Giới thiệu dự án

Chế biến sâu nông sản, đặc biệt là công nghệ sấy trái cây, đóng vai trò then chốt trong chuỗi giá trị nông nghiệp hiện đại. Theo thống kê ngành thực phẩm năm 2018, chỉ riêng thương hiệu Vinamit đã xuất khẩu hơn 1.600 tấn mít sấy ra thị trường quốc tế (trong đó 1.100 tấn sang thị trường Trung Quốc). Tuy nhiên, phần lớn các cơ sở sản xuất quy mô vừa và nhỏ tại Việt Nam vẫn phụ thuộc vào phương pháp phơi sấy truyền thống hoặc các lò sấy thủ công. Điều này khiến quy trình sản xuất chịu ảnh hưởng nặng nề bởi thời tiết, tiêu hao năng lượng lớn, không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và tỷ lệ hao hụt chất lượng cao.

Mít là loại nông sản có đặc tính sinh hóa nhạy cảm với nhiệt độ: ở nhiệt độ trên 60°C protein bắt đầu biến tính, trên 90°C lượng đường fructoza tự nhiên bị caramen hóa và tạo phản ứng melanoidin làm biến đổi màu sắc, phá hủy các vitamin quan trọng như Acid Ascorbic (Vitamin C) và Caroten. Do đó, việc kiểm soát nhiệt độ sấy chính xác cùng quy trình đóng gói định lượng tự động là yêu cầu cấp thiết.

Đồ án "Thiết kế và thi công mô hình hệ thống sấy mít" được thực hiện bởi sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (HCMUTE), dưới sự hướng dẫn của ThS. Phùng Thanh Sơn. Đề tài tập trung giải quyết bài toán tự động hóa hoàn toàn chu trình sấy đối lưu kết hợp bức xạ hồng ngoại, tự động phân phối và cân định lượng sản phẩm thông qua bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200 và hệ thống giám sát SCADA trên nền tảng WinCC.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                            HỆ THỐNG SẤY MÍT TỰ ĐỘNG                               |
|                                                                                   |
|  +------------------+      +-------------------+      +------------------------+  |
|  |   KHÂU SẤY MÍT   | ---> | KHÂU CHIA SẢN PHẨM| ---> | KHÂU CÂN ĐỊNH LƯỢNG    |  |
|  | - Đèn Halogen    |      | - Xy lanh Airtac  |      | - Loadcell TAL201      |  |
|  | - Cảm biến RTD   |      | - Động cơ NEMA 17 |      | - Băng tải cấp liệu    |  |
|  | - Quạt đối lưu   |      | - Cửa trượt tự động|     | - Máy hàn miệng túi    |  |
|  +------------------+      +-------------------+      +------------------------+  |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Mục tiêu đề tài

  1. Thiết kế cơ khí 3D: Tính toán, mô phỏng và gia công hoàn chỉnh phần cứng buồng sấy, cơ cấu đẩy sản phẩm trục vít me, cửa trượt tự động, phễu hứng và khung băng tải bằng phần mềm SolidWorks 2020.
  2. Thiết kế hệ thống điện và điều khiển: Thiết kế sơ đồ động lực, sơ đồ điều khiển và thi công tủ điện chuẩn công nghiệp tích hợp PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC.
  3. Ổn định nhiệt độ sấy: Thu thập tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ (RTD PT100/Thermocouple) qua bộ chuyển đổi i1H12, điều khiển công suất dàn đèn sấy hồng ngoại qua Relay bán dẫn (SSR) duy trì nhiệt độ buồng sấy ổn định ở mức 70°C (dải điều chỉnh 50°C – 80°C).
  4. Tự động hóa khâu chia và cân định lượng: Ứng dụng động cơ bước NEMA 17, Driver TB6600 và Loadcell TAL201 (1kg) kèm mạch khuếch đại để tự động phân mẻ, cân chính xác khối lượng thành phẩm trước khi đóng gói.
  5. Xây dựng hệ thống SCADA/HMI: Thiết kế giao diện giám sát, thu thập dữ liệu thời gian thực trên SIMATIC WinCC Runtime Advanced, tích hợp cơ chế phân quyền bảo mật 3 cấp: Admin, Quản lý, Vận hành.

