Đồ án HCMUTE: Hệ thống điều khiển và giám sát quy trình nhuộm vải

Đồ án nghiên cứu hcmute hệ thống điều khiển và giám sát quy trình nhuộm vải, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Tác giả: Đặng Xuân Thi
• Người hướng dẫn: PGS.TS Ngô Văn Thuyên
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
• Đề tài: Hệ Thống Điều Khiển Và Giám Sát Quy Trình Nhuộm Vải
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Nội dung nghiên cứu
• 1.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3. Giới hạn đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Quy trình nhuộm vải – sơ đồ khối
• 2.2. Quy trình xử lý hoàn tất – sơ đồ khối
• 2.3. Nguyên lý hoạt động
• 2.4. Lý thuyết điều khiển PID
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Giới thiệu tổng quát
• 3.2. Mô tả hệ thống
• 3.3. Yêu cầu thiết kế
• 3.4. Lựa chọn thiết bị và cảm biến
• 3.5. Lựa chọn PLC
• 3.6. Sơ đồ mạch động lực và điều khiển
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 4.1. Trao đổi dữ liệu giữa các trạm PLC
• 4.2. Yêu cầu thiết kế
• 4.3. Thiết kế hệ thống trao đổi dữ liệu
• 4.4. Yêu cầu thiết kế phần mềm
• 4.5. Thiết kế chương trình PLC
• 4.6. Thiết kế phần mềm
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ
• 5.1. Các kết quả phần cứng
• 5.2. Kết quả thực hiện mô hình phần mềm
• 5.3. Phân quyền truy cập
• 5.4. Giám sát quy trình toàn bộ hệ thống
• 5.5. Chức năng giám sát nhiệt độ gia nhiệt và tốc độ động cơ
• 5.6. Chức năng cảnh báo
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Những công việc đã thực hiện được
• 6.2. Những giới hạn của đề tài
• 6.3. Hướng phát triển
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Ngành dệt nhuộm tại Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức trong bối cảnh toàn cầu hóa và sự cạnh tranh từ các sản phẩm ngoại nhập. Để duy trì vị thế và phát triển, việc áp dụng công nghệ nhuộm hiện đại là rất cần thiết. Đề tài 'Hệ thống điều khiển và giám sát quy trình nhuộm vải tại HCMUTE' được thực hiện nhằm xây dựng một hệ thống tự động hóa, giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất. Theo đó, việc giám sát quy trình nhuộm vải sẽ được thực hiện thông qua các thiết bị HMI, cho phép người vận hành theo dõi và điều chỉnh các thông số một cách dễ dàng.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là phát triển một hệ thống điều khiển có khả năng giám sát và điều chỉnh quy trình nhuộm vải một cách tự động. Hệ thống này sẽ đảm bảo các thông số như nhiệt độ, tốc độ và thời gian nhuộm được duy trì ổn định, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ thông tin trong quản lý quy trình sản xuất cũng sẽ được xem xét, nhằm tối ưu hóa quy trình và giảm thiểu chi phí sản xuất. Hệ thống sẽ sử dụng các thuật toán điều khiển PID để đảm bảo các thông số hoạt động trong giới hạn cho phép, đồng thời cung cấp các cảnh báo khi có sự cố xảy ra.

II. Cơ sở lý thuyết

Quy trình nhuộm vải bao gồm nhiều bước khác nhau, từ tẩy hồ đến nhuộm và hoàn tất. Mỗi bước đều có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Hệ thống được thiết kế với các sơ đồ khối rõ ràng, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi và điều chỉnh. Cơ cấu chấp hành và các thiết bị phần cứng như biến tần PowerFlex 525, PLC Mitsubishi FX1N được sử dụng để điều khiển các quá trình này. Hệ thống SCADA sẽ được áp dụng để thu thập và xử lý dữ liệu, từ đó cung cấp thông tin cần thiết cho người vận hành. Việc sử dụng cảm biến để giám sát nhiệt độ và áp suất trong quá trình nhuộm cũng là một phần quan trọng trong thiết kế hệ thống.

2.1. Quy trình nhuộm vải

Quy trình nhuộm vải được chia thành nhiều bước, bao gồm tẩy hồ, nhuộm màu, giặt xả và cầm màu. Mỗi bước đều cần được giám sát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Trong đó, bước tẩy hồ là rất quan trọng, giúp loại bỏ các tạp chất trên bề mặt vải, từ đó tăng khả năng thấm màu. Sau khi tẩy hồ, vải sẽ được đưa vào quy trình nhuộm với các loại thuốc nhuộm phù hợp. Việc giám sát nhiệt độ và thời gian trong quá trình nhuộm là rất cần thiết để đảm bảo màu sắc đồng đều và bền đẹp. Hệ thống sẽ sử dụng các cảm biến để theo dõi các thông số này và điều chỉnh kịp thời khi cần thiết.

III. Thiết kế hệ thống

Hệ thống điều khiển và giám sát quy trình nhuộm vải được thiết kế với nhiều thành phần chính, bao gồm các thiết bị phần cứng, phần mềm và giao diện người dùng. Các thiết bị như PLC và biến tần sẽ được kết nối với nhau qua mạng truyền thông công nghiệp, cho phép truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả. Phần mềm SCADA sẽ được sử dụng để thu thập và xử lý dữ liệu, từ đó cung cấp thông tin cho người vận hành. Giao diện HMI sẽ giúp người dùng dễ dàng theo dõi và điều chỉnh các thông số trong quá trình sản xuất. Việc thiết kế hệ thống cần đảm bảo tính linh hoạt và khả năng mở rộng trong tương lai.

3.1. Yêu cầu thiết kế

Yêu cầu thiết kế hệ thống bao gồm khả năng hoạt động liên tục, giám sát và điều khiển các thông số trong quy trình nhuộm. Hệ thống cần phải có khả năng cảnh báo khi có sự cố xảy ra, đồng thời phân quyền truy cập cho người dùng khác nhau. Việc sử dụng các thuật toán điều khiển PID sẽ giúp duy trì các thông số trong giới hạn cho phép, từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, hệ thống cũng cần phải có khả năng ghi lại dữ liệu để phục vụ cho việc phân tích và cải tiến quy trình sản xuất trong tương lai.

