tự động hóa quá trình công nghệthiết kế hệ thống sản xuất rau sạchDHCNHNk8

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN - BÀI TẬP LỚN TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ Giáo viên hướng dẫn: TS Phạm Văn Cường Lớp : Tự động hóa – K8 Sinh viên thực : Đinh Văn Quý Trần Thị Quý Đặng Văn Tạo Nguyễn Văn Thủy Trần Quốc Vương HÀ NỘI 2016 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Nửa cuối kỷ 20 nhân loại chứng kiến phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật.Thừa hưởng thành tựu to lớn công nghệ điện tử, công nghệ máy tính công nghệ thông tin, công nghệ tự động hoá có bước phát triển nhảy vọt Nếu trước kiangười ta thực tự động hoá máy riêng rẽthì ngày người ta thực tự động hóa trình công nghệ cao tự động hoá trình sản xuất, đồng thời trình độ tự động hoá có thay đổi chất Trong hệ thống điều khiển tự động hoá trình công nghệ (ĐKTĐHQTCN) người khâu quan trọng hệ thống, người trình công nghệ luôn có trao đổi thông tin với Hệ thống ĐKTĐHQTCN đem lại hiệu to lớn : nâng cao chất lượng sản phẩm, suất lao động hạ giá thành sản phẩm Vì vậy, ngày hệ thống ĐKTĐHQTCN ngày ứng dụng rộng rãi vào hầu hết lĩnh vực kinh tế quốc dân Sau thời gian học tập tìm hiểu tài liệu môn ” Tự động hóa trình công nghệ”, với giảng dạy, hướng dẫn nhiệt tình giáo viên hướng dẫn, thầy giáo Phạm Văn Cường, nhóm chúng em hoàn thành xong đề tài:”Hệ thống tự động hóa sản suất rau sạch” Do kiến thức trình độ lực hạn hẹp, nên việc thực đề tài tránh nhiều thiếu sót, kính mong nhận góp ý thầy giáo Chúng em xin chân thành cảm ơn! PHẦN 1: LÝ THUYẾT CHUNG I TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ Định nghĩa TĐHQTCN tập hợp kết hợp kĩ thuật điện-điện tử-cơ khí-tin học để xây dựng nên hệ thống điều khiển tự động trình điều khiển tự động theo yêu cầu đặt Phân loại Dựa vào đặc điểm, chức trình công nghệ tự động khâu hệ thống ,các hệ thống điều khiển cấu trúc phân cấp theo tháp hình nón phân làm cấp hình sau: Hình 1.2:Phân loại cấp hệ thống điều khiển tự động -Cấp 0: cấp tiếp xúc giữahệ điều khiển trình công nghệ Ở có cảm biến, thiết bị đo dùng để thu nhận tin tức từ QTCN Ở cấp có cấu chấp hành như: rơ le, contactor, khởi động từ, động cơ, van, …dùng để nhận thông tin điều khiển chấp hành lệnh điều khiển -Cấp 1:là cấp điều khiển cục Ở thực việc điều khiển máy, phận QTCN Các hệ thống điều khiển tự động (ĐKTĐ) nhận thông tin QTCN cấp thực thao tác tự động theo chương trình người cài đặt sẵn.Một số thông tin QTCN kết qủa việc điều khiển chuyển lên cấp Ở cấp thường đặt điều khiển PID, biến tần, controllers, PLC… dùng để chỉnh theo quy trình đặt -Cấp 2:là cấp điều khiển tự động hóa trình công nghệ Máy tính thu nhận thông tin QTCN (từ cấp đưa lên) xử lý thông tin trao đổi thông tin với người điều khiển Thông qua máy tính, người điều khiển can thiệp vào QTCN, hệ điều khiển thuộc hệ người –máy.(VD:sử dụng hệ điều khiển giám sát SCADA có chức vừa điều khiển vừa giám sát thông số trình hoạt động trạm điện, nhà máy nước, giấy, bia, xử lý nước thải, cấp nước ) -Cấp 3:là cấp điều khiển tự động hoá trình sản xuất- ĐK TĐHQTSX.