Phạm vi và giới hạn đề tài

  • Đối tượng xử lý: Múi mít tươi đã qua sơ chế, bóc múi, tách hạt và cắt lát định hình tiêu chuẩn.
  • Quy mô: Mô hình thực nghiệm bán công nghiệp tại phòng thí nghiệm tự động hóa; khâu hàn miệng túi cuối cùng sử dụng máy ép nhiệt thủ công FPS-200.
  • Thông số giám sát: Giám sát và điều khiển trực tiếp nhiệt độ (°C) và khối lượng (gam); độ ẩm môi trường được kiểm soát gián tiếp thông qua chu kỳ sấy đối lưu thoát ẩm cưỡng bức.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Trong công nghệ chế biến thực phẩm, việc lựa chọn phương pháp sấy quyết định trực tiếp đến chi phí đầu tư và chất lượng thành phẩm. Bảng phân tích so sánh các giải pháp sấy hiện hành:

Tiêu chí Sấy tự nhiên (Phơi nắng) Sấy thăng hoa (Freeze Drying) Sấy bơm nhiệt (Heat Pump) Sấy đối lưu bức xạ hồng ngoại (Hệ thống đề xuất)
Chi phí đầu tư Rất thấp (dưới 5 triệu) Rất cao (> 300 triệu) Cao (80 - 150 triệu) Trung bình (15 - 25 triệu)
Thời gian sấy 24 - 48 giờ 18 - 36 giờ 10 - 20 giờ 4 - 8 giờ
Độ ổn định nhiệt Không kiểm soát được Rất chính xác (âm sâu) Chính xác (35°C - 65°C) Chính xác (±1.5°C tại 70°C)
Chất lượng mít Dễ nhiễm khuẩn, sẫm màu Giữ nguyên cấu trúc, giòn xốp Giữ màu, dạng dẻo Giòn đều, giữ màu vàng tươi
Độ phức tạp vận hành Thủ công Rất phức tạp Phức tạp Đơn giản, tự động hóa cao

Ma trận ưu tiên yêu cầu hệ thống (MoSCoW)

  • Must Have (Bắt buộc): Điều khiển nhiệt độ buồng sấy chính xác dải 50 - 80°C; cơ cấu đẩy khay tự động; cân định lượng chính xác sai số < ±2g; dừng khẩn cấp (Emergency Stop).
  • Should Have (Nên có): Giao diện HMI SCADA giám sát thời gian thực; phân quyền người dùng; chế độ chạy Manual để test từng cơ cấu chấp hành độc lập.
  • Could Have (Có thể có): Cảnh báo quá nhiệt bằng âm thanh/đèn báo tầng; lưu trữ biểu đồ nhiệt độ sấy theo thời gian.
  • Won't Have (Chưa thực hiện): Cảm biến đo độ ẩm trực tuyến bên trong tâm múi mít; cơ cấu robot gắp đóng gói chân không tự động.

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc hệ thống điều khiển

graph TD
    subgraph Giao_Dien_Giam_Sat [Giao diện Giám sát SCADA]
        PC[Máy tính vận hành WinCC Runtime Advanced]
    end

    subgraph Khoi_Dieu_Khien_Trung_Tam [Khối Điều khiển Trung tâm]
        PLC[Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC]
    end

    subgraph Cam_Bien_Dau_Vao [Khối Cảm biến Đầu vào]
        RTD[Cảm biến nhiệt độ PT100] --> TransTemp[Bộ chuyển đổi tín hiệu i1H12]
        Loadcell[Loadcell TAL201 1Kg] --> TransWeight[Bộ khuếch đại tín hiệu Loadcell]
        Optic[Cảm biến quang NPN phát hiện vật]
        Button[Nút nhấn, Công tắc, E-Stop]
    end

