BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI TỰ ĐỘNG CHO NẤM LINH CHI CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN TS.Nguyễn Văn Dũng Nguyễn Văn Duy (MSSV: 1110979) Ngành: Kỹ thuật điện – Khóa 37 Tháng 5/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Cần Thơ, ngày 07 tháng 05 năm 2015 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN HỌC KỲ II, NĂM HỌC 2014 – 2015 Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Duy MSSV: 1110979 Ngành học: Kỹ thuật điện Khóa: 37 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi Địa điểm thực hiện: Khu II, trường Đại học Cần Thơ Họ tên người hướng dẫn khoa học (NHDKH): TS Nguyễn Văn Dũng Mục tiêu đề tài: Tìm hiểu hệ thống tưới tự động thực tế biết cách tính toán, thiết kế tủ điện cho phụ tải Các nội dung giới hạn đề tài - Khảo sát thực tế sở trồng nấm linh chi - Giới thiệu linh kiện thiết bị - Thiết kế tính toán hệ thống tưới tự động - Tìm hiểu lập trình điều khiển PLC cho hệ thống tưới tự động - Thi công vận hành thử nghiệm mô hình hệ thống tưới tự động Các hỗ trợ cho việc thực đề tài: Công ty TNHH điện tự động Toàn Phúc, tài liệu tham khảo Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài: Công ty TNHH điện tự động Toàn Phúc cho mượn thiết bị thực đề tài SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ Nguyễn Văn Duy Ý KIẾN CỦA NHDKH TS Nguyễn Văn Dũng Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Cần Thơ, ngày 07 tháng 05 năm 2015 ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌC KỲ II, NĂM HỌC 2014 – 2015 Tên đề tài thực hiện: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi Họ tên sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Duy Họ tên người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Dũng Đặt vấn đề: Thiết kế hệ thống tưới tự động vấn đề quan trọng nông nghiệp Để tưới có hiệu cần chọn phương pháp tưới phù hợp với loại trồng, điều kiện đất đai, điều kiện địa hình nguồn nước, nên yêu cầu đặt hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi tối ưu để mang lại kinh tế cao Do thân muốn tìm hiểu sâu hệ thống tưới tự động công tác vận hành hệ thống nên chọn đề tài để bổ sung thêm kiến thức cho thân Mục đích, yêu cầu: Tìm hiểu hệ thống tưới tự động thực tế biết cách tính toán, thiết kế tủ điện cho hệ thống Địa điểm, thời gian thực hiện: Bộ môn Kỹ thuật điện, khoa Công Nghệ, trường Đại học Cần Thơ Giới thiệu thực trạng có liên quan tới vấn đề đề tài: Hệ thống tủ điện loại cảm biến Các nội dung giới hạn đề tài: CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT THỰC TẾ TẠI CƠ SỞ TRỒNG NẤM LINH CHI 1.1 Giới thiệu sở trồng nấm linh chi 1.1.1 Thành lập tổ hợp tác nấm 1.1.2 Đưa khoa học kỹ thuật vào sản xuất nấm 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình phát triển nấm linh chi 1.2.1 Nhiệt độ 1.2.2 Độ ẩm 1.2.3 Thoáng khí 1.2.4 Ánh sáng 1.2.5 pH 1.3 Mô hình thực tế trồng nấm linh chi 1.4 Yêu cầu kỹ thuật việc cấp nước tưới cho nấm linh chi 1.4.1 Phương pháp tưới nước ii 1.4.2 Yêu cầu nhiệt độ độ ẩm nhà trồng nấm 1.4.3 Yêu cầu hệ thống tưới tự động CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ 2.1 Tủ điều khiển tự động 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Chức ứng dụng 2.2 Các thiết bị tủ điều khiển 2.2.1 CB 2.2.2 Nút ấn 2.2.3 Contactor 2.2.4 Rơle trung gian 2.3 Van điện từ 2.3.1 Khái niệm 2.3.2 Nguyên lý hoạt động 2.4 Khái niệm