất định và gửi các số liệu về trạm trung tâm đồng thời thực hiện các lệch

từ trạm trung tâm Cụ thể đây là các khối thiết bị quét dữ liệu đầu vào/ra, đầu và cuối từ xa hoặc là các khối điều khiển logic PLC (Programmale Logic Controllers)

có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấp hành (cảm biến, các hộp điều khiển đóng cắt và các van chấp hành…)

- Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị viễn thông và các thiết bị chuyển đổi dồn kênh có chức năng truyền dữ liệu đến các khối điều khiển vào máy chủ

- Giao diện người - máy HMI (Human - Machine Interface): Là các thiết bị hiển thị quá trình xử lí dữ liệu để người vận hành điều khiển các quá trình hoạt động của hệ thống

- Mạng lưới thông tin: Được xây dựng trên cơ sở mạng máy tính và truyền thông công nghiệp có chức năng đảm bảo thông tin hai chiều giữa các trạm điều khiển

1.1.2 Nguyên tắc hoạt động của hệ SCADA

Hệ thống SCADA hoạt động dựa trên nguyên tắc lấy tín hiệu từ các cơ cấu cảm biến còn gọi là trạm thu thập dữ liệu trung gian được gắn trên các thiết

bị công tác hoặc trên dây chuyền sản xuất gửi về cho máy tính Máy tính xử lý kiểm tra trạng thái hoạt động của hệ thống, các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

đã được cài sẵn trong bộ nhớ Đồng thời, máy tính sẽ hiển thị lại các thông tin

kỹ thuật của hệ thống trên màn hình, cho phép tự động giám sát và điều khiển hệ thống phát ra tín hiệu điều khiển trên máy tính tạo nên vòng tín hiệu kín Việc điều khiển giám sát ở đây bao hàm hai ý nghĩa:

- Con người theo dõi và điều khiển

- Máy tính giám sát và điều khiển

Ngoài các chức năng truyền thông là so sánh để điều khiển cơ cấu tác động, ta còn có thể cho hệ thống hoạt động theo một chương trình đã được lập trình từ trước Nhờ có bộ vi xử lý ta có thể lập trình cho hệ thống hoạt động theo những chu trình phức tạp, máy tính sẽ đọc chương trình và xuất tín hiệu điều khiển cho các cơ cấu hoạt động theo chương trình đó Bên cạnh khả năng hoạt động toàn hệ thống theo một chương trình định trước, hệ SCADA còn cho phép người vận hành quan sát được trạng thái làm việc của từng thiết bị tại các trạm

cơ sở, đưa ra cảnh báo, báo động khi hệ thống gặp sự cố và thực hiện các lệnh điều khiển can thiệp và hoạt động của hệ thống khi có tình huống bất thường xảy

ra

1.1.3 Xử lý dữ liệu

Dữ liệu truyền tải trong hệ SCADA có thể là dạng liên tục, dạng số hay dạng xung Giao diện cơ sở để vận hành tại các thiết bị đầu cuối là một màn hình giao diện đồ họa dùng để hiển thị toàn bộ hệ thống điều khiển giám sát hoặc các thiết bị trong hệ thống Tại một thời điểm, dữ liệu được hiện thị dưới dạng hình ảnh tĩnh, khi dữ liệu thay đổi thì hình ảnh này cũng thay đổi theo Trong trường hợp dữ liệu của hệ thống biến đổi liên tục theo thời gian, hệ SCADA thường hiện thị quá trình thay đổi dữ liệu này trên màn hình giao diện

đồ họa dưới dạng đồ thị

Hình 1.2: Đồ thị của một quy trình

Một ưu điểm lớn của hệ SCADA là khả năng xử lý lỗi rất thành công khi

hệ thống xảy ra sự cố Nhìn chung, khi có sự cố hệ SCADA có thể lựa chọn một trong các cách xử lí sau:

- Sử dụng dữ liệu cất giữ trong máy chủ: trong các hệ SCADA hệ thống máy chủ có dung lượng bộ nhớ lớn, khi hệ thống hoạt động ổn định dữ liệu sẽ được sao lưu vào trong bộ nhớ Do đó, khi hệ thống xảy ra lỗi thì các máy chủ sẽ

sử dụng tạm dữ liệu này cho đến khi hệ thống hoạt động trở lại bình thường

- Sử dụng các phần cứng dự phòng của hệ thống: hầu hết các hệ SCADA đều được thiết kế thêm các bộ phận dự phòng, ví dụ như hệ thống truyền thông hai đường truyền, hai máy chủ…do vậy, các bộ phận dự phòng này sẽ được đưa

vào sử dụng khi hệ SCADA có sự cố hoặc hoạt động offline (có thể cho mục đích bảo dưỡng, sửa chữa, kiểm tra…)