    subgraph Co_Cau_Chap_Hanh [Khối Cơ cấu Chấp hành]
        SSR[Relay bán dẫn SSR-40DA] --> Lamp[Dàn bóng sấy Halogen Vonfram]
        Driver[Driver TB6600] --> Stepper[Động cơ bước NEMA 17 - Vít me]
        Valve[Van điện từ khí nén Airtac] --> Cylinder[Xy lanh khí nén kéo cửa]
        RelayDC[Relay 24VDC] --> FanConveyor[Động cơ Băng tải & Quạt đối lưu]
    end

    PC <== PROFINET / Industrial Ethernet ==> PLC
    TransTemp -->|Analog 0-10V| PLC
    TransWeight -->|Analog 0-10V| PLC
    Optic -->|Digital Input| PLC
    Button -->|Digital Input| PLC

    PLC -->|Digital Output / PWM| SSR
    PLC -->|Pulse / Dir PTO| Driver
    PLC -->|Digital Output| Valve
    PLC -->|Digital Output| RelayDC

Danh mục công nghệ và phần cứng (Technology Stack)

  • Bộ điều khiển lập trình: Siemens SIMATIC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC (Mã đặt hàng: 6ES7214-1AG40-0XB0) tích hợp sẵn 14 ngõ vào số DI (24VDC), 10 ngõ ra số DQ (24VDC), 2 ngõ vào tương tự AI (0-10V).
  • Phần mềm kỹ thuật: TIA Portal V15/V16 (Totally Integrated Automation) lập trình SCL và LAD; WinCC Runtime Advanced V15/V16; SolidWorks 2020.
  • Cảm biến nhiệt độ: Cảm biến nhiệt điện trở RTD PT100 / Thermocouple kết hợp module chuyển đổi tín hiệu i1H12 chuẩn hóa điện áp analog ngõ ra 0-10V tương ứng dải đo 0 - 150°C.
  • Khối đo khối lượng: Loadcell thanh nhôm TAL201 tải trọng 1kg, độ nhạy $1.0 \pm 0.15 \text{ mV/V}$, kết hợp mạch khuếch đại tích hợp biến trở vi chỉnh ngõ ra 0 - 10VDC.
  • Cơ cấu chấp hành:
    • Động cơ bước NEMA 17 bước góc 1.8°, mô-men xoắn giữ 0.45 Nm, điều khiển qua Driver bước TB6600 hỗ trợ vi bước lên đến 1/32.
    • Xy lanh khí nén thân tròn Airtac tác động kép kèm van điện từ 5/2 Airtac cuộn hút 24VDC.
    • Dàn bóng sấy nhiệt Halogen hồng ngoại dây tóc Vonfram (công suất $2 \times 300\text{W}$), điều khiển đóng ngắt theo chu kỳ tỷ lệ thời gian thông qua SSR Fotek SSR-40DA (Điện áp kích 3-32VDC, điện áp tải 24-380VAC).

Implementation và kết quả

Quy trình điều khiển và thuật toán (Control Logic)

Hệ thống hoạt động theo trình tự chu trình khép kín được quản trị bởi lưu đồ trạng thái (Stage Diagram) trên PLC S7-1200.

stateDiagram-v2
    [*] --> Idle: Khởi tạo hệ thống
    Idle --> Ready: Cài đặt Setpoint (Nhiệt độ, Thời gian, Khối lượng)
    Ready --> Drying: Nhấn START (Bật quạt đối lưu & Dàn nhiệt SSR)
    
    state Drying {
        [*] --> Heating: Kích nhiệt độ lên 70°C
        Heating --> TemperatureControl: Ổn định nhiệt độ sấy
        TemperatureControl --> SấyHoànTất: Timer đếm đủ thời gian sấy
    }
    
