LỜI MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài.Với mục tiêu nâng tầm, cải thiện và hiện đại hóa nên nông nghiệp của nước nhà đặt biệt là lĩnh vực tròng trọt. Giúp nâng cao năng suất cũng như chất lượng nông sản, có thể đưa nông sản Việt Nam vào thị trường quốc tế để có thể cạnh tranh cùng các quốc gia phát triển phương tây.Đặt biệt hơn hết là gốp phần hiện đại hóa nền nông nghiệp, giảm thiểu phần lớn sức lao động chân tay. Đưa nông nghiệp nước nhà đi lên trờ thành một ngành công nghiệp hoàn toàn tự động có thể cạnh tranh cùng các lĩnh vực khác. Chuyển thể đối tượng sản suất, không chỉ là nông dân mà là đưa các doanh nghiệp lớn vào sản xuất nông nghiệp, gốp phần khai thát tối đa nền nông nghiệp của nước nhà.2. Tình hình nghiên cứu.Mọi phát minh hay sáng kiến đều bắt nguồn từ ý tưởng thực tiển và không ngừng hoàn thiện và cải tiến nó để trở thành một mô hình hoàn chỉnh.Mô hình “Hệ Thống Tưới và Bón Phân Tự Động Trong Nông Nghiệp” cũng là đang trong giai đoạn đầu phát triển, chúng em không ngừng hoàn thiện và đợi đưa sản phẩm vào thực tiễn, tiến hành thu những nhận xét, đánh giá từ phía người dùng để sản phẩm đạt được mức hiệu quả nhất có thể.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC HỆ THỐNG TƯỚI VÀ BĨN PHÂN TỰ ĐỘNG TRONG NƠNG NGHIỆP Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Giảng viên hướng dẫn: TS LÊ QUANG ĐỨC Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Giang_1811050022 Nguyễn Phúc Gia Bảo_1811050220 Nguyễn Tuấn Kiệt_1811050239 Tp.HCM, ngày 19 tháng 01 năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC HỆ THỐNG TƯỚI VÀ BĨN PHÂN TỰ ĐỘNG TRONG NƠNG NGHIỆP Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Giảng viên hướng dẫn: TS LÊ QUANG ĐỨC Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Giang_1811050022 Nguyễn Phúc Gia Bảo_1811050220 Nguyễn Tuấn Kiệt_1811050239 Tp.HCM, ngày 19 tháng 01 năm 2022 ii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 202… (Ký tên ghi rõ họ tên) iii LỜI CẢM ƠN Đối với sinh viên, đồ án tốt nghiệp có lẽ minh chứng tốt cho kiến thức thành có sau tháng năm học tập Trong q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp, ngồi cố gắng thân, em hồn thành tốt cơng việc khơng có bảo hướng dẫn tận tình thầy Ts Nguyễn Hoài Nhân, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Ngoài suốt q trình nghiên cứu hồn thành đề tài em nhận được giúp đỡ, hỗ trợ tận tình anh, chị, thầy, cơng tác viện Kỹ Thuật trường đại học Công Nghệ HCM tạo điều kiện để em thực tốt đồ án tốt nghiệp Một lần em xin chân thành cảm ơn! iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Error! Bookmark not defined LỜI MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Tình hình nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Kết đạt CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 1.2 1.3 1.4 Ứng dụng: Cấu hình hệ thống: Chức hệ thống: Thông số kĩ thuật: CHƯƠNG TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Công nghệ kĩ thuật .5 2.2 Kinh tế 2.3 Thị trường 2.4 Xã hội 2.5 Môi trường CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT .10 3.1 Giải pháp: 10 3.2 Những lưu ý chọn lắp đặt hệ thống tưới tự động: 10 3.3 Cấu hình thơng số kĩ thuật hệ thống điều khiển chính: 10 3.3.1 Board PLC mitsubishi FX3U 46 MR: 10 3.3.2 HMI weintek tk6056i: 11 3.3.3 Cáp USB to COM HL340: 11 3.3.4 Cáp USB-MT6000/8000: 11 3.3.5 Nút nhấn 1NO, 1NC: 11 3.3.6 Đèn báo: 11 3.3.7Nguồn xung: 12 3.3.8 Van điện từ: 12 3.3.9 Bơm nước: 12 3.4 Bố trí