Quá trình thiết kế và chế tạo tấm lưới hạ nhiệt trong phân xưởng chế tạo máy p10 docx

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 109 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội = n k kk XaY 1 ).( = S = min. (3.35) Lấy vi phân theo a ta có: -2 = n k kk XaY 1 ).( .X k = 0 (3.36) a. 2 1 k n k X = = = n k kk YX 1 . a = = n k kk YX 1 . / 2 1 k n k X = với X k .Y k = 96,82. Thay số vào ta có: a = 0177,0 82,96 = 5470. Vậy ta có: Y = 5470.X . Thay y = Y và x = X 1 ta có hàm số biểu diễn sự tơng quan của hai đại lợng x và y là: y = x 5470 Từ hàm trên ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp vào cờng độ ánh sáng chiếu vào quang trở, hình 3.21. Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp của quang trở vào cờng độ ánh sáng. 0 100 200 300 400 500 600 700 0 200 400 600 800 cờng độ sáng (X100) lux điện áp (mV) Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 110 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Do đề tài của ta chỉ nghiên cứu về một số loại cây rau thuộc loại C3 cho nên cờng độ ánh sáng phù hợp cho các loại cây này là từ 30000ữ80000 lux. Nhng do trong đề khi tài ta làm thí nghiệm ta chỉ làm với bóng đèn sợi đốt có công suất là 60W nên cờng độ ánh sáng không đủ đợc 80000 lux 3.3. thuật toán điều khiển mô hình 3.3. 1. Hoạt động của hệ thống. Sơ đồ tổng thể mô hình hệ thống. Hình 3.22: Sơ đồ tổng thể mô hình hệ thống. Trong mô hình ta sử dụng: Máy tính cá nhân PC. Bộ lập trình PLC S7 _ 200. Hai động cơ: - Động cơ phun sơng có công suất 0,37 KW. - Động cơ cuốn mái. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 111 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Hệ thống cảm biến gồm: - Hai cảm biến nhiệt. - Một cảm biến quang. Hệ thống đờng ống dẫn và các vòi phun sơng. Bể để cung cấp nớc sạch cho động cơ. Hoạt động của hệ thống: Khi ngời điều khiển ấn Start thì hệ thống bắt đầu làm việc. Cảm biến nhiệt đặt trong nhà lới nhận tín hiệu bằng cách cảm biến nhiệt độ không khí trong nhà lới do nhà lới hấp thụ nhiệt của ánh nắng mặt trời chiếu xuống. Khi cảm biến nhận đợc tín hiệu nhiệt đa qua bộ biến đổi tơng tự số sau đó đợc đa vào PLC để diều khiển. Nếu nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ giới hạn để cây sinh trởng và phát triển (Ta đặt t > 30 0 C) thì PLC phát tín hiệu điều khiển động cơ bơm sơng hoạt động. Trong quá trình động cơ phun sơng hoạt động thì cảm biến nhiệt độ vẫn hoạt động bình thờng nó vẫn cảm biến nhiệt độ trong nhà lới và cung cấp tín hiệu về cho PLC nếu nhiệt độ giảm tới giới hạn cho phép (t < 25 0 C) thì PLC sẽ phát tín hiệu để ngắt nguồn cung cấp cho động cơ phun sơng, lúc đó động cơ phun sơng sẽ dừng. Cảm biến quang đợc đặt trên mái của nhà lới nhằm mục đích là cảm biến cờng độ ánh sáng mặt trời chiếu xuống. Khi cờng độ ánh sáng mặt trời chiếu Cảm biến điều khiển máy bơm Khuếch đại tín hiệu H ình 3.2 3 :Sơ đồ khối hệ thống điều tiết nhiệt độ trong nhà lới Nguồn nuôi Xử lý tín hiệu (PLC) Chuyển đổi tín hiệu Máy tính p c Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 112 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội xuống nhỏ hơn giới hạn cho phép, đối với các loại cây