    Drying --> PushingProduct: Xy lanh mở cửa buồng sấy
    PushingProduct --> Sorting: Động cơ bước kéo trục vít me đẩy khay mít
    Sorting --> Weighing: Băng tải chạy đưa mít vào phễu cân
    
    state Weighing {
        [*] --> DataSampling: Lấy mẫu ADC từ Loadcell
        DataSampling --> Compare: Khối lượng >= Setpoint (VD: 100g)
        Compare --> StopConveyor: Dừng băng tải
    }
    
    Weighing --> Sealing: Đóng gói hàn miệng túi
    Sealing --> Idle: Hoàn tất 1 mẻ sản phẩm

Thuật toán xử lý tín hiệu Analog và Điều khiển gia nhiệt (SCL)

Đoạn mã Structured Control Language (SCL) thực thi trên TIA Portal xử lý tín hiệu cảm biến nhiệt độ, thuật toán lọc trung bình trượt và điều khiển ngõ ra SSR theo phương pháp điều chế độ rộng xung phần mềm (Time-Proportional Control):

// =========================================================================
// FUNCTION_BLOCK: FB_Temperature_Weight_Controller
// Thiết bị: Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC
// =========================================================================
VAR_INPUT
    raw_Temp_AI     : INT;        // Giá trị Analog nhiệt độ từ ngõ vào IW64 (0 - 27648)
    raw_Weight_AI   : INT;        // Giá trị Analog khối lượng từ ngõ vào IW66 (0 - 27648)
    temp_Setpoint   : REAL;       // Nhiệt độ đặt (°C) - Thường cài 70.0
    weight_Setpoint : REAL;       // Khối lượng đặt (Gam) - Thường cài 100.0
    enable_Drying   : BOOL;       // Tín hiệu cho phép sấy
END_VAR

VAR_OUTPUT
    ssr_Heat_Out    : BOOL;       // Ngõ ra điều khiển Solid State Relay
    conveyor_Motor  : BOOL;       // Điều khiển động cơ băng tải
    actual_Temp     : REAL;       // Nhiệt độ thực tế tính toán (°C)
    actual_Weight   : REAL;       // Khối lượng thực tế tính toán (Gam)
END_VAR

VAR
    temp_Norm       : REAL;
    weight_Norm     : REAL;
    duty_Cycle      : REAL;
    pwm_Timer       : TON;
    pwm_Period      : TIME := T#2S; // Chu kỳ PWM phần mềm 2 giây
END_VAR

BEGIN
    // 1. Chuẩn hóa và Scale tín hiệu nhiệt độ (i1H12 chuyển đổi 0-10V ứng với 0-150°C)
    temp_Norm := NORM_X(MIN := 0, VALUE := #raw_Temp_AI, MAX := 27648);
    #actual_Temp := SCALE_X(MIN := 0.0, VALUE := temp_Norm, MAX := 150.0);

    // 2. Chuẩn hóa và Scale tín hiệu Loadcell TAL201 (0-10V ứng với 0-1000g)
    weight_Norm := NORM_X(MIN := 0, VALUE := #raw_Weight_AI, MAX := 27648);
    #actual_Weight := SCALE_X(MIN := 0.0, VALUE := weight_Norm, MAX := 1000.0);

    // 3. Thuật toán điều khiển nhiệt độ cấp xung qua SSR
    IF #enable_Drying THEN
        IF #actual_Temp < (#temp_Setpoint - 5.0) THEN
            #ssr_Heat_Out := TRUE; // Gia nhiệt 100% công suất khi nhiệt độ dưới ngưỡng
        ELSIF #actual_Temp >= (#temp_Setpoint + 1.0) THEN
            #ssr_Heat_Out := FALSE; // Ngắt nhiệt chống vượt ngưỡng
        ELSE
            // Điều khiển tỷ lệ thời gian vùng cận Setpoint
            #duty_Cycle := (#temp_Setpoint - #actual_Temp) / 5.0;
            #pwm_Timer(IN := NOT #pwm_Timer.Q, PT := #pwm_Period);
            IF #pwm_Timer.ET < REAL_TO_TIME(TIME_TO_REAL(#pwm_Period) * #duty_Cycle) THEN
                #ssr_Heat_Out := TRUE;
            ELSE
                #ssr_Heat_Out := FALSE;
            END_IF;
        END_IF;
    ELSE
        #ssr_Heat_Out := FALSE;
    END_IF;