IV. Kết quả

Kết quả của nghiên cứu cho thấy hệ thống điều khiển và giám sát quy trình nhuộm vải hoạt động hiệu quả, đáp ứng được các yêu cầu đề ra. Các thông số như nhiệt độ, tốc độ và thời gian nhuộm đều được duy trì ổn định, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Hệ thống cũng đã cung cấp các cảnh báo kịp thời khi có sự cố xảy ra, giúp người vận hành xử lý nhanh chóng. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong quy trình sản xuất đã giúp giảm thiểu sai sót và tiết kiệm thời gian. Kết quả này cho thấy giá trị thực tiễn của hệ thống trong ngành dệt nhuộm, đồng thời mở ra hướng phát triển mới cho các nghiên cứu tiếp theo.

4.1. Đánh giá hiệu quả

Đánh giá hiệu quả của hệ thống cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong quy trình sản xuất. Hệ thống đã giúp giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc giám sát và điều khiển tự động đã giúp người vận hành dễ dàng theo dõi và điều chỉnh các thông số, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc. Hệ thống cũng đã chứng minh được khả năng hoạt động ổn định trong môi trường sản xuất thực tế, góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh cho ngành dệt nhuộm Việt Nam.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành dệt nhuộm là một ngành nghề công nghiệp và thủ công truyền thống lâu đời tại Việt Nam. Trong bối cảnh hội nhập kinh tế và sự phát triển của công nghệ hiện đại, nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm dệt may không chỉ dừng lại ở độ bền mà còn đòi hỏi cao về tính thẩm mỹ, sự đa dạng của chất liệu và độ chính xác của màu sắc. Tuy nhiên, ngành dệt nhuộm trong nước đang phải đối mặt với áp lực cạnh tranh gay gắt từ các sản phẩm ngoại nhập có chất lượng cao và giá thành thấp. Sự xuất hiện của cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0 đã mở ra định hướng ứng dụng tự động hóa nhằm nâng cao năng suất, đảm bảo tính đồng đều của sản phẩm, tối ưu hóa nguồn nhân lực và hạ giá thành sản xuất.

Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài "Hệ thống điều khiển và giám sát quy trình nhuộm vải" được nhóm tác giả thực hiện nhằm thiết kế một hệ thống điều khiển tự động hóa và giám sát SCADA/HMI cho toàn bộ dây chuyền xử lý vải từ khâu tiền xử lý vải thô, nhuộm cho đến xử lý hoàn tất.

Mục tiêu cụ thể của đề tài bao gồm 5 nhiệm vụ chính:

1. Xây dựng hệ thống có khả năng vận hành xuyên suốt ở từng khu vực, cho phép bật/tắt độc lập từng công đoạn theo nhu cầu thực tế, chịu sự điều khiển và giám sát trực tiếp từ kỹ sư và người vận hành.
2. Mô phỏng hoạt động ổn định của dây chuyền theo đúng quy trình công nghệ chuẩn của nhà máy, đáp ứng chính xác các yêu cầu về thời gian, nhiệt độ gia nhiệt và tốc độ vận hành của động cơ.
3. Thiết lập hệ thống giám sát và điều khiển tập trung thông qua giao diện màn hình HMI và phần mềm RSLogix 5000 / FactoryTalk View.
4. Xây dựng chức năng cảnh báo (Alarm) hoạt động chính xác khi xảy ra sự cố kỹ thuật và thiết lập cơ chế phân quyền truy cập người dùng trên SCADA.
5. Thiết lập truyền thông công nghiệp giữa các bộ điều khiển khả trình PLC Allen-Bradley theo chuẩn Ethernet/IP, phân bổ điều khiển theo 2 phân khu chính.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ nhuộm vải pha Polyester/Cotton (vải T/C), hệ thống điều khiển tự động với PLC CompactLogix, biến tần PowerFlex 525, thuật toán điều khiển PID và hệ thống SCADA/HMI.
• Phạm vi không gian và thực nghiệm: Đề tài nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm công nghiệp kết hợp tiếp nhận góp ý thực tế từ doanh nghiệp trong ngành; mô hình thực nghiệm và kiểm chứng được triển khai trên các thiết bị tại phòng thí nghiệm Tự động hóa Rockwell Automation thuộc Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
• Giới hạn đề tài: Do giới hạn về phần cứng, hệ thống dừng lại ở mức độ xây dựng mô hình điều khiển mô phỏng tích hợp phần cứng và phần mềm, chưa bao gồm phân đoạn xử lý nước thải sau nhuộm.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài kết hợp giữa lý thuyết hóa dệt, lý thuyết điều khiển tự động và kỹ thuật mạng truyền thông công nghiệp:

Khung lý thuyết và mô hình công nghệ

1. Quy trình công nghệ nhuộm vải T/C: Vải T/C là loại vải pha giữa sợi Polyester (PE) và sợi bông (Cotton). Quy trình xử lý gồm 2 giai đoạn công nghệ lớn:
   • Giai đoạn nhuộm: Vải mộc $\rightarrow$ Tẩy hồ $\rightarrow$ Giặt khử $\rightarrow$ Nhuộm PE (thuốc nhuộm phân tán) $\rightarrow$ Giặt xả $\rightarrow$ Nhuộm Cotton (thuốc nhuộm hoạt tính) $\rightarrow$ Giặt xả $\rightarrow$ Cầm màu $\rightarrow$ Vắt ly tâm.
   • Giai đoạn xử lý hoàn tất: Sấy $\rightarrow$ Hoàn tất định hình $\rightarrow$ Comfit (làm mềm, chống co) $\rightarrow$ Thành phẩm.
2. Cơ chế điều khiển vi tích phân tỉ lệ (PID): Ứng dụng giải thuật PID để kiểm soát hai thông số cốt lõi: nhiệt độ gia nhiệt dung dịch nhuộm và tốc độ động cơ kéo vải. Biểu thức điều khiển toán học: $$u(t) = MV(t) = K_p \cdot e(t) + K_i \int e(t),dt + K_d \frac{de(t)}{dt}$$ Trong đó, $K_p$ là độ lợi tỉ lệ giúp tăng tốc độ đáp ứng, $K_i$ là độ lợi tích phân nhằm triệt tiêu sai số xác lập, $K_d$ là độ lợi vi phân hạn chế độ vọt lố và làm mượt đáp ứng quá độ.
3. Cấu trúc hệ thống SCADA và Mạng truyền thông công nghiệp: Kiến trúc tích hợp của Rockwell Automation kết hợp phần mềm FactoryTalk View (SE/ME), bộ điều khiển PLC CompactLogix, mạng Ethernet/IP truyền dữ liệu cấp trường và giao diện HMI đồ họa.