cảm biến 2.4.1 Cảm biến nhiệt độ 2.4.2 Cảm biến độ ẩm 2.5 Máy phun cao áp 2.5.1 Động điện 2.5.2 Đầu bơm cao áp CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TƯỚI TỰ ĐỘNG 3.1 Giới thiệu phương pháp tưới phun 3.2 Phương pháp tưới phun sương 3.2.1 Ưu điểm phương pháp tưới phun sương 3.2.2 Khuyết điểm phương pháp tưới phun sương 3.3 Tính toán thiết kế hệ thống ống dẫn nước vòi phun 3.3.1 Cấu tạo chung hệ thống tưới tự động cho nấm nhà kính 3.3.2 Lựa chọn bố trí vòi phun 3.3.3 Tính toán thuỷ lực hệ thống phun sương 3.3.4 Tính toán công suất động điện đầu bơm cao áp 3.4 Lựa chọn khí cụ điện cho tủ điều khiển 3.4.1 Chọn thiết bị đóng cắt 3.4.2 Chọn cáp điện cho tủ điều khiển CHƯƠNG 4: TÌM HIỂU LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC CHO HỆ THỐNG TƯỚI TỰ ĐỘNG 4.1 Cơ sở lý thuyết PLC S7-1200 4.1.1 Tổng quan PLC S7-1200 iii 4.1.2 Phân loại 4.1.3 Hình dạng bên 4.1.4 Cấu trúc bên 4.1.5 Đấu dây 4.1.6 Khả mở rộng CPU 4.1.7 Các loại module S7-1200 4.1.8 Phương pháp lập trình điều khiển 4.1.9 Ngôn ngữ lập trình LAD (ladder Logic): 4.1.10 Chế độ vận hành PLC 4.1.11 Phần mềm lập trình SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic 4.1.12 Các tập lệnh 4.1.13 Xử lý tín hiệu Analog PLC S7-1200 4.2 Khái quát chung HMI 4.2.1 Cơ sở lý thuyết hình HMI 4.2.2 Một số hình HMI hãng Seimens 4.2.3 Cấu hình hệ PLC HMI 4.2.4 Giới thiệu hình 4.3 Lập trình điều khiển cho hệ thống 4.3.1 Xây dựng chương trình điều khiển hệ thống PLC 4.3.2 Xây dựng thuật toán điều khiển 4.3.3 Chương trình 4.3.4 Mạch động lực mạch điều khiển hệ thống 4.3.5 Lập trình LAD cho hệ thống CHƯƠNG 5: THI CÔNG VÀ VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM MÔ HÌNH HỆ THỐNG TƯỚI TỰ ĐỘNG 5.1 Các thiết bị có liên quan mô hình 5.1.1 Bộ động đầu bơm cao áp 5.1.2 Bồn chứa 5.1.3 Mô hình nhà kính 5.1.4 Tủ điều khiển 5.1.5 PLC S7-1200 CPU 1212C 5.1.6 Đầu dò nhiệt độ độ ẩm 5.2 Thiết kế giao diện giám sát điều khiển tia portal v13 5.2.1 Tạo project 5.2.2 Màn hình giám sát HMI CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN Phương pháp thực đề tài: Khảo sát thực tế thiết kế mô hình iv 10 Kế hoạch thực hiện: KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI TT Nội dung công việc Chuẩn bị đề cương Bảo vệ đề cương thực tế thu nhập số liệu Thiết kế tính toán hệ thống tưới tự động Thi công, lắp đặt vận hành thử nghiệm Hoàn thiện đề tài luận văn Nộp luận văn Tuần X SINH VIÊN THỰC HIỆN DUYỆT CỦA BỘ MÔN Tuần 3-4 Tuần 5-6 Tuần 7-8-9-10 Tuần Tuần 11-12 13 X X X X X NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC DUYỆT CỦA HĐ LV&TLTN v TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2015 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Dũng Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Duy Lớp: Kỹ Thuật Điện – K37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): * Các nội dung công việc đạt (So sánh với đề cương luận văn): * Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét thành viên tham gia thực đề tài: e Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá (Cho sinh viên): Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Văn Dũng vi TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Cần Thơ, ngày… tháng … năm 2015 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1 Cán chấm phản biện: ThS Phan Trọng Nghĩa Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Duy Lớp: Kỹ Thuật Điện – K37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): * Các nội dung công việc đạt (So sánh với đề cương luận văn): * Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét thành viên tham gia thực đề tài: e Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá (Cho sinh viên): Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN ThS Phan Trọng Nghĩa vii TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2015 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN Cán chấm phản biện: ThS Đinh Mạnh Tiến Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Duy Lớp: Kỹ Thuật Điện – K37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): * Các nội dung công việc đạt (So sánh với đề cương luận văn): * Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét thành viên tham gia thực đề tài: e Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá (Cho sinh viên): Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN ThS Đinh Mạnh Tiến viii Lời mở đầu LỜI NÓI ĐẦU Ngày giới bước vào kỷ XXI tài nguyên thiên nhiên dần cạn kiệt môi trường ô nhiễm khắp nơi, nhu cầu sống hưởng thụ người lại ngày cao, dân số giới tăng vọt, làm cho giới không đủ sản phẩm để cung cấp cho người hoạt động lao động thủ công Để giải vấn đề có đường ứng dụng tự động hoá vào sản xuất Hệ thống điều khiển tưới tự động khâu quan trọng, định thành công toàn hệ thống sản xuất nấm linh chi nhà lưới có mái che Việc thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển tưới phun sương có ý nghĩa quan trọng việc trì độ ẩm nhiệt độ Đề tài nghiên cứu, thiết kế thi công mô hình hệ thống điều khiển tưới phun sương tự động theo thời gian, nhiệt độ độ ẩm Khi hệ thống làm việc, người vận hành cần cài đặt thời gian tưới giá trị nhiệt độ, độ ẩm mong muốn hệ thống tự động điều khiển van điện, máy bơm phun sương để liên tục đảm bảo thông số cài đặt Ngoài hệ thống cho phép người vận hành lựa chọn vị trí nhà trồng cần tưới, thời gian tưới tùy theo nhu cầu giai đoạn nấm khác hệ thống có nhiều nhà lưới Mục đích nghiên cứu: - Nghiên cứu mô hình hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi từ thực tiễn từ thiết kế mô hình thực nghiệm sở sử dụng thiết bị có sẵn nước - Nghiên cứu sở lý thuyết để xây dựng mô hình dựa phần mềm lập trình simatic S7-1200 - Ứng dụng PLC S7-1200 để xây dựng chương trình điều khiển hệ thống (Vì PLC S7-1200 có sẵn module analog để nhận tín hiệu analog từ đầu dò nhiệt độ độ ẩm) - Thiết kế giao diện người dùng hình HMI cho hệ thống giám sát tưới tự động cho nấm linh chi Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu luận văn “Hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi” Ý nghĩa thực tiễn luận văn: Vấn đề ứng dụng tự động hóa vào sản xuất nông nghiệp ngày phổ biến mang lại hiệu kinh tế cao Hệ thống tưới tự động gồm đường ống lắp đặt cố định biện pháp tưới hiệu cho diện tích lớn Hệ thống sử dụng gồm máy bơm cảm biến tích hợp đo nhiệt độ độ ẩm đặt nhà lưới trồng viii CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng 5.1.2 Bồn chứa Bồn chứa làm nhiệm vụ chứa nước tưới cho trồng Bồn chứa làm PVC, dung tích bồn chứa tùy thuộc vào qui mô mô hình công suất máy bơm Hình 59: Bồn chứa 5.1.3 Mô hình nhà kính Mô hình nhà kính làm chất liệu mica trắng trong, thay cho lưới trắng Trong nhà lưới lắp sẵn đường ống, vòi phun sương, đầu dò nhiệt độ độ ẩm Đầu dò nhiệt độ độ ẩm Van điện Vòi