LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong tiểu luận đều là trung thực SV thực hiện LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành.
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi, s ố li ệu kết nghiên cứu nêu tiểu luận trung thực SV thực LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trường Đại Học Sài Gịn nói chung, thầy cô khoa Điện Tử – Viễn Thơng nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Em xin gửi lời tri ân biết ơn sâu sắc đến ThS Trương Tấn người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm tiểu luận Sinh Viên Thực Hiện NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1.4 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MODULE CHUYÊN DÙNG 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.1 Các thông số cần lưu ý cho hồ cá 2.1.2 Phần mềm TIA Portal 2.1.3 WinCC 14 2.2 MODULE CHUYÊN DÙNG 15 2.2.1 PLC S7-1200 15 2.2.2 Các thiết bị cho hồ cá 16 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 20 3.1 THAO TÁC WINCC 20 3.1.1 Tạo hình làm việc 20 3.1.2 Tạo máy oxy 20 3.1.3 Tạo đèn 24 3.1.4 Tạo máy thức ăn 25 3.1.5 Tạo công tắc 26 3.1.6 Quạt 28 3.1.7 Nút nhấn 29 3.1.8 Mơ hình WinCC 30 3.2 THIẾT LẬP MƠ HÌNH PHẦN CỨNG 31 3.2.1 Bảng địa 31 3.2.2 Sơ đồ đấu dây 31 3.2.3 Mơ hình phần cứng 32 3.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG .32 KẾT LUẬN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 TIA Portal Hình 2.2 Giao diện ban đầu TIA Portal 10 Hình 2.3 Giao diện TIA Portal_1 .10 Hình 2.4 Giao diện TIA Portal_2 .11 Hình 2.5 Màn hình lập trình TIA Portal 11 Hình 2.6 Màn hình lập trình TIA Portal 12 Hình 2.7 Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_1 .12 Hình 2.8 Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_2 .13 Hình 2.9 Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_3 .13 Hình 2.10 Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_4 14 Hình 2.11 Giao dện Wincc .14 Hình 2.12 Bộ điều khiển PLC S7 – 1200 .15 Hình 2.13 Máy Oxy 17 Hình 2.14 Đèn LED hồ cá .17 Hình 2.15 Máy thức ăn cho cá 18 Hình 2.16 Quạt hồ cá 18 Hình 2.17 Bộ đo nhiệt độ STC – 1000 19 Hình 3.1 Màn hình làm việc WinCC 20 Hình 3.2 Tạo thân máy Oxy 21 Hình 3.3 Tạo đèn báo Oxy 21 Hình 3.4 Tạo đá sủi 22 Hình 3.5 Tạo hiệu ứng đèn_1 22 Hình 3.6 Tạo hiệu ứng đèn_2 23 Hình 3.7 Tạo hiệu ứng sủi bọt_1 .23 Hình 3.8 Tạo hiệu ứng sủi bọt_2 .24 Hình 3.9 Cách tạo đèn hồ cá .24 Hình 3.10 Các bước tạo hiệu ứng đèn hồ cá .25 Hình 3.11 Các bước tạo máy thức ăn .25 Hình 3.12 Các bước tạo thức hiệu ứng ăn rơi 26 Hình 3.13 Tạo công tắc 26 Hình 3.14 Các bước tạo màu cho công tắc 27 Hình 3.15 Các bước tạo kiện cho công tắc 27 Hình 3.16 Các bước tạo quạt .28 Hình 3.17 Gán địa cho quạt 29 Hình 3.18 Các bước tạo nút nhấn 29 Hình 3.19 Các bước tạo kiện cho nút nhấn 30 Hình 3.20 Mơ hình hồ cá WinCC 30 Hình 3.21 Sơ đồ đấu dây PLC 1212C DC/DC/RLY 31 Hình 3.22 Mơ hình phần cứng với thiết bị chun dùng 32 Hình 3.23 Kết mô phỏng_1 .32 Hình 3.24 Kết mơ phỏng_2 .33 Hình 3.25 Kết mơ phỏng_3 .33 Hình 3.26 Kết mơ phỏng_4 .34 Hình 3.27 Kết mô phỏng_5 .34 Hình 3.28 Mơ ngõ vào báo nóng 35 Hình 3.29 Mơ ngõ vào báo lạnh 35 DANH MỤC BẢ Bảng 2.1 Một số PLC S7-1200 thông dụng .16Y Bảng 3.1 Bảng địa gán 31 MỞ ĐẦU Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện mà điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa… Trong thời đại chuyển từ lao động tay chân sang lao động trí óc, cần phải nắm bắt vận dụng điều khiển tự động cách hiệu nhằm đóng góp vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Tự động hóa ni trồng thủy sản điều cần thiết, giúp tiết kiệm thời gian nguồn nhân lực từ nâng cao chất lượng đời sống người thúc đẩy phát triển kinh tế Với kinh phí hạn hẹp lượng kinh nghiệm tích năm đại học, em thiết kế hệ thống hồ cá với quy mô nhỏ phù hợp với gia đình Sau tìm hiểu, em định lấy tên đề tài là: “HỒ CÁ TỰ ĐỘNG” Với đề tài này, em làm sở để nghiên cứu cho dự án lớn nuôi cá cảnh hay nuôi trồng thủy sản CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện mà điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, cơng nghiệp tự động hóa… Trong thời đại chuyển từ lao động tay chân sang lao động trí óc, cần phải nắm bắt vận dụng điều khiển tự động cách hiệu nhằm đóng góp vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Tự động hóa ni trồng thủy sản điều cần thiết, giúp tiết kiệm thời gian nguồn nhân lực từ nâng cao chất lượng đời sống người thúc đẩy phát triển kinh tế Một điều quang trọng ni trồng thủy sản kiểm sốt chất lượng nước Nhiệt độ, nồng độ oxy, pH thông số quang trọng để đánh giá chất lượng nước Với cơng nghệ nay, việc kiểm sốt thông số trở nên dễ dàng nhờ cảm biến chuyên dụng Song song đó, tự động hóa khiến cho việc ni cá trở nên tiện lợi dễ dàng Với quy nhỏ, em thiết kế hệ thống hồ cá tự động phù hợp với gia đình Sau này, có điều kiện phát triển hệ thống cho hồ cá lớn 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Thiết kế thi công hệ thống điều khiển hồ cá tự động PLC theo thời gian thực dùng hồ cá cảnh bể cá nhỏ 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI - CHƯƠNG 1: Giới thiệu tổng quan đề tài - CHƯƠNG 2: Giới thiệu sở lý thuyết module chuyên dùng - CHƯƠNG 3: Thiết kế thi cơng mơ hình - KẾT LUẬN: Chỉ ưu, nhược điểm hệ thống để đưa hướng phát triển 1.4 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ Thiết kế hồ cá tự động theo yêu cầu sau: - Oxy: máy luân phiên chạy 12h - Đèn: chạy từ 18h đến 5h sáng - Thức ăn: 12h cho ăn lần - Nhiệt độ: Dùng đồng hồ đo với hai ngõ nóng lạnh để kiếm sốt nhiệt độ từ 25 đến 30 độ C + Khi ngõ vào lạnh tác động: Hai máy oxy chạy lúc để làm ấm + Khi ngõ vào nóng tác động: Quạt chạy để làm mát 3.1.6 Quạt a Tạo quạt: 1: Chọn Text and graphic lists 2: Chọn Graphic lists 3: Chọn tên 4: Bên Graphics, chọn Wincc graphics folder => Equipment => Automation => Blowers danh sách quạt 5: Chọn quạt mong muốn 6: Tạo hoạt ảnh chuyển động cho quạt Hình 3.16 Các bước tạo quạt b Thiết lập quạt: 1-2: Chọn thư viện quạt vừa tạo kéo thả vào hình làm việc 3: chọn Properties 4: Chọn General 5: Gán địa 29 Hình 3.17 Gán địa cho quạt 3.1.7 Nút nhấn a Tạo hiệu ứng: - Sau tạo nút nhấn hình, làm tương tự cách tạo hiệu ứng cách nêu Hình 3.18 Các bước tạo nút nhấn b Tạo kiện: - Làm tương tự cách thực với công tắc Nếu cơng tắc có Switch ON Switch OFF có Press Release 30 Hình 3.19 Các bước tạo kiện cho nút nhấn 3.1.8 Mơ hình WinCC Mồ hình WinCC với thiệt bị: máy oxy(OXY 1, OXY 2), máy thức ăn(FOOD), quạt(FAN), đèn(LED), STC – 1000, mơ thời gian Mộ hình có hai chế độ: thông qua công tắc SIMU đ ể ều chỉnh ch ế độ mô chề độ thời gian thực Hình 3.20 Mơ hình