Ở cấpnày,các trung tâm máy xử lý khối lượng thông tin lớn (như tình hình cung ứng vật tư, nguyên liệu, tài chính, lực lượng lao động, tình hình cung cầu thị trường đưa giải pháp tối ưu để người điều khiển lựa chọn Người điều khiển lệnh để can thiệp sâu vào trình sản xuất chí thay đổi mục tiêu sản xuất Cũng hệ ĐKTĐHQTCN (ở cấp 2) hệ thống ĐK TĐH QTSX hệ người –máy cấp cao hơn, phạm vi điều khiển rộng Vai trò, ý nghĩa TĐHQTCN Hệ thống TĐHQTCN điều khiển trình công nghệ định nhằm điều khiển tối ưu thông số kĩ thuật, nên có vai trò, ý nghĩa to lớn sản xuất phát triển kinh tế, cụ thể:  Các hệ thống TĐHQTCN giúp giảm sức lao động người tham gia trực tiếp, hạn chế số người tham gia sản xuất sản phẩm, đặc biệt là khâu vất vả, nguy hiểm  TĐHQTCN cho phép đáp ứng cường độ lao động cao sản xuất đại, làm cho sản phẩm giảm giá thành ,nâng cao chất lượng, tăng khả cạnh tranh & linh hoạt chuyển đổi mục đích sử dụng, tạo khả thích ứng nhu cầu thị trường sản phẩm  TĐHQTCN cho phép thực chuyên môn hóa hoán đổi sản xuất, đảm bảo ổn định suất, cải thiện kinh tế nói chung  Cho phép thực chuyên môn hóa, hoán đổi sản xuất (tính lắp lẫn) 4.Sơ đồ khối hệ thống Một hệ thống điều khiển tự động thực trình công nghệ phần tử cấu tạo nên phải phối hợp với chặt chẽ yêu cầu độ xác cao để làm điều Hình 1.4: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển tổng quát Mọi hệ thống điều khiển tự động gồm phần bản: -Bộ điều khiển C (Controller device) -Đối tượng điều khiển O (Object device ) cấu chấp hành -Thiết bị đo lường (Measuring device) u(t) tín hiệu vào; e(t) sai lệch điều khiển; x(t) tín hiệu điều khiển; y(t) tín hiệu ra; z(t) tín hiệu phản hồi 4.1 Khối cấu chấp hành - Đối tượng điều khiển: Là thiết bị tạo đại lượng vật lý theo yêu cầu công nghệ -Cơ cấu chấp hành (đối tượng cần điều khiển) tập hợp phương tiện kỹ thuật máy móc, thiết bị, khí cụ chịu tác động để đạt mục đích điều khiển đề ra; hiểu phận máy móc, thiết bị có khả thực công việc tác động tín hiệu điều khiển phát từ thiết bị điều khiển 4.2 Khối thiết bị điều khiển - Thiết bị điều khiển: Là thiết bị gia công tín hiệu điều khiển để tác động vào đối tượng điều khiển.(VD: biến tần, PLC…) - Điều khiển: Là tập hợp tất tác động thực lên đối tượng cần điều khiển theo nguyên tắc, quy luật nhằm thoả mãn yêu cầu đặt Hình 2.4: Biến tần  Khối thiết bị điều khiển có nhiệm vụ thu thập, xử lí thông tin từ chương trình từ cảm biến để điều khiển cấu chấp hành thực tác động để thoả mãn yêu cầu công nghệ - Một hệ thống tham gia trực tiếp người trình điều khiển gọi hệ thống điều khiển tự động 4.3 Khối thiết bị đo lường -Khối thiết bị đo lường khâu phản hồi có chức đo tín hiệu đầu hệ thống để đưa quay trở lại đầu vào nhằm đo tham số thông số mà ta cần điều khiển, sử dụng loại thiết bị đo lường, bao gồm thiết bị đo áp suất, thiết bị đo nhiệt độ, thiết bị đo lưu lượng, thiết bị đo mức, thiết bị cân động… Cảm biến quang VD: Các cảm biến có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu, biến đổi chúng thành đại lượng dễ xử lý chuyển đến cho thiết bị điều khiển Sơ đồ hệ thống cảm biến hệ thống xử