Lời cam đoan Em xin cam đoan bài tiểu luận đề tài “Thiết kế và mô phỏng hệ thống lồng ấp trứng tự động” là công trình nghiên cứu của em, không sao chép, không thuê mướn người khác thực hiện Tất cả nhữ.
Lời cam đoan Em xin cam đoan tiểu luận đề tài: “Thiết kế mô hệ thống lồng ấp trứng tự động” cơng trình nghiên cứu em, không chép, không thuê mướn người khác thực Tất giúp đỡ cho việc xây dựng sở lý luận cho báo cáo trích dẫn đầy đủ, ghi nguồn gốc rõ ràng phép cơng bố Em xin hồn tồn chịu trách nhiệm tính trung thực nội dung đề tài Sinh viên thực Lời cảm ơn Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô Trường Đại học Sài Gịn nói chung Khoa Điện Tử Viễn Thơng nói riêng, đưa học phần “Thiết kế, mơ vận hành hệ thống điện có nguồn phân tán” vào chương trình đào tạo Trong trình thực học phần này, em học hỏi nhiều điều bổ ích Qua giúp em có khả tìm tịi, sáng tạo, tự lập phương án thiết kế cho đề tài Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Trương Tấn, thầy giảng dạy tận tình đồng hành với em suốt thời gian học phần Hàng tuần tiết học, thầy tận tâm lắng nghe tiến trình xây dựng đề tài tất bạn nói chung em nói riêng, đồng thời thầy đưa góp ý giúp em lẫn bạn hoàn thiện bước Trong thời gian làm việc với thầy, em tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà cịn học tập tinh thần làm việc nghiêm túc, hiệu Đây hành trang cần thiết cho em hành trình học tập làm việc sau Cảm ơn tác giả cơng trình mà em có sử dụng làm nguồn tài liệu tham khảo với tất bạn bè ủng hộ, động viên suốt thời gian nghiên cứu đề tài Và cuối cùng, em xin dành tất lịng biết ơn kính trọng sâu sắc tới cha mẹ mình, người sinh thành nuôi dưỡng em nên người, lo lắng bảo từ việc nhỏ nhất, tạo điều kiện cho em học tập để sau có nghề nghiệp tự lo cho thân Mặc dù nỗ lực cố gắng để hoàn thành tiểu luận chắn khơng thể khơng có sai sót Vì em mong đánh giá góp ý từ Q Thầy Cơ tồn thể bạn Em xin chân thành cảm ơn NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN 2 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i 3 LỜI CẢM ƠN ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN iii Danh mục cụm từ viết tắt STT CỤM TỪ VIẾT TẮT TÊN HOÀN CHỈNH PLC Programmable Logic Controller CPU Central Processing Unit AC Alternating Current DC Direct Current RLY Relay P Proportional PI Proportional Integral PID Proportional Integral Derivative WinCC Windows Control Center 10 MCCB Moulded Case Circuit Breaker 11 PC Personal Compute 12 HMI Human-Machine-Interface 13 E Error 14 SP Setpoint 15 CB Circuit Breaker 16 PTO Pulse Train Output 17 IEC International Electrotechnical Commission 4 TÓM TẮT Thế kỷ 21 mở thời đại mới, thời đại khoa học công nghệ địi hỏi người ln ln khơng ngừng tìm tịi học tập để tiến Thiết bị công nghệ ln đổi tiên tiến góp phần nâng cao chất lượng máy móc, thiết bị hoạt động có hiệu quả, an tồn ổn định Ngày điều khiển lập trình có ứng dụng ngày rộng rãi lĩnh vực kỹ thuật đời sống xã hội, đặc biệt kỹ thuật tự động hóa Trong hoạt động sản xuất nơng nghiệp nay, việc tự động hóa khâu sản xuất quan trọng Trong năm trở lại đây, có nhiều ứng dụng điều khiển lập trình đưa vào hoạt động chăn nuôi… Một yếu tố ngành nông nghiệp chăn nuôi gia cầm với khâu quan trọng ổn định khâu sản xuất giống, mà cụ thể việc ấp nở giống từ trứng gia cầm Từ thực tế thấy tầm quan trọng việc ấp nở giống từ trứng gia cầm đặc biệt việc ổn định nhiệt độ cho lồng ấp trứng Vì em định chọn đề tài “Thiết kế mô lồng ấp trứng tự động” 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan: Ngày phát triển khoa học kỹ thuật tác động đến lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực tự động hóa tạo bước nhảy vọt vượt bậc nhiều lĩnh vực đời sống xã hội Ngay trồng trọt, chăn nuôi áp dụng khoa học công nghệ để đạt suất cao Là sinh viên năm cuối với kiến thức học em mong muốn tạo hệ thống tự động áp dụng chăn ni Đó đề tài Thiết kế mơ hệ thống lồng ấp trứng tự động Người ta thường cho trứng ấp nhiệt độ cố định cho phép Tuy nhiên nhiệt độ lồng ấp thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường Vì em mong muốn nghiên cứu thiết kế hệ thống ổn định nhiệt độ lồng ấp trứng không phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường 1.2 Tính cấp thiết: Nghiên cứu hệ thống ấp trứng thủ công tại, tìm ưu nhược điểm hệ thống thủ cơng, qua thiết kế hệ thống tự động ổn định nhiệt độ có đảm bảo nhiệt độ ổn định theo khoa học 1.3 Mục tiêu đề tài: - Thiết kế hệ thống ổn định nhiệt độ lò theo đối tượng trứng gà (vịt) - Mục tiêu hệ thống ấp trứng gà (vịt), dựa vào phần cứng hệ thống có 1.4 Nội dung đề tài: - Tìm hiểu phần mềm S7-1200 - Phân tích chọn phương án thi cơng - Thiết kế hệ thống - Xây dựng hệ thống 6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Thiết bị phần cứng: 2.1.1 PLC S7-1200: SIMATIC S7-1200 dịng điều khiển logic khả trình (PLC) kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hoá với quy mô nhỏ vừa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, tập lệnh mạnh giúp có nhiều giải pháp hồn hoản cho ứng dụng sử dụng với SIMATIC S7-1200 Những ưu điểm S7-1200: - Đơn giản cài đặt, lập trình vận hành, sử dụng cho nhiệm vụ điều khiển đơn giản vá phức tạp - Đa ứng dụng, sử dụng hệ thống đơn lẻ mạng với hệ thống phân phối - Có thể tận dụng thiết bị cũ để tiết kiệm chi phí - Có tính thời gian thực mạnh mẽ, dễ dàng cho việc ứng dụng thời gian thực cho hệ thống Cấu trúc S7-1200 bao gồm: vi xử lí ( microprocessor), nguồn cung cấp tích hợp sẵn, đầu vào/ra (DI/DO) S7-1200 tích hợp sẵn cổng truyền thơng PROFINET cho phép kết nối máy tính với hình HMI hay truyền thông PLC – PLC, kết nối với thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở, giao tiếp PROFIBUS kết nối PTP ( point to point) Các tính đo lường, điều khiển vị trí , điều khiển q trình với: đếm tốc độ cao( high speed counter); ngõ PTO 100KHz điều khiển tốc độ vị trí động bước hay lái servo(servo drive); ngõ điều rộng xung PWM điều khiển tốc độ động , vị trí valve hay điều khiển nhiệt độ ;16 điều khiển PID với tính tự động xác định thông số điều khiển ( auto – tune functionality) 7 S7-1200 có loại module mở rộng : communication module(CP), signal board (SB), signal module (SM) 2.1.2 Cấu trúc bên PLC S7-1200: - CPU 1214C DC/DC/DC General specifications and features Technical data CPU 1214C DC/DC/DC Order number 6ES7 214-1AG31-0XB0 Dimensions W x H x D (mm) 110 x 100 x 75 Shipping weight 415 grams Power dissipation 12 W Current available (SM and CM bus) 1600 mA max (5 VDC) Current available (24 VDC) 400 mA max (sensor power) Digital input current consumption (24VDC) mA/input used 8 PLC S7-1200, CPU 1214 DC/DC/DC bao gồm: • • • • • 14 digital input (DI) 24V DC 10 digital output (DO) 24V DC analog input (AI) 0-10V DC Nguồn cấp DC 20.4 – 28.8V DC Truyền thông mở rộng MODBUS, Profibus, hỗ trợ chuẩn Ethernet TCP/IP 2.1.3 Các thiết bị kết nối sử dụng: a) Bóng đèn nhiệt sấy halogen: 1- Vỏ thủy tinh thạch anh 2- Dây tóc tim cốt 3- Dây tóc tim pha 4- Giá đỡ 5- Các tiếp điểm Đèn halogen sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh để làm bầu đèn chúng chịu nhiệt độ áp suất cao (khoảng đến bar) cao thủy tinh bình thường làm cho