1.1.4 Phân loại hệ thống SCADA

Có nhiều loại hệ thống SCADA khác nhau nhưng trên cơ bản chúng được chia làm 4 nhóm với những tính năng cơ bản sau:

- Hệ thống SCADA mờ: là hệ thống thu nhận xử lý dữ liệu thu được bằng hình ảnh hoặc đồ thị, do không có bộ phận giám sát nên hệ thống rất đơn giản và giá thành thấp

- Hệ thống SCADA xử lý đồ họa thông tin thời gian thực: là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu có khả năng mô phỏng tiến trình hoạt động của hệ thống sản xuất nhờ các tập tin cấu hình của máy đã được khai báo trước

- Hệ thống SCADA độc lập: Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu với một bộ xử lý, thông thường loại hệ thống SCADA mà chỉ điều khiển một hoặc hai máy công cụ hay còn gọi là Workcell Do khả năng điều khiển ít máy công tác nên hệ thống sản xuất này chỉ đáp ứng được cho việc sản xuất chi tiết, không tạo nên được dây chuyền sản xuất lớn

- Hệ thống SCADA mạng: Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu với nhiều bộ vi xử lý có nhiều bộ phận giám sát được kết nối với nhau thông qua mạng Hệ thống này cho phép điều khiển phối hợp được nhiều máy công tác hoặc nhiều nhóm workcell tạo nên một dây chuyền sản xuất tự động

1.1.5 Tiêu chuẩn đánh giá và lựa chọn hệ tự động cho nhà máy

Mục đích trong việc đánh giá và lựa chọn của một người thiết kế hệ thống không phải là tìm ra giải pháp tốt nhất, mà là một giải pháp đủ thỏa mãn các nhu cầu về mặt kỹ thuật với giá thành hợp lý nhất, trong phạm vi ngân sách cho phép Để đánh giá một giải pháp SCADA ta cần đặc biệt chú trọng đến các yếu

tố sau:

- Khả năng hỗ trợ của công cụ phần mềm đối với việc thực hiện các màn hình đa diện, chất lượng của các thành phần đồ họa có sẵn

- Khả năng truy cập và cách thức kết nối dữ liệu từ các quá trình kỹ thuật (trực tiếp từ các cơ cấu chấp hành, các cảm biến, các module vào/ ra, quá trình thiết bị điều khiển khả trình PLC hay các hệ thống bus trường)

- Tính năng mở rộng của hệ thống

- Khả năng hỗ trợ xây dựng các chức năng trao đổi tin tức, xử lý sự kiện và

sự cố, lưu trữ thông tin và lập báo cáo

- Tính năng thời gian, hiệu suất trao đổi thông tin

- Giá thành hệ thống phần mềm bao gồm công cụ phát triển, chương trình chạy, tài liệu sử dụng, công đào tạo và dịch vụ hỗ trợ bảo trì

Sau đây tôi sẽ đi sâu vào vấn đề liên quan ba yếu tố đầu tiên, hay nói cách khác là vấn đề liên quan tới công nghệ phần mềm Đó cũng là những khía cạnh làm nổi bật đặc tính của giải pháp SCADA thế hệ mới

Tạo dựng một ứng dụng SCADA tối thiểu đòi hỏi hai việc chính: xây dựng màn hình với các biến quá trình Như vậy, công việc tạo dựng một ứng dụng SCADA trên nguyên tắc sẽ phức tạp hơn nhiều so với việc lập trình giao diện đồ họa trong các ứng dụng thông thường Có hai phương thức để tạo dựng:

Phương thức thứ nhất là sử dụng công cụ lập trình phổ thông như Visual C++, Visuai Basic… và người lập trình phải tự làm từ đầu giống như việc phát triển các ứng dụng thông thường Không kể đến việc phải lập trình để kết nối dữ liệu qua các cổng truyền thông, thi công việc lập trình đồ họa mặc dù có các công cụ hỗ trợ rất mạnh cũng gặp nhiều khó khăn Thứ nhất là phương pháp này đòi hỏi mức kiến thức lập trình khá cao của người lập trình Thứ hai là viêc lập trình các biểu tượng, ký hiệu đồ họa thường dùng trong kỹ thuật như: van, đường ống, bơm… đòi hỏi nhiều công sức Để giả quyết vấn đề này, ta có thể sử dụng các thư viện phần mềm dưới dạng thư viện lớp hay thư viện thành phần có

sẵn Tuy nhiên, trong bất cứ trường hợp nào việc phải biên dịch lại toàn bộ ứng dụng là điều không thể tránh khỏi Do những hạn chế trên đây, phương pháp lập trình này chỉ nên sử dụng trong các ứng dụng quy mô nhỏ và ít có yêu cầu phải thay đổi

