Thiết kế hệ thống tưới cây tự động PLC S1200 TIA portal V15 ( có sẵn file và giải thích mô phỏng phia dưới )Tưsới rãnh (Furrow irrigation) thường áp dụng tưới cho câytrồng cạn hoặc cây ăn trái. Rãnh là các đường trũng hẹp, đào xen kẽvới các liếp và chạy song song với nhau. Thông thường, người ra đào các rãnh hẹp này và lấp đất đắp hai bên thành liếp. Nước được cho vào các rãnh và thấm dần 2 bên cho cây trồng. Phương pháp này còn gọi là tưới thấm,khác với kiểu tưới ngập tự do, chỉ có một phần ba hoặc một nửa diện tích bị ngập nước, do vậy sự bốc hơi tự do bị giảm đi đáng kể. Kênh dẫn nước vào ruộng trong phương pháp này cao hơn mặt ruộng.+ Ưu điểm của phương pháp tưới rãnh là tiết kiệm nước hơn tưới ngập và tưới dải, giảm được lượng tổn thất nước do bốc hơi nên cho hiệu quả tưới cao hơn. Phương pháp này có thể áp dụng cho nhiều loại đất khác nhau, không gây xói mòn đất và không làm chèn chặt đất. Nước đi vào cây qua hệ thống rễ, không làm ướt lá nên có thể tránh được một số bệnh cho cây.+ Nhược điểm của tưới rãnh là phải tốn nhân lực để chuẩn bị đất làm rãnh. Người quản lý nước phải biết kiểm soát mực nước vừa phải.
ĐẠI HỌC SPKT HỒ CHÍ MINH Bộ mơn Điều khiển Tự động hóa - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống điều khiển tự động Giáo viên hướng dẫn: Thái Hữu Nguyên Sinh viên thực : Lớp: : DHTDHCK13B HCM, 6/2021 CHƯƠNG I : TÌM HIỂU U CẦU CƠNG NGHỆ 1.5 Các phương pháp tưới lựa chọn phương pháp tưới 1.5.1 Các phương pháp tưới Các phương pháp tưới a.Tưới mặt Tưới mặt xem phương pháp tưới cổ điển áp dụng từ lâu đời nhiều quốc gia Tưới mặt biện pháp kỹ thuật dùng đường dẫn tự nhiên (sông, rạch) hay nhân tạo (kênh, mương, rãnh) để đưa nước vào ruộng ngấm vào đất cung cấp cho trồng Tưới mặt đất chia thành phương thức tưới tưới ngập, tưới dải tưới rãnh Tưới mặt có ưu nhược điểm sau: + Ưu điểm:Gần khơng cần phải bơm có hệ thống dẫn nước tự chảy theo trọng lực Nhờ nước tràn mặt nên nước ngấm sâu xuống đất cách đồng Kỹ thuật tưới giúp ích nhiều cho việc rửa mặn giảm phèn đất Tưới ngập hạn chế phần cỏ dại mặt ruộng nước ngập trân mặt thời gian dài + Nhược điểm: Đây kiểu tưới sử dụng nhiều nước Khi áp dụng tưới mặt, ruộng phải chuẩn bị san phẳng kỹ theo độ dốc định, bờ bao phải tốt để kiểm soát nước Do vậy, áp dụng tưới mặt, công sức đầu tư ban đầu b Tưới ngập Tưới ngập (Flooding irrigation) phương thức cung cấp nước cho vùng đất có bờ bao chung quanh nhằm trì lớp nước mặt đất thời gian định cho mảnh ruộng vườn có bờ bao xung quanh trì lớp nước thời kỳ sinh trưởng trồng + Ưu điểm: Tưới ngập, thực tốt, giúp hạn chế cỏ dại ruộng, làm giảm nồng độ độc chất đất góp phần làm điều hịa vi khí hậu khu vực Kỹ thuật tưới ngập thích hợp cho loại trồng sống điều kiện ngập nước lúa, số loại cỏ, ăn trái,… + Nhược điểm: phù thuộc vào địa hình đất c Tưới dải Tưới dải (border irrigation) cịn gọi tưới bang, hình thức tưới tràn toàn