Thiết kế và thi công mô hình nhà kính trồng hoa lan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH TRỒNG HOA LAN GVHD: Th.S NGUYỄN TẤN ĐỜI SVTH: BÙI TÁ ĐỈNH NGUYỄN TRƯỜNG TÀI SKL009113 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 1/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH TRỒNG HOA LAN GVHD: Ths NGUYỄN TẤN ĐỜI Khóa: 2017 Ngành: CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA SVTH: BÙI TÁ ĐỈNH NGUYỄN TRƯỜNG TÀI MSSV 17151066 MSSV 17151123 TP.HCM, ngày tháng năm 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Bùi Tá Đỉnh MSSV: 17151066 Hệ đào tạo: Đại học quy Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Trường Tài MSSV: 17151123 Hệ đào tạo: Đại học quy Chuyên ngành: CNKT Điều khiển Tự động hóa Mã ngành: 151 Khóa: 2017 Lớp: 17151CL2B Lớp: 17151CL2B Giảng viên hướng dẫn: GVC ThS Nguyễn Tấn Đời Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH TRỒNG        HOA LAN Các số liệu tài liệu ban đầu Thông tin số liệu nhà kính Việt Nam Mơ hình nhà kính Các tài liệu manual sử dụng thiết bị Nội dung thực hiên đề tài Thiết kế thi cơng mơ hình Xây dựng chương trình điều khiển giao tiếp thiết bị với PLC Thiết kế hình điều khiển giám sát SCADA Viết báo cáo Sản phẩm: Mơ hình nhà kính TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Tấn Đời i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Bùi Tá Đỉnh MSSV: 17151066 Nguyễn Trường Tài MSSV: 17151123 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Tên đề tài: Thiết kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng hoa lan Họ tên Giáo viên hướng dẫn: GVC ThS Nguyễn Tấn Đời Về nội dung khối lượng công việc        Nhóm sinh viên thực hồn chỉnh mơ hình nhà kính trồng hoa lan Bao gốm thiết kế thi cơng hồn chỉnh phần cứng mơ hình, lập trình PLC điều khiển thiết bị, thiết kế giao diện điều khiển giám sát mơ hình máy tính Ưu điểm Đề tài thực yếu cầu đề ban đầu Thiết kế truyền thông modbus PLC cảm biến Quản lí thơng số nhà kính Thi cơng hồn chỉnh mơ hình Khuyết điểm Một số cấu hoạt động nhà kính chưa thực tế Cần quản lí thêm yếu tố dinh dưỡng, kiểm sốt qua internet Đề nghị bảo vệ hay khơng Đề nghị cho phép nhóm sinh viên bảo vệ đề tài Ý kiến khác  khăn Do ảnh hưởng dịch bệnh nên việc thi mơ hình sinh viên gặp nhiều khó TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Tấn Đời ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Bùi Tá Đỉnh MSSV: 17151066 Nguyễn Trường Tài MSSV: 17151123 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Tên đề tài: Thiết kế thi cơng mơ hình nhà kính trồng hoa lan Họ tên Giáo viên phản biện: Ths Phùng Sơn Thanh NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:  Nội dung khối lượng đề tài phù hợp với đồ án tốt nghiệp Mơ hình hồn thành kèm giao diện điều khiển giám sát mơ hình máy tính Ưu điểm:  Thiết kế truyền thông modbus PLC cảm biến  Quản lí thơng số nhà kính Khuyết điểm:  Một số cấu hoạt động nhà kính chưa thực tế  Cần quản lí thêm yếu tố dinh dưỡng, kiểm soát qua internet Đề nghị cho bảo vệ hay không? Được bảo vệ 5.Đánh giá loại: ………………………………………………………………………….….….….… Điểm:……8/10………(Bằng chữ……Tám điểm…………………………………) TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) Phùng Sơn Thanh iii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài này, nhóm em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy bạn bè, nên nhóm em xin chân thành cảm ơn:  Ban giám hiệu nhà trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM tạo điều kiện tốt cho sinh viên học tập nghiên cứu  Q thầy trường tận tình giảng dạy kiến thức từ đến chuyên sâu để nhóm thực hồn tất đồ án  Thư viện trường cung cấp giáo trình tài liệu tham khảo suốt trình học tập sinh viên  Đặc biệt hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Tấn Đời dạy, giúp đỡ phân tích rõ vấn đề sinh viên cịn khúc mắc Mặc dù nhóm cố gắng q trình tìm hiểu thực đề tài kiến thức hạn chế nên đồ án chúng em cịn nhiều thiếu sót nội dung hình thức Nhóm em hi vọng q Thầy Cơ thơng cảm tận tình đóng góp ý kiến q báu để chúng em hồn thiện mơ hình báo cáo tốt Một lần nhóm em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực đề tài Bùi Tá Đỉnh – Nguyễn Trường Tài iv TÓM TẮT ĐỀ TÀI Với đề tài “Thiết kế Thi cơng Mơ hình nhà kính trồng hoa lan” nhằm tạo hệ thống giúp đỡ người nơng dân tăng suất chất lượng sản phẩm đồng thời hạn chế chi phí mức thấp Đặc biệt tình hình nhu cầu thị trường ngày tăng diện tích đất canh tác ngày giảm lại thêm thời tiết thay biến đổi gây nhiều khó khăn cho người nông dân Hệ thống sử dụng quản lí điều khiển tất yếu tố mơi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển trồng nhằm tạo môi trường sống tôt cho trồng Thiết kế thực đề tài tham khảo dựa, hệ thống Nhà kính thực tế có thị trường nhằm mang lại tính thực tế cao đề tài Đề tài sử dụng hệ thống nhiều cảm biến (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, ) để kiểm sốt mơ trường Ngồi hệ thống có tích hợp chu trì chăm sóc trồng theo giai đoạn phát triển riêng biệt trồng Bên cạnh đó, hệ thống cịn giám sát thơng qua hình SCADA máy tính truy suất liệu để kiểm tra trình hoạt động hệ thống v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỀ TÀI v MỤC LỤC vi PHỤ LỤC HÌNH ẢNH ix PHỤ LỤC BẢNG xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài giới hạn đề tài 1.3 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu hệ thống nhà kính 2.1.1 Nhà kính Israel 2.1.2 Nhà kính số quốc gia khác 2.2 Tình hình sử dụng nhà che phủ nơng nghiệp Việt Nam .6 2.2.1 Tại Hà Nội khu vực phía Bắc 2.2.2 Tại thành phố Hồ Chí Minh khu vực phía Nam 2.2.3 Tình hình sử dụng nhà che phủ nông nghiệp tỉnh Lâm Đồng 2.3 Nhu cầu thị trường hoa phong lan 12 2.5 PLC (Programmable Logic Controller) 14 2.5.1 Giới thiệu PLC 14 2.5.2 Cấu trúc PLC 16 2.5.3 Nguyên lý hoạt động PLC 17 2.5.4 Ứng dụng PLC 18 2.6 Giao thức Modbus RTU 18 2.6.1 Giới thiệu Modbus RTU 18 2.6.2 Cấu tạo giao thức Modbus RTU 19 2.6.3 Nguyên lý hoạt động Modbus RTU 20 2.6.4 Ứng dụng giao thức Modbus RTU 21 2.6.5 Chuẩn truyền thông RS232 RS485 22 vi 2.7 Cấu hình hệ thu thập thông tin điều khiển 24 2.7.1 Vào/ra tập trung 24 2.7.2 Vào/ra phân tán 25 2.8 Tổng quan tính SCADA 26 2.8.1 Tổng quan SCADA 26 2.8.2 Nguyên tắc thiết kế SACDA 27 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 28 3.1 Thiết kế phần cứng 28 3.1.1 Yêu cầu thiết kế quy trình vận hành hệ thống 28 3.1.2 Thiết kế khí 29 3.2 Thiết kế kết cấu điện 30 3.2.1 Yêu cầu thiết kế 30 3.2.2 Sơ đồ khối chức khối 30 3.2.3 Lựa chọn thiết bị cho khối 31 3.2.4 Sơ đồ nối 44 3.2.5 Kết cấu tủ điện 46 3.3 Thiết kế chương trình điều khiển 47 3.3.1 Yêu cầu thiết kế 47 3.3.2 Mơ tả chương trình điều khiển 47 3.3.3 Lưu đồ giải thuật điều khiển 48 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 52 4.1 Thi công hệ thống 52 4.1.1 Thi công tủ điện 52 4.1.2 Thi cơng khí 53 4.2 Thiết kế giao diện SCADA 54 4.2.1 Yêu cầu thiết kế 54 4.2.2 Các bước thiết kế giao diện SCADA 54 4.2.3 Thiết kế hình đăng nhập 60 4.2.4 Thiết kế hình điều khiển 60 4.2.5 Thiết kế hình giám sát 61 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 62 5.1 Kết phần cứng 62 5.2 Kết phần mềm 62 vii 5.2.1 Kết hình giám sát SCADA 62 5.2.2 Kết tủ điện 66 5.2.3 Nhận xét đánh giá 66 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 67 6.1 Kết luận 67 6.1.1 Khối lượng công việc thực 67 6.1.2 Hạn chế mơ hình 67 6.2 Hướng phát triển đề tài 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 viii