lí thông tin hình 2.4 Cảm biến tiệm cận Hìn h 3.4: Sơ đồhệ thống cảm biến hệ thống xử lí thông - Khối có tác dụng phản hồi, mối liên hệ ngược trích phần lượng đầu quay lại khống chế đầu vào Bao gồm loại phản hồi là: phản hồi âm,phản hồi dương, phản hồi cứng, phản hồi mềm 5.Các yêu cầu kĩ thuật hệ thống tự động hóa trình công nghệ Tự động hoá trình công nghệ hệ thống điều khiển tự động sản xuất xí nghiệp, sử dụng thiết bị tự động để xử lý thông tin, giải nhiệm vụ điều khiển hoạt động kinh tế, sản xuất xí nghiệp Chính vậy, thiết kế , cần phải quan tâm đến vấn đề tiêu chất lượng hiệu kinh tế mà hệ thống đem lại 5.1Các tiêu chất lượng - Đáp ứng đầy đủ yêu cầu công nghệ đặt - Có độ an toàn xác cao - Dễ vận hành,bảo dưỡng - Hạn chế tối đa ảnh hưởng gây ô nhiễm môi trường 5.2Các tiêu hiệu kinh tế - Nâng cao hiệu sản xuất,chất lượng sản phẩm,từ tăng doanh thu - Giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm - Giảm chi phí nhân công 5.3 Một số giải pháp nâng cao hiệu kinh tế Vai trò công nghệ tự động hóa kinh tế quốc dân phát triển xã hội to lớn Nó góp phần nâng cao chất lượng sống người ngày văn minh đại Cần thiết phải có giải pháp nâng cao hiệu kinh tế để công nghiệp tự động hóa phát triển bền vững, lâu dài: - Mỗi dự án phải xây dựng định mức kinh tế đầy đủ chi tiết, dự toán cụ thể cho phận, loại máy, đến dây chuyền công nghệ, để đảm bảo tính khả thi đưa vào thiết kế, thực vận hành - Áp dụng tiến khoa học kỹ thuật vào sản xuất, tạo sản phẩm có chất lượng cao có sức cạnh tranh thị trường - Cần xây dựng đội ngũ nghiên cứu phát triển tài năng, có sáng tạo, phát minh mới, luôn cải tiến, tìm tòi cập nhật công nghệ,kỹ thuật vào sản xuất - Luôn kiểm tra,bảo dưỡng dây chuyền,thiết bị thời hạn,tránh hỏng hóc,lỗi gây thiệt hại người tài sản II GHÉP NỐI THIẾT BỊ HỆ THỐNG TĐHQTCN 1, Ghép nối thiết bị chấp hành: Trong hệ thống dây truyền sản xuất nay, khối thiết bị chấp hành gồm có: động điện, xi lanh, trục chính, mỏ hàn, quạt gió… Động điện Xi lanh Hình 2.1: Một số thiết bị chấp hành PHẦN 2: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT RAU SẠCH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RAU SẠCH 1.1 Đặt vấn đề Rau loại thực phẩm thiếu đời sống ngày Cùng với thức ăn động vật, rau cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho tồn phát triển người, đặc biệt vitamin, axít hữu cơ, chất khoáng Hiện vấn đề đảm bảo cungcấp rau sạch, rau an toàn cho nhu cầu người dân hàng ngày vấn đề cấp bách Đã có nhiều công trình nghiên cứu kỹ thuật sản xuất, ứng dụng khoa học công nghệ nghề trồng rau, nhằm nâng cao suất phẩm chất nông sản Tuy nhiên, thực tế nhiều người sản xuất trồng rau không tuân thủ quy trình kỹ thuật, lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật, kích thích sinh trưởng, phân bón hóa học…Chính điều nhóm em đến nghiên cứu công nghệ trồng rau không dùng đất 1.2 Phương pháp trồng rau Sản xuất rau phương pháp không dung đất 1.3 Ảnh hưởng điều kiện ngoại cảnh đến sản xuất rau Đó ảnh hưởng đại lượng vật lý nhiệt độ, cường độ ánh sang, độ ẩm, hàm lượng chất dinh dưỡng, độ pH, lưu lượng gió ảnh hưởng