phun Đường ống tưới độ ẩm , Hình 60: Mô hình nhà kính SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 88 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng 5.1.4 Tủ điều khiển Tủ điều khiển nơi gắn thiết bị nút ấn, PLC, đèn công tắc tơ…để thực chức điều khiển giám sát chế độ “tưới tay” (man) để điều khiển tưới trực tiếp (Hình 61) Hình 61: Tủ điều khiển hệ thống 5.1.5 PLC S7-1200 CPU 1212C Có chức điều khiển giám hệ thống tưới, đưa phương pháp điều khiển thích hợp , nhằm tăng độ xác cho việc cung cấp nước cho PL S7-1200 CPU 1212C AC/DC/RLY với mã hiệu 6ES7 212-1BE31-0XB0 có thông số kỹ thuật sau: - Phần mềm lập trình: STEP TIA PORTAL V13 - Kích thước: 90 x 100 x 75 - Bộ nhớ người dùng: + Bộ nhớ làm việc: 25Kb + Bộ nhớ lưu trữ: 1Mb + Bộ nhớ Retentive : 2Kb - Ngõ vào số: In/6 Out - Ngõ vào tương tự: in SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 89 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng - Vùng nhớ Truy suất bit (M): 4096Byte - Module tín hiệu mở rộng: - Board tín hiệu/truyền thông :1 - Module truyền thông: - Bộ đếm tốc độ cao: + Pha x 100KHZ/ x 30KHZ + Pha x 80KHZ/ x 20KHZ - Ngõ xuất xung tốc độ cao: - Truyền thông: Ethernet - Thực thi lệnh nhị phân: 0.1 micro giây 5.1.6 Đầu dò nhiệt độ độ ẩm Màn hình hiển thị đầu dò nhiệt độ, độ ẩm ngõ analog 4-20mA Hình 62: Màn hình hiển thị đầu dò nhiệt độ độ ẩm Bảng 37: Thông số kỹ thuật đầu dò nhiệt độ độ ẩm Model THD-WD2-C Kiểu hình LED hiển thị Loại gắn Loại treo Công suât 2.4W Ngõ vào Đầu dò nhiệt độ, độ ẩm Dãi nhiệt độ -19.9  600C Dãi độ ẩm 0.0  99.9%RH Độ xác nhiệt độ Max  0.50C ( 5-400C ) Độ xác độ ẩm Max  3%RH ( 30-70%RH ) SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 90 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng Kích thước (mm) Chiều dài sensor Nguồn cung cấp Ngõ nhiệt độ Ngõ độ ẩm Ngõ truyền thông DIN W72 x H85 x 100mm 200mm 24VDC DC 4-20mA DC 4-20mA RS485 Sơ đồ đấu dây đầu dò nhiệt độ độ ẩm ngõ dòng điện Hình 63: Sơ đồ đấu dây đầu dò nhiệt độ độ ẩm Chức điều khiển đầu dò nhiệt độ độ ẩm: - Ngõ điện : Nó truyền tín hiệu dòng điện nhiệt độ, độ ẩm đến nơi khác theo yêu cầu PC xuất ngõ 1-5VDC 1VDC ngõ đại diện -19,90C nhiệt độ 0,0%RH độ ẩm, 5VDC 600C nhiệt độ 99,9%RH độ ẩm - Ngõ dòng điện : Nó truyền tín hiệu dòng điện nhiệt độ, độ ẩm đến nơi khác theo yêu cầu PC xuất ngõ 4-20mA Ngõ 4mA ngõ đại diện -19,90C nhiệt độ 0,0%RH độ ẩm, 20mA 600C nhiệt độ 99,9%RH độ ẩm 5.2 Thiết kế giao diện giám sát điều khiển tia portal V13 Thiết lập giao diện giám sát điều khiển tạo thuận lợi cho người vận hành biết thông số thời hệ thống, để đưa phương pháp điều khiển phù hợp, nhằm đem lại hiệu cao đến với nấm Các bước xây dựng giao diện sau: - Khởi động phần mềm TIA PORTAL V13 SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 91 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng - Tạo project - Chèn CPU - Cấu hình địa IP cho PLC S7-1200 - Định nghĩa PLC Tag sử dụng - Đổ chương trình xuống PLC - Chèn hình HMI - Định nghĩa HMI Tag sử dụng - Tạo hình ảnh, thiết lập thuộc tính - Kết nối PLC với hình HMI - Đổ chương trình xuống HMI 5.2.1 Tạo project Trong Start portal, click vào “Create new project” Nhập tên dự án khung “project name” click vào nút “Create” Sau xây dựng dự án, chọn kênh thiết bị mạng “Device & Networks” Click vào “Add new device” Hình 64: Cửa sổ hiển thị “Portal view” Chọn CPU để