thiết kế dự án: 12 3.5 Bảng giá thành vật liệu dự án: (dự án giả thuyết 10.000 m2 mít) 13 CHƯƠNG THIẾT KẾ 15 4.1 Thiết Kế 15 4.1.1 Mô tả máy 15 4.1.2 Phần động lực 16 4.1.3Phần điều khiển 18 CHƯƠNG THI CÔNG MÔ PHỎNG 26 5.1 Khai báo code PLC HMI 26 5.2 Chương trình SFC .26 5.3 Chương trình ladder 29 v 5.4 HMI 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT PAO Food and Agriculture Organization of the United Nations IWMI International Water Management Institute PLC Programmable Logic Controller LAD Ladder logic FBD Function Block Diagram STL Statement List RAM Random Access Memory ROM Read-Only Memory HMI Human-Machine-Interface EPDM ethylene propylene diene monomer SCADA NC Normally Closed NO Normally Open Supervisory Control And Data Acquisition LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Với mục tiêu nâng tầm, cải thiện đại hóa nên nơng nghiệp nước nhà đặt biệt lĩnh vực tròng trọt Giúp nâng cao suất chất lượng nơng sản, đưa nơng sản Việt Nam vào thị trường quốc tế để cạnh tranh quốc gia phát triển phương tây Đặt biệt hết gốp phần đại hóa nơng nghiệp, giảm thiểu phần lớn sức lao động chân tay Đưa nông nghiệp nước nhà lên trờ thành ngành cơng nghiệp hồn tồn tự động cạnh tranh lĩnh vực khác Chuyển thể đối tượng sản suất, không nông dân mà đưa doanh nghiệp lớn vào sản xuất nông nghiệp, gốp phần khai thát tối đa nông nghiệp nước nhà Tình hình nghiên cứu Mọi phát minh hay sáng kiến bắt nguồn từ ý tưởng thực tiển khơng ngừng hồn thiện cải tiến để trở thành mơ hình hồn chỉnh Mơ hình “Hệ Thống Tưới Bón Phân Tự Động Trong Nông Nghiệp” giai đoạn đầu phát triển, chúng em khơng ngừng hồn thiện đợi đưa sản phẩm vào thực tiễn, tiến hành thu nhận xét, đánh giá từ phía người dùng để sản phẩm đạt mức hiệu Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đề tài giải vấn đề tưới tiêu nông nghiệp, tự động hóa khác khâu bơm nước, tưới tiêu, bón phân, giám xát nhiệt độ, độ ẩm,… Giúp giải số vấn đề như: sử dụng hiệu nguồn nước, giảm thiểu dư thừa lượng phân bón cho trồng, giải phóng phần lớn sức lao động người, nâng cao chất lượng xuất nông sản Nhiệm vụ nghiên cứu - Bám sát vào thực tiễn để tạo thành sản phẩm thực tế mang tính ứng dụng cao - Giải vấn đề nguyên vật liệu để giảm thiểu tốt đa chi phí sản xuất - Đối tượng hướng tới người nông dân nên đảm bảo sản phẩm mang tính thực tế đơn giản dể lắp đặc vận hành bảo trì - Đặt biệt hết tạo sản phẩm vừa thiết thực mang tính thẩm mỹ đảm bảo yếu tố an toàn điện để sản phẩm vận hành tốt thời gian dài Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu chủ yếu xuất phát từ nhu cầu thực tế, thông qua trình tiền hiểu thu thập liệu internet ý cũa người nông dân để tạo thành sản phẩm hoàn thiện đáp ứng đầy dủ yếu tố Kết đạt Sao lên kế hoạch đưa mơ hình mơ vào chạy thử nghiệm đạt kết quả, nên tiến hành lắp đặt đưa hệ thống vào vận hành thực tế Tuy hệ thống hoàn thiện mức độ chúng em sẻ dựa ý kiến đống gốp người dùng ngày hồn thiện mơ hình dựa vào để phát triển thêm nhiều sản phẩm phục vụ cho người nông dân CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Ứng dụng: - Tưới bón phân tự động đa dạng trồng tiết kiệm đạt hiệu tối ưu - Thuận tiên cho người giám sát, theo dõi thơng qua hình HMI - Hệ thống thiết kế đơn giản trực quan nên việc chuyển giao công nghệ dễ dàng - Vị trí: vườn ăn - Đối tượng: chủ yếu người nông dân Mô tả hoạt động: - Máy bơm nước lấy nước từ bể lên hệ thống ống dẫn nước thơng qua đường ống dẫn nước phụ đến béc tưới - Khi hoạt động kèm chế độ bón phân van trước sau thùng chứa phân sau phân hóa lỏng mở, vào đường ống dẫn nước để đến béc tưới tưới cho vườn - Hệ thống hoạt động auto theo chế độ: thời gian thực độ ẩm đất Sơ lược hệ thống: - Hệ thống sử dụng PLC kết hợp HMI để điều khiển - Các Van điện từ 1,2,3,4,5,6 dùng để điều khiển chức hệ thống - Bơm nước sử dụng để hút nước từ bể chứa - Bồn chứa phân bón dùng Van để cấp nước vào Van để hút nước hòa vào hệ thống tưới - Hệ thống sử dụng phương pháp tưới Bước 1: cấp nguồn, chuyển công tắc chế độ time Bước 2: đặt tưới (giờ tưới 1, tưới 2), hệ thống đặt tưới lần ngày, tưới đặt thời gian thực tế hệ thống bắt đầu hoạt động Bước 3: đặt thời gian chuyển van (thời gian chuyển van), thời gian đặt đơn vị (giây) 4.1.3.2 Bảng input-output STT Thiết bị Type Address Nút ấn Srart Input X0 Nút ấn stop Input X1 Nút ấn Emergency Input X6 Nut ấn manual Input X5 Nút nhấn CĐ1 Input X2 Nút nhấn CĐ2 Input X3 Van Output Y1 Van Output Y2 Van Output Y3 10 Van Output Y4 11 Van Output Y5 12 Van Output Y6 13 Đèn báo Run Output Y7 14 Đèn báo CĐ1 Output Y10 15 Đèn báo CĐ2 Output Y11 Đèn báo cố Output Y12 16 19 4.1.3.3 Mạch điều khiển 4.1.3.2 Tính chọn mạch điều khiển + Chọn van điện từ IR-21T 20 + Chọn nút nhấn Chọn hãng: IDEC – YW1L-M2E10Q0 – NO – 250V YW1L-M2E01Q0 -NC – 250V + Nút emergency Chọn Nút dừng khẩn cấp IDEC YW1B-V4E02R 2NC 22mm 21 + Đèn báo Chọn YW1P-2TEQ4 STT Thiết bị Van Nhà sản Mã sản Thông số kĩ thuật Số xuất phẩm Bermad IR-21T -aps suất 10 bar IDEC YW1B- -2NC 22mm -24V ADC lượng điện từ Nút nhấn Đèn báo V4E02R IDEC YW1BV4E02R 22 4.1.3.3 Germa 4.1.3.4 Grafcet 23 Chạy sản xuất: 24 Chạy manual 25 CHƯƠNG THI CÔNG MÔ PHỎNG 5.1 Khai báo code PLC HMI X0: start (nút nhấn xanh) M100: start (HMI) X1: stop (nút nhấn đỏ) M101: stop (HMI) X2: tưới theo chế độ thời gian thực X3: tưới kèm theo phân bón Y0: bơm nước Y1: van Y2: van Y3: van Y4: van Y5: van Y6: van D50: thời gian chuyển van D60: tưới D70: tưới D40: thời gian bơm D80: ngày tưới phân 5.2 Chương trình SFC 26 Chương trình Block 1: Chương trình Block 2: 27 28 5.3 Chương trình ladder 29 30 5.4 HMI 31 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] xemtailieu, 9/2021 https://xemtailieu.com/tai-lieu/do-an-tot-nghiep-co-dien-tu-he-thong-tuoi-cay-tu-dongtheo-do-am-1284642.html [2] Hüseyin R Börklü, Sadik A Kalyon, 2017, ‘A Design Study of an Innovative Barrier System for Personal Parking Lots’, Gazi University Journal of Science, pp 113-123 [3] webdien, 9/2021 http://webdien.com/d/archive/index.php/f-118.html [4] Banuchandar, V Kaliraj, P Balasubramanian, S Deepa, N Thamilarasi, 2012 ‘Automated Unmanned Railway Level Crossing System’, Int Journal of Modern Engineering Research (IJMER) Vol 2, Iss.1, pp 458-463 [5] Acy M Kottalil, Abhijith S, Ajmal M M, Abhilash L J.,Ajith Babu., 2014 ‘Automatic railway gate control system,’ Int Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, Vol 3, Iss 33 ... Công nghệ kĩ thuật - Hiện nông nghiệp thường áp dụng số hệ thống tưới tự động như: Hệ thống tưới nhỏ giọt: Hình Mơ hình tưới nhỏ giọt (Maka) - Nguồn nước: Cung cấp nước cho hệ thống tưới -...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC HỆ THỐNG TƯỚI VÀ BĨN PHÂN TỰ ĐỘNG TRONG NƠNG NGHIỆP Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Giảng viên hướng... chứa phân bón - Các béc tưới - Van điện từ 1.3 Chức hệ thống: - Tưới nước bón phân tự động theo chế độ cài sẵn - Linh hoạt thay đổi bán kính tưới theo chu kì phát triển - Theo dõi q trình tưới bón