tác nhân có hại 1.4 Các công trình liên quan 1.4.1 Tình hình nghiên cứu nước 10 Nghiên cứu RAT nhiều quan, tổ chức phối hợp thực Bộ NN & PTNT quan quản lý điều hành hoạt động liên quan đến hoạt động sản xuất trồng trọt nước, việc ban hành quy định tạm thời sản xuất RAT bước thể quan tâm cấp ngành việc canh tác sản xuất rau an toàn.Viện nghiên cứu rau Việt Nam trung tâm tiến hành nghiên cứu nhiều đề tài, dự án rau nói chung RAT nói riêng địa bàn nước Các công trình nghiên cứu Viện tập trung vào đối tượng rau truyền thống cà chua, khoai tây, long bên cạnh việc nghiên cứu thí điểm tính thích ứng với điều kiện địa phương khác số giống rau, nhập nội, lai tạo Viện chiến lược sách phát triển nông thôn Việt Nam năm 2008 tiến hành điều tra, đánh giá lực sản xuất kinh doanh rau an toàn Bảo Lộc, Lâm Đồng nhằm nghiên cứu tìm thị trường xuất cho rau nơi Đây coi tư liệu quý giá cho nhà quản lý, nhà hoạch định sách việc đưa sản xuất rau an toàn trở thành lĩnh vực sản xuất nông nghiệp có giá trị 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước Trên giới nay, hầu có nông nghiệp tiên tiến chuyên hoá cao đạt chuẩn mực sản xuất rau an toàn Nhật Bản, Mỹ, nước EU thị trường khắt khe vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm Cũng lẽ mà diện tích rau nước không lớn chất lượng đảm bảo Phần lớn quốc gia giới thực quy trình sản xuất rau an toàn theo tiêu chuẩn GAP, với trình độ kỹ thuật cao, nước Nhật Bản, Trung Quốc, Mỹ, Đức, Hà Lan trồng rau hoàn toàn nhà lưới, nhà kính, không bón phân hữu khí hoá, tự động hoá từ khâu gieo mầm thu hoạch Châu Á châu lục đầu công tác nghiên cứu phát triển rau Viện nghiên cứu rau châu Á (AVRDC) thực chức năng, nhiệm vụ sứ mệnh việc nghiên cứu, phát triển mở rộng diện tích, chất lượng chủng loại rau cho quốc gia châu lục Hàng nghìn công trình nghiên cứu nhà khoa học khắp châu 11 Á làm phong phú thêm kho tàng tri thức nghiên cứu rau giới.Đặc biệt, với quốc gia phát triển, AVRDC trọng nghiên cứu nhằm tìm giải pháp thị trường, sản xuất gắn với bảo vệ môi trường phát triển nông nghiệp bền vững CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRỒNG RAU SẠCH KHÔNG DÙNG ĐẤT 2.1 Đề xuất toán quy trình công nghệ trồng rau không dùng đất với module 200m2 2.1.1 Mô hình nhà trồng rau với module 200m2 Sản xuất Việt Nam sản xuất nhỏ, hệ thống bảo vệ tiêu thụ rau sau thu hoạch chưa phát triển mô đun nhà lưới 200 m hợp lý mặt sản xuất, chi phí ban đầu Mô đun nhiều nước giới sử dụng có mang lại hiệu kinh tế cao Quy trình sản xuất rau không dùng đất:Để thực quy trình sản xuất rau kiểu công nghệ trồng rau không dùng đất nước ta phải kết hợp công nghệ trồng rau thiết bị phục vụ cho công nghệ Đối với thiết bị phục vụ cho công nghệ chia thành ba loại: Nhà trồng, thiết bị chăm sóc thiết bị điều khiển, cụ thể trình bày hình 2.1 12 Hình 2.1 Quy trình sản xuất rau không dùng đất Sơ đồ mô hình nhà trồng:Nhà trồng thiết kế thép tre, gỗ, nhà phủ Polyethylen hợp chất cacbonát để chống mưa, bão, tránh dập nát rau, chống tia cực tím Phía mái có hệ thống mái cắt nắng thiết kế động điện mái đảo chiều quay để thả mái