33
Cảm biến độ ẩm nhiệt: được sử dụng để đo độ ẩm tuyệt đối. Không giống như
cảm biến RH, cảm biến độ ẩm nhiệt sử dụng hai đầu dị, một để đo nitơ khơ và một để đo khơng khí của mơi trường xung quanh. Khi độ ẩm được thu thập trên đầu dò tiếp xúc, sự khác biệt về độ dẫn nhiệt được cảm biến cảm nhận và AH được tính tốn.
4.1.9.4. Cảm biến độ ẩm đất của hệ thống. ❖ Hệ thống sử dụng cảm biến độ ẩm đất LM393. Hình 4.21: Cảm biến độ ẩm đất. • Điện áp hoạt động: 3.3-5V. • Ic so sánh : LM393. • VCC: 3.3V-5V. • GND: 0V.
• DO: Đầu ra tín hiệu số (0 và 1).
• AO: Đầu ra Analog (Tín hiệu tương tự).
4.2. Phần mềm lập trình cho hệ thống.
4.2.1. Phần mềm GX-Works2.
34
Phần mềm GX-Works 2 là phần mềm nâng cấp và thay thế cho phần mềm GX Developer, lập trình cho các dịng PLC FX, Q, L, A, S, CNC.
4.2.1.2. Giới thiệu phần mềm GX-Works2.
Cửa sổ chính phần mềm GX-Works2
❖ Thanh tiêu đề: Thanh tiêu đề thể hiện tên của dự án đang sử dụng.
Thanh tiêu đề.
❖ Thanh menu: Thanh menu được sử dụng khá thường xuyên khi làm việc với GX Works2. Click vào thanh menu để chọn những chức năng khác nhau từ thanh menu.
❖ Thanh công cụ: Thanh công cụ gồm những biểu tượng rất trực quan và dễ sử dụng cho những chức năng thơng dụng. Nó khiến các thao tác nhanh hơn.
35 Thanh công cụ.
❖ Tab: Khi làm việc với nhiều cửa sổ đang mở, nó thể hiện theo dạng trình duyệt tab . Click vào tab sẽ kích hoạt cửa sổ làm việc tương ứng.
❖ Xem nội dung hiển thị: Xem nội dung hiển thị thể hiện nội dung của trình hiển thị hiện tại.
❖ Vùng quản lý project: Xem vùng đang chọn vùng thể hiện nội dung của vùng hiện tại.
❖ Khu vực soạn thảo chương trình: Màn hình chỉnh sửa thể hiện nhiều loại màn hình như màn hình tạo chương trình và màn hình tạo comment để chỉnh sửa biểu đồ lader, chú thích, và tham số.
❖ Cửa sổ output: Cửa sổ đầu ra thể hiện sự biên dịch và kiể mtra kết quả (như lỗi và cảnh báo).
❖ Thanh trạng thái: Thanh trạng thái thể hiện thông tin trạng thái của GX Works2.
Thanh trạng thái.
4.2.1.3. Cách tạo một dự án mới.
36
Click vào “Project Type”-> Danh mục “Project Type” hiện lên. Chọn “Simple Project”.
Click the “PLC Series” list button -> Danh mục “PLC Series” hiện lên. Select “QCPU (Q mode)”.
37
Click vào nút “PLC Type”-> Danh sách “PLC Type” hiện ra. Chọn “Q06UDH”..-> click OK.
38
4.2.2. Phần mềm EasyBuilder 8000.
4.2.2.1. Tạo new project.
B1: Vào project manager -> Easybuilder8000 để tạo creat new project.
39 B3: chọn kiểu model mt6056i(320*234) -> oke. B4: hiển thị cửa sổ system parameter settings -> new.
B5: Vào modbus rtu chọn kiểu pcl để kết nối, các thơng số cịn lại giữ mặc định sao đó nhấn oke để kết thúc.
4.2.2.2. Cài driver.
B1: kết nói cáp với plc.
40
B3: vào device manager, nhấn chuột phải vào weintek HMI.
41
Chương 5: THI CÔNG
5.1. Sơ Đồ Khối Và Đi Dây Của Hệ Thống.
5.1.1. Sơ đồ khối.
BỒN CHỨA PHÂN
VAN3 VAN4 VAN5 VAN6
BƠM NƯỚC VAN2
VAN1
Hình 5.1: Sơ đồ khối.
▪ Van 1: Là van thường đóng, có chức năng đóng, mở cấp nước từ bơm nước lên bồn chứa phân bón.
▪ Van 2: Là van thường đóng, có chức năng đưa phân bón từ bồn chứa lên hòa cùng nguồn nước của hệ thống cấp cho cây trồng (hút phân bón dựa vào sự trên lệch áp suất giữa bồn chứa phân bón và nguồn nước cấp nên không cần sử dụng bơm hút).
▪ Van 3, 4, 5, 6: Là van thường đóng, có chức năng đóng mở dựa trên tín hiệu điều khiển cấp nước cho cây trồng.
42
5.1.2. Sơ đồ đi dây.
24+ 24- com X0 X1 X2 X3 X4 X5 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X6 PLC FX3U com Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 com gndad0ad1ad2ad3ad4gndda0da1 start stop time Độ ẩm ĐC V1 V2 V3 V4 V5 V6 24V 12V Nguồn time Độ ẩm 220V VCC GND A0 5V HMI WEINVIEW RS232 RS232 24+ 24- 24V Cảm biến độ ẩm đất
Hình 5.2: Sơ đồ đi dây. ▪ Start: Nút nhấn khởi động. ▪ Start: Nút nhấn khởi động.
▪ Stop: Nút nhấn dừng. ▪ Nguồn: Đèn báo nguồn.
▪ Time: Đèn báo hoạt động theo chế độ thời gian thực tế. ▪ Độ ẩm: Đèn báo hoạt động theo chế độ, độ ẩm dất.
▪ V1, V2, V3, V4, V5, V6: Các van điện từ 12V loại thường đống. ▪ ĐC: Bơm nước.
▪ Cơng tắc 2 chế độ:
• Chế độ time: hoạt động theo chế độ thời gian thực.
43
5.1.3. Bảng vẽ khung hệ thống.
44
5.2. Code vận hành của hệ thống.
47
5.2.2. Code HMI.
48
5.2.3. Khai báo trên code PLC và HMI.
▪ X0: start (nút nhấn xanh). ▪ M100: start (HMI). ▪ X1: stop (nút nhấn đỏ). ▪ M101: stop (HMI).
▪ X2: tưới theo chế độ thời gian thực.
▪ X3: tưới theo chế độ đọc giá trị cảm biến độ ẩm đất. ▪ Y0: bơm nước.
▪ Y1: van 1. ▪ Y2: van 2. ▪ Y3: van 3. ▪ Y4: van 4. ▪ Y5: van 5. ▪ Y6: van 6. ▪ D26: giới hạn độ ẩm đất. ▪ D5: thời gian chuyển van. ▪ D60: giờ tưới 1.
▪ D70: giờ tưới 2. ▪ D4: thời gian bơm. ▪ D80: ngày tưới phân.
5.3. Chế Độ Vận Hành.
5.3.1. Chế độ vận hành theo thời gian thực.
❖ Trình tự vận hành: Cấp nguồn cho hệ thống, cài đặt thời gian tưới, thời gian chuyển van, thời gian bơm nước vào bồn phân, thời gian tưới phân, chọn chế độ TIME, nhấn START. Nếu thời gian thực tế bằng thời gian đặc thì hệ thống bắt đầu vận hành.
• Chế độ tưới thường: Nếu thời gian thực tế bằng thời gian tưới được đặt trước thì Van 3 mở, sao khoản thời gian delay bơm nước bắt đầu hoạt động, thông qua thời gian delay đặt sẵn Van 4, 5, 6 được bật tắc theo trình tự.
• Chế độ tưới phân: Nếu thời gian thực tế bằng giờ tưới và ngày tưới phân thì Van 1 mở sao khoản thời gian delay bơm nước bắt đầu hoạt động, sao khoản thời gian đặt
49
trước Van 2, 3 mở, khóa Van 1 thơng qua thời gian delay đặt sẵn Van 4, 5, 6 được bật tắc theo trình tự.
5.3.2. Chế độ vận hành theo giá trị độ ẩm.
❖ Trình tự vận hành: Cấp nguồn cho hệ thống, cài đặt thời gian tưới, thời gian chuyển van, thời gian bơm nước vào bồn phân, thời gian tưới phân, chọn chế độ Độ ẩm, nhấn START. Nếu giá trị độ ẩm đất lớn hơn giá trị được đặt thì hệ thống bắt đầu được vận hành.
• Chế độ tưới thường: Nếu giá trị độ ẩm đất lớn hơn giá trị được đặt thì Van 3 mở sao khoản thời gian delay Bơm nước bắt đầu hoạt động, thông qua thời gian delay đặt sẵn Van 4, 5, 6 được bật tắc theo trình tự.
• Chế độ tưới phân: Nếu giá trị độ ẩm đất lớn hơn giá trị được đặt và thời gian thực tế ngày tưới phân thì Van1 mở sao khoản thời gian delay Bơm nước bắt đầu hoạt động, sao khoảng thời gian đặt trước Van 2, 3 mở, khóa Van 1 thơng qua thời gian delay đặt sẵn Van 4, 5, 6 được bật tắc theo trình tự.