Phương pháp thứ hai là sử dụng một công cụ phần mềm chuyên dụng gọi tắt là phần mềm SCADA, các công cụ này có chứa các thư viện thành phần tiện cho việc xây dựng giao diện người máy cũng như phần mềm kết nối với các thiết bị cung cấp dữ liệu thông dụng Có nhiêu công cụ và định nghĩa riêng phục

vụ cho các mục đích này, tuy nhiên độ phức tạp của chúng cũng rất khác nhau Gần đây, xu hướng đơn giản hóa việc tạo dựng một ứng dụng SCADA thể hiện

ở sự kết hợp phương pháp lập trình hiển thị với sử dụng một ngôn ngữ lập trình thông dụng khác Thực chất các thư viện sẵn có trong những sản phẩm thuộc thế

hệ mới thường được xây dựng trên cơ sở một mô hình đối tượng, đặc biệt phải nói tới mô hình đối COM của Microsoft Việc sử dụng một mô hình đối tượng chuẩn công nghiệp như COM mang lại nhiều ưu thế như:

- Nâng cao hiệu suất công việc thiết kế, xây dựng giao diện người máy bằng cách sử dụng ActiveX – Controls

- Nâng cao khả năng tương tác và khả năng mở rộng, hay nói cách khác là tính năng mở rộng của hệ thống

- Thuận lợi trong việc sử dụng một chuẩn giao diện quá trình như OPC (OLE for Process Control) để kết nối với các thiết bị cung cấp dữ liệu

1.1.6 Xu hướng và tương lai của hệ SCADA

Nhờ các thiết bị cảm ứng, các thiết bị đo lường được gắn trên máy mà ta

có thể đo, kiểm tra sản phẩm, loại bỏ các phế phẩm… nhờ đó mà chất lượng sản xuất được nâng cao và giảm bớt chi phí sản xuất, kịp thời phát hiện, báo động những biến cố xẩy ra Các thông tin về hệ thống đều được truyền cho máy tính giám sát và thống kê, tổng kết quá trình sản xuất như: số lượng sản phẩm, số

lượng nguyên liệu còn dư… để người vận hành có thể đưa ra những quyết định sản xuất hợp lý nhất

Điều khiển giám sát hay SCADA không còn là những khái niệm mới mẻ, những tiến bộ trong công nghệ để thực hiện thì luôn luôn đổi mới Bên cạnh các

xu hướng mới nhu việc sử dụng các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành thông minh, mạng truyền thông công nghiệp và mềm hóa các giải pháp điều khiển, thì các hệ SCADA sẽ chiếm vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau Tầm nhìn cho một công ty trong tương lai với một hệ thống tự động số (DNS) tích hợp toàn bộ hệ thống điều khiển tự động, điều khiển giám sát với các

hệ thống điều hành sản xuất và quản lý chiến lược cho các công ty trên con đường phát triển ở thời đại kinh tế tri thức và xã hội thông tin

Sở dĩ như vậy là vì công nghệ thực phẩm yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn chất lượng, các quá trình sản xuất như khuấy trộn, truyền nhiệt chuyển khối, rất thuận tiện để điều khiển thông qua các PLC và hệ thống SCADA Có thể nói từ khi ngành điều khiển ra đời là đã có HMI (Human- Machine – Interface) ra đời, ban đầu có thể chỉ là đèn báo thô sơ, đền LED hoặc cao hơn là các màn hình nhỏ gắn ở các thiết bị Ngày nay do sự phát triển cao của công nghệ phần mềm HMI

vì thế cũng đa dạng hơn và sinh động hơn rất nhiều ngoài tác dụng thông báo nó còn cho phép ta dễ dàng giảm sát hay thay đổi giá trị đặt, xuất nhập báo cáo theo dõi tiến trình theo thời gian … Từ một màn hình một máy chủ cấu hình cao hoặc

PC thông thường Mỗi hãng tự động hóa lại có một phần mềm HMI cho các bộ điều khiển PLC của mình Mỗi phần mềm HMI đều có hai chế độ, chế độ thứ

nhất là người dùng (máy tính PC) phải trực tiếp kết nối với bộ PLC thông qua một driver thích hợp Chế độ thứ 2 là chế độ chạy thử TestRun mà các đối tượng

đồ họa sẽ chuyển động mô phỏng một quá trình thực với sự thay đổi vị trí màu sắc như khi chúng ta giám sát một quá trình thực Đây không chỉ là chức năng

mô phỏng bình thường khi cần ta có thể chuyển từ chế độ Memory sang chế độ Direct Drive rất dễ dàng để giám sát một quá trình có thật HMI nói chung rất quan trọng cho bất cứ một nhà máy xí nghiệp nào bởi tính chuyên nghiệp và độ tin cậy cao của nó Cùng với xu thế tự động hóa ở mức cao của các ngành Những kĩ sư ngành công nghệ thực phẩm cũng rất cần thiết được trang bị kiến thức về tự động hóa để có thể đưa ra những phương án điều khiển quá trình công nghệ của nhà máy, hay nghiên cứu những phương án điều khiển giám sát thích hợp cho một quá trình công nghệ