C3 (Các cây rau C3 nh cà chua, khoai tây,củ cải ) là 30000 ữ 80000 lux. ( Tài liệu Trồng Trọt Đại Cơng do Hà Thị Thanh Bình chủ biên). Nhng trong đề tài ta đặt ở ngỡng 40000 lux. Khi cờng độ ánh sáng mặt trời chiếu xuống nhỏ hơn 40000 lux (tơng đơng điện áp ra ở chân của cảm biến quang là lớn hơn 73 mV), thì tín hiệu đợc đa qua bộ so sánh sau đó truyền tín hiệu tới PLC , PLC sẽ truyền tín hiệu ra điều khiển động cơ cuốn mái, cuốn mái lại. Khi cảm biến quang cảm biến đợc cờng độ ánh sáng mặt trời lớn hơn 40000 lux (tơng đơng điện áp ra ở chân của cảm biến quang là nhỏ hơn 73 mV) thì tín hiệu truyền qua bộ so sánh sau đó truyền tới PLC , PLC sẽ truyền tín hiệu ra điều khiển động cơ cuốn mái đảo chiều quay và trải mái ra che lại. 3.3. 2. Giới hạn của đề tài. Do mô hình ta chỉ sử dụng 1m 3 cho nên việc điều tiết nhiệt độ sẽ chịu ảnh hởng rất lớn của môi trờng vì thế mà trong quá trình phun sơng nhiệt độ có thể sẽ không giảm tới nhiệt độ thích hợp để cho cây sinh trởng và phát triển là từ 18 0 C ữ 24 0 C mà chỉ giảm đợc vài độ C. Việc ta sử dụng cảm biến quang ở trên mái cũng gặp phải một số nhợc điểm nh: Những hôm trời có gió tây dù cờng độ ánh sáng của mặt trời yếu nhng không khí rất nóng, lúc đó cảm biến nhận tín hiệu báo về cho PLC, PLC điều khiển động cơ cuốn mái vào điều đó sẽ có hại cho cây rau. Một giới hạn nữa của đề tài là: Ta chỉ điều tiết từ nhiệt độ cao xuống nhiệt độ thấp mà không điều tiết theo hớng ngợc lại, vì thế mà khi gặp phải những hôm nhiệt độ ngoài trời hạ thấp xuống dới nhiệt độ thích hợp để cây sinh trởng và phát triển thì hệ thống ngừng làm việc và phải sử dụng tới biện pháp khác để giữ ấm cho cây rau. Do đề tài của ta chỉ nghiên cứu về một số loại cây rau thuộc loại C3 cho nên cờng độ ánh sáng phù hợp cho các loại cây này là từ 30000ữ80000 lux. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 113 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Nhng do trong đề khi tài ta làm thí nghiệm ta chỉ làm với bóng đèn sợi đốt có công suất là 60W nên cờng độ ánh sáng không đủ đợc 80000 lux. Nếu ta sử dụng loại bóng đèn có công suất lớn hơn thi nhiệt độ tỏa vào quang trở sẽ lớn điều đó sẽ làm giảm độ nhạy của quang trở . Mặt khác do động cơ ta sử dụng để cuốn mái là động cơ một chiều với điện áp định mức là 24V, nên trong đề tài ta đặt cho cảm biến quang ở ngỡng cờng độ ánh sáng để PLC tác động là 40000 lux. Nếu cảm biến quang nhận đợc tín hiệu là cờng độ ánh sáng ở mức thấp hơn 40000 lux (tơng đơng điện áp ra ở chân của cảm biến quang là nhỏ hơn 73 mV) thì PLC tác động vào động cơ cuốn mái cuốn mái lại, còn khi cảm biến quang nhận đợc tín hiệu là cờng độ ánh sáng ở mức trên 40000 lux (tơng đơng điện áp ra ở chân của cảm biến quang là lớn hơn 73 mV) thì PLC tác động vào động cơ cuốn mái đảo chiều quay và trải mái ra che lại. 3.4. Chơng trình điều khiển hệ thống điều tiết nhiệt độ trong nhà lới 3.4.1. Phân định những đầu vào và những đầu ra PHân công tín hiệu vào Ký hiệu Địa chỉ Phần tử ON I0.0 Nút ấn khởi động, thờng mở. I0.1 Công tắc hành trình trong, thờng đóng. I0.2 Công tắc hành trình ngoài, thờng mở. S1 AIW0 Cảm biến nhiệt độ. S2 AIW2 Cảm biến quang. PHân công tín hiệu ra Ký hiệu Địa chỉ Phần tử M1 Q0.0 Động cơ bơm sơng. M2 Q0.1 Động cơ cuốn mái cuốn cuốn mái lại. M3 Q0.2 Động cơ cuón mái trải mái ra. 3.4.2. Lu đồ thuật toán §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 Khoa c¬ ®iÖn - 114 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi S1=1 khi nhiÖt ®é trong nhµ l−íi lín h¬n 25 0 C. S2=1 khi c−êng ®é ¸nh s¸ng lín h¬n 40000 lux 3.4.3. Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn //Chuong trinh dieu khien //Dang STL NETWORK 1 //Bat dong co bom suong LD I0.0 AW>= AIW0, +19200 S Q0.0, 1 Q0.0 =1 S2=1 Start S1=1 Q0.1 = 0 Q 0.2 = 1 Q0.1 = 1 Q 0.2 = 0 Stop S2S1 Sai §óng §óng Sai §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 Khoa c¬ ®iÖn - 115 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi NETWORK 2 //Tat dong co bom suong LD I0.0 AW<= AIW0, +16000 R Q0.0, 1 NETWORK 3 //Bat dong co cuon hoac keo mai che LD I0.0 AW<= AIW2, +4672 LPS A I0.2 S Q0.1, 1 R Q0.2, 1 LPP NOT AN I0.1 R Q0.1, 1 S Q0.2, 1 NETWORK 4 //Dung dong co cuon mai che LDN I0.1 R Q0.1, 1 NETWORK 5 //Dung dong co keo mai che LD I0.2 R Q0.2, 1 //Dang LAD Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 116 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội 3.5. Kết luận chơng iiI. Qua nghiên cứu và tìm hiểu lý thuyết ở chơng III này chúng tôi đã làm đợc một số công việc nh: - Tìm hiểu về một số phơng pháp điều tiết nhiệt độ phổ biến đợc sử dụng hiện nay. Từ đó chúng tôi quyết định chọn phơng pháp phun sơng để phục vụ cho đề tài này. - Tính toán, thiết kế và chế tạo ra hai cảm biến: Cảm biến quang và Cảm biến nhiệt độ. - cũng ở trong chơng III này, chúng tôi đã xây dựng đợc thuật toán điều khiển của mô hình là cơ sở quan trọng cho khâu tiếp theo là lập trình điều khiển hệ thống. Tuy nhiên, do còn nhiều hạn chế nên mô hình cha hoàn toàn nh thực tế, nhng đây sẽ là phần không thể thiếu để có thể xây dựng đợc hệ thống điều tiết nhiệt độ trong nhà lới. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 117 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Kết luận và đề nghị 1. Kết luận Sau một thời gian nghiên cứu đề tài, mặc dù gặp nhiều khó khăn nhng với nỗ lực của bản thân cùng với sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo ThS. Ngô Trí Dơng đến nay đề tài tốt nghiệp của tôi đã cơ bản hoàn thành. Từ kết quả nghiên cứu đợc trong đề tài: "Nghiên cứu và thiết kế mô hình điều tiết nhiệt độ trong nhà lới . Chúng tôi đa ra một số kết luận và đề nghị sau: Mặt tích cực. - Đề tài đã nêu đợc quá trình phát triển của ngành tự động hoá quá trình sản xuất ở trong nớc và trên thế giới, phân tích vai trò, ý nghĩa ứng dụng cũng nh hạn chế của nó trong sản xuất, đặc biệt là trong lĩnh vực nông nghiệp. - Nghiên cứu và tìm hiểu về một số loại cảm biến: Cảm biến nhiệt và cảm Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 118 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội biến quang. Từ đó tính toán, thiết kế và chế tạo ra hai cảm biến này với độ chính xác tơng đối cao. - Nghiên cứu về thiết bị điều khiển cụ thể là bộ điều khiển logic khả trình PLC S7-200 với khối xử lý CPU224. - Nghiên cứu phần mềm S7-200. Từ đó lập trình