Quy trình	Hóa chất / Thiết bị chính	Thông số công nghệ chính
Tẩy hồ	NaOH, $\text{H}_2\text{O}_2$, Prostabil TD01, Texport-DA9, $\text{CH}_3\text{COOH}$	Chạy lạnh 10–15 phút; gia nhiệt $1.5^\circ\text{C}/\text{phút}$ lên $100^\circ\text{C}$ giữ 60 phút; hạ $80^\circ\text{C}$; trung hòa $\text{CH}_3\text{COOH}$ 10–15 phút; giặt nóng $80^\circ\text{C}$ trong 10 phút.
Nhuộm PE	Thuốc nhuộm phân tán, Acid acetic, chất đều màu	Chạy tuần hoàn 15 phút; gia nhiệt lên $130^\circ\text{C}$ giữ 30–60 phút; giặt khử và giặt nóng $80^\circ\text{C}$ trong 20 phút.
Nhuộm Cotton	Thuốc nhuộm hoạt tính (Procion, Cibacron...), $\text{Na}_2\text{SO}_4$, $\text{Na}_2\text{CO}_3$, Level DLR, Fix 300L	Chạy ban đầu $30^\circ\text{C}$ (20 phút); gia nhiệt lên $60^\circ\text{C}$; châm $\text{Na}_2\text{CO}_3$ định kỳ mỗi 10 phút; giữ $60^\circ\text{C}$ trong 30–90 phút; trung hòa $\text{CH}_3\text{COOH}$; giặt nóng $80^\circ\text{C}$ (20 phút).
Vắt ly tâm	Máy vắt ly tâm công nghiệp Inox 304	Tốc độ quay $750 - 1000\text{ vòng/phút}$; tách nước đạt độ khô xấp xỉ 70%.
Sấy & Hoàn tất	Máy sấy JHG-150PJN, máy định hình Bruckner, máy Comfit DP-TCP	Định hình khổ vải, ổn định kích thước ngang/dọc, xử lý bề mặt mềm mịn và triệt tiêu co rút cơ học.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: Khảo sát quy trình công nghệ từ các nhà máy thực tế và tài liệu kỹ thuật chuyên ngành hóa dệt, tự động hóa công nghiệp.
• Phương pháp thiết kế hệ thống kỹ thuật: Tính toán, lựa chọn cấu hình thiết bị phần cứng (PLC, cảm biến, biến tần, cơ cấu chấp hành) và xây dựng sơ đồ mạch điện động lực, mạch điều khiển I/O.
• Phương pháp lập trình và mô phỏng thực nghiệm: Lập trình giải thuật điều khiển tuần tự và thuật toán PID trên phần mềm RSLogix 5000; thiết kế giao diện SCADA trên FactoryTalk View; thiết lập truyền thông Ethernet/IP và chạy thử nghiệm kiểm chứng đáp ứng trên thiết bị thật tại phòng thực hành.

---

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế phân tán thành 2 khu vực điều khiển độc lập nhưng liên kết chặt chẽ qua đường truyền mạng công nghiệp:

Cấu hình phần cứng và cơ cấu chấp hành

• Bộ điều khiển trung tâm (PLC): Sử dụng 02 bộ PLC CompactLogix 1769-L32E của Allen-Bradley (Rockwell Automation). Mỗi PLC chịu trách nhiệm quản lý một phân khu và kết nối mở rộng tối đa 16 module I/O.
  • PLC Khu 1 (Khu Nhuộm): Quản lý khâu tẩy hồ, nhuộm PE, nhuộm cotton, giặt xả, cầm màu và vắt ly tâm. Tiếp nhận tín hiệu analog từ cảm biến nhiệt độ và điều khiển biến tần qua Ethernet/IP.
  • PLC Khu 2 (Khu Xử lý hoàn tất): Quản lý khâu sấy vải, máy hoàn tất định hình và máy comfit.
• Biến tần PowerFlex 525: Dòng biến tần mô-đun thế hệ mới của Rockwell Automation, điều khiển tốc độ động cơ trục kéo vải, tích hợp sẵn cổng Ethernet/IP hỗ trợ cấu hình trực tiếp từ Studio 5000. Điện áp vào 1 pha 200–240VAC, điện áp ra 3 pha 0–600Hz.
• Cảm biến và bộ chuyển đổi:
  • Cảm biến nhiệt độ PT100: Đo nhiệt độ bồn nhuộm và lò sấy trong dải $-50^\circ\text{C} \dots 400^\circ\text{C}$.
  • Bộ chuyển đổi Seneca T120: Chuyển đổi tín hiệu điện trở từ PT100 sang tín hiệu dòng công nghiệp $4-20\text{ mA}$ đưa về module Analog Input của PLC, sai số $0.1%$.
  • Cảm biến mực nước Dinel CLS-23N: Loại cảm biến mức điện dung ngõ ra relay (ON/OFF), chuẩn bảo vệ IP68/SIL1, cấp nguồn $6\dots 30\text{VDC}$, thời gian đáp ứng $0.1\text{ s}$, giám sát mực nước trong bồn giặt và bồn nhuộm.
• Thiết bị chấp hành công nghiệp:
  • Van điện từ SLP1DF02V3K50: Loại thường đóng, đường kính trong $50\text{ mm}$ (ren 2"), thân Inox 316, màng chắn Viton chịu nhiệt đến $120^\circ\text{C}$, áp suất làm việc $0.5 - 16\text{ bar}$, nguồn điều khiển $220\text{VAC}$.
  • Máy bơm nước đẩy cao Lepono 2ACM150: Công suất $2\text{ HP}$ ($1.5\text{ kW}$), cột áp $58\text{ m}$, lưu lượng $180\text{ l/phút}$.
  • Bơm định lượng hóa chất OBL MC101: Cấp nguồn $380\text{V}$, áp suất làm việc tối đa $7\text{ bar}$, bơm chính xác hóa chất và phẩm nhuộm vào dung dịch.