hồ cá WinCC 31 3.2 THIẾT LẬP MƠ HÌNH PHẦN CỨNG 3.2.1 Bảng địa Dựa vào yêu cầu hệ thống thiết bị chuyên dùng, em tiến hành thi ết lập bảng gán địa cho ngõ vào ngõ Ký hiệu Địa Chú thích HOT I0.0 Ngõ vào báo nóng COLD I0.1 Ngõ vào báo lạnh RL1 Q0.0 Ngõ Relay điều khiển Máy Oxy1 RL2 Q0.1 Ngõ Relay điều khiển Máy Oxy2 RL3 Q0.2 Ngõ Relay điều khiển Đèn LED RL4 Q0.3 Ngõ Relay điều khiển Máy thức ăn RL5 Q0.4 Ngõ Relay điều khiển Quạt Bảng 3.1 Bảng địa gán 3.2.2 Sơ đồ đấu dây Hình 3.21 Sơ đồ đấu dây PLC 1212C DC/DC/RLY Mơ hình em gồm có ngõ vào ngõ ra: 32 - Ngõ vào: Hai ngõ vào đấu từ STC-1000 vào PLC 1212C - DC/DC/RLY Ngõ ra: Đấu vào Relay 24VDC 3.2.3 Mơ hình phần cứng Với sơ đồ đấu dây địa chỉ, em tiến hành đấu nối mơ hình th ực tế kết hình bên Hình 3.22 Mơ hình phần cứng với thiết bị chuyên dùng 3.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Bắt đầu từ sáng, máy Oxy đèn LED hoạt động Hình 3.23 Kết mơ phỏng_1 33 Đến sáng đèn LED tắt Hình 3.24 Kết mơ phỏng_2 Đến 12 giờ, máy Oxy tắt, máy Oxy hoạt động máy thức ăn(FOOD) cho ăn lần Hình 3.25 Kết mô phỏng_3 34 Đến 18 giờ, đèn LED sáng trở lại Hình 3.26 Kết mơ phỏng_4 Đến 23 giờ, máy thức ăn(FOOD) cho ăn lần Hình 3.27 Kết mơ phỏng_5 Đến sáng trình vẩn tiếp tục diễn ban đầu 35 Tiếp theo, phần kiểm soát nhiệt độ Khi ngõ vào báo nóng (HOT) tác động quạt(FAN) quay, ngõ vào báo lạnh(COLD) tác động hai máy oxy chạy lúc Đây kết thúc q trình mơ ph ỏng h cá WinCC Hình 3.28 Mơ ngõ vào báo nóng Hình 3.29 Mơ ngõ vào báo lạnh 36 KẾT LUẬN Sau hồn thành, em nhận thấy mơ hình chạy ổn định đảm b ảo yêu cầu đặt Phần cứng phần mềm hoạt động đồng tr tru, không phát sinh trục trặc Hệ thống hồn tồn có th ể s d ụng cho b ể cá cảnh hồ với quy mơ nhỏ Trong q trình thiết kế em nhận thấy vài khuy ết ểm mơ hình Thứ nhất, mơ hình rời rạc, dây di ện v ẫn ch ưa g ọn gàng dễ gây cố điện Thứ hai, hệ thống chưa tối ưu, ch ỉ m ới ứng dụng hồ nhỏ Thứ ba, đo nhiệt độ hoạt động chưa ổn định Dựa vào mặt hạn chế em có vài hướng phát tri ển sau Trước tiên làm thêm tủ điện để đảm bảo yêu cầu an toàn ến h ệ thống dễ nhìn Sau đó, em cải tiến hệ thống làm mát làm ấm, thay dùng quạt kích hai máy oxy sử dụng ều hòa thay th ế Ti ếp theo, em bổ sung vào số chức cho hệ thống đo pH, l ọc n ước, thay n ước tự động để ứng dụng cho hồ lớn hơn, đặc biệt nuôi tr ồng Còn đo nhiệt độ em thay cảm biến có th ể truy ền thơng s ố nhi ệt đ ộ đến PLC để dễ dàng kiểm soát 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://www.youtube.com/watch?v=4fA60zmZNdA&t=1213s https://www.youtube.com/watch?v=naXJEAqkaPU&t=577s https://www.slideshare.net/trongthuy2/luan-van-thiet-ke-he-thong-nuoi-ca-tudong-hot-9d https://www.youtube.com/watch?v=ASvxTcRDtcs https://www.youtube.com/watch?v=j2AXXEYAzB0 PHỤ LỤC ... song đó, tự động hóa khiến cho việc ni cá trở nên tiện lợi dễ dàng Với quy nhỏ, em thiết kế hệ thống hồ cá tự động phù hợp với gia đình Sau này, có điều kiện phát triển hệ thống cho hồ cá lớn 1.2... .24 Hình 3.9 Cách tạo đèn hồ cá .24 Hình 3.10 Các bước tạo hiệu ứng đèn hồ cá .25 Hình 3.11 Các bước tạo máy thức ăn .25 Hình 3.12 Các bước tạo thức hiệu... trang trì hồ cá thêm bật, ngồi cịn giúp cho loại cá phát triển sắc tố chúng Cần đặt hồ cá nơi thoáng mát, tránh ánh sáng trực tiếp, để hồ cá nơi tối tăm, khơng thống khí lâu ngày làm cá phát bệnh