    // 4. Điều khiển băng tải định lượng theo Loadcell
    IF #actual_Weight < #weight_Setpoint THEN
        #conveyor_Motor := TRUE;
    ELSE
        #conveyor_Motor := FALSE; // Đạt khối lượng đặt -> ngắt băng tải
    END_IF;
END_FUNCTION_BLOCK

Kết quả thử nghiệm và Đánh giá hiệu năng

Hệ thống được vận hành thử nghiệm tại xưởng thực hành Tự động hóa với nhiều mẻ mít lá tươi thái lát độ dày 3 – 5 mm.

Nhiệt độ (°C)
  80 |                                  Ngưỡng trên (+1.0°C)
     |                             ..........................
  70 | - - - - - - - - - - +--------------+ - - - Setpoint 70°C
     |                    /                \ ................
     |                   /                  \ Ngưỡng dưới (-1.0°C)
  60 |                  /
     |                 /
  40 |                /
     |               /
  28 |--------------+ (Khởi động)
   0 +--------------------------------------------------------> Thời gian (phút)
     0              8.5            120            240
Thông số vận hành Giá trị thiết kế Kết quả thực nghiệm đạt được Đánh giá sai số / Hiệu suất
Thời gian tăng nhiệt (28°C $\rightarrow$ 70°C) $< 10 \text{ phút}$ $8.5 \text{ phút}$ Đáp ứng nhanh, gia nhiệt êm
Độ ổn định nhiệt độ tại Setpoint (70°C) $\pm 2.0^\circ\text{C}$ $\pm 1.2^\circ\text{C}$ Không bị hiện tượng caramen hóa đường
Sai số cân định lượng (Mẻ 100g) $\pm 3.0 \text{ g}$ $\pm 1.4 \text{ g}$ Đạt độ chuẩn xác cao cho đóng gói
Thời gian sấy hoàn tất mẻ 1.5kg $4 - 6 \text{ giờ}$ $4.5 \text{ giờ}$ Mít đạt độ ẩm tiêu chuẩn ($< 5%$), giòn đều
Độ tin cậy cảm biến quang NPN $99%$ $100%$ (50/50 lần thử) Nhận diện chính xác vị trí khay sản phẩm
Tốc độ đáp ứng truyền thông SCADA $< 200 \text{ ms}$ $50 - 80 \text{ ms}$ Giao thức PROFINET vận hành mượt mà

Đổi mới và đóng góp

  1. Tối ưu hóa phân bổ trường nhiệt đa hướng: Khác với các mô hình sấy thông thường chỉ đặt điện trở ở trần hoặc đáy (gây nguy cơ nhỏ giọt dịch đường gây chập cháy), hệ thống bố trí dàn đèn halogen đối xứng dọc theo vách hông kết hợp quạt đối lưu phân luồng, giúp nhiệt lượng tiếp xúc đồng đều hai mặt khay sấy, tăng 35% hiệu quả truyền nhiệt.
  2. Tự động hóa liên hoàn chu trình: Tích hợp cơ cấu đẩy khay trục vít me - động cơ bước và xy lanh khí nén đóng mở cửa buồng sấy đồng bộ, loại bỏ hoàn toàn thao tác lấy khay nóng thủ công nguy hiểm cho người vận hành.
  3. Kiểm soát định lượng thông minh: Tích hợp trực tiếp Loadcell công nghiệp vào trạm phân phối, tự động ngắt băng tải khi đủ trọng lượng cài đặt với độ chính xác đạt 98.6%.
  4. Hệ thống giám sát SCADA công nghiệp: Giao diện WinCC trực quan, hỗ trợ mô phỏng động, giám sát tham số thời gian thực và phân quyền vận hành chặt chẽ.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng thực tế