tuỳ thuộc vào chế độ đặt cường độ ánh sáng nhận từ cảm biến đo trình bày hình 2.2 13 Hình 2.2 Mô hình nhà lưới có mái che trồng rau không dùng đất Hệ thống luống trồng rau: Với diện tích nhà trồng rau 200 m2(8 x 25m) chia thành luống, luống chia thành 45 gốc trồng 90 rau Hình 2.3.Sơ đồ tổng thể hệ thống luống trồng rau nhà lưới Hệ thống phun sương:Hệ thống phun sương thiết kế đường ống kim loại nhỏ phía đầu phun sương treo lên phía nhà trồng hình 2.4 14 Hình 2.4: Sơ đồ bố trí hệ thống phun sương Hệ thống quạt thông gió:giúp cho không khí nhà trồng lưu thông với không khí phía nhà trồng Hệ thống thường lắp phía so với phát triển rau hình 2.2theo chiều dọc nhà trồng Hệ thống mái thả mái: thiết kế hệ thống mái cắt nắng dùng động điện mái thả mái tự động Hệ thống dùng động điện đổi chiều quay động Hệ thống trộn dung dịch:Hệ thống trộn dung dịch khâu quan trọng việc cung cấp dung dịch dinh dưỡng cho trồng nhằm đảm bảo độ xác khối lượng nồng độ chất dinh dưỡng Hệ thống tưới nhỏ giọt:là hệ thống cung cấp dung dịch dinh dưỡng cho rau theo thời kỳ sinh trưởng dạng giọt nước Vì việc thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt khâu quan trọng cho công nghệ trồng rau phương pháp không dùng đất 2.1.2 Yêu cầu thiết kế hệ thống Về hệ thống tưới nhỏ giọt: phải đảm bảo lượng nước chất dinh dưỡng cho rau theo giai đoạn phát triển Vì vậy, cần xác định lượng nước cần tưới cho rau.Khi xác định lượng nước dinh dưỡng cần tưới, tiến hành chia khoảng thời gian tưới lần thời gian nghỉ lần Về hệ thống cung cấp dung dịch dinh dưỡng:là phải đảm bảo lượng nước chất dinh dưỡng cung cấp cho rau theo quy trình công nghệ trồng rau Hệ thống cung cấp dung dịch dinh dưỡng thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt, phải đảm bảo đồng tưới cho gốc Về hệ thống điều khiển nhiệt độ cường độ ánh sáng:Căn vào quy trình công nghệ trồng rau để đưa chế độ đặt nhiệt độ nhà trồng cường độ ánh sáng từ điều khiển hệ thống phun sương hay quạt thông gió thả mái hay mái (các giá trị đặt thay đổi chương trình) 15 Về thiết kế hệ thống điều khiển: hệ thống điều khiển phải thiết kế sở đảm bảo qui trình hoạt động thiết bị phục vụ cho trình công nghệ trồng rau đặt trước Hệ thống điều khiển phải đảm bảo dễ dàng thay hư hỏng, trình vận hành sử dụng đơn giản cho người vận hành Nhà sản xuất có khả can thiệp vào hệ thống chọn loại trồng, đặt thông số trình, tham điều khiển.v.v CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ SẢN XUẤT RAU SẠCH KHÔNG DÙNG ĐẤT 3.1 Hệ thống điều khiển trình tưới nhỏ giọt 3.1.1 Hệ thống tưới nhỏ giọt Hệ thống tưới nhỏ giọt thiết kế cho nhà trồng rau có mô đun 200 m chia thành luống trồng rau, chiều dài luống 16 m, với 45 gốc đượctrồng 90 rau Hệ thống đường ống luống trồng mô tả hình 3.1 Hình 3.1: Hế thống đường ống tưới nhỏ giọt Cách tính toán tổn thất đường ống phụ thuộc vào chiều dài đoạn ống dẫn chính, khoảng cách trồng, vòi tưới, đường kính ống dẫn vòi tưới v.v mà lưu lượng tưới loại có khác Ta xác định tổn thất luống 0,008 m theo chiều cao cộc nước tính áp suất đầu đường ống 114600 [N/m 2], điều áp suất lập trình điều