Hệ thống phun sương tạo độ ẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2016 THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ PHUN SƯƠNG TẠO ĐỘ ẨM CHO CÂY Sinh viên thực : Nguyễn Mạnh Linh Trần Trung Hòa Lớp,Khoa :Trang bị điện_K54 Khoa Điện Điện Tử Nguyễn Văn Ngọc Trần Văn Kỳ Nguyễn Xuân Hòa Lớp,Khoa :Trang bị điện_K53 Khoa Điện Điện Tử Giáo Viên HD: KS Nghuyễn Đức Khương TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2016 THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ PHUN SƯƠNG TẠO ĐỘ ẨM CHO CÂY Thuộc lĩnh vực khoa học công nghệ: Tự động hóa Sinh viên thực : Nguyễn Mạnh Linh Nam,Nữ : Nam Dân tộc : Kinh Sinh viên thực : Trần Trung Hòa Nam,Nữ : Nam Dân tộc : Kinh Lớp,Khoa : Trang bị điện_K54 Khoa Điện Điện Tử Năm thứ : 3/Số năm đào tạo:4.5 Sinh viên thực : Nguyễn Văn Ngọc Nam,Nữ : Nam Dân tộc : Kinh Sinh viên thực : Trần Văn Kỳ Nam,Nữ : Nam Dân tộc : Kinh Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Hòa Nam,Nữ : Nam Dân tộc : Kinh Lớp,Khoa : Trang bị điện_K53 Khoa Điện Điện Tử Năm thứ : /Số năm đào tạo:4 Giáo v: KS NGUYỄN ĐỨC KHƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Thông tin chung Tên đề tài : Thiết kế chế tạo thiết bị phun xương tạo độ ẩm Sinh viên thực hiện: Lớp,Khoa : Trang bị điện Khoa:Điện điện tử Năm thứ : /Số năm đào tạo: Mục tiêu đề tài: Tính tính sáng tạo: Kết nghiên cứu : Đóng góp mặt kinh tế -xã hội , giáo dục đào tạo, an ninh ,quốc phòng ,khả áp dụng đề tài : Công bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài : Ngày Tháng Năm Sinh viên chịu chách nghiệm thực đề tài (ký,học tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài : Ngày Tháng Năm Người hướng dẫn (ký,học tên) MỤC LỤC Danh mục hình vẽ Danh Mục Bẳng Biểu - Lan hồ điệp cần độ ẩm từ 50-80% Nếu độ môi trường có độ ẩm thấp hơn, người trồng dùng che để hạn chế thoát nước Một biện pháp đề phòng khác giữ chậu có chứa sỏi hay đá cuội nước Người chơi hoa phải đảm bảo phải sỏi, đá cuội không chạm vào nước Việc tưới nước cho loài quan trọng người chăm nên thực cách cẩn thận Hình 1.1 Hoa lan tròng nhà lưới - Vào mùa hè, cần tưới khoảng 2-3 ngày lần, ngược lại vào mùa đông, người - chơi hoa cần tưới khoảng 10 ngày lần Thời gian tốt để tưới nước buổi trưa khô tối Nước dính lại khiến cho bị thối, thế., cách tốt người trồng nên tưới nước cho phù hợp với mùa, đồng thời xem xét nhu cầu nước giá thể sử dụng (giá thể thường - sử dụng vỏ cây, đá trân châu, vỏ dương xỉ, than củi) Lượng nước cần tưới cho 84 ngày 0,3 Hình 1.2 Bố trí khoảng cách luống nhà lưới diện tích 84 Chương Tìm hiểu phương pháp tưới Có phương tháp tưới Tưới mặt Vi tưới Tưới phun mưa 2.1.Tưới mặt Là trình phân phối nước cánh đồng đồng chảy tràn bề mặt ruộng Có loại tưới mặt + Tưới ngập + Tưới theo luống 2.2.2 Tưới ngập Hay gọi