1.3 Các giá trị logic toán học và PLC

Trong cuộc sống các sự vật và hiện tượng thường được biểu diễn ở hai trạng thái đối lập, thông qua hai trạng thái đối lập rõ rệt của nó con người nhận thức được sự vật và hiện tượng một cách nhanh chóng bằng cách phân biệt hai trạng thái đó Chẳng hạn như ta nói nước sạch và bẩn, giá cả đắt hay rẻ, nước sôi

và không sôi, học sinh giỏi hay dốt…

Trong kỹ thuật, đặc biệt là trong kỹ thuật điện, các thiệt bị máy móc… ta thường có khái niệm về hai trạng thái như sau: đóng và cắt như đóng điện và cắt điện, đóng máy và mở máy…

Trong toán học, để lượng hóa hai trạng thái đối lập của sự vật và hiện tượng người ta dùng hai giá trị : 0 và 1 Giá trị 0 hàm ý đặc trưng cho một trạng thái của sự vật hiện tượng, giá trị 1 đặc trưng cho trạng thái ngược lai Ta goi các giá trị 0 và 1 đó là các giá trị logic PLC là bộ vi xử lý trung tâm sử dụng các

thuật toán logic được lập trình sẵn (ở đây là được lập trình bằng phần mềm

RSVIEW32)

PLC là viết tắt tiếng Anh của: Programmable Logic Controller là một bộ

vi xử lý và điều khiển logic được lập trình sẵn PLC dùng để thay thế các mạch

relay (rơ le) trong thực tế, PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic, C++ Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric, Omron, Honeywell

1.3.1 Cấu trúc và nghiên cứu hoạt động của PLC

1.3.1.1 Cấu trúc

Một hệ thống điều khiển lập trình cơ bản gồm có hai phần: khối xử lý trung tâm (CPU: central processing unit) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/O) Khối xử lý trung tâm gồm ba phần : bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ, và hệ thống nguồn cung cấp

1.3.1.2 Hoạt động của một PLC

Về cơ bản hoạt động của một PLC khá đơn giản Đầu tiên hệ thống các cổng vào/ra còn gọi là modul xuất nhập dùng để đưa các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi vào CPU(như sensor, công tắc, tín hiệu từ động cơ…) sau khi nhận được tín hiệu ở ngõ vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển qua module xuất ra các thiết bị được điều khiển Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét dữ liệu hoặc các trạng thái của các thiết bị ngoại vi thông qua ngõ vào, sau đó thực hiện các chương trình trong bộ nhớ như sau: một bộ đếm chương trình sẽ nhặt lệnh từ bộ nhớ chương trình đưa ra thanh ghi lệnh để thi hành Chương trình ở dạng STL (Statementlist – dạng lệnh liệt kê) sẽ được dịch ra ngôn ngữ máy cất trong bộ nhớ chương trình Sau khi thực hiện xong chương trình CPU sẽ gửi hoặc cập nhật (update) tín hiệu tới các thiết bị, được thực hiện thong qua module xuất Một chu kỳ gồm đọc tín hiệu ở ngõ vào, thực hiện chương trình và gửi cập nhật tín hiệu ở ngõ ra được gọi là một chu kỳ quét (scanning)

Trên đây là mô tả hoạt động đơn giản của một PLC, với hoạt động này sẽ giúp cho người thiết kế nắm được nguyên tắc của một PLC

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT

2.1 Quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột nguyên cream

2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

2.2.1 Chuẩn hoá

Quá trình chuẩn hoá sữa nhằm hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong nguyên liệu và được thực hiện trên dây chuyền tự động bao gồm máy ly tâm, bộ phận phối trộn, các dụng cụ đo (lưu lượng kế, tỷ trọng kế …) bơm và thùng chứa Sữa bột nguyên cream có hàm lượng chất béo 26-33%, sữa bột gầy có hàm lượng chất béo 1%

2.2.2 Thanh trùng

Nhằm làm giảm số VSV trong sữa đến mức thấp nhất, đồng thời vô hoạt các enzym, đặc biệt là nhóm enzym bền nhiệt lipase, làm thay đổi tính chất của

C trong vài giây Quá trình thanh trùng sữa được thực hiện trên thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng

Để tổng số vi khuẩn đạt được theo yêu cầu các nhà máy còn sở dụng thêm phương pháp ly tâm hoặc vi lọc để tách bớt các VSV ra khỏi sữa Quá trình ly

khi lên đến 99% so với tổng số vi khuẩn ban đầu có trong sữa Số lượng các vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt cũng giảm đi đáng kể như giống Clotridium Tuy nhiên thanh trùng không thể loại bỏ hết các vi khuẩn nhóm này

Quá trình vi lọc được thực hiện trên thiết bị membrane(0,2µ) Khi đó việc tách tế bào vi khuẩn và bào tử của nó giảm đi rất nhiều Quá trình vi lọc chỉ thực hiện trên guyên iệu sữa gầy vì chất béo trong sữa dễ bị hấp phụ trên membrane, gây tắc nghẽn màng lọc Phần chất béo sẽ được tiệt trùng riêng sau đó làm nguội

và phối trộn với sữa gầy đã qua vi lọc Phương pháp này cho phép thu nhận sữa nguyên liệu đạt các chỉ tiêu VSV rất tốt

Thanh trùng còn nhằm mục đích tạo nhiệt độ cần thiết để khi đưa vào nồi

cô đặc sữa có thể bốc hơi ngay, tránh sự chênh lệch nhiệt độ cao trong nồi chân

C Khi đã làm nguội đến nhiệt độ này ngưòi ta có thể đưa vào thùng trung gian rồi từ đó cho vào nồi đặc hoặc có thể cho trực tiếp vào nồi cô đặc

* Quá trình thanh trùng thực phẩm thường bao gồm ba giai đoạn:

- Gia nhiệt tăng nhiệt độ thực phẩm lên đến nhiệt độ thanh trùng

- Giữ thực phẩm ở nhiệt độ cần thanh trùng trong một khoảng thời gian xác định

- Làm nguội thực phẩm về giá trị nhiệt độ thích hợp

* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thanh trùng:

chất lượng và màu sắc tốt

phổ biến nhất là thiết bị cô đặc nhiều cấp dạng màng rơi Số cấp sử dụng thường

từ 2-7 cấp, thường gặp nhất là 4 cấp, sau cô đặc hàm lượng chất khô trong sữa là 45-55%

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cô đặc bằng nhiệt:

* Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ truyền nhiệt:

- Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi gia nhiệt và nhiệt độ sôi của sữa: Nếu độ chênh lệch này càng lớn thì tốc độ truyền nhiệt sẽ càng lớn, để làm tăng mức chênh lệch trên thì ta giảm nhiệt độ sôi của sữa bằng phương pháp cô đặc trong môi trường chân không

- Hiện tượng cặn bám trên bề mặt trao đổi nhiệt

Trong quá trình bốc hơi, một số cấu tử trong sữa có thể bị bám dính trên bề mặt truyền nhiệt của thiết bị Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, một số phân tử protein sẽ bị biến tính; các hợp chất bị bám dính nói trên sẽ tương tác với nhau hoặc bị phân giải Kết quả là chúng tạo nên một lớp cháy khét và làm giảm tốc

độ truyền nhiệt

- Hiện tượng màng biên:

Lớp sữa tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt lớp màng biên trong thiết bị bốc hơi thường tạo ra một trở lực lớn trong quá trình truyền nhiệt

- Độ nhớt của nguyên liệu: nếu cao sẽ làm giảm chỉ số Râynol và tốc độ tuần hoàn của nguyên liệu trong thiết bị, do đó hệ số truyền nhiệt giảm

* Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của quá trình cô đặc:

- Hiện tượng tạo bọt: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và do sự xuất hiện các bong bóng hơi, một số cấu tử trong sữa như protein có khả năng tạo bọt lớp bọt trong thiết bị cô đặc sẽ làm giảm tốc độ thoát hơi thứ ra khỏi sản phẩm

- Hiện tượng tổn thất chất khô do bị lôi cuốn bởi hơi thứ: Hơi thứ thoát ra

sẽ cuốn theo một số cấu tử ở dạng sương mù nên làm tổn thất chất khô Người ta

sử dụng thiết bị cô đặc nhiều cấp để hạn chế hiện tượng này

2.2.4 Đồng hoá

Do hàm lượng chất béo trong sữa sau quá trình cô đặc khá cao nên nhà sản xuất thực hiện quá trình đồng hoá để giảm kích thước hạt béo và phân bố đều chúng trong sữa Trong công nghệ chế biến sữa, quá trình đồng hoá được sử dụng với mục đích ổn định hệ nhũ tương, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực nên còn gọi là quá trình nhũ hoá