Thiết bị / Thành phần	Model / Mã hiệu	Thông số kỹ thuật chính	Vai trò trong hệ thống
PLC Trạm 1 & Trạm 2	CompactLogix 1769-L32E	Giao tiếp Ethernet/IP tích hợp, hỗ trợ mở rộng 16 I/O modules	Điều khiển tuần tự và thuật toán PID cho 2 khu
Biến tần	PowerFlex 525	1 pha 200-240V vào, 3 pha ra, cổng Ethernet/IP tích hợp	Điều khiển tốc độ động cơ kéo vải khâu nhuộm
Cảm biến nhiệt độ	RTD PT100 (3 dây)	Dải đo $-50^\circ\text{C} \dots 400^\circ\text{C}$, độ dài đầu đo $50-300\text{ mm}$	Thu nhận nhiệt độ lò gia nhiệt và buồng sấy
Bộ chuyển đổi tín hiệu	Seneca T120	Nguồn 5–30VDC, sai số 0.1%, ngõ ra 4–20mA	Chuyển đổi tín hiệu PT100 đưa về Analog In PLC
Cảm biến mực nước	Dinel CLS-23N	Nguồn 6–30VDC, ngõ ra relay, IP68, đáp ứng 0.1s	Báo mức nước đầy/cạn tại các bồn xử lý
Van điện từ	SLP1DF02V3K50	Thân Inox 316, màng Viton, $0.5-16\text{ bar}$, chịu nhiệt $<120^\circ\text{C}$	Cấp/xả nước và hóa chất tự động
Bơm định lượng	OBL MC101	Điện áp 380V, áp lực tối đa 7 bar, nhiệt độ max $45^\circ\text{C}$	Châm định lượng thuốc nhuộm và phụ gia

Thiết kế phần mềm điều khiển và giám sát

1. Truyền thông liên trạm Ethernet/IP: Thiết lập cấu hình truyền nhận dữ liệu giữa CPU Trạm 1 (Khu 1) và CPU Trạm 2 (Khu 2). Sử dụng các lệnh truyền thông thông điệp (Message - MSG) qua cổng Ethernet tích hợp để đồng bộ trạng thái vận hành giữa các công đoạn liên hợp.
2. Lập trình điều khiển trên RSLogix 5000: Xây dựng logic điều khiển tuần tự cho chu trình tẩy hồ, nhuộm hai giai đoạn (PE và Cotton), giặt xả, vắt ly tâm, sấy, hoàn tất định hình và máy comfit. Lập trình khối chức năng PID điều khiển công suất gia nhiệt lò sấy/bồn nhuộm và tốc độ biến tần.
3. Thiết kế giao diện SCADA trên FactoryTalk View: Xây dựng các trang màn hình vận hành:
   • Màn hình đăng nhập: Phân quyền truy cập người dùng (Admin, Operator).
   • Màn hình tổng quan: Hiển thị sơ đồ dây chuyền liên tục và trạng thái tổng thể của 2 khu vực.
   • Màn hình chi tiết Trạm 1 và Trạm 2: Giám sát trạng thái hoạt động thực tế của từng cụm máy, van, bơm.
   • Màn hình cài đặt thông số: Cho phép người vận hành thay đổi giá trị đặt (Set Point) về thời gian, nhiệt độ, tốc độ.
   • Màn hình đồ thị PID và Lịch sử cảnh báo (Alarm History): Vẽ biểu đồ thời gian thực của nhiệt độ/tốc độ và ghi nhận lịch sử các lỗi (quá tải động cơ, quá nhiệt cài đặt).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương 1 làm rõ lý do chọn đề tài dựa trên thực trạng ngành dệt may truyền thống tại Việt Nam trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0. Đặt ra bài toán thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát quy trình nhuộm vải liên tục. Xác định mục tiêu thiết kế 5 điểm, nội dung nghiên cứu tập trung vào 3 trọng tâm (quy trình nhuộm, dây chuyền đồng bộ liên khu, điều khiển nhiệt độ/tốc độ), phương pháp nghiên cứu và giới hạn thực hiện của đề tài trong phòng thí nghiệm.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày chi tiết công nghệ nhuộm vải T/C và công nghệ xử lý hoàn tất qua các sơ đồ khối và thông số nhiệt độ/thời gian. Giới thiệu tổng quan cấu tạo, thông số kỹ thuật của các cơ cấu chấp hành (máy tẩy hồ, máy nhuộm Jet, máy ly tâm, máy sấy, máy định hình Bruckner, máy comfit DP-TCP, cảm biến Dinel CLS-23N, cảm biến PT100, bộ chuyển đổi Seneca T120, van điện từ, bơm nước, bơm định lượng OBL MC101). Khảo sát các dòng PLC phổ biến (Siemens S7-1200/300/1500/400, Mitsubishi FX1N/FX2N, Allen-Bradley Micro850/ControlLogix/CompactLogix) và biến tần PowerFlex 525. Phân tích cấu trúc hệ thống SCADA, cơ chế thu thập dữ liệu, phần mềm FactoryTalk View, màn hình HMI, mạng truyền thông công nghiệp và lý thuyết toán học của bộ điều khiển PID ($K_p, K_i, K_d$).