khiển để đạt giá trị 16 3.1.2 Điều khiển lưu lượng máy bơm nước Sơ đồ cấu trúc điều khiển lưu lượng máy bơm tưới thể hình 3.2 Hì nh 3.2: Sơ đồ cấu trúc điều khiển lưu lượng bơm tưới Sơ đồ cấu trúc điều khiển lưu lượng máy bơm tưới theo cấu trúc truyền thẳng, tín hiệu đưa vào điều khiển cách lựa chọn chế độ luống cần tưới, tín hiệu điều khiển điều khiển làm việc động bước Đồng thời động bước gắn với van điều tiết lưu lượng để lưu lượng theo chế độ đặt ban đầu Giả sử kết khảo nghiệm tưới luống mở tay van điều tiết góc 360 lưu lượng bơm 0,349 (l/s) 3.2 Hệ thống điều khiển trình trộn dung dịch 3.2.1 Hệ thống trộn dung dịch Bình trộn D cung cấp lượng nước bình A, dung dịch B dung dịch C thông qua bơm 1, bơm bơm Hệ thống trộn sử dụng bơm với phương pháp đối lưu, sơ đồ hệ thống trộn dungdịch theo kiểu đối lưu trình bày hình 3.3 Hình 3.3: Hệ thống trộn dung dịch theo kiểu đối lưu 3.3 Hệ thống điều khiển nhiệt độ nhà trồng 17 3.3.1 Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển nhiệt độ Cấu trúc hệ thống điều khiển nhiệt độ nhà trồng xây dựng theo điều khiển phản hồi dựa nguyên tắc liên tục đo giá trị biến điều khiển nhiệt độ nhà trồng phản hồi thông tin điều khiển để tính toán lại giá trị biến điều khiển Với sơ đồ cấu trúc điều khiển hai vị trí lý tưởng sai lệch điều khiển, tín hiệu điều khiển nhận giá trị: - Đối với quạt thông gió - Đối với phun sương u= Hình 3.4: Cấu trúc hệ thống điều khiển nhiệt độ sơ đồ lý tưởng Sơ đồ cấu trúc thực tế trình bày hình 3.4 với chấp nhận sai lệch điều khiển nằm phạm vi dải chết, công nghệ trồng rau có thểcho phép khoảng chết nhiệt độ ± 10C, sơ đồ thực tế hình 3.5 - Đối với quạt thông gió - Đối với phun sương u= u= 18 Hình 3.5: Cấu trúc hệ thống điều khiển nhiệt độ sơ đồ thực tế 3.4 Hệ thống điều khiển cường độ ánh sáng nhà trồng 3.4.1 Xây dựng cấu trúc hệ thống điều khiển cường độ ánh sang Với sơ đồ cấu trúc điều khiển hai vị trí lý tưởng sai lệch điều khiển, tín hiệu điều khiển nhận giá trị u= Cấu trúc hệ thống điều khiển cường độ ánh sáng sơ đồ lý tưởng trình bày hình 3.6 Hình 3.6: Hệ thống điều khiển cường độ ánh sáng sơ đồ lý tưởng Trên sở cấu trúc hệ thống điều khiển cường độ ánh sáng sơ đồ lý tưởng với chấp nhận sai lệch điều khiển nằm phạm vi dải chết, công nghệ trồng rau cho phép khoảng chết nàyvới cường độ ánh sáng ± 1000 lux, sơ đồ thực tế trình bày hình 3.7 u= Hình 3.7: Hệ thống điều khiển cường độ ánh sáng sơ đồ thực tế 3.5 Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển trình 3.5.1 Xây dựng hệ thống điều khiển trình 19 Căn quy trình công nghệ điều kiện thực tế nước ta nay, tiến hành thiết kế hệ thống điều khiển trình hình 3.18 Hình 3.8: Hệ thống điều khiển trình sản xuất rau 3.5.2 Lựa chọn công nghệ cho thiết bị điều khiển Sử dụng S7-200 ứng dụng rộng rãi thay mảng rơle coi máy tính lập trình Độ tin cậy cao, tác động nhanh, dễ dàng thay đổi, xử lý tư liệu tự động làm cho việc thiết kế trở nên đơn giản Tiết kiệm không gian, thích ứng môi trường khắc nghiệt tính toán giá thành 3.5.3.Hoạt động hệ thống * Hệ thống bình tưới:Gồm bình nhỏ đựng dung dịch gốc, dung dịch