BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
----------------------------------------
Lê Ngọc Thành Vinh
THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT LIÊN TỤC NỒNG ĐỘ
KHÍ THẢI CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Chuyên ngành: Đo lường và các hệ thống điều khiển
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Nguyễn Quốc Cường
HÀ NỘI - 2018
2
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... 4
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 5
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................. 6
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ....................................................................... 8
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 9
Chương 1 TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG VÀ THÀNH PHẦN -
KHÍ PHÁT THẢI ....................................................................................................... 12
1.1 Thực trạng nhà máy sản xuất xi măng ở Việt Nam hiện nay- ................................................. 12
1.2 Công nghệ sản xuất xi măng và phương pháp kiểm soát, giảm thiểu khí phát thải- ............... 13
Chương 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐO KHÍ THẢI CHÍNH- ........ 19
2.1 Nguyên lý đo các loại khí thải chính của Nhà máy xi măng- ................................................. 19
2.2 Phân tích lựa chọn phương pháp đo các loại khí thải chính của Nhà máy xi măng- .............. 20
Chương 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN NỀN TẢNG IoT PHÙ HỢP CHO HỆ -
THỐNG ..................................................................................................................... 29
3.1 Khái niệm chung về IoT ......................................................................................................... 29
3.2 Các mô hình IoT thông thường .............................................................................................. 31
3.3 Lựa chọn mô hình IoT phù hợp cho hệ thống quan trắc môi trường Nhà máy Xi măng- ....... 35
Chương 4 THIẾT KẾ - VÀ TÍCH HỢP HỆ THỐNG GIÁM SÁT KHÍ THẢI ........... 37
4.1 Phân tích hệ thống .................................................................................................................. 37
4.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống ................................................................................................ 38
4.3 Quy trình thiết kế phần cứng hệ thống ................................................................................... 39
4.4 Lựa chọn các thiết bị .............................................................................................................. 39
4.4.1 Cảm biến ......................................................................................................................... 40
4.4.2 Bộ xử lý tín hiệu đo ......................................................................................................... 42
4.3.3 Bộ hiển thị kết quả đo ..................................................................................................... 43
4.3.4 Bộ thu phát tín hiệu ......................................................................................................... 44
4.3.5 Bộ định dạng và lưu trữ thông tin ................................................................................... 45
4.4 Các sơ đồ đấu dây .................................................................................................................. 46
4.5 Quy trình thiết kế phần mềm hệ thống ................................................................................... 49
3
4.6 Lựa chọn phần mềm thực hiện ............................................................................................... 50
4. 7 Tải Thư viện cho các cảm biến ............................................................................................. 52
Chương 5 KẾT QUẢ THU ĐƯỢC VÀ ĐÁNH GIÁ- ................................................ 56
5.1 Khi các thông số môi trường trong phạm vi cho phép ........................................................... 56
5.2 Khi có cảnh báo thông số vượt ngưỡng ................................................................................. 58
5.3 So sánh kết quả đo với hệ thống đo chuẩn và hiệu chỉnh thông số cảm biến ........................ 60
5.4 Đánh giá kết quả chung .......................................................................................................... 62
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................................................... 63
Kết luận: ....................................................................................................................................... 63
Hướng phát triển: ......................................................................................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 65
PHỤ LỤC: CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG .............................. 68
4
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Thiết kế hệ thống giám sát liên tục
nồng độ khí thải của Nhà máy xi măng” là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và tài liệu trong luận là trung thực và chưa được công bố trong bất văn
kỳ công trình nghiên cứu nào. Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được trích
dẫn và tham chiếu đầy đủ.
Học viên
Lê Ngọc Thành Vinh
5
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy giáo, cô
giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt là các thầy giáo, cô giáo thuộc
Viện Điện. Chính các thầy giáo, cô giáo đã trang bị cho em những kiến thức quý
bá u trong thời gian em học tập, nghiên cứu, thực tập tại trường. Đồng thời em cũng
xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS. Nguyễn Quốc Cường, người đã
chỉ dẫn tận tình, cho em những kinh nghiệm quý báu để em có thể hoàn thành luận
văn tốt nghiệp này đúng hạn. Thầy cũng là người luôn động viên, giúp đỡ em trong
những thời điểm khó khăn nhất.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các đồng nghiệp tại Phòng Cảm biến và thiết bị
đo khí Viện Khoa học vật liệu Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam đã giúp đỡ em - -
trong việc chế tạo và thử nghiệm các thiết bị.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới Nhà máy xi măng Sông Thao đã tạo điều -
kiện cho em được khảo sát công nghệ sản xuất xi măng hiện tại của Nhà máy và -
quan trắc môi trường tại đây.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè. Lời động viên tinh
thần từ mọi người luôn là động lực để em tiến lên phía trước.