Chương 3: Thiết kế hệ thống

Chương 3 xây dựng các yêu cầu thiết kế hệ thống chi tiết (khép kín, sai số điều khiển nhiệt độ và tốc độ trong mức cho phép 1%, chịu nhiệt lên đến $130^\circ\text{C}$). Trình bày sơ đồ khối kiến trúc hệ thống tổng thể với 2 PLC CompactLogix 1769-L32E liên kết qua mạng Ethernet. Đưa ra cơ sở lựa chọn các thiết bị phần cứng cụ thể kèm thông số kỹ thuật chi tiết. Trình bày sơ đồ mạch động lực và sơ đồ mạch điều khiển I/O (ngõ vào số, ngõ ra số, ngõ vào/ra analog) cho CPU Khu 1 và CPU Khu 2.

Chương 4: Thiết kế phần mềm

Chương 4 tập trung vào giải pháp trao đổi dữ liệu qua mạng Ethernet giữa hai trạm PLC. Xây dựng bảng định nghĩa dữ liệu truyền thông hai chiều giữa CPU Khu 1 và CPU Khu 2. Thiết lập lưu đồ thuật toán điều khiển tổng thể toàn bộ quy trình nhuộm - sấy - hoàn tất vải thô và lưu đồ điều khiển chi tiết cho từng khâu (khâu tẩy hồ, khâu nhuộm, khu 2). Trình bày cấu trúc xây dựng giao diện SCADA trên phần mềm FactoryTalk View bao gồm hệ thống trang màn hình đăng nhập, tổng quan, chi tiết từng trạm, cài đặt thông số, đồ thị PID và quản lý Alarm.

Chương 5: Kết quả

Chương 5 báo cáo kết quả thực hiện mô hình phần cứng tại phòng thí nghiệm và kết quả vận hành giao diện SCADA/HMI. Trình bày các giao diện thực thi đã kiểm chứng: xác thực phân quyền tài khoản thành công/thất bại, giao diện giám sát quy trình động của Khu 1 và Khu 2, đáp ứng của hệ thống khi dừng khẩn cấp, biểu đồ gia nhiệt thực tế và biểu đồ tốc độ động cơ theo giải thuật PID. Kiểm chứng chức năng kích hoạt và lưu vết cảnh báo khi xảy ra sự cố quá tải động cơ hoặc vượt ngưỡng nhiệt độ cài đặt tại bồn nhuộm và buồng sấy.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Chương 6 tổng kết các hạng mục công việc đã hoàn thành so với mục tiêu ban đầu; chỉ ra các giới hạn kỹ thuật tồn tại do điều kiện mô phỏng phòng lab và đề xuất các định hướng nâng cấp, phát triển hệ thống trong tương lai.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

1. Về phần cứng và truyền thông:
   • Xây dựng hoàn chỉnh cấu hình phần cứng điều khiển phân tán gồm 02 trạm PLC CompactLogix 1769-L32E và biến tần PowerFlex 525.
   • Thiết lập thành công kết nối truyền thông công nghiệp mạng Ethernet/IP, cho phép trao đổi dữ liệu thời gian thực giữa hai trạm PLC để phối hợp các công đoạn tiền xử lý, nhuộm và hoàn tất.
2. Về phần mềm điều khiển và SCADA:
   • Lập trình thành công chu trình điều khiển tuần tự khép kín cho toàn bộ dây chuyền xử lý vải T/C theo đúng các mốc công nghệ (tẩy hồ ở $100^\circ\text{C}$, nhuộm PE ở $130^\circ\text{C}$, nhuộm cotton ở $60^\circ\text{C}$, giặt nóng ở $80^\circ\text{C}$, vắt ly tâm tốc độ cao, sấy và hoàn tất định hình).
   • Ứng dụng giải thuật PID kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt và tốc độ động cơ, đạt độ ổn định theo yêu cầu thiết kế với sai số điều khiển bám sát giá trị đặt trong giới hạn cho phép ($1%$).
   • Thiết kế hệ thống giao diện SCADA/HMI hoàn chỉnh trên FactoryTalk View, tích hợp đầy đủ tính năng: phân quyền truy cập người dùng (Admin/Operator), cài đặt thông số vận hành linh hoạt, hiển thị trực quan trạng thái động cơ/van/bơm, vẽ đồ thị giám sát thời gian thực và quản lý lịch sử cảnh báo lỗi.
3. Cơ chế cảnh báo sự cố: Hệ thống cảnh báo (Alarm) ghi nhận và hiển thị chính xác các trạng thái lỗi phát sinh trong quá trình thử nghiệm:
   • Cảnh báo sự cố quá tải động cơ.
   • Cảnh báo nhiệt độ thực tế tại khâu nhuộm vượt quá giá trị cài đặt.
   • Cảnh báo nhiệt độ sấy vượt ngưỡng an toàn.

Đóng góp của đề tài

• Tích hợp thành công quy trình công nghệ hóa dệt phức tạp (vải pha T/C nhiều giai đoạn) vào cấu trúc điều khiển tự động hóa hiện đại theo kiến trúc tích hợp của Rockwell Automation.
• Đưa ra giải pháp điều khiển phân tán kết hợp SCADA/HMI hoàn chỉnh, giúp giảm bớt sự can thiệp thủ công trực tiếp của con người trong môi trường hóa chất và nhiệt độ cao, đảm bảo an toàn lao động và nâng cao tính ổn định của quy trình sản xuất.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

• Hệ thống chỉ mới dừng lại ở mức độ mô hình thử nghiệm và mô phỏng trên các thiết bị tại phòng thí nghiệm (Rockwell Automation Lab), chưa được triển khai và đánh giá tải dài hạn trên một dây chuyền công nghiệp quy mô lớn thực tế.
• Chưa tích hợp module giám sát và xử lý nước thải sau nhuộm – một công đoạn bắt buộc và quan trọng trong quy trình sản xuất dệt nhuộm thực tế nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường.