phương pháp tưới cho lúa Phương pháp nhằm cung cấp trì lượng nước suốt trình sinh trưởng phát triển ây trồng Hình 2.1 phương pháp tưới ngập - Ưu điểm Điều hòa nhiệt độ trồng Kìm hãm phát triển cỏ dại Giảm bớt nồng độ chất có hại - Nhược điểm: Giảm độ thoáng khí Giảm hoạt động vi sinh vật đất Tốn nhiều nước, gây khó khăn cho việc giới hóa đồng ruộng Làm dâng cao mực nước ngầm, gây tượng lầy hóa 2.2 Tưới theo luống - Hay gọi phương pháp tưới rãnh, rãnh đóng vai trò kênh nhỏ làm nhiệm vụ dẫn nước từ nguồn vào ruộng, nước chảy từ đầu rãnh xuống cuối rãnh ngấm sang hai bên, cung cấp nước cho trồng - Phương pháp phù hợp với trồng cạn, khả chịu ngập cao như: ngô, khoai, mía, đậu, ăn Hình2.2 Phương pháp tưới luống - Ưu điểm  Nước từ rãnh thấm vào đất, lớp đất mặt tơi xốp, kết cấu đất bị phá vỡ  Đất bị bào mòn, chất dinh dưỡng không bị rửa trôi  Ít hao tổn nước  Không làm ngập mặt ruộng nên công tác canh tác, giới hóa dễ dàng - Nhược điểm  Lãng phí lượng nước cuối rãnh  Tốn chi phí nhân công cho việc tạo rãnh 2.3.Vi tưới Là loại tổng hợp, bao gồm dạng tưới khác chia thành: tưới nhỏ giọt, tưới phun, tưới sủi bọt, tưới ngầm số dạng khác Vi tưới phương pháp tưới không làm ướt toàn bề mặt đất mà cung cấp nước vào phận cẩn thiết trồng Hình 2.3 Phương pháp vi tưới Các phương pháp vi tưới:  Tưới phun: việc cung cấp nước thường xuyên bề mặt đất vùng rễ hoạt động, giữ lượng nước phù hợp cho vùng thiết yếu  Tưới nhỏ giọt: cung cấp nước thành giọt rời rạc, chậm gần liên tục  Tưới ngầm: Cung cấp nước bề mặt đất hệ thống ống ngầm đất, có đục lỗ  Tưới sủi: cung cấp nước bề mặt đất vùng nhỏ từ ống cố định, với ông bị chôn đất - Ưu điểm  Vi tưới đảm bảo phân bố độ ẩm tầng đất nông nghiệp canh tác, tạo điều kiện thuận lợi chế độ không khí, nhiệt độ, độ ẩm, thức ăn, quang hợp cho trồng  Vi tưới cung cấp cách đặn lượng nước tưới cần thiết tránh tượng tập trung muối nước tưới đất, khắc phục tượng bạc màu, rửa trôi đất đồng ruộng  Vi tưới tiết kiệm nước đến mức tối đa, giảm đến mức tối thiểu tổn thất lượng nước tưới bốc hơi, thấm  Vi tưới không gây tượng xói mòn đất, không tạo nên váng đất đọng bề mặt không phá vỡ cấu tượng đất  Vi tưới đảm bảo suất tưới, suất lao động nâng cao không ngừng có khả khí hóa, tự động hóa nông nghiệp khâu nước tưới Tưới nhỏ giọt tạo điều kiện cho giới hóa, tự động hóa thực tốt số khâu phun thuốc trừ sâu, bón phân hóa học kết hợp với tưới nước  Vi tưới phụ thuộc vào yếu tố thiên nhiên độ đốc địa hình, thành phần cấu trúc đất tưới, mực nước ngầm nông hay sâu, ảnh hưởng sức gió Tưới nhỏ giọt phù hợp với địa hình nông nghiệp Việt Nam  Vi tưới sử dụng cột nước áp lực làm việc thấp, lưu lượng nhỏ nên tiết kiệm lượng, giãm chi phí vận hành  Vi tưới cung cấp nước thường xuyên, trì chế độ ẩm thích hợp theo nhu cầu sinh trưởng