Tham khảo tài liệu 'phương pháp ứng dụng phần mềm simatic trong hệ thống tưới rau theo dây chuyền sản xuất rau sạch p4', kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Phương pháp ứng dụng phần mềm simatic trong hệ thống tưới rau theo dây chuyền sản xuất rau sạch p4
- ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
MÆc dï tù ®éng ho¸ trong n«ng nghiÖp ®· ®−îc øng dông tõ l©u, song
nã chØ ph¸t triÓn ë mét sè n−íc ph¸t triÓn, cßn ®èi víi c¸c n−íc chËm ph¸t
triÓn, tuy co nÒn n«ng nghiÖp chiÕm tû lÖ lín nh−ng viÖc øng dông tù ®éng
ho¸ vµo n«ng nghiÖp vÉn cßn rÊt chËm. HiÖn nay, ®−îc sù trî gióp cña n−íc
ngoµi c¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn ®· ®−a dÇn tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt n«ng
nghiÖp, ®Æc biÖt lµ c¸c n−íc §«ng Nam ¸ trong ®ã cã ViÖt Nam.
1.3.5. thµnh tùu cña tù ®éng ho¸ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt
ThÕ giíi ®ang ngµy cµng ph¸t triÓn, cuéc sèng con ng−êi ngµy c¸ng
thay ®æi, hµng lo¹t c¸c m¸y mãc tù ®éng ®· vµ ®ang xuÊt hiÖn, robot ®−îc chÕ
t¹o ra thay thÕ con ng−êi ë nhiÒu mÆt…., ®ã lµ nh÷ng thµnh tùu cña ngµnh tù
®éng ho¸ mang l¹i. Trong 40 b¨m qua nã ®· mang l¹i nh−ng thµnh qu¶ to lín:
DÉn h−íng vµ ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ trong kh«ng gian, bao gåm m¸y bay
d©n dông, tªn löa, m¸y bay chiÕn ®Êu, tµu vËn t¶i, vÖ tinh.HÖ thèng ®iÒu khiÓn
nµy ®· ®¶m b¶o ®−îc tÝnh æn ®Þnh vµ chÝnh x¸c d−íi t¸c ®éng cña nhiÔu m«i
tr−êng vµ cña chÝnh hÖ thèng.
HÖ thèng ®iÒu khiÓn trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp, tõ m¸y tù ®éng ®Õn
m¹ch tÝch hîp.Nh÷ng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh ®· cã ®é chÝnh x¸c
®Þnh vÞ vµ l¾p r¸p rÊt cao ®Ó t¹o ra nhiÒu s¶n phÈm cã chÊt l−îng tèt.
HÖ thèng ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp, vÝ dô trong qu¸ tr×nh s¶n
xuÊt hydrocacbon vµ nhiÒu chÊt ho¸ häc kh¸c. HÖ ®iÒu khiÓn nµy ®· xö lý
hµng ngµn th«ng tin lÊy tõ c¶m biÕn ®Ó ®iÒu khiÓn hang tr¨m c¬ cÊu chÊp
hµnh : van, cÊp nhiÖt, b¬m…, ®Ó cho ra s¶n phÈm víi yªu cÇu kh¾t khe vÒ tÝnh
n¨ng kü thuËt.
§iÒu khiÓn hÖ thèng truyÒn th«ng bao gåm: hÖ thèng ®iÖn tho¹i vµ
internet. HÖ thèng ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô kiÓm so¸t møc n¨ng l−îng ë ®Çu
vµo, ®Çu ra vµ khi truyÒn dÉn, th«ng b¸o nh÷ng sù cè ®a d¹ng, phøc t¹p
th−êng x¶y ra trong truyÒn th«ng.