Hướng phát triển tiếp theo

• Mở rộng nghiên cứu và tích hợp thêm hệ thống điều khiển tự động cho công đoạn xử lý nước thải và thu hồi nhiệt trước khi thải ra môi trường.
• Triển khai ứng dụng thử nghiệm trên dây chuyền sản xuất thực tế tại doanh nghiệp dệt nhuộm để hiệu chỉnh các thông số PID và đánh giá độ bền cơ học, độ ổn định của thiết bị trong môi trường khắc nghiệt.
• Nghiên cứu tích hợp hệ thống thu thập dữ liệu sản xuất lên nền tảng Internet vạn vật (IoT) hoặc hệ thống điều hành sản xuất MES nhằm phục vụ quản trị doanh nghiệp toàn diện từ xa.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo chuyên môn hữu ích cho:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử: Cung cấp tài liệu mẫu về phương pháp thiết kế hệ thống SCADA/HMI trên phần mềm FactoryTalk View, kỹ thuật lập trình PLC CompactLogix (RSLogix 5000), cấu hình biến tần PowerFlex 525 qua mạng Ethernet/IP và ứng dụng giải thuật PID cho các đối tượng nhiệt độ, tốc độ.
• Kỹ sư và sinh viên ngành Công nghệ Hóa dệt, Công nghệ Dệt may: Tham khảo chi tiết các thông số kỹ thuật, quy trình công nghệ xử lý hóa chất và chu trình nhiệt độ chuẩn trong quá trình tẩy hồ, nhuộm vải pha T/C và xử lý hoàn tất sợi vải.
• Người nghiên cứu các đề tài tự động hóa quy trình liên tục: Tham khảo phương pháp phân chia trạm điều khiển phân tán, xây dựng sơ đồ mạch động lực, mạch ghép nối I/O và nguyên lý truyền thông liên trạm (inter-PLC communication).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống sử dụng bộ điều khiển PLC nào và phân bổ cấu trúc điều khiển ra sao?
Hệ thống sử dụng 02 bộ điều khiển PLC CompactLogix 1769-L32E của hãng Allen-Bradley (Rockwell Automation). Cấu trúc điều khiển được phân thành 2 phân khu độc lập: PLC Khu 1 điều khiển các công đoạn tẩy hồ, nhuộm vải, giặt xả, cầm màu, vắt ly tâm; PLC Khu 2 điều khiển các công đoạn sấy, hoàn tất định hình và máy comfit. Hai PLC trao đổi dữ liệu đồng bộ với nhau thông qua mạng truyền thông Ethernet/IP.

2. Giải thuật PID trong khóa luận được sử dụng nhằm mục đích gì và yêu cầu sai số là bao nhiêu?
Giải thuật PID được lập trình trên PLC nhằm điều khiển ổn định hai thông số quan trọng của khâu nhuộm: nhiệt độ gia nhiệt của dung dịch nhuộm (đáp ứng nhiệt độ lên đến $130^\circ\text{C}$) và tốc độ quay của động cơ kéo vải. Yêu cầu thiết kế đặt ra là hệ thống phải kiểm soát các thông số này với sai số cho phép không vượt quá $1%$.

3. Quy trình nhuộm loại vải nào được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu và các mốc nhiệt độ chính là gì?
Quy trình nghiên cứu áp dụng cho vải T/C (pha giữa Polyester và Cotton). Các mốc nhiệt độ công nghệ chính gồm: tẩy hồ gia nhiệt lên $100^\circ\text{C}$ (giữ 60 phút); nhuộm PE bằng thuốc nhuộm phân tán ở nhiệt độ cao $130^\circ\text{C}$ (giữ 30–60 phút); nhuộm Cotton bằng thuốc nhuộm hoạt tính ở nhiệt độ $60^\circ\text{C}$ (giữ 30–90 phút); các công đoạn giặt nóng và giặt khử được thực hiện ở $80^\circ\text{C}$.

4. Thiết bị cảm biến và chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ nào được sử dụng trong hệ thống?
Hệ thống sử dụng cảm biến nhiệt điện trở RTD PT100 loại 3 dây (dải đo từ $-50^\circ\text{C}$ đến $400^\circ\text{C}$) để đo nhiệt độ bồn nhuộm và buồng sấy. Tín hiệu điện trở từ PT100 được đưa qua bộ chuyển đổi tín hiệu Seneca T120 (sai số $0.1%$) để chuyển thành tín hiệu dòng điện tiêu chuẩn $4-20\text{ mA}$ truyền về module ngõ vào Analog của PLC.

5. Phần mềm nào được sử dụng để thiết kế giao diện SCADA và các chức năng chính trên giao diện gồm những gì?
Giao diện SCADA được thiết kế bằng phần mềm FactoryTalk View của Rockwell Automation. Các chức năng chính bao gồm: phân quyền đăng nhập người dùng (Admin, Operator), giám sát trực quan toàn bộ dây chuyền 2 khu vực theo thời gian thực, trang cài đặt thông số công nghệ (nhiệt độ, thời gian, tốc độ), trang biểu đồ đáp ứng PID và trang ghi nhận lịch sử cảnh báo lỗi (Alarm history).

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Hệ thống điều khiển và giám sát quy trình nhuộm vải" đã thiết kế và thử nghiệm thành công mô hình tự động hóa toàn diện cho dây chuyền nhuộm và xử lý hoàn tất vải T/C. Nghiên cứu đã kết hợp đồng bộ giữa phần cứng PLC CompactLogix 1769-L32E, biến tần PowerFlex 525, cảm biến nhiệt PT100 với phần mềm điều khiển RSLogix 5000 và giao diện giám sát SCADA trên FactoryTalk View. Hệ thống đáp ứng tốt các yêu cầu về vận hành tuần tự, điều khiển ổn định nhiệt độ/tốc độ bằng thuật toán PID và giám sát cảnh báo sự cố kịp thời, tạo tiền đề kỹ thuật vững chắc cho việc ứng dụng và nhân rộng tự động hóa trong ngành dệt nhuộm công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Ngành dệt nhuộm là một ngành nghề truyền thống đã có từ lâu đời của dân tộc Việt Nam do đó việc bảo tồn ngành nghề truyền thống này của ông cha ta cần được nhân rộng và phát triển để tìm kiếm những sản phẩm nhuộm mới tốt hơn đáp ứng được nhiều nhu cầu của người tiêu dùng vì ở thế giới hiện đại và phát triển như hiện nay người ta không phải chỉ cần ăn chắc mặc bền mà còn phải đẹp, không chỉ phụ nữ mà ngay cả nam giới ngày nay cũng rất quan tâm đến thời trang, gu ăn mặc. Hàng loạt các chất liệu vải, các công nghệ nhuộm khác nhau được khai thác nhằm nâng cao tính thẩm mỹ và chất lượng. Ngoài các loại vải có sẵn ngày nay người ta còn thêm vào sự pha trộn của các loại sợi khác nhau để có thể làm hài lòng những khách hàng khó tính nhất. Các loại vải hiện có ngày nay Hình 1.