dây tóc đèn sáng tuổi thọ cao bóng đèn thường Bên chứa khí halogen (thành phần khí argon nitơ) sợi dây tóc vonfram 9 Bóng đèn lấy điện ô tô đốt nóng sợi dây tóc đến khoảng 2.500 độ C, cịn sợi dây tóc nóng đỏ lên phát sáng đèn halogen có tim đèn nhỏ so với bóng thơng thường Điều cho phép điều chỉnh tiêu điểm xác so với loại bóng bình thường Để tăng độ sáng cho bóng đèn halogen khơng q khó, muốn độ sáng bóng đèn lớn nhiệt độ dây tóc phải cao Điều làm cho số phân tử kim loại bị bay tăng mạnh, kết tuổi thọ dây tóc bóng đèn giảm Điện áp (v): 36,72,110,120,220,240,380 V Công suất (w): 150 ~ 2500 W Chiều dài (mm): 200 ~ 1500 mm Đường kính (mm): ф10, 12,14,18,20,23,25,28 mm Hồng ngoại bước sóng (mm):2.0 ~ 4um Nhiệt độ màu (k): 800 ~ 1500K Hiệu suất chuyển đổi nhiệt (%): ≥ 95% Nhiệt độ làm việc tối đa: ≤ 500 ℃ Hiệu suất chuyển đổi xạ nhiệt: ≥ 70% Nhiệt độ nóng tối đa: ≤ 900 ℃ b) Động DC 24V: D91F-30B4 ĐỘNG CƠ CHIỀU 24VDC 150W EXCEM Gồm có phần stator( phần cảm), rotor ( phần ứng), phần chỉnh lưu (chổi than cổ góp) - Stator động điện chiều thường hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện - Rotor có cuộn dây quấn nối với nguồn điện chiều - Bộ phận chỉnh lưu, có nhiệm vụ đổi chiều dịng điện chuyển động quay rotor liên tục Thông thường phận gồm có cổ góp chổi than tiếp xúc với cổ góp 10 10 10 21 21 21 22 22 22 23 23 23 24 24 24 25 25 25 26 26 26 27 27 27 28 28 28 29 29 29 30 30 30 31 31 31 32 32 32 33 33 33 KẾT LUẬN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: - Tìm hiểu làm quen với mơ hình hệ thống ấp trứng tự động với thiết bị điện đại PLC, Sensor, hình cảm ứng cơng nghiệp, biến tần… - Nắm vững kiến thức học để áp dụng việc thiết kế, lắp đặt mơ đuợc mơ hình ứng dụng thực tế dùng PLC S7- 1200 - TIA Portal việc viết chương trình điều khiển đáp ứng tốt yêu cầu hệ thống - Dựa vào hệ thống thực tế để tạo giao diện mô phần mềm WinCC Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật - Thiết kế thành công giao diện HMI cho hệ thống WinCC - Phát triển kỹ tư sáng tạo, khả học hỏi giải vấn đề - Khai thác sức mạnh công nghệ thông tin việc tìm kiếm tài liệu nghiên cứu việc lắp đặt thực tế hệ thống lồng ấp trứng tự động HUỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI: Phát triển mơ hình thành sản phẩm thực tế đáp ứng nhu cầu người lao động với mức chi phí thấp đạt chất lượng yêu cầu HẠN CHẾ: Vì kiến thức thân cịn nhiều hạn chế nên cơng trình nghiên cứu khơng tránh khỏi thiếu sót em xin bước hồn thiện sau Rất mong bảo thầy cô góp ý bạn để tập tiểu luận hoàn thiện Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Ts Trương Tấn hướng dẫn, giúp đỡ em lẫn bạn hoàn thành tiểu luận tiến độ Sinh viên thực Bùi Quốc Giang Lê Tuấn Nhã TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Điều khiển lập trình, trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, 9/2010 34 34 34 Giáo trình Đo lường cảm biến, Lê Chí Kiên, trường ĐH Sư Phạm Kỹ thuật TP.HCM 35 35 35 ... nghệ để đạt suất cao Là sinh viên năm cuối với kiến thức học em mong muốn tạo hệ thống tự động áp dụng chăn ni Đó đề tài Thiết kế mơ hệ thống lồng ấp trứng tự động Người ta thường cho trứng ấp. .. hệ thống ấp trứng thủ công tại, tìm ưu nhược điểm hệ thống thủ cơng, qua thiết kế hệ thống tự động ổn định nhiệt độ có đảm bảo nhiệt độ ổn định theo khoa học 1.3 Mục tiêu đề tài: - Thiết kế hệ. .. quát hệ thống: Khối nguồn Khối cảm biến Khối cài đặt Khối xử lý trung tâm Sơ đồ tổng quát hệ thống 3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống: 17 17 17 Khối cấp ẩm Khối cấp nhiệt Trứng gà sau xếp vào giá hệ