Tr−êng dhnni – hµ néi 28 45a – khoa c¬ ®iÖn
®iÖn
- ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
1.3.6. Môc ®Ých vµ ý nghÜa cña viÖc thiÕt kÕ m« h×nh t−íi nhá giät tù ®éng
Kü thuËt trång c©y kh«ng dïng ®Êt lµ kü thuËt trång c©y tiªn tiÕn vµ
hiÖn ®¹i. Trång rau b»ng ph−¬ng thøc kh«ng dïng ®Êt lµ gi¶i ph¸p cã hiÖu
qu¶ nhÊt hiÖn nay trong viÖc s¶n xuÊt rau an toµn mµ kh«ng g©y « nhiÔm
m«i tr−êng, tËn dông ®−îc mÆt b»ng kh«ng gian (ngay c¶ trªn ®Êt nghÌo
dinh d−ìng, nhiÔm ®éc, nhiÔm mÆn), tiÕt kiÖm ®−îc c«ng lao ®éng, gi¶i
phãng ®−îc søc lao ®éng nÆng nhäc khi trång c©y ngoµi ®Êt, trång ®−îc
nhiÒu vô trong n¨m, cã thÓ t¨ng sè vô gÊp 3-4 lÇn vµ n¨ng suÊt cã thÓ cao
gÊp 20 lÇn so víi trång trªn ®Êt.
ChÝnh v× nh÷ng lîi Ých to lín ®ã mµ vÊn ®Ò ¸p dông tù ®éng hãa vµo hÖ
thèng t−íi lµ v« cïng quan träng, nã sÏ lµ mÊu chèt ®−a nÒn n«ng nghiÖp n−íc
ta vèn l¹c hËu sang mét giai ®o¹n míi, giai ®o¹n cña nÒn n«ng nghiÖp tiªn
tiÕn, hiÖn ®¹i. gãp phÇn chung trong c«ng cuéc c«ng nghiÖp hãa hiÖn ®¹i hãa
n«ng nghiÖp n«ng th«n.
Nh− vËy chóng ta ®· thÊy râ vai trß quan träng cña tù ®éng hãa
trong ®êi sèng con ng−êi, trong c«ng nghiÖp, trong n«ng nghiÖp. Do ®ã
viÖc øng dông tù ®éng hãa vµo n«ng nghiÖp ë n−íc ta cung nh− cô thÓ vµo
hÖ thèng t−íi nhá giät nµy cµng trë nªn cÊp thiÕt cÇn ®−îc nghiªn cøu ®Ó
sím ®−a vµo thùc tiÔn.
1.4.kÕt luËn ch−¬ng i
Ngµy nay, trong mäi lÜnh vùc, mäi c«ng nghÖ s¶n xuÊt cô thÓ ®Òu cã sù
gãp mÆt cña tù ®éng ho¸. Ng−êi ta nãi tù ®éng ho¸ g¾n víi n¨ng xuÊt, chÊt
l−îng s¶n phÈm, c«ng nghÖ tù ®éng ho¸ ®· gãp phÇn lín vµo qu¸ tr×nh ph¸t
triÓn cña x· héi, c¶i thiÖn ®êi sèng con ng−êi. Tõ ®ã mµ chóng ta nªn ®Ò cao
vai trß cña nã ®Ó tiÕp tôc häc tËp vµ nghiªn cøu ®Ó øng dông chóng mét c¸ch
hiÖu qu¶ h¬n vµ h÷u Ých h¬n.
§èi víi n−íc ta, theo chñ ch−¬ng chÝnh s¸ch cña §¶ng vµ Nhµ N−íc,
Tr−êng dhnni – hµ néi 29 45a – khoa c¬ ®iÖn
®iÖn
- ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
®Èy m¹nh c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ n«ng nghiÖp n«ng th«n ®Ó ®Õn
2010 ®−a n−íc ta thµnh mét n−íc c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸. Th× c«ng
nghÖ tù ®éng ho¸ cµng trë nªn quan träng ®èi víi chóng ta, vµ cÇn cã nhiÒu
c«ng tr×nh h¬n n÷a nghiªn cøu vÒ tù ®éng ho¸ ®Ó cã thÓ vµo thùc tÕ mét
c¸ch ®¬n gi¶n vµ hiÖu qu¶ nhÊt.
Tõ nh÷ng ph©n tÝch trong ch−¬ng I nµy cho thÊy mét triÓn väng to lín
cña hÖ thèng trång rau thñy canh, trong ph−¬ng ph¸p nµy viÖc øng dông hÖ
thèng t−íi nhë giät lµ rÊt hîp lý vµ kinh tÕ. V× ph−¬ng ph¸p thñy canh, hÖ
thèng t−íi kh«ng chØ cung cÊp n−íc cho c©y mµ cßn kÌm theo c¶ chÊt dinh
d−ìng, sö dông ph−¬ng ph¸p t−íi nhá giät sÏ tiÕt kiÖm ®−îc dung dÞch, cung
cÊp cho c©y chÝnh x¸c kh«ng l·ng phÝ, h¬n n÷a theo ph−¬ng ph¸p nµy c©y sÏ
®−îc trång trong nhµ l−íi, kh«ng tiÕp xóc víi ®Êt sÏ tr¸nh ®−îc c¸c mÇm bÖnh
vµ kh«ng ph¶i dïng thuèc b¶o vÖ thùc vËt, n«ng s¶n sÏ ®−îc ®¶m b¶o an toµn,
m«i tr−êng kh«ng bÞ « nhiÔm, rót ng¾n mïa vô, gi¶m bít c«ng lao ®éng, n¨ng
suÊt cao, hiÖu qu¶ kinh tÕ lín, cã thÓ ¸p dông s¶n xuÊt ®¹i trµ. §©y sÏ lµ mòi
nhän cña ngµnh n«ng nghiÖp hiÖn ®¹i.
Tr−êng dhnni – hµ néi 30 45a – khoa c¬ ®iÖn
®iÖn
- ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Ch−¬ng II
x©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn
2.1. C«ng nghÖ s¶n xuÊt rau an toµn
Chóng t«i ®· nghiªn cøu mét hÖ thèng t−íi nhá giät cho rau an toµn
trong nhµ l−íi thùc tÕ, hÖ thèng nµy cßn ho¹t ®éng b¸n tù ®éng, mét sè kh©u
ch−a ®−îc tù ®éng hãa do yªu cÇu phøc t¹p vµ ®é chÝnh x¸c cña nã nªn con
ng−êi cßn ®ang ph¶i ®¶m nhiÖm. Sau ®©y lµ s¬ ®å vµ ho¹t ®éng cña hÖ thèng.
2.1.1. S¬ ®å c«ng nghÖ hÖ thèng
Tr−êng dhnni – hµ néi 31 45a – khoa c¬ ®iÖn
®iÖn
- ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Tr−êng dhnni – hµ néi 32 45a – khoa c¬ ®iÖn
®iÖn
- ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
2.1.2. Ho¹t ®éng cña hÖ thèng
* HÖ thèng b×nh t−íi:
Gåm 3 b×nh nhá ®ùng dung dÞch gèc, dung dÞch nµy d−îc pha trén víi
tû lÖ ®Æc biÖt c¸c chÊt dinh d−ìng nu«i c©y, dung dÞch trong 3 binh nµy ®−îc
trén b»ng tay vµ ®−îc ®o rÊt chÝnh x¸c tr−íc khi ®æ vµo b×nh trén. B×nh trén
lín gåm hai b×nh, mét b×nh dïng ®Ó trén dung dÞch, mét b×nh ®Ó chøa hçn hîp
®· trén ®Ó t−íi. B×nh trén ®−îc trén b»ng b¬m tuÇn hoµn
* Quy tr×nh t−íi:
C¸c dung dÞch gèc ®−îc trén b»ng tay trong c¸c b×nh nhá, sau ®ã ®−îc
®æ vµo b×nh chÝnh, ë ®©y dung dÞch gèc sÏ ®−îc trén víi n−íc víi tû lÖ phï
hîp víi tõng lo¹i c©y trång, dung dÞch trong b×nh trén ®−îc trén nhê mét m¸y
b¬m MB1, m¸y b¬m nµy ®−îc nh©n viÖn trùc cho ch¹y ®Ó b¬m tuÇn hoµn
dung dÞch trong b×nh trén, thêi gian ch¹y cña MB1 phô thuéc vµo l−îng dung
dÞch trong b×nh. Sau khi dung dÞch ®−îc trén ®Òu, nã sÏ ®−îc chuyÓn sang
B×nh t−íi, dung dÞch ®−îc dù tr÷ ë ®©y vµ ®−îc t−íi cho c©y nhê m¸y b¬m