điều khiển hệ thống với sơ đồ công nghệ thực tiễn. - Xây dựng mô hình thực, chạy thử nghiệm lấy kết quả so sánh với lý thuyết. Mặt hạn chế. - Do còn rất nhiều hạn chế về mặt thiết bị và dụng cụ nên các cảm biến nhiệt độ và cảm biến quang sử dụng trong mô hình đợc chỉnh định cha thực sự chuẩn theo lý thuyết nên ở đầu ra vẫn có những sai số nhất định. - Mặt khác do thời gian có hạn nên việc điều khiển động cơ phun sơng ở trong mô hình mới chỉ dừng lại ở mức là đóng mở cho động cơ hoạt động mà cha điều khiển đợc công suất (Tốc độ) của động cơ phun sơng lớn hay nhỏ theo sự thay đổi của nhiệt độ lớn hay nhỏ ở trong nhà lới. Mặt nhận thức. - Qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu các tài liệu để thực hiện đề tài ngoài những hiểu biết vô cùng quan trọng về sự phát triển của công nghệ tự động hoá, việc ứng dụng của tự động hoá vào mọi lĩnh vực của đời sống xã hội Đề tài còn giúp tôi tiếp cận với những kiến thức về điều khiển logic và các phần mềm lập trình đang đợc ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển tự động hiện nay nh: simatic, psoc, matlab - Hơn thế nữa đề tài còn giúp tôi có thêm kiến thức thực tế về áp dụng tự động hoá vào trong nông nghiệp, một lĩnh vực vô cùng quan trọng đang đợc Đảng và Nhà nớc rất quan tâm và đây cũng là nhiệm vụ rất quan trọng của một kỹ s tự [...]... nhằm giúp nền nông nghiệp nớc nhà phát triển để hội nhập với khu vực và thế giới 2 Đề nghị Trong quá trình thiết kế mô hình điều khiển do thời gian và nhận thức còn hạn chế nên việc tìm hiểu xây dựng mô hình cha đúng với mô hình sản xuất thực tế Mặc dù vậy em rất mong đề tài của mình đợc các bạn khóa sau tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện và phát triển thêm những mặt mà đề tài cha làm đợc Qua tìm hiểu em... hệ thống trồng rau sạch có sự kết hợp giữa các biện pháp kỹ thuật: điều tiết tiểu khí hậu và kỹ thuật trồng cây không dùng đất, trồng rau trong dung dịch (hay trồng rau thủy canh) trong nhà lới và nhà kính Vì thế em rất mong các bạn khóa sau tìm hiểu, nghiên cứu theo hớng kết hợp cả hai biện pháp kỹ thuật này Để nó nhanh chóng đợc hoàn thiện và đợc ứng dụng rộng rãi vào trong nông nghiệp, để nông nghiệp... rộng rãi vào trong nông nghiệp, để nông nghiệp nớc ta có đủ sản phẩm rau sạch và an toàn để cung cấp cho ngời tiêu dùng Cuối cùng em kính mong quý thầy cô trong bộ môn Điện kỹ thuật, cùng quý thầy cô trong khoa Cơ Điện tạo điều kiện tốt hơn nữa về thời gian cũng nh thiết bị và tài liệu để đề tài có thể hoàn thành tốt hơn và có tính ứng dụng thực tế cao Khoa cơ điện Nội - 119 - Trờng ĐHNNI_ Hà . nêu đợc quá trình phát triển của ngành tự động hoá quá trình sản xuất ở trong nớc và trên thế giới, phân tích vai trò, ý nghĩa ứng dụng cũng nh hạn chế của nó trong sản xuất, đặc biệt là trong. đã cơ bản hoàn thành. Từ kết quả nghiên cứu đợc trong đề tài: "Nghiên cứu và thiết kế mô hình điều tiết nhiệt độ trong nhà lới . Chúng tôi đa ra một số kết luận và đề nghị sau: Mặt tích. động vào động cơ cuốn mái đảo chiều quay và trải mái ra che lại. 3.4. Chơng trình điều khiển hệ thống điều tiết nhiệt độ trong nhà lới 3.4.1. Phân định những đầu vào và những đầu ra PHân công