5.4. Quy Trình Vận Hành.
❖ Chế độ vận hành theo giá trị độ ẩm đất (độ ẩm):
• Bước 1: cấp nguồn, chuyển cơng tắc về chế độ độ ẩm.
• Bước 2: đặt giới hạn độ ẩm đất (giới hận độ ẩm đất).
• Bước 3: đặt thời gian chuyển giữa các van (thời gian chuyển van), đơn vị đặt là giây.
❖ Chế độ vận hành theo thời gian thực (time):
• Bước 1: cấp nguồn, chuyển cơng tắc về chế độ time.
• Bước 2: đặt giờ tưới (giờ tưới 1, giờ tưới 2), hệ thống có thể đặt giờ tưới 2 lần trên ngày, nếu giờ tưới đặt bằng thời gian thực tế thì hệ thống bắt đầu hoạt động.
• Bước 3: đặt thời gian chuyển giữa các van (thời gian chuyển van), thời gian đặt đơn vị là (giây).
❖ Chế độ tưới phân:
• Ở chế độ này hệ thống có thể hoạt động ở cả hai chế độ.
50
- Bước 1: đặt ngày tưới phân (ngày tưới phân). 1, 2, 3, 4, 5, 6, 0 lần lược là thứ2, thứ3, thứ4, thứ5, thứ6, thứ7, chủ nhật.
- Bước 2: đặt thời gian bơm nước vào bồn chứa phân (thời gian bơm), thời gian đặt đơn vị (giây).
→ Hệ thống chỉ sử dụng phân bón dạng lỏng hoặc dạng rắn pha loảng, thời gian bơm nước vào bồn chứa phân, có thể đo thời gian bơm ngoài thực tế trước khi cài đặt trực tiếp vào hệ thống.
5.5. Mơ hình hồn sao khi hoàn thiện.
51
Chương 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN
6.1. Kết Quả Đạt Được.
Thơng qua q trình làm đồ án tốt nghiệp giúp em tích lũy được một lượng lớn kiến thức chuyên ngành về lĩnh vực mà mình nghiên cứu, thơng qua các quá trình tìm tịi học hỏi kinh nghiệm từ giảng viên hướng dẫn và bạn bè trong lớp. Bên cạnh đó em cũng gặp khơng ích những khó khăn nhưng khi kiên trì giải quyết nắm bắt được những vấn đề mà mình mắc phải thì em cảm thấy vững vàng hơn trên những khối kiến thức đó. Những kiến thức này cũng là một phần hành trang, kinh nghiệm giúp em đỡ quanh co hơn trên con đường trải nghiệm thực tế mai này.
6.2. Hướng Phát Triển Tương Lai.
Mục tiêu của mơ hình “Hệ Thống Tưới Và Bón Phân Tự Động Trong Nơng Nghiệp” này là những hộ gia đình có diện tích đất nơng nghiệp vừa và nhỏ có tính tập trung cao, những khu vực gần biển nguồn nước tưới tiêu bị nhiễm mặn phải sử dụng nước ngầm. Nên việt tính tốn thiết kế cịn khá đơn giản nhằm phát triển phổ biến cho những hộ nơng dân có thu nhập thấp dễ dàng tiếp cận và sử dụng.
Để có thể áp dụng cho các mơ hình nơng trại cở lớn hoặc những nông trại nhỏ phân tán gời gạc chúng em cần phải cải thiện và nâng cấp mơ hình của mình nhiều hơn nữa để có thể giám sác các số liệu, điều khiển từ xa và liên kết nhiều mơ hình nơng trại lại với nhau để dễ dàng quản lý giúp giảm thiểu lao động chân tay nâng cao năng xuất và chất lượng nông sản. Gốp phần thúc đẩy nền kinh tế phát triển.
52
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] xemtailieu, 9/2021
https://xemtailieu.com/tai-lieu/do-an-tot-nghiep-co-dien-tu-he-thong-tuoi-cay-tu-dong- theo-do-am-1284642.html
[2] Hüseyin R. Börklü, Sadik A. Kalyon, 2017, ‘A Design Study of an Innovative Barrier System for Personal Parking Lots’, Gazi University Journal of Science, pp. 113-123. [3] webdien, 9/2021
http://webdien.com/d/archive/index.php/f-118.html
[4] Banuchandar, V. Kaliraj, P. Balasubramanian, S. Deepa, N. Thamilarasi, 2012 ‘Automated Unmanned Railway Level Crossing System’, Int. Journal of Modern Engineering Research (IJMER) Vol. 2, Iss.1, pp. 458-463.
[5] Acy M. Kottalil, Abhijith S, Ajmal M M, Abhilash L J.,Ajith Babu., 2014 ‘Automatic railway gate control system,’ Int. Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, Vol. 