MB2 vµ HÖ thèng èng t−íi. MB2 ®−îc nèi víi bé Timer ®−îc lËp tr×nh ch¹y
theo thêi gian t−íi 2 phót nghØ 15 phót, thêi gian nµy cã thÓ ®−îc thay ®æi tïy
thuéc vµo tõng lo¹i cÇy, tõng thêi kú sinh tr−ëng cña c©y. C¸c van ®iÖn còng
®−îc nèi víi bé Timer lËp tr×nh, hÖ thèng tù ®éng hãa nµy sÏ tù ®éng t−íi
n−íc cho c©y theo thêi gian ®· ®Þnh. L−u l−îng dung dÞch cung cÊp cho c©y
®−îc ®iÒu chØnh chñ yÕu ë Bé ®iÒu ¸p, bé ®iÒu ¸p sÏ quyÕt ®Þnh ¸p suÊt ë ®Çu
ra cña MB2, t¹o ra dßng ch¶y nhá dÉn ®Õn c¸c gèc c©y, víi hÖ thèng ®−êng
èng dÉn ®−îc thiÕt kÕ nhá cïng víi sù ®iÒu chØnh cña bé ®iÒu ¸p th× dung dÞch
dÉn ®Õn nhá giät vµo c¸c gèc c©y.
2.1.3. Yªu cÇu c«ng nghÖ cña mét sè lo¹i rau: Cµ chua, D−a chuét, Sóp l¬
Yªu cÇu kü thuËt t−íi vµ n¨ng xuÊt cña mét sè c©y rau ®−îc trång theo
ph−¬ng ph¸p thuû canh kh«ng dïng ®Êt nh− sau:
- C©y cµ chua: yªu cÇu t−íi mét ngµy ph¶i cung cÊp cho mét c©y 3lÝt
Tr−êng dhnni – hµ néi 33 45a – khoa c¬ ®iÖn
®iÖn
- ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
dung dÞch, sau 15 phót nghØ l¹i cung cÊp dung dÞch cho c©y trong 2 phót.
- C©y d−a chuét: yªu cÇu t−íi mét ngµy ph¶i cung cÊp cho mét c©y 2lÝt
dung dÞch, sau 15 phót nghØ l¹i cung cÊp dung dÞch cho c©y trong 2 phót.
- C©y sóp l¬ xanh: yªu cÇu t−íi mét ngµy ph¶i cung cÊp cho mét c©y
0.8lÝt dung dÞch, sau 15 phót nghØ l¹i cung cÊp dung dÞch cho c©y trong 1 phót.
2.2. ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn m« h×nh
2.2.1. Giíi h¹n cña m« h×nh
* ViÖc cung cÊp dung dÞch tõ c¸c b×nh dung dÞch gèc sang b×nh trén sÏ
®−îc thùc hiÖn b»ng c¸c m¸y b¬m MB1, MB2, MB3, c¸c m¸y b¬m nµy ®−îc
®iÒu khiÓn b»ng PLC S7 – 200.
* Do quy m« cña ®Ò tµi nªn chóng t«i chØ thiÕt kÕ mét b×nh chÝnh thùc
hiÖn c¶ hai chøc n¨ng: trén vµ lµm b×nh chøa, vµ trong m« h×nh ch−a trang bÞ
®−îc bé ®iÒu ¸p, m« h×nh cßn míi chØ trang bÞ ®−îc 3 van ®iÖn, con mét sè
van kh¸c dïng van th−êng, m« h×nh còng kh«ng trang bÞ ®−îc nhiÒu m¸y b¬m
nªn chóng t«i sö dông mét m¸y b¬m MB4 thùc hiÖn c¶ hai chøc n¨ng b¬m
trén vµ b¬m t−íi.
2.2.2. S¬ ®å c«ng nghÖ cña m« h×nh
Tr−êng dhnni – hµ néi 34 45a – khoa c¬ ®iÖn
®iÖn
- ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Tr−êng dhnni – hµ néi 35 45a – khoa c¬ ®iÖn
®iÖn
- ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
2.2.3. Ho¹t ®éng cña m« h×nh
§Ó lµm s¸ng tá kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn cña PLC S7 – 200 chóng t«i ph©n
ho¹t ®éng cña m« h×nh ra thµnh 3 thuËt to¸n riªng.