thêm vào dự án: Trong hộp thoại “Add new device”, click vào nút “SIMATIC” Chọn CPU từ danh sách Thêm CPU chọn vào dự án, click vào nút “Add” Hình 65: Hộp thoại “Add new device” chèn CPU SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 92 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng Chú ý tùy chọn “Open device view” chọn Click vào “Add” với tùy chọn chọn để mở “Device configuration” kiểu xem Project Hình 66: Cửa sổ “Device view” hiển thị CPU thêm vào Cấu hình địa IP cho PLC Hình 67: Gán địa IP cho PLC Ở ta ý rằng, CPU địa IP cấu hình trước Một cách thủ công, ta phải gán giá trị địa IP cho CPU suốt việc cấu hình thiết bị Nếu CPU kết nối đến định tuyến (router) mạng ta phải nhập vào địa IP cho router Tạo cửa sổ lập trình LAD SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 93 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng Hình 68: Cửa sổ “Program blocks” Thiết lập Tag cho PLC Hình 69: Cửa sổ “Default tag table” PLC Download chương trình xuống CPU Hình 70: Kết nối máy tính với PLC qua địa IP SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 94 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng 5.2.2 Màn hình giám sát HMI a) Tạo giao diện hình HMI Chèn hình HMI Hình 71: Hộp thoại “Add new device” chèn HMI Kết nối PLC với hình HMI Hình 72: Kết nối PLC với hình HMI Để lấy mô hình linh kiện, Toolbox (như hình 73) SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 95 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng Hình 73: Màn hình HMI thiết bị Lấy thiết bị cho giao diện điều khiển: - Để lấy nút ấn, từ hình giao diện khung Element  chọn button  Properties  Graphic để chèn nút Right_Arrow Home liên kết hai hình Tương tự, lấy nút ấn điều khiển 3-D black button để - Để lấy đèn báo cho hình, chọn khung Basic objets  chọn Circle - Để lấy máy bơm hình giao diện chọn khung Graphics  Wincc graphics folder  Automation equipment  Pump - Để lấy đoạn ống dẫn nước chọn Graphics  Wincc graphics folder  Automation equipment  Pipes SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 96 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng - Để lấy van điều khiển chọn Graphics  Wincc graphics folder  Automation equipment  Valves Sau lấy xong thiết bị, xếp hình giám sát điều khiển sau SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 97 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng b) Thiết lập thuộc tính cho đối tượng Thiết lập thuộc tính cho máy bơm Nhấp vào máy bơm, chọn Properties, hộp thoại Animations xuất hiện,để tạo thuộc tính sáng đèn hoạt động, chọn Display  Dynamize color and flashing chuyển từ chế độ ON sang OFF SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 98 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng Đồng thời gán biến (tag) cho bơm, Dynamize color and flashing bấm chuột trái chọn Tag Tại khung HMI Tag chọn tag ĐC-hmi Thiết lập thuộc tính cho van điều khiển Vì van điều khiển xem hoạt động đồng thời với máy bơm tạo hiệu ứng tag biến tương tự Thiết lập thuộc tính cho nút nhấn Các nút nhấn giao diện yếu tố tác động qua lại trực tiếp đến ngõ vào PLC hệ thống phần cứng Ngoài hiệu ứng hoạt động Thiết lập cho nút ấn, chọn Properties, hộp thoại Animations xuất hiện, chọn Display Dynamize color and flashing gán biến (tag) cho nút ấn SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 99 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng Đồng thời chọn Events  chọn Press để setbit cho nút ấn Và chọn Release để resetbit cho nút ấn Thiết lập thuộc tính cho đèn báo Nhấp vào đèn báo, chọn Properties, hộp thoại Animations xuất hiện, để tạo thuộc tính sáng đèn hoạt động, chọn Display  Dynamize color and flashing chuyển từ chế độ ON sang OFF Đồng thời gán biến (tag) đèn báo, khung HMI Tag chọn tag MAN_hmi SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 100 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng CHƯƠNG KẾT LUẬN Qua thời gian thực đề tài luận văn, gặp nhiều khó khăn Nhưng với nổ lực thân với hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Văn Dũng đến luận văn tốt nghiệp em phần hoàn thành Từ kết đề tài “Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi” em đưa số kết luận sau:  Những vấn đề đạt - Thiết kế thi công hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi - Tìm hiểu sơ lược PLC S7-1200 Cụ thể phần cứng CPU 1212C Phần mềm lập trình Step Tia Portal V13 để lập trình điều khiển cho hệ thống - Tìm hiểu hình SIMATIC HMI KTP 600 Panel mono PN Áp dụng để thiết kế giao diện hình ảnh để điều khiển giám sát hệ thống - Ứng dụng thực tế: Đã thiết kế mô hình tưới tự động cách hoàn chỉnh sát với thực tế nhằm đáp ứng với yêu cầu đề tài Đó đo nhiệt độ độ ẩm nhà lưới Nhưng điều khiển nhiệt độ độ ẩm sai số  Những vấn đề hạn chế - Do lần tiếp xúc trực tiếp làm đề tài mang tính thực tế từ học nên luận văn nhiều thiếu sót Rất kính mong thầy môn đóng góp ý kiến để mô hình hoàn thiện - Để đưa mô hình thực tiễn giá thành công nghệ tương tối cao - Do kinh nghiệm non nên mô hình với tủ điều khiển thô sơ chưa đẹp mắt - Chưa có cảm biến áp suất cho hệ thống đường ống dẫn SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 101 CHƯƠNG CBHD:TS.Nguyễn Văn Dũng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] Luận Văn (2011), Nghiên cứu sử dụng thiết bị điều khiển khả trình PLC S71200, Khoa Công Nghệ, Bộ môn Kỹ thuật điện [2] Ngô Trí Dương, Nguyễn Thái Học, Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển tưới phun sương phục vụ trồng rau giai đoạn vườn ươm, Tạp chí Khoa học Phát triển 2013, tập 11, số 3: 397-410 [3] Sổ tay tính toán tủy lực, Nhà xuất xây dựng [4] Ngô Hồng Quang (2002), Sổ tay tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV, Nhà khoa học kỹ thuật Tài liệu tiếng anh [5] S7-1200 system manual 04/2012 SIEMENS [6] S7-1200 getting start 11/2009 SIEMENS [7] S7-1200 easy book 04/2012 SIEMENS [8] SIMATIC HMI Getting Started Basic Panels 04/2009 SIEMENS Website tham khảo [9] www.plcvietnam.com [10] www.congnghetuoi.com [11] http://www.saigonnewtech.com/plc/siemens/siemens-s7-1200/ SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 102 [...]...Lời mở đầu nấm, hệ điều khiển được lập trình trên PLC-S7- 1200 hiện đại Nội dung chính của luận văn: Luận văn thực hiện với nội dung sau: Chương 1: Khảo sát thực tế tại cơ sở trồng nấm linh chi Chương 2: Giới thiệu các linh kiện và thiết bị Chương 3: Thiết kế và tính toán hệ thống tưới tự động Chương 4: Tìm hiểu lập trình điều khiển PLC cho hệ thống tưới tự động Chương 5: Thi công và... về hệ thống tưới tự động Để có nấm linh chi sạch đáp ứng yêu cầu khắt khe của đối tác thu mua, đòi hỏi nấm phải được trồng trong môi trường sạch, Nước tưới nấm phải sạch, không phèn, không chứa chất độc hại cho nấm và nên tưới bằng