dược pha trộn với tỷ lệ đặc biệt chất dinh dưỡng nuôi cây, dung dịch binh trộn tay đo xác trước đổ vào bình trộn Bình trộn lớn gồm hai bình, bình dùng để trộn dung dịch, bình để chứa hỗn hợp trộn để tưới.Bình trộn trộn bơm tuần hoàn * Quy trình tưới: Các dung dịch gốc trộn tay bình nhỏ, sau đổ vào bình chính, dung dịch gốc trộn với nước với tỷ lệ phù hợp với loại trồng, dung dịch bình trộn trộn nhờ máy bơm 20 MB4, máy bơm nhân viện trực cho chạy để bơm tuần hoàn dung dịch bình trộn, thời gian chạy MB4 phụ thuộc vào lượng dung dịch bình Sau dung dịch trộn đều, chuyển sang Bình tưới, dung dịch dự trữ tưới cho nhờ máy bơm MB5 hệ thống ống tưới MB5 nối với Timer lập trình chạy theo thời gian tưới phút nghỉ 15 phút, thời gian thay đổi tùy thuộc vào loại cầy, thời kỳ sinh trưởng Các van điện nối với Timer lập trình, hệ thống tự động hóa tự động tưới nước cho theo thời gian định Lưu lượng dung dịch cung cấp cho điều chỉnh chủ yếu Bộ điều áp, điều áp định áp suất đầu MB5, tạo dòng chảy nhỏ dẫn đến gốc cây, với hệ thống đường ống dẫn thiết kế nhỏ với điều chỉnh điều áp dung dịch dẫn đến nhỏ giọt vào gốc 3.5.4 Sơ đồ thuật toán mô hình trộn tưới dung dịch 21 3.5.5 Chương trinh điều khiển hệ thống trộn tưới dung dịch 22 23 24 3.5.6 Mô chương trình phần mềm PC_SIMU 3.6 Kết luận Với sở lý thuyết nghiên cứu xây dựng sơ đồ thuật Toán, xây dựng hệ thống tưới tự động phục vụ sản xuất rau an toàn nhờ việc nghiên cứu sơ đồ công nghệ có thực tiễn Hệ thống tưới tự động thiết kế bao gồm phần trộn dung dịch, với phương pháp trộn cách bơm tuần hoàn dung dịch bình trộn chính, dung dịch trộn trước bơm tưới cho Với điều khiển khả trình PLC S7-200 với khối xử lý CPU224, thiết bị thông dụng có sẵn nước thiết kế hệ thống tưới hoàn toàn tin dễ dàng sử dụng đồng thời ứng dung tiện lợi nước ta, hoàn toàn đảm nhiệm nhiệm vụ tưới lại có giá hạ so với thiết bị loại ngoại nhập Chúng hy vọng hệ thống tiếp tục nghiên cứu để dưa thực tiễn sản xuất góp phần thực sớm công công nghiệp hoá đại hoá đất nước 25 [...]... trồng, đặt các thông số quá trình, các tham của bộ điều khiển.v.v CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ SẢN XUẤT RAU SẠCH KHÔNG DÙNG ĐẤT 3.1 Hệ thống điều khiển quá trình tưới nhỏ giọt 3.1.1 Hệ thống tưới nhỏ giọt Hệ thống tưới nhỏ giọt được thiết kế cho nhà trồng rau có mô đun 200 m được chia 2 thành 5 luống trồng rau, chiều dài mỗi luống 16 m, với 45 gốc đượctrồng 90 cây rau Hệ thống đường ống của... thay đổi trong chương trình) 15 Về thiết kế hệ thống điều khiển: hệ thống điều khiển phải được thiết kế trên cơ sở đảm bảo qui trình hoạt động của thiết bị phục vụ cho quá trình công nghệ trồng rau đã được đặt trước Hệ thống điều khiển phải đảm bảo dễ dàng thay thế khi hư hỏng, quá trình vận hành và sử dụng đơn giản cho người vận hành Nhà sản xuất có khả năng can thiệp vào hệ thống như chọn loại cây... hợp lý về mặt sản xuất, chi phí ban đầu Mô đun này cũng được nhiều nước trên thế giới sử dụng vì nó có mang lại hiệu quả kinh tế cao Quy trình sản xuất rau sạch không dùng đất:Để thực hiện được quy trình sản xuất rau sạch kiểu công