* Trén dung dÞch.
Khi ng−êi ®iÒu khiÓn bÊm nót Start, c¸c m¸y b¬m B1, B2, B3 sÏ ho¹t
®éng ( nÕu cã tÝn hiÖu b¸o møc cao MC1, MC2, MC3 trong 3 b×nh chøa dung
dÞch gèc). C¸c m¸y b¬m nµy chuyÓn dung dÞch gèc tõ 3 b×nh vµo b×nh trén víi
tû lÖ sÏ ®−îc quyÕt ®Þnh b»ng c¸ch ®Æt thêi gian ho¹t ®éng cho m¸y b¬m.
Khi trong b×nh trén ®· cã dung dÞch møc thÊp trong b×nh sÏ t¾t, khi ®ã
m¸y b¬m B4 sÏ ho¹t ®éng cïng víi c¸c van V1, V2 më, c¸c van
V3,V4,V5,V6 ®ãng, dung dÞch sÏ ®−îc b¬m tuÇn hoµn vµ trén ®Òu, sau mét
thêi gian trén B4 ngõng ho¹t ®éng, ch−¬ng tr×nh kÕt thóc.
* T−íi.
ViÖc ®iÒu khiÓn t−íi dïng S7 – 200 víi bé xö lý CPU 224 sÏ trë nªn v«
cïng ®¬n gi¶n, viÖc ®iÒu khiÓn kh«ng chØ lµ vµi èng t−íi mµ cã thÓ ®iÒu khiÓn
cïng lóc nhiÒu hÖ thèng kh¸c nhau.
Trong ®Ò tµi nµy chóng t«i t−îng ch−ng 3 èng t−íi lµ 3 hÖ thèng t−íi
kh¸c nhau ®−îc cóng ®iÒu khiÓn trªn mét hÖ thèng. Do ®ã chóng t«i x©y dùng
2 thuËt to¸n gåm: c¶ 3 hÖ thèng t−íi cïng lóc vµ 3 hÖ thèng t−íi riªng rÏ.
- Ba hÖ thèng cïng t−íi: Khi ng−êi ®iÒu khiÓn bÊm nót Start, ch−¬ng
tr×nh sÏ më c¸c van V1, V3,V4,V5,V6, sau ®ã m¸y b¬m t−íi B4
ho¹t ®éng ®−a dung dÞch ra t−íi, B4 sÏ t−íi theo chu kú lµ t−íi 2
phót nghØ 15 phót ( thêi gian nµy hoµn toµn cã thÓ thay ®æi dÔ dµng
trong ch−¬ng tr×nh ®iªu khiÓn). Khi møc thÊp b×nh trén MT4 b¸o th×
m¸y b¬m B4 dõng vµ ch−¬ng tr×nh kÕt thóc.
- Ba hÖ thèng t−íi riªng rÏ: Khi ng−êi ®iÒu khiÓn bÊm nót Start c¸c
van V1,V3, V4 më, c¸c van V2, V5, V6 ®ãng, sau ®ã m¸y b¬m B4
ho¹t ®éng t−íi dung dÞch víi chu kú t−íi 2 phót nghØ 15 phót ( thêi
gian nµy hoµn toµn cã thÓ thay ®æi dÔ dµng trong ch−¬ng tr×nh ®iªu
khiÓn). Sau khi van V4 t−íi 1 thêi gian th× V5 më t−íi sau ®ã V6 l¹i
më t−íi ( thêi gian t−íi cña c¸c hÖ thèng lµ tuú thuéc vµ yªu cÇu
c«ng nghÖ, thêi gian nµy cã thÓ ®Æt dÔ dµng trong ch−¬ng tr×nh lËp
tr×nh. Khi møc thÊp b×nh trén MT4 b¸o th× m¸y b¬m B4 dõng vµ
ch−¬ng tr×nh kÕt thóc.
Tr−êng dhnni – hµ néi 36 45a – khoa c¬ ®iÖn
®iÖn
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