Mô hình hoàn toàn có khả năng mở rộng công suất để chuyển giao cho các hợp tác xã, cơ sở chế biến nông sản quy mô vừa và nhỏ chuyên sản xuất trái cây sấy khô (mít, chuối, thanh long, xoài) hoặc sấy dược liệu mỏng (nấm linh chi, trà thảo mộc).

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Chi phí chế tạo mô hình thực nghiệm: Khoảng 18.500.000 VNĐ (bao gồm PLC Siemens, thiết bị khí nén, động cơ bước, loadcell, gia công cơ khí vỏ inox 304).
  • Hiệu quả tiết kiệm: Giảm 50% chi phí nhân công theo dõi nhiệt độ và cân thủ công; giảm 65% thời gian sấy so với phơi nắng tự nhiên; loại bỏ 100% tỷ lệ hao hụt do thời tiết.
  • Thời gian hoàn vốn (ước tính quy mô cơ sở 10kg/mẻ): Khoảng 6 – 8 tháng vận hành liên tục.

Yêu cầu triển khai và lắp đặt

  • Nguồn điện: Nguồn 1 pha 220VAC / 50Hz, công suất nguồn cấp tối thiểu 2.5 kW.
  • Nguồn khí nén: Máy nén khí mini cung cấp áp suất làm việc 4 – 6 bar cho xy lanh Airtac.
  • Môi trường vận hành: Không gian khô ráo, nhiệt độ phòng 20 – 35°C, có hệ thống ống thoát ẩm ra ngoài trời.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Hệ thống chưa tích hợp cảm biến đo trực tiếp độ ẩm tương đối (%RH) trong buồng sấy mà mới kiểm soát theo thời gian và nhiệt độ cài đặt.
  • Khâu hàn kín bao bì thành phẩm vẫn sử dụng máy dập nhiệt thủ công FPS-200, chưa tự động hóa hoàn toàn khâu cấp túi và đóng gói hút chân không.
  • Quy mô buồng sấy còn giới hạn ở mức mô hình pilot thực nghiệm (năng suất 1 – 2 kg/mẻ).

Hướng phát triển tiếp theo

  • Thuật toán điều khiển: Ứng dụng tập lệnh hàm PID_Compact tích hợp sẵn trong TIA Portal S7-1200 kết hợp thuật toán tự dò thông số PID (Auto-tuning) để tối ưu hóa triệt để đáp ứng nhiệt độ buồng sấy.
  • Cảm biến nâng cao: Bổ sung cảm biến độ ẩm công nghiệp (chuẩn giao tiếp RS485 Modbus RTU) để tự động dừng sấy khi độ ẩm đạt dưới 5%.
  • Kết nối IoT / Điện toán đám mây: Nâng cấp module truyền thông CP 1243-1 hoặc giao thức MQTT/OPC UA để đẩy dữ liệu lên Dashboard Web/Mobile, cho phép giám sát buồng sấy từ xa qua điện thoại thông minh.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên, Giảng viên ngành Tự động hóa / Cơ điện tử: Tài liệu tham khảo thực tiễn và hoàn chỉnh về quy trình thiết kế từ cơ khí 3D (SolidWorks), thiết kế tủ điện đến lập trình điều khiển PLC S7-1200 và thiết kế SCADA WinCC.
  • Kỹ sư tích hợp hệ thống: Cung cấp cấu trúc code mẫu SCL xử lý tín hiệu analog (RTD, Loadcell), logic phát xung điều khiển Stepper Motor và kỹ thuật ghép nối mạng PROFINET.
  • Chủ cơ sở sản xuất nông sản: Mô hình tham chiếu tin cậy để nâng cấp nhà xưởng sấy nông sản bán tự động với chi phí đầu tư hợp lý và hiệu năng ổn định.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật phần cứng tối thiểu để hệ thống vận hành ổn định là gì?