bình phun sương hay vòi phun thật mịn Tưới nước nhiều hay ít tùy theo ẩm độ không khí của nhà lưới trồng nấm vì khi tưới ít hoặc nhiều đều khiến nấm mất giá trị Đối với nấm. .. ẩm điều khiển đường ống tưới nền cho nhà lưới Đường ống tưới theo độ ẩm Hình 8: Đường ống tưới theo độ ẩm SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 9 CHƯƠNG 1 CBHD:TS Nguyễn Văn Dũng Đường ống tưới theo nhiệt độ Hình 9: Đường ống tưới theo nhiệt độ Hệ thống tưới tự động với các ưu điểm: tự động hóa, tiết kiệm công lao động, thân thiện với môi trường, dễ sử dụng Hệ thống tưới tự động này còn cải thiện được... pH 4 1.3 Mô hình thực tế trồng nấm linh chi 4 1.4 Yêu cầu kỹ thuật về việc cấp nước tưới cho nấm linh chi 6 1.4.1 Phương pháp tưới nước hiện nay .6 1.4.2 Yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm trong nhà trồng nấm 8 1.4.3 Yêu cầu về hệ thống tưới tự động 9 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ 2.1 Tủ điều khiển tự động .11 2.1.1 Giới thiệu ... áp .21 2.5.1 Động cơ điện 21 2.5.2 Đầu bơm cao áp 24 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TƯỚI TỰ ĐỘNG 3.1 Giới thiệu về các phương pháp tưới phun hiện nay 26 3.2 Phương pháp tưới phun sương 27 3.2.1 Ưu điểm của phương pháp tưới phun sương 28 3.2.2 Khuyết điểm của phương pháp tưới phun sương .28 3.3 Tính toán và thiết kế hệ thống ống dẫn nước vòi... để chống côn trùng Hình 2: Nhà trồng nấm linh chi Dãi kệ nấm Hình 3: Bố trí các dãy kệ nấm SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 5 CHƯƠNG 1 CBHD:TS Nguyễn Văn Dũng Hình 4: Nhà trồng nấm hoàn chỉnh 1.4 Yêu cầu kỹ thuật về việc cấp nước tưới cho nấm linh chi 1.4.1 Phương pháp tưới nước hiện nay - Phương pháp tưới thủ công hiện nay + Phương pháp 1: Khi trồng nấm linh chi, tổ hợp đã sử dụng máy phun sương... THỰC TẾ TẠI CƠ SỞ TRỒNG NẤM LINH CHI 1.1 Giới thiệu về cơ sở trồng nấm linh chi Ngành trồng nấm không có gì xa lạ đối với người nông dân, vì từ rất lâu người dân Việt Nam đã trồng nấm nấm rơm và nấm mèo Vào những thập niên gần đây, trên đất nước ta người dân cũng đã trồng thêm nhiều loại nấm như: nấm bào ngư, nấm mỡ, nấm kim châm, đùi gà… Tất cả những phương pháp ủ - trồng các loại nấm trên còn xuất phát... 74 4.2.3 Cấu hình cơ bản của một hệ PLC và HMI .75 4.2.4 Giới thiệu màn hình 75 4.3 Lập trình điều khiển cho hệ thống tưới 76 4.3.1 Yêu cầu hệ thống tưới điều khiển bằng PLC 76 4.3.2 Thuật toán điều khiển .77 4.3.3 Chương trình 78 4.3.4 Mạch động lực và mạch điều khiển của hệ thống 78 4.3.5 Lập trình LAD cho hệ thống tưới điều khiển bằng PLC 79 CHƯƠNG... không có hệ thống điều khiển được thiết kế đúng và hoạt SVTH: Nguyễn Văn Duy-Kỹ thuật điện K37 11 CHƯƠNG 2 CBHD:TS Nguyễn Văn Dũng động có hiệu quả thì thiết bị thì nhiệt độ và độ ẩm trong nhà lưới sẽ không được kiểm soát Tủ điều khiển tự động được thiết kế nhằm: - Tự động cung cấp nước tưới cho nhà lưới khi cần - Duy trì môi trường phù hợp với nhiệt độ và độ ẩm trong nhà lưới - Giảm được chi phí sản... sợi nấm Oxy cần thiết cho việc hô hấp của nấm Khi tăng trưởng thì các hoạt động trao đổi chất của nấm tăng lên dẫn đến nhu cầu oxy cũng tăng theo như: tổng hợp protein và acid nucleotic Còn CO2 tăng cao trong không khí sẽ ức chế quá trình hình thành quả thể nấm, nồng độ CO2 dưới 0,03% là thích hợp cho nấm phát triển 1.2.4 Ánh sáng Ánh sáng không cần thiết đối với nấm linh chi trong giai đoạn nuôi hệ