mặt ruộng + Ưu điểm: sử dụng lượng nước lớn an toàn, giảm thiểu cơng lao động thời gian, chi phí quản lý thấp cung cấp nước đồng hiệu sử dụng nước cao + Nhược điểm: phải có ruộng thật phẳng, chi phí đầu tư trang mặt ruộng lúc đầu cao phải có nguồn nước dồi d Tưới rãnh Tưsới rãnh (Furrow irrigation) thường áp dụng tưới cho câytrồng cạn ăn trái Rãnh đường trũng hẹp, đào xen kẽvới liếp chạy song song với Thông thường, người đào rãnh hẹp lấp đất đắp hai bên thành liếp Nước cho vào rãnh thấm dần bên cho trồng Phương pháp gọi tưới thấm,khác với kiểu tưới ngập tự do, có phần ba nửa diện tích bị ngập nước, bốc tự bị giảm đáng kể Kênh dẫn nước vào ruộng phương pháp cao mặt ruộng + Ưu điểm phương pháp tưới rãnh tiết kiệm nước tưới ngập tưới dải, giảm lượng tổn thất nước bốc nên cho hiệu tưới cao Phương pháp áp dụng cho nhiều loại đất khác nhau, khơng gây xói mịn đất khơng làm chèn chặt đất Nước vào qua hệ thống rễ, không làm ướt nên tránh số bệnh cho + Nhược điểm tưới rãnh phải tốn nhân lực để chuẩn bị đất làm rãnh Người quản lý nước phải biết kiểm soát mực nước vừa phải e Tưới nhỏ giọt Tưới nhỏ giọt (drip irrigation) hình thức tưới qua đường ống đặt sát mặt đất chôn ngầm tưới nhỏ giọt đất (subsurface drip irrigation - SDI), có gắn vịi nhỏ giọt (emitter) Nước nhiểu giọt với tia nhỏ đặn với lưu lượng có kiểm sốt (vàilít/giờ) để cung cấp cho rễ trồng Nước cung cấp cho hệ thống nhỏ giọt phải lọc kỹ để tránh hạt cặn lơ lửng làm tắt nghẽn đầu thoát nước Đây phương pháp tưới hiệu tiên tiến thường áp dụng cho vùng khô hạn bán khô hạn, nguồn nước hạn chế có gió mạnh Phương pháp phối hợp với biện pháp bón phân kiểm soát phần cỏ dại + Ưu điểm: tiết kiệm nước, hiệu suất tưới 90% Diện tích sử dụng để lắp đặt hệ thống nhỏ so với diện tích tưới Phương pháp khống chế tối đa độ sâu tạo ẩm Nhờ tưới vừa phải đất nên sâu bệnh cỏ dại bị hạn chế phát triển Nước tưới hịa tan them phân bón thuốc bảo vệ thực vật Áp dụng phương pháp giảm lao động tưới nhờ khả tự động hệ thống cao + Nhược điểm: đầu tạo giọt thường dễ bị nghẽn việc xử lý cặn nước không hồn tồn tốt Nhiều nơi khó áp dụng phương pháp b ịchuột số loài gặm nhấm khác phá hoại Phải tốn nhiều công sức thời gian để kiểm tra bảo trì hệ thống tưới Chi phí đầu tư cho hệ thống kiểu cao f Tưới phun Tưới phun mưa (sprinkler irrigation) hình thức đưa nước tưới lên cao khỏi mặt đất để nước rơi tự xuống kiểu mưa rơi Hình thức tưới áp dụng cho hầu hết loại đất khác địa hình từ phẳng đến thay đổi phức tạp nơi mà hình thức tưới mặt đất khác khó áp dụng áp dụng không hiệu Tưới phun thường áp dụng cho tưới hoa màu, cảnh, công nghiệp, đồng cỏ, vườn ươm lâm nghiệp, … + Tưới phun mưa có ưu điểm tiết kiệm nhiều lượng nước tưới, tổn thất thấm sâu chảy tràn giảm thiểu nhiều Do vậy, hiệu sử dụng nước tưới cao Phương pháp tưới áp dụng cho hầu hết dạng địa hình cao thấp khác nhau, khơng cần phải làm phẳng mặt ruộng Tưới phun giảm thiểu chi phí xây dựng kênh mương nội đồng, gia tăng diện tích canh tác Cách tưới kết hợp với việc bón phân phịng trừ sâu bệnh cách hồ tan chất vào nước Tưới phun mưa tạo cảnh quan đẹp, góp phần gia tăng độ ẩm giảm nhiệt độ khơng khí khu vực Năng suất trồng phạm vi tưới thường cao + Tuy nhiên, nhược điểm tưới phun mưa chi phí lắp đặt thiết bị tưới ban đầu thường lớn Người vận hành hệ thống tưới phải có kỹ thuật điều khiển hoạt động Hệ thống phải thường xuyên theo dõi, điều chỉnh tốc độ phun di chuyển theo hướng gió Gió mạnh gây khó khăn điều chỉnh lưu lượng phun mưa Các đầu phun thường hay bị nghẽn nguồn nước có nhiều chất bùn cặn Ngồi ra, việc bố trí đường ống làm hạn chế giới hóa số hoạt động canh tác khác 1.5.2 Phương pháp tưới Phương pháp tưới phun có nhiều ưu điểm áp dụng nhiều dạng địa hình nên ta lựa chọn phương pháp tưới phun Tính bật: - Kỹ thuật tưới chủ động theo: ngày, mùa vụ, tháng, năm, nhiệt độ, độ ẩm đất trồng - Số lần tưới (0÷4) lần/1buổi (sáng chiều), thời gian lần tưới (5 ÷ 15) phút - Nhiệt độ mơi trường khơng khí nhà trồng trì nhỏ (27 ÷ 29)0C - Độ ẩm đất trồng ln trì nhỏ 85% - Tự động hóa cơng tác tưới 100% - Tiết kiệm nước tưới (89 ÷ 92)% so với tưới bơm phun vịi thủ cơng - Giảm rửa trơi chất dinh dưỡng, hạn chế xói mịn đất Hạn chế tượng đơng kết, đóng lớp đất trồng; giữ độ rỗng, khơng gian trống đất, lớn so với phương pháp tưới rãnh, tưới lần ngập nước, tưới phun mưa - Giảm sức lao động ngày công lao động - Rút ngắn thời gian tưới Các loại đầu phun: Hiện có nhiều loại đầu phun quay thị trường Có kiểu vịi phun là: vịi phun khuếch tán vòi phun tia Nhà sản xuất đầu phun thường cho bảng tra thông số kỹ thuật loại vòi phun để lựa chọn Tùy theo loại trồng kỹ thuật tưới mà ta chọn đầu phun qua thông số áp suất hoạt động, lưu lượng phun tầm phun mưa 1.6 Một số hệ thống tưới tự động nước Ở nước ta có nhiều nghiên cứu ứng dụng hệ thống tự động vào sống Người dân sáng tạo hệ thống bán tự động giúp tiết kiệm sức lao động, hiệu mang lại cao so với tưới thủ công Tuy nhiên hệ thống nhiều nhược điểm cần khắc phục để mang lại hiệu cao Ở trường đại học chuyên ngành kĩ thuật có nhiều đề tài hệ thống tưới nước tự động sinh viên thực Tuy nhiên nhiều mặt hạn chế cần khắc phục Hệ thống tưới phun tự động đa năng- cơng trình khoa học giảng viên trường Cao đẳng Công nghiệp (CĐCN) Huế: tiến sĩ Lê Văn Luận thạc sĩ Lê Đình Hiếu Các thiết bị hệ thống tưới phun đa gồm có cảm biến đo nhiệt độ cảm biến đo độ ẩm đất cài đặt nhà màng trồng hoa, hệ điều khiển lập trình PLC-S7- 1200 Khi cảm biến cho thông số độ ẩm đất nhiệt độ khơng khí nhà màng báo hiệu cần nước, tín hiệu đưa đến hộp điều khiển PLC Tại chức điều khiển tự động để nhận nước đưa tưới tự động tưới phun theo vòi phun lắp đặt, tự ngừng phút, cảm biến báo độ ẩm nhiệt độ đạt yêu cầu Hệ thống tưới phun tự động đa sản phẩm khoa học có ý tưởng hay, tính ứng thiết thực thử nghiệm có hiệu thực tế Ngồi cịn có số hệ thống tưới tự động áp dụng cho tưới hoa màu Vịnh Bắc Bộ 1.7 Yêu cầu công nghệ hệ thống tưới tự động Khi độ ẩm đất cao (>90%) hệ thống gửi cảnh báo đèn nháy bơm ngừng hoạt động ngược lại độ ẩm đất thấp( TG set khiến cho tiếp điểm thường kín TG khơng có điện dẫn đến hệ thống bơm dừng Khi thời gian 15h => Tiếp điểm trunggian set khiến cho tiếp điểm thường kín(trunggian) khơng hoạt động bơm hoạt động bình thường Thời gian = có nghĩa bắt đầu ngày hoạt động lại Bộ thời gian đếm 10s => máy bơm hoạt động Sau đếm xong TG2 Set để thời gian đếm nghỉ 10s reset ( Vì để tiện cho việc mơ nên em cho thời gian nghỉ xuống 10s ) * Cảnh báo độ ẩm dừng lại độ ẩm >=90 nhấn nút sử lý để reset chu kỳ mô độ ẩm * Mô mức ẩm 1) hàm Norm Scale để quy đổi thang đo từ 0->27648 sang 0-> 100 2) Chạy máy bơm time 500ms 250ms lấy xung cộng 200 vào biến anlog_input CHƯƠNG IV : MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 4.1 Giới thiệu phần mềm Wincc : WinCC (Windows Control Center) phần mềm hãng Siemens dùng để giám sát, điều khiển thu thập liệu trình sản xuất Nói rỏ hơn, WinCC chương trình dùng để thiết kế giao diện Người Máy – HMI (Human Machine Interface) hệ thống Scada (Supervisory Control And Data Acquisition), với chức thu thập số liệu, giám sát điều khiển trình sản xuất Với WinCC, người dùng trao đổi liệu với PLC nhiều hãng khác như: Siemens, Mitsubishi, Allen braddly, Omron, thông qua cổng COM với chuẩn RS232 PC chuẩn RS485 PLC Với WinCC, ta tận dụng nhiều giải pháp khác cho để giải công việc, từ thiết kế cho hệ thống có quy mơ nhỏ đến quy mơ lớn, hệ thống thực sản xuất – MES (Manufacturing Excution System) WinCC mơ hình ảnh kiện xảy trình điều khiển dạng chuổi kiện Để đáp ứng yêu cầu công nghệ ngày phát triển, WinCC cung cấp nhiều hàm chức cho mục đích hiển thị, thơng báo, ghi báo cáo, xử lý thông tin đo lường, tham số công thức, chương trình thiết kế giao diện Người Máy – HMI tin dùng 4.2 Thiết kế giao diện Wincc 4.3 Kết mơ : Vì realtime đồng theo thời gian máy tính để có kết tốt phải phụ thuộc vào thời gian mô * Hiện 12h đêm => hệ thống hoạt động tưới 10s * Nghỉ 10s * Khi độ ẩm đạt 90% cảnh báo hệ thống ngừng File : https://mega.nz/file/SNlCmSLZ#yzBwwCCorlpWNKBzmf_bLTA2TzQOxrriR3ls_M6 UKwk ... khoa học có ý tưởng hay, tính ứng thiết thực thử nghiệm có hiệu thực tế Ngồi cịn có số hệ thống tưới tự động áp dụng cho tưới hoa màu Vịnh Bắc Bộ 1.7 Yêu cầu công nghệ hệ thống tưới tự động Khi... dẫn tự nhiên (sông, rạch) hay nhân tạo (kênh, mương, rãnh) để đưa nước vào ruộng ngấm vào đất cung cấp cho trồng Tưới mặt đất chia thành phương thức tưới tưới ngập, tưới dải tưới rãnh Tưới mặt có. .. điều khiển PLC Tại chức điều khiển tự động để nhận nước đưa tưới tự động tưới phun theo vòi phun lắp đặt, tự ngừng phút, cảm biến báo độ ẩm nhiệt độ đạt yêu cầu Hệ thống tưới phun tự động đa sản