Hệ thống yêu cầu nguồn điện lưới 220VAC/50Hz (chịu tải tối thiểu 15A), đường cấp khí nén áp lực từ 4 đến 6 bar, PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC cùng máy tính cá nhân cấu hình tối thiểu Core i5, 8GB RAM cài đặt SIMATIC WinCC Runtime Advanced V15/V16 để chạy giao diện SCADA.

2. Có thể nâng cấp hệ thống để sấy các loại nông sản khác không?

Hoàn toàn có thể. Trên giao diện SCADA WinCC, người vận hành có thể linh hoạt thay đổi các thông số Setpoint: nhiệt độ sấy (từ 40°C đến 85°C), thời gian sấy (từ 1 đến 24 giờ) và khối lượng cân đóng gói (từ 50g đến 1000g) để áp dụng cho chuối, xoài, thanh long, khoai lang hoặc nấm linh chi.

3. Hệ thống có khả năng kết nối lên mạng SCADA/MES tổng của nhà máy không?

Có. Nhờ tích hợp cổng truyền thông PROFINET hỗ trợ giao thức chuẩn Ethernet TCP/IP và OPC Server, PLC S7-1200 có thể dễ dàng đồng bộ dữ liệu với các hệ thống SCADA trung tâm cấp nhà máy, phần mềm quản trị sản xuất MES hoặc hệ thống ERP thông qua mạng LAN công nghiệp.

4. Quy trình hiệu chuẩn cảm biến nhiệt độ và Loadcell được thực hiện như thế nào?

Cảm biến nhiệt độ được hiệu chuẩn đối chứng với nhiệt kế thủy ngân chuẩn tại các mốc 0°C (nước đá) và 100°C (nước sôi), sau đó vi chỉnh thông số dịch dải trên bộ i1H12. Loadcell TAL201 được hiệu chuẩn tĩnh bằng quả cân chuẩn 100g, 200g, 500g và điều chỉnh hệ số khuếch đại trong khối hàm SCALE_X của chương trình PLC.

5. Chi phí bảo trì định kỳ của hệ thống gồm những hạng mục nào?

Chi phí bảo trì rất thấp, chủ yếu bao gồm: kiểm tra tra dầu mỡ trục vít me – ray trượt cơ khí (định kỳ 3 tháng/lần), kiểm tra độ kín các khớp nối khí nén và thay bóng sấy halogen dự phòng khi hết tuổi thọ dây tóc (khoảng 2.000 – 3.000 giờ phát nhiệt).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công mô hình hệ thống sấy mít" đã giải quyết trọn vẹn và đồng bộ các yêu cầu từ tính toán thiết kế cơ khí 3D, thi công đấu nối tủ điện điều khiển công nghiệp, đến lập trình phần mềm PLC Siemens S7-1200 và SCADA WinCC. Kết quả thực nghiệm minh chứng mô hình vận hành ổn định: kiểm soát nhiệt độ buồng sấy chính xác ở 70°C ($\pm 1.2^\circ\text{C}$), chu trình đẩy khay – phân mẻ cơ khí êm ái và cân định lượng sản phẩm đạt độ chuẩn xác cao (sai số $< \pm 1.5\text{g}$).

Đề tài không chỉ khẳng định năng lực ứng dụng công nghệ tự động hóa hiện đại vào lĩnh vực chế biến sau thu hoạch mà còn mở ra hướng đi thực tế, giàu tiềm năng trong việc thương mại hóa các dây chuyền sấy nông sản chất lượng cao với chi phí tối ưu cho ngành nông nghiệp Việt Nam.