phát triển loại trồng công nghiệp, trồng công nghiệp Nhờ đó, sinh trưởng tốt, phát triển nhanh, đạt suất cao - Nhược điểm:  Hệ thống ống vi tưới hay bị tắt nghẽn bùn cát, rong, tảo, tạp chất hữu cơ, chất dinh dưỡng không hòa tan Chính vậy, nguồn nước tưới hệ thống tưới nhỏ giọt cần phải xử lý qua lọc  Vi tưới gián đoạn, trồng xấu nhiều so với phương pháp tưới khác Nhược điểm: Đo nhiều lần nhiều vị trí khác để có giá trị trung bình tương đối nhất, làm hỏng mẫu Đo độ ẩm phương pháp khúc xạ ánh sáng Hình 3.2 Máy đo độ ẩm khúc xạ kế dạng kỹ thuật số - Khúc xạ kế đo dư lượng nước mật ong (độ ẩm) có hai loại khúc xạ kế dạng khúc xạ kế dạng kỹ thuật số - Cách sử dụng: khúc xạ kế loại cơ, nhỏ vài giọt mẫu lên bề mặt lăng kính, đậy nắp lăng kính cho khối lượng mẫu tràn bề mặt lăng kính Đặt khúc xạ kế ngang tầm mắt đọc kết thông qua thị kính - Đối với khúc xạ kế loại điện tử: cho vài giọt mẫu lên lăng kính bấm phím “Start” kết hiển thị sau vài giây hình điện tử Lưu ý: Cả hai loại khúc xạ kế cần phải hiệu chuẩn trước sử dụng để có kết xác Ưu điểm: Dễ sử dụng, cho kết nhanh, nhỏ gọn bỏ túi Nhược điểm: Vì khúc xạ kế nên phụ thuộc nhiều vào nguồn sang Đo độ ẩm phương pháp điện dung Độ ẩm môi trường ảnh tưởng đến giá trị điên dung tụ điện Khi độ ẩm môi trường tăng dẫn điến hang số điện môi cực tụ điện thay đồi Ưu điểm phương pháp đơn giản đễ thực , độ xác cao ,chi phí thấp 3.1.2 Cảm biến nhiệt độ ẩm ECA-STH1 Hình 3.3 Sơ đồ điều khiển hệ thống tưới hoa Bảng 3.1 thông tin Sơ đồ điều khiển hệ thống tưới hoa 3.2 PLC S7200 3.2.1 Giới thiệu PLC S71200 Hình 3.4 PLC S7200 Chức ứng dụng PLC S7-200 Siemens - S7-200 có từ đầu vào/4 đầu số (CPU221) đến 24 đầu vào/16 đầu số (CPU226) Ta mở rộng số đầu vào/ nhờ module mở rộng Trong lệnh S7-200 có đầy đủ lệnh bit Logic, so sánh, đếm, dịch/quay ghi, timer cho phép lập trình cho ứng dụng điều khiển Logic cách dễ dàng - PLC S7-200 SIEMENS thuộc vào nhóm PLC loại nhỏ quản lý số lượng đầu vào/ra ít, nhớ chương trình liệu nhỏ, sử dụng ngôn ngữ lập trình STL (Statement List), LAD (Ladder Logic), FBD (Funtion Block Diagrams) Tuy nhiên, PLC S7-200 lại tích hợp sẵn tính phong phú, có khả đáp ứng yêu khác máy móc, thiết bị công nghiệp 3.2.2 Chọn CPU cho PLC S7200 Số lượng đầu vào số : 02 nút ấn Số lượng đầu số : 01 máy bơm Số lượng đầu vào tương tự : 01 cảm biến độ ẩm Số lượng đầu tương tự : Dựa vào số lượng đầu vào đầu nên chọn PLC S7 200 SIEMENS CPU 222 Và module đầu vào/ra tương tự EM 235 PLC S7 – 200 PLC S7 200 SIEMENS CPU 222 Hình 3.5 PLC S7 200 SIEMENS CPU 222 Hình 3.6 Thông tin PLC S7 200 SIEMENS CPU 222 Module đầu vào/ra tương tự EM 235 PLC S7 – 200 Hình 3.7 EM 235 PLC S7 – 200 3.2.3chọn béc phun Hình 3.8 Béc phun nước Bán kính phun: 0.9 -1.1m Lưu lượng: 15 -26l/h Áp suất hoạt động: - bar Hình 3.9 Sơ đồ mặt bố chí béc phun Hình 3.10 Bố trí vòi phun đứng 3.2.4.Van giảm áp, chức ứng dụng Là loại van có khả làm suy giảm áp suất bên đường ống áp suất đạt đến tới hạn định Loại van có kiểu giảm áp điều chỉnh áp suất đầu vào xuống mức thấp đầu tự xả bớt áp suất xuống mức định sẵn nhằm bảo vệ an toàn cho hệ thống ứng dụng Van giảm áp tên gọi khác van an toàn van xả, vận hành tự động vận hành tay Tùy theo thiết kế mà van tự vận hành áp suất lên cao kích đẩy van để thoát sử dụng cảm biến đo áp suất để mở cửa van Với kiểu vận hành tay, người ta thường dùng đồng hồ đo áp suất hệ thống đèn hiệu để theo dõi chủ động xả van cần thiết SUPER TORR III Type 447 AAAK Hình 3.11 Van điều áp SUPER TORR III Type 447 AAAK Vào MPa =1.5 Mpa Ra MPa = 0.3 Mp 3.2.5.Tính toán lựa chọn máy bơm Tính toán áp suất cần đạt máy bơm P= số lượng béc phun x áp suất béc phun ( áp suất béc phun lấy = pa) P= 16x4x4=256 (pa) Lưu lương 0,3 /h Chọn máy bơm áp lực mini 12v Hình 3.12 máy bơn áp lục mini 12v Chất liệu: nhựa cao cấp kim loại Màu sắc: màu vàng Điện áp: DC 12V Amp : 3.5AMP Đầu vào / đầu ra: 10mm / 18mm ống hô Lưu lượng: 5-6L / phút Áp lực: 0.4MPa Phù hợp cho Thuyền, tàu biển, máy phun sướng, rửa xe máy 3.2.5 Chọn ống dẫn nước Để phù hợp cho việc kết nôi máy bom với béc phun nước chọn ống dẫn nước có đường kính 6mm đáp ứng lưu lượng 0,3 /h Chiều dài cần dùng 28m Hình 3.13 Ống dẫn nước phi Chương IV : xây dựng thuất toán điều khiển Trương trình điều khiển [...]... thời tiết 2.5.Sơ đồ điều khiển hệ thống tưới hoa Thời gian tưới Cảm biến độ CPU thiết bị chấp hành ẩm (%) (plc s7 200) (máy bơm) Màn hình hiể thị (LCD) Hình 2.5 Sơ đồ điều khiển hệ thống tưới hoa Chương 3 Tính toán và lựa chọn thiết bị 3.1 Cảm biến 3.1.1 Giới thiệu vầ cảm biến độ ẩm - Đo độ ẩm bằng phương pháp điện trở Hình 3.1 Máy đo độ ẩm vật liệu Ebro MME 100 Máy đo độ ẩm vật liệu dùng để đo trực... Đo độ ẩm bằng phương pháp điện dung Độ ẩm của môi trường ảnh tưởng đến giá trị điên dung của tụ điện Khi độ ẩm môi trường tăng dẫn điến hang số điện môi giữa 2 bản cực của tụ điện thay đồi Ưu điểm của phương pháp này chính là đơn giản đễ thực hiện , độ chính xác cao ,chi phí thấp 3.1.2 Cảm biến nhiệt độ ẩm ECA-STH1 Hình 3.3 Sơ đồ điều khiển hệ thống tưới hoa Bảng 3.1 thông tin về Sơ đồ điều khiển hệ. .. tác, cơ giới hóa dễ dàng hơn Lãng phí lượng nước ở cuối rãnh + Tốn chi phí nhân công cho việc tạo rãnh + Tưới phun sương + Tưới nhỏ giọt + Tưới ngầm + Tưới sủi + Vi tưới đảm bảo phân bố độ ẩm + Vi tưới cung cấp một cách đều đặn lượng nước tưới cần thiết + Vi tưới tiết kiệm nước đến mức tối đa + Vi tưới không + Hệ thống ống vi tưới hay bị tắc nghẽn do bùn cát + Vi tưới gián đoạn, cây trồng sẽ xấu đi nhiều... mẫu muốn xác định độ ẩm Sử dụng dễ dàng: máy có hình dạng như một đầu cắm điện ta chỉ việc cắm/chọc vào vùng mẫu muốn đo và đọc kết quả hiển thị trên màn hình Ưu điểm: Nhỏ gọn, dễ sử dụng mọi lúc mọi nơi đo độ ẩm chỉ trong một thao tác, không tốn thời gian chuẩn bị mẫu Nhược điểm: Đo nhiều lần ở nhiều vị trí khác nhau để có giá trị trung bình tương đối nhất, có thể làm hỏng mẫu Đo độ ẩm bằng phương pháp... toàn cho hệ thống ứng dụng Van giảm áp còn tên gọi khác là van an toàn hoặc van xả, có thể được vận hành tự động hoặc được vận hành bằng tay Tùy theo thiết kế mà van có thể tự vận hành do áp suất lên cao sẽ kích đẩy của van để thoát ra ngoài hoặc sử dụng cảm biến đo áp suất để mở cửa van Với kiểu vận hành bằng tay, người ta thường dùng đồng hồ đo áp suất hoặc hệ thống đèn hiệu để theo dõi và chủ động xả...  Kỹ thuật tưới phức tạp, đòi hỏi trình độ cao  Chất lượng tưới bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết BẢNG 2.1 SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP TƯỚI Tên phương pháp Bao gồm Ưu Điểm Nhược Điểm 1.Tưới mặt a.Tưới Ngập + Điều hòa nhiệt độ của cây trồng + Kìm hãm sự phát triển của cỏ dại + Giảm bớt nồng độ các chất có hại + Giảm độ thoáng khí + Giảm hoạt động của các vi sinh vật trong đất + Tốn...2.4.Tưới phun mưa - Là phương pháp đưa nước tới cây trồng vào mặt ruộng dạng mưa nhân tạo, nhờ các thiết bị thích hợp - Tưới mưa là phương pháp tưới hoàn thiện và hiện đại Diện tích được tưới đều có thể đạt 80 – 90, thậm chí 100 tấn/h Hình 2.4 Phương pháp phun tưới - Ưu điểm  Tiết kiệm nước- tổn thất chỉ do bốc hơi trong quá trình tưới phun- tiết kiệm 40 % đến 50% so với... biến độ ẩm Số lượng đầu ra tương tự : không có Dựa vào số lượng đầu vào đầu ra nên chọn PLC S7 200 SIEMENS CPU 222 Và module đầu vào/ra tương tự EM 235 của PLC S7 – 200 PLC S7 200 SIEMENS CPU 222 Hình 3.5 PLC S7 200 SIEMENS CPU 222 Hình 3.6 Thông tin về PLC S7 200 SIEMENS CPU 222 Module đầu vào/ra tương tự EM 235 của PLC S7 – 200 Hình 3.7 EM 235 của PLC S7 – 200 3.2.3chọn béc phun Hình 3.8 Béc phun. .. 222 Module đầu vào/ra tương tự EM 235 của PLC S7 – 200 Hình 3.7 EM 235 của PLC S7 – 200 3.2.3chọn béc phun Hình 3.8 Béc phun nước Bán kính phun: 0.9 -1.1m Lưu lượng: 15 -26l/h Áp suất hoạt động: 2 - 4 bar Hình 3.9 Sơ đồ mặt bằng bố chí béc phun Hình 3.10 Bố trí vòi phun đứng 3.2.4.Van giảm áp, chức năng và ứng dụng Là loại van có khả năng làm suy giảm áp suất bên trong đường ống khi áp suất đạt đến một... điểm: Đo nhiều lần ở nhiều vị trí khác nhau để có giá trị trung bình tương đối nhất, có thể làm hỏng mẫu Đo độ ẩm bằng phương pháp khúc xạ ánh sáng Hình 3.2 Máy đo độ ẩm khúc xạ kế dạng kỹ thuật số - Khúc xạ kế đo dư lượng nước trong mật ong (độ ẩm) có hai loại là khúc xạ kế dạng cơ và khúc xạ kế dạng kỹ thuật số - Cách sử dụng: đối với khúc xạ kế loại cơ, nhỏ một vài giọt mẫu lên bề mặt lăng kính, đậy