Nhũ tương là một hệ gồm hai chất lỏng không hoà tan nên được trộn lẫn với nhau Khi đó một chất lỏng sẽ tồn tại dưới dạng hạt (gọi là pha không liên tục, pha phân tán, pha nội) trong lòng của chất lỏng còn lại (pha không phân tán) Ở đây chỉ xếp hệ nhũ tương đơn giản, dầu trong nước hoặc nước trong dầu Trong quá trình đồng hoá để đạt được hiệu quả cao ta thường sử dụng chất nhũ hoá Chất nhũ hoá có hai chức năng: Làm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha quan hệ nhũ tương và hình thành nên một màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt của pha phân tán, làm cho chúng không thể kết hợp với nhau để tạo nên các hạt phân tán mới có thể tích lớn hơn Chất nhũ hoá được sử dụng trong chế biến sữa là phải không độc hại, không màu, không mùi, không vị, ít biến đổi trong quá trình chế biến và bảo quản sữa

Kỹ thuật đồng hoá hệ nhũ tương bao gồm các phương pháp: Làm vỡ, làm

giảm kích thước những hạt thuộc pha phân tán và phân đều chúng trong pha liên tục

* Đồng hoá bằng phương pháp khuấy trộn

Sử dụng các cánh khuấy để đồng hoá hệ nhũ tương của quá trình đồng hoá này không cao, người ta chỉ áp dụng nhằm mục đích chuẩn bị sơ bộ hệ nhũ tương trước khi chuyển qua giai đoạn đồng hoá bằng phương pháp sử dụng áp lực cao

* Đồng hoá bằng phương pháp sử dụng áp lực cao

Trong phương pháp này các hạt của pha phân tán sẽ bị phá vỡ và giảm kích thước khi ta bơm hệ nhũ tương đi qua một khe hẹp với tốc độ cao Kích thước của khe hẹp có thể dao động trong khoảng 15÷300 µm và tốc độ dòng của hệ nhũ tương được đẩy đến khe hẹp có thể lên đến tới 50÷200 m/s Sử dụng thiết

bị đồng hoá hai cấp và áp lực đồng hoá cho mỗi cấp là 200 bar và 50 bar

* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng hoá

- Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích hệ nhũ tương Nếu tỷ lệ này nhỏ thì quá trình đồng hoá sẽ được thực hiện dể dàng và hệ nhũ

tương có độ bền cao Ngược lại thì thường khó thực hiện bằng các phương pháp thông thường

- Nhiệt độ: Dựa vào thành phần hoá học của hệ nhũ tương mà ta chọn nhiệt

độ thích hợp cho quá trình đồng hoá Trong công nghiệp chế biến sữa nhiệt độ

2.2.5 Sấy sữa

Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liêụ dưới tác dụng của nhiệt Nước tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do: chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu; chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu

và môi trường bên trong Thời gian sấy nhanh, nhiệt của vật liệu sấy thấp, sản phẩm nhận được ở dạng bột nhỏ, không cần phải nghiền lại và có độ hòa tan lớn Nhiệt của vật liệu trong suốt chu kỳ sấy không vượt quá nồng độ của ẩm bốc hơi (60°C -70°C)

Sản phẩm chế biến từ sữa đã cô đặc đến độ khô 35 - 40%, đem sấy khô, nghiền thành bột, sàng, rây được sữa ở dạng bột có độ khô 90 - 96%, độ ẩm 4-10% Tùy thuộc vào thiết bị sấy có được sản phẩm sữa bột có chất lượng khác nhau Để thu nhận sữa bột người ta có thể sử dụng các phương pháp sấy khác nhau như sấy thăng hoa, sấy trục, nhưng hiện nay sấy phun được sử dụng nhiều hơn cả

2.2.6 Phương pháp sấy phun

Sữa nguyên liệu được đưa vào vòi phun trở thành những hạt nhỏ li ti trong buồng sấy đồng thời không khí nóng cũng được đưa vào Khi không khí bị đun nóng, thể tích của nó tăng lên còn mức độ bảo hoà giảm, khả năng hấp thụ nước

tăng lên, không khí nóng ở đây đóng vai trò nguồn năng lượng và chất hấp phụ nước Thời gian tiếp xúc giữa sữa và không khí nóng rất ngắn nên nhiệt độ sữa tăng không quá cao Do đó phương pháp sấy phun khắc phục được những nhược điểm của sấy trục là hạn chế được sự tổn thất các chất dinh dưỡng và các cấu tử hương trong sữa bột Sự vô hoạt bất thuận nghịch các protein trong sữa trong quá trình sấy phun là không đáng kể nên sữa bột thành phẩm có độ hoà tan cao

độ khô 96 - 97%, sấy phun đạt 96 - 98%

Trong sản xuất công nghiệp, thường sử dụng hệ thống sấy phun hai giai đoạn hoặc hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải là phổ biến nhất hiện nay Khi đó quá trình sấy sữa sẽ gồm ba giai đoạn:

Giai đoạn 1:

buồng sấy chính tại các vị trí xung quanh vòi phun sữa nguyên liệu, 25% lượng

C sẽ đi qua lưới phân bố và toả đều xuống bên dưới từ trần buồng sấy Các hạt sữa sẽ hình thành trong buồng sấy với độ ẩm dao động từ 6-14% và rơi xuống băng tải đặt bên dưới Độ ẩm của không khí trong buồng sấy sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc và kích thước hạt sữa thành phẩm Nếu độ ẩm quá thấp hạt sữa có kích thước rất nhỏ và trở nên rời rạc do chúng không kết dính lại với nhau Nếu độ ẩm quá cao hiện tượng kết dính xảy ra mạnh làm tăng kích thước của chúng Kết quả sữa bột không đạt độ mịn đồng nhất về kích thước và cấu trúc của hạt

Giai đoạn 2: Băng tải vận chuyển sữa từ buồng sấy chính qua buồng sấy

phụ, với vận tốc chuyển động của băng tải là 1m/ph Khi đó dòng tác nhân sấy trên đường thoát ra khỏi thiết bị ở cửa đáy sẽ xuyên qua lớp sữa bột trên băng tải

và tách thêm một lượng ẩm nữa trong các hạt sữa Độ ẩm sữa bột giảm xuống còn 3-10%

Giai đoạn 3: Tại buồng sấy phụ người ta đưa không khí nóng vào với

C

Sau cùng băng tải sẽ đưa sữa bột vào buồng làm nguội Người ta sử dụng

C Dòng tác nhân làm nguội cung sẽ thổi xuyên qua lớp sữa bột trên băng tải rồi theo cửa thoát bên dưới để ra ngoài Có 5% lượng sữa bột thoát ra theo các dòng khí thải được thu hồi nhờ hệ thống xyclon Người ta cũng bố trí hệ thống thu hồi nhiệt từ khí thải

để tiết kiệm năng lượng cho quá trình sấy

Trong công nghiệp sản xuất sấy phun hay sử dụng sấy phun là do sấy phun

có nhiều ưu điểm hơn các quá trình sấy khác:

- Thời gian tiếp xúc giữa các hạt lỏng và tác nhân sấy trong thiết bị rất ngắn nên sự tổn thất các hợp chất dinh dưỡng mẫn cảm với nhiệt độ là không đáng kể

- Sản phẩm sấy phun thu được là những hạt có hình dạng và kích thước tương đối đồng nhất

- Thiết bị sấy phun thường có năng suất cao và làm việc liên tục

* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun

- Nồng độ chất khô của nguyên liệu: trong công nghiệp sản xuất sữa bột nồng độ chất khô vào buồng sấy khoảng 45÷52% Nếu cao quá thì ảnh hưởng đến quá trình tạo sương mù trong buồng sấy

- Nhiệt độ tác nhân sấy: Nhiệt độ tác nhân sấy ảnh hưởng đến độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy phun Nếu độ ẩm tăng quá cao sẽ gây nên phân huỷ một

số cấu tử trong nguyên liệu và làm tăng mức tiêu hao năng lượng cho toàn bộ quá trình

- Kích thước, số lượng và quỹ đạo chuyển động của các hạt nguyên liệu trong buồng sấy

2.2.7 Đóng gói và hoàn thiện sản phẩm

Sữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói Thông thường người ta sử dụng bao bì bằng kim loại hoặc bao bì giấy

để đựng sản phẩm.Yêu cầu chung về bao bì là phải hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh đến sữa bột Người ta thường đóng gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ, 10% hydro vào hộp trước khi ghép nắp nhằm kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm

Sữa bột có khả năng hút ẩm rất cao do đó khi bảo quản trong bao bì kín, sữa bột sẽ hút nước đến độ ẩm cân bằng, tạo thành các cục vón làm giảm độ hoà tan của sữa Bảo quản lâu còn làm cho sữa bị biến màu, chuyển từ vàng nhạt sang ngả nâu, có mùi khét và giảm độ hoà tan rõ rệt

2.3 Ứng dụng hệ thống giám sát và điều khiển

2.3.1 Ứng dụng vào hệ thống chuẩn hóa sữa

Trước khi thanh trùng thì sữa phải được chuẩn hóa trước.Quá trình chuẩn hóa gồm 3 công đoạn chính là ly tâm, phối trộn và thùng chứa trung gian Ở giai đoạn chuẩn hóa này rất quan trọng nên nó cần có độ chính xác cao Vì vậy, hệ thống điều khiển – giám sát ở đây được sử dụng vào:

- Điều chỉnh hệ thống van vệ sinh thiết bị

- Các van điều tiết: Điều chỉnh lượng sữa vào/ra thiết bị

- Hệ thống khóa tát mở, hạn chế: Điều chỉnh các rele nhằm thay đổi vòng quay, công suất và tốc độ của các thiết bị

- Điều chình cánh khuấy ở bộ phối trộn

- Điều chỉnh nhiệt độ và thời gian ly tâm

- Điều chỉnh áp suất khuấy trộn

2.3.2 Ứng dụng vào phân xưởng thanh trùng

Quá trình thanh trùng là một trong những quá trình quan trọng nhất, quá trình này quyết định rất lớn đến chất lượng sản phẩm Thanh trùng được thực

C trong vài giây Quá trình thanh trùng được thực hiện trên thiết bị

dạng bản mỏng Các thông số kỹ thuật ở quá trình này được kiểm soát rất nghiêm ngặt và yêu cầu có độ chỉnh xác cao Vì thế, việc ứng dụng hệ thống điều khiển giảm sát vào giai đoạn này là không thể thiếu Để kiểm soát giai đoạn này hệ thống giám sát điều khiển được ứng dụng như sau:

- Các van cấp dịch, và van xả dịch

- Các van điều tiết nhiệt: Điều chỉnh quá trình cấp hơi và nước ngưng

- Các van cấp nước rửa và vệ sinh thiết bị

- Các rele tắt/mở: Điều chỉnh các máy bơm, và bộ phận nâng hạ nhiệt độ và thời gian trong các thiết bị

2.3.3 Ứng dụng vào hệ thống cô đặc

Sau khi thanh trùng sữa được đưa đi cô đặc, cô đặc nhằm tách bớt một

lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy sữa tiếp theo Người ta dùng cô đặc chân không cô đặc ở áp suất thường thì sản phẩm luôn luôn tiếp xúc với không khí nên luôn luôn bị nhiễm bẩn, các sinh tố

và chất béo bị phân huỷ, sản phẩm bị biến tính (đặc sệt, có màu vàng sẫm ) Cô đặc ở áp suất chân không thì thường khắc phục được những nhược điểm trên vì thời gian cô đặc ngắn và nhiệt độ thấp nên tránh được các thay đổi sâu sắc về

đổi của đường lactoza do đó sản phẩm có chất lượng và màu sắc tốt Nhiệt độ

C Giai đoạn này các thông số kỹ thuật phải được kiểm soát liên tục một cách chính xác nhất vì thế một hệ thống giám sát và điều khiển các thông số này là không thể thiếu Cũng như giai đoạn thanh trùng thì ở đây các van điều chỉnh nhiệt độ, các van điều chỉnh thu hồi nước ngưng điều chỉnh dịch được hệ thống giám sát và điều khiển kiểm soát nghiêm ngặt Ngoài ra hệ thống các cảm biến nhiệt, cảm biến áp suất được hệ thống thu thập và truyền tải đến thiết bị giám sát nhằm cho người quản lý có thể

có những quyết định chính xác nhất về các thông số kỹ thuật

2.3.4 Ứng dụng vào giai đoạn đồng hóa

Do hàm lượng chất béo trong sữa sau quá trình cô đặc khá cao nên nhà sản xuất thực hiện quá trình đồng hoá để giảm kích thước hạt béo và phân bố

đều chúng trong sữa Trong công nghệ chế biến sữa, quá trình đồng hoá được sử dụng với mục đích ổn định hệ nhũ tương, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực nên còn gọi là quá trình nhũ hoá

Giai đoạn này hệ thống giám sát được ứng dụng vào các hệ thống van điều tiết sữa, hệ thống van rửa thiết bị, điều khiển hệ thống nhiệt độ, áp suất và thời gian đồng hóa một cách chình xác để quá trình đồng hóa diễn ra tốt nhất

2.3.5 Ứng dụng vào giai đoạn sấy sữa

Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liêụ dưới tác dụng của nhiệt Nước tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do: chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu; chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường bên trong Thời gian sấy nhanh, nhiệt của vật liệu sấy thấp, sản phẩm nhận được ở dạng bột nhỏ, không cần phải nghiền lại và có độ hòa tan lớn Nhiệt của vật liệu trong suốt chu kỳ sấy không vượt quá nồng độ của ẩm bốc hơi (60°C - 70°C) Ứng dụng của hệ thống điều khiển và giám sát vào công đoạn này là hệ thống van điều tiết sữa và van cấp nước rửa thiết bị Ngoài ra còn được ứng dụng vào hệ thống điều chỉnh nhiệt độ của thiết bị sấy

Hệ thống giám sát – điều khiển được ứng dụng vào giai đoạn đóng gói sản phẩm như điều tiết sữa đóng hộp, điều khiển thiết bị ghép mí