nghệ trồng rau không dùng đất ở nước ta hiện nay phải kết hợp giữa công nghệ trồng rau và thiết bị phục vụ cho công nghệ Đối với thiết bị phục vụ cho công nghệ được chia... trong công nghệ trồng rau có thể cho phép khoảng chết nàyvới cường độ ánh sáng ± 1000 lux, sơ đồ thực tế trình bày trên hình 3.7 u= Hình 3.7: Hệ thống điều khiển cường độ ánh sáng sơ đồ thực tế 3.5 Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển quá trình 3.5.1 Xây dựng của hệ thống điều khiển quá trình 19 Căn cứ quy trình công nghệ và điều kiện thực tế nước ta hiện nay, chúng tôi tiến hành thiết kế hệ thống. .. pháp về thị trường, về sản xuất gắn với bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp bền vững CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRỒNG RAU SẠCH KHÔNG DÙNG ĐẤT 2.1 Đề xuất bài toán về quy trình công nghệ trồng rau sạch không dùng đất với module 200m2 2.1.1 Mô hình nhà trồng rau sạch với module 200m2 Sản xuất ở Việt Nam là sản xuất nhỏ, do hệ thống bảo vệ và tiêu thụ rau sạch sau thu hoạch... dưỡng cung cấp cho cây rau theo quy trình công nghệ trồng rau Hệ thống cung cấp dung dịch dinh dưỡng được thiết kế bởi hệ thống tưới nhỏ giọt, vì vậy phải đảm bảo sự đồng đều khi tưới cho các gốc Về hệ thống điều khiển nhiệt độ và cường độ ánh sáng:Căn cứ vào quy trình công nghệ trồng rau để đưa ra chế độ đặt nhiệt độ trong nhà trồng và cường độ ánh sáng từ đó điều khiển hệ thống phun sương hay quạt... bố trí hệ thống phun sương Hệ thống quạt thông gió:giúp cho không khí trong nhà trồng lưu thông được với không khí ở phía ngoài nhà trồng Hệ thống này thường được lắp ở phía trên so với sự phát triển của cây rau hình 2.2theo chiều dọc của nhà trồng Hệ thống cuốn mái và thả mái: được thiết kế bởi hệ thống mái cắt nắng và dùng động cơ điện có thể cuốn mái hoặc thả mái tự động Hệ thống này dùng động cơ... kế hệ thống điều khiển quá trình hình 3.18 Hình 3.8: Hệ thống điều khiển quá trình sản xuất rau sạch 3.5.2 Lựa chọn công nghệ cho thiết bị của bộ điều khiển Sử dụng S7-200 do được ứng dụng rất rộng rãi hiện nay và nó thay thế cả một mảng rơle và coi như một máy tính có thể lập trình được Độ tin cậy cao, tác động nhanh, dễ dàng thay đổi, xử lý tư liệu tự động làm cho việc thiết kế trở nên đơn giản Tiết... của động cơ Hệ thống trộn dung dịch :Hệ thống trộn dung dịch là khâu quan trọng trong việc cung cấp dung dịch dinh dưỡng cho cây trồng nhằm đảm bảo độ chính xác về khối lượng và nồng độ chất dinh dưỡng Hệ thống tưới nhỏ giọt:là hệ thống cung cấp dung dịch dinh dưỡng cho cây rau theo từng thời kỳ sinh trưởng dưới dạng giọt nước Vì vậy việc thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt là khâu quan trọng cho công nghệ... nhận từ cảm biến đo được trình bày hình 2.2 13 Hình 2.2 Mô hình nhà lưới có mái che trồng rau không dùng đất Hệ thống luống trồng rau: Với diện tích nhà trồng rau 200 m2(8 x 25m) được chia thành 5 luống, mỗi luống chia thành 45 gốc có thể trồng được 90 cây rau Hình 2.3.Sơ đồ tổng thể hệ thống luống trồng rau trong nhà lưới Hệ thống phun sương :Hệ thống phun sương được thiết kế bởi các đường ống kim