Các loại vải cotton được pha trộn 1 do an Sự đa dạng của các sản phẩm nhuộm ngoại nhập có chất lượng cao nhưng giá thành thấp đang ngày càng làm ngành dệt nhuộm tại nước ta dần mất chỗ đứng trên thương trường dệt lụa. Các nhà máy dệt nhuộm trong nước ta lao đao trước khó khăn sản phẩm làm ra nhưng không có người tiêu thụ. Từ đó cách mạng công nghiệp 4.0 được đánh giá là đòn bẩy cho ngành dệt nhuộm của Việt Nam ta phát triển, hàng loạt các máy móc trang thiết bị tiên tiến từ các nước Hàn Quốc, Trung Quốc … cũng lần lượt được nhập về. Để ngành dệt nhuộm có chỗ đứng như hiện nay phải kể đến công rất lớn của ngành hóa dệt cụ thể hơn là công nghệ sợi nhuộm đã đóng vai trò rất lớn không thể thiếu tạo nên tên tuổi cho ngành dệt nhuộm, phục vụ cho sinh hoạt trang trí ăn mặc của con người.

Các màu nhuộm đa dạng Hiện nay mặt hàng nhuộm và những sản phẩm nhuộm tối ưu của ngành đã dần dần đáp ứng được đa số những đòi hỏi về chất lượng màu sắc của vải sợi đủ khả năng cung cấp sản phẩm ra thị trường tiêu thụ. Khoa học kỹ thuật phát triển kéo theo ngành hóa chất thuốc nhuộm cũng phát triển theo, đến nay có rất nhiều hãng sản xuất thuốc nhuộm với nhiều chủng loại thuốc khác nhau trên thị trường tạo nên sự phong phú đủ khả năng phục vụ cho ngành nhuộm tạo ra những sản phẩm bền đẹp và đa dạng về chủng loại. Nhằm nâng cao thêm chất lượng sản phẩm cũng như giảm thiểu giá thành thì việc xây dựng một dây chuyển nhuộm vải liên tục, tự động là một việc làm rất cần thiết trong cuộc sống cải tổ ngành truyền thống dân tộc, Vì vậy nhóm quyết định lựa 2 do an chọn đề tài đồ án của nhóm là “ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN NHUỘM VẢI”. Mục tiêu Hệ thống mong muốn đạt được những yêu cầu sau: - Hệ thống có thể hoạt động xuyên suốt ở từng khu và tắt mở từng khâu theo mong muốn, được điều khiển và giám sát trực tiếp bởi kĩ sư và người vận hành.

- Hệ thống mô phỏng hoạt động ổn định theo đúng quy trình chuẩn của nhà máy, đáp ứng chính xác yêu cầu về thời gian và nhiệt độ cũng như tốc độ động cơ. - Hệ thống có thể giám sát và điều khiển qua màn hình HMI và phần mềm RSX logic 5000. - Alarm cảnh báo hoạt động chính xác khi gặp sự cố, phân quyền truy cập trên SCADA. - Truyền thông giữa các PLC của Allen Bradlley theo chuẩn Ethernet và ứng dụng chúng vào quy trình nhuộm vải theo 2 khu.

Nội dung nghiên cứu Nhóm tập trung nghiên cứu các vấn đề sau: - Quy trình và dây chuyển nhuộm vải. - Dây chuyển động bộ và liên kết từ khu nhuộm qua khu xử lý hoàn tất. - Giám sát nhiệt độ và tốc độ của khâu nhuộm. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu được triển khai và áp dụng gồm có: - Sự hướng dẫn, kinh nghiệm và hiểu biết của PGS.TS Ngô Văn Thuyên – giảng viên hướng dẫn đồ án của nhóm.

- Qua các cổng thông tin internet, các bài viết, khái niệm, giải đáp thắc mắc liên quan đến hệ thống cũng như thu thập về số liệu sản phẩm. - Kinh nghiệm của người đi trước về việc thiết kế hệ thống liên quan. Giới hạn đề tài 3 do an Đề tài thực hiện có sự góp ý thực tế từ một số doanh nghiệp trong ngành để xây dựng thực nghiệm và hiệu chỉnh trên mô hình. Ngoài ra, vì sự giới hạn của phần cứng nên mô hình hệ thống điều khiển và giám sát quy trình nhuộm vải mà nhóm nghiên cứu và thiết kế chưa mang tính thực tế hoàn toàn khi chỉ giới hạn ở mức mô hình mô phỏng và vẫn còn thiếu khâu xử lý nước thải sau khi nhuộm trước khi đưa ra môi trường vì vấn đề môi trường là vấn đề nhất nhối hiện nay.

Mô hình được nhóm mô phỏng lại dựa trên các thiết bị sẵn có tại phòng thí nghiệm Rockwell Automation như máy tính, PLC, biến tần, động cơ, lò nhiệt, HMI,… và phần mềm RSLogix5000, Factory talk. 4 do an Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Quy trình nhuộm vải – sơ đồ khối Toàn bộ quy trình khâu nhuộm và xử lý hoàn tất được thể hiện như Hình 2. Vải mộc Tẩy hồ Giặt khử Nhuộm Giặt xả Cầm màu Vắt Sản phẩm Hình 2. Sơ đồ quy trình nhuộm vải 5 do an Quy trình của hệ thống nhuộm vải T/C được mô tả như Hình 2.1: - Bước 1: Vải được đưa vào hệ thống rũ hồ để rủ bỏ tạp chất và dầu máy trong quá trình dệt nhằm đảm bảo tính chất ăn màu của từng sợi vải trên bề mặt.

- Bước 2: Vải sau khi tẩy hồ được đưa vào hệ thống nhuộm màu PE bằng thuốc nhuộm phân tán. - Bước 3: Sau khi nhuộm màu PE vải được giặt xả sạch. - Bước 4: Vải được nhuộm màu cotton bằng thuốc nhuộm hoạt tính. - Bước 5: Vải sau khi nhuộm được giặt xả nhằm rủ bỏ những màu sắc dư thừa trên mặt vải.

- Bước 6: Vải được tiến hành cầm màu để cải thiện độ bền và ngăn chặn thuốc nhuộm kết tụ lại.2 Quy trình xử lý hoàn tất – sơ đồ khối. Quy trình của công nghệ xử lý hoàn tất được mô tả như Hình 2. Sấy Hoàn tất Comfit Sản phẩm Hình 2. Sơ đồ quy trình xử lý hoàn tất - Bước 1: Vải được sấy khô tách hết phần nước còn dư thừa ra khỏi vải.

- Bước 2: Sau khi sấy vải được đưa vào giai đoạn hoàn tất tạo cho vải có dáng đẹp bề ngoài, căng khổ, làm vải mềm hay cứng. - Bước 3: Comfit có tác dụng ủi thẳng vải, giúp cho vải mềm mịn và tươi xốp hơn.3 Nguyên lý hoạt động Quá trình loại, xử lý hoá học và nhuộm vải được thực hiện khi vải vẫn chuyển động liên tục qua một dãy các máy đặt liên hợp với nhau. Vải đạt chất lượng cao, thời gian gia công được rút ngắn. Vải được di chuyển trong môi trường với áp suất bình thường với nhiệt độ cao.

Dây chuyền nhuộm vải bao gồm các công đoạn sau: - Tẩy hồ: các sản phẩm dệt mộc (vải dệt kim, dệt thoi, dệt chỉ) còn chứa nhiều tạp chất như hồ, dầu mỡ…vì vậy tất cả các sản phẩm dệt mộc đều khô cứng, khó thấm các dung dịch hóa chất khác cho nên rất khó nhuộm màu, mặt khác nó lại chưa có độ trắng cần thiết cho nên ta cần phải xử lý vải trước khi nhuộm. Mục đích của công nghệ tẩy hồ là làm cho vải đạt được độ ổn định trước khi vào nhuộm. Ngoài ra, nó còn có tác dụng làm cho vải sạch trước khi nhuộm: sạch hồ, hóa chất, đạt được độ trắng cần thiết, không dính dầu dơ, lông trên mặt vải. Một số hoá chất được sử dụng trong quá trình tẩy hồ như NaOH, H2O2, Prostabil TD01, Texport – DA9.

Vải và hoá chất được đưa vào thiết bị nhuộm. Chạy lạnh từ 10 – 15 phút để hoá chất phân tán đều trong thiết bị, tăng nhiệt độ theo quy trình 1.5oC/min đến 100oC giữ trong 60 phút, sau đó hạ xuống 80oC để kiếm tra nếu đạt tiến hành giặt xả sạch. Tiếp đến hòa bằng CH3COOH từ 10 – 15 phút để trung hòa lượng kiềm dư còn bám trên xơ sợi và trong thiết bị. Giặt nóng ở 80oC trong 10 phút để loại bỏ hoàn toàn các tạp chất có trong xơ và các hóa chất còn sót lại trong quá trình nấu tẩy.

- Nhuộm PE: vải T/C là vải pha giữa PE và Cotton nên trong quá trình nhuộm ta tiến hành nhuộm PE bằng thuốc nhuộm phân tán trước. Tại đây cho vải, nước, acid acetic, chất đều màu, thuốc nhuộm vào thiết bị và chạy máy trong 15 phút. Gia nhiệt đến nhiệt độ nhuộm 130oC và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng thời gian từ 30 – 60 phút tùy màu đậm hay nhạt. Sau đó tiến hành giặt xả sạch.

Sau đó tiến hành giặt khử và giặt nóng ở 80oC trong 20 phút rồi xả. Màu vải sau khi nhuộm phải đều không có đốm nhuộm, sọc nhuộm hoặc loang màu. - Nhuộm cotton: vải sau khi được nhuộm PE được tiến hành nhuộm cotton bằng thuốc nhuộm hoạt tính (Procion, Cibacron, Sulfix,…). Quá trình nhuộm cotton cần sử dụng một số chất trợ nhuộm như: Na2SO4 (chất điện li giúp cho thuốc nhuộm phân tán đều trên bề mặt xơ sợi), Na2CO3 (tạo môi trường kiềm, giúp thuốc 7 do an nhuộm tạo liên kết hóa học với xơ sợi), Level DLR (chất đều màu cho cotton), Fix 300L (chất cầm màu cho cotton).

Quá trình này bắt đầu ở 300C cho vải, nước, chất đều màu, thuốc nhuộm, muối Na2SO4 vào thiết bị và để máy chạy trong 20 phút, gia nhiệt độ đến nhiệt độ nhuộm 600C. Khi đạt đến nhiệt độ nhuộm, cho Na2CO3 vào Na2CO3 được cho vào từ từ, có thể chia làm nhiều lần, mỗi lần cách nhau 10 phút. Giữ nhiệt độ ở 60oC trong khoảng thời gian từ 30 – 90 phút tùy màu đậm hay nhạt. Sau đó tiến hành giặt xả sạch.

Tiếp theo trung hoà bằng CH3COOH từ 10-15 phút để tung độ bền màu cho sản phẩm. Cuối cùng giặt nóng ở 80oC với chất giặt trong 20 phút rồi xả. - Giặt xả: sau khi nhuộm, để khử những phần tử thuốc nhuộm không liên kết với vải, vải sẽ được giặt mạnh ở dạng mở khổ trong hệ thống giặt liên tục. Hệ thống này thực hiện một số chức năng riêng như giặt bằng dung dịch xà phòng nước nóng và nước lạnh, và khi cần thiết làm cả nhiệm vụ xử lý vải bằng dung dịch chất oxy hoá chất khử, dung dịch acid hoặc base.