4. OB1 : Khối chứa chƣơng trình chính 5. OB100 : Khối chứa chƣơng trình khởi động
6. OB35 : Khối chứa chƣơng trình xử lý ngắt theo chu kỳ thời gian (Gọi khối PID, khối mờ)
7. FB2 : Khối mờ 8. FB41 : Khối PID
9. FC1 : Thực hiện chƣơng trình AUTO 10.DB1, DB2, DB3 : Các khối DB mờ 11.DB41 : Dùng cho khối FB41
12.VAT_1: Màn hình quan sát giá trị của các biến.
12.1.1. THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN TRÊN PLC
Giao diện điều khiển đƣợc thiết kế dựa trên phần mềm SCADA-WinCC V7.0
Giao diện chính đƣợc thiết kế nhƣ hình bên dƣới
Hình 3.17 Giao diện chính
Hình 3.18 Giao diện tƣới tự động
Giao diện theo dõi ẩm độ đất qua đồ thị
Hình 3.19 Hình theo dõi ẩm độ đất qua đồ thị
3.3. Kết luận
PLC ngày càng ứng dụng rộng rãi tại Việt Nam. Do cĩ thiết kế gọn nhẹ, độ tin cậy cao, lập trình dễ dàng và thay đổi chƣơng trình một cách mềm dẻo, phù hợp với điều kiện làm việc và mơi trƣờng tại Việt Nam, chính những ƣu điểm của nĩ mà đề tài đã lựa chọn loại PLC này để nghiên cứu. Cụ thể loại CPU 313C. Do bộ PLC này cĩ tích hợp sẵn nhiều đầu vào/ra số, đầu vào tín hiệu analog… rất thích hợp cho việc điều khiển hệ thống tƣới nƣớc tự động .
WinCC cĩ thể tạo ra giao diện HMI trên cơ sở giao tiếp gữa ngƣời và các thiết bị điều khiển nhƣ PLC, CNC thơng qua hình ảnh, sơ đồ, hình vẽ hoặc câu chữ cĩ tính trực quan, giúp ngƣời vận hành cĩ thể theo dõi quá trình làm việc thay đổi các tham số cơng thức hoặc quá trình hoạt động, hiển thị giá trị hiện thời cũng nhƣ giao tiếp với quá trình cơng nghệ thơng qua các hệ thống tự động. Giao diện HMI cho phép ngƣời vận hành giám sát quá trình sản xuất đồng thời đƣa ra các cảnh báo, báo động khi hệ thống cĩ sự cố.
Mục đích đặt ra của bài tốn điều khiển mờ là giám sát các thơng số của độ ẩm và các giai đoạn sinh trƣởng của cây để điều khiển bơm tƣới tự động. Từ đĩ, chọn bộ PLC S7-300 và thực hiện hệ SCADA để điều khiển và giám sát thơng qua phần mềm WinCC 7.0 là phù hợp. Qua đây cĩ thể đáp ứng đựơc mục đích của bài tốn và tạo ra giao diện để ngƣời dùng vận hành dễ dàng điều khiển nhằm mang lại kết quả mong muốn.
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN
4.1.KẾT QUẢ THỰC HIỆN
Chế độ Auto giai đoạn Nảy mầm- Cây con
Hình 4.1 Theo dõi kết quả thực hiện chế độ Auto giai đoạn Nảy mầm-Cây con qua hình ảnh
Chế độ Auto giai đoạn 2
Hình 4.2 Theo dõi kết quả thực hiện chế độ Auto giai đoạn Nảy mầm-Cây con qua đồ thị
Hình 4.3 Theo dõi kết quả thực hiện chế độ Auto giai đoạn Ra hoa- Kết trái qua hình ảnh
Chế độ Auto giai đoạn 3
Hình 4.4 Theo dõi kết quả thực hiện chế độ Auto giai đoạn Ra hoa- Kết trái qua đồ thị
Hình 4.5 Theo dõi kết quả thực hiện chế độ Auto giai đoạn Chín-Thu hoạch qua hình ảnh
Hình 4.6 Theo dõi kết quả thực hiện chế độ Auto giai đoạn Chín-Thu hoạch qua đồ thị
Kết quả điều khiển Tự động (AUTO) và đáp ứng thực tế của bơm
Vùng Ẩm độ thay đổi nằm trong khoảng sai số cho phép là <=10% (TCVN 4196).
Ẩm độ đặt 78% 83% 78%
Ẩm độ đo đƣợc 80% 78% 76%
Giai đoạn sinh trƣởng Nảy mầm –Cây con Ra hoa- Kết trái Nảy mầm –Cây con
Thời gian mở bơm
Khơng ~ 2 Phút ~2 Phút
Tốc độ bơm Khơng 47 Hz Hz 43-50 Hz
Tỷ lệ sai số -2.729%. 3.383%. 1.032%.
Bảng 4.1 Bảng kết quả thử nghiệm phƣơng pháp Auto Chế độ Manual với Ẩm độ mong muốn là 70%
Hình 4.7 Theo dõi kết quả thực hiện chế độ Manual qua hình ảnh
Kết quả điều khiển Thủ cơng (MANUAL) và đáp ứng thực tế của bơm
Ẩm độ mong muốn 84 % 70 % 82%
Ẩm độ đo đƣợc 83% 68% 80%
Giai đoạn sinh trƣởng
Ra hoa - Kết trái Nảy mầm – Cây con
Ra hoa - Kết trái
Thời gian mở bơm ~ 1 Phút ~ 2 Phút ~2 Phút
Tốc độ bơm 42-50 Hz 39-50 Hz 41-50 Hz
Tỷ lệ sai số 0.377 %. 1.48%. 1.387 %.
Bảng 4.2 Bảng kết quả thử nghiệm phƣơng pháp Manual Từ đáp ứng trên ta nhận thấy:
Ẩm độ khơng ổn định ở ẩm độ đặt mà dao động quanh điểm đặt, tuy nhiên vẫn nằm trong vùng sai số cho phép.
4.2. KẾT LUẬN
Hệ thống bao gồm: Phần cứng
Lắp ráp thành cơng mơ hình hệ thống tƣới mờ Kết nối thành cơng 1 PC và 1 PLC S7-313c Phần mềm
Thiết kế giao diện giám sát, điều khiển quá trình vận hành hệ thống bơm bằng SCADA-Win CC V7.0
Lập trình điều khiển bằng Step7, ứng dụng điều khiển mờ và thuật tốn hiệu chỉnh PID đạt yêu cầu
Liên kết dữ liệu giữa Step7 – Win CC
Khối điều khiển mờ đƣợc xây dựng trong S7-300 bằng ngơn ngữ LAD kết hợp ngơn ngữ lập trình SCL cho kết quả điều khiển mơ hình thực là hoạt động hệ thống tƣới mờ khá tốt, sai số trong tất cả các trƣờng hợp đều nhỏ, ẩm độ và Giai đoạn sinh trƣởng đƣợc chọn dựa vào kinh nghiệm của ngƣời sử dụng.
Các hàm điều khiển đƣợc xây dựng dựa trên cơ sở lí thuyết thực nghiệm, để sử dụng đƣợc các hàm điều khiển, ngƣời sử dụng phải cĩ các kiến thức cũng nhƣ hiểu biết về lý thuyết cơ sở này.
4.3.HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Luận văn sử dụng khối điều khiển PID, kết hợp phƣơng pháp điều khiển mờ. Tuy nhiên chất lƣợng của quá trình điều khiển và tính ổn định của hệ thống là vấn đề cần phải đặt ra. Ngồi ra,
Thiết kế bộ mờ kết nối các thiết bị thơng qua dây tín hiệu
Ngơn ngữ và hàm đƣợc sử dụng chỉ đƣợc viết bằng ngơn ngữ LAD và SCL trong bộ điều khiển S7-300 của Siemens, phát triển thêm là xây dựng các hàm chuyên biệt hơn để cĩ thể nhúng trực tiếp vào các bộ điều khiển của các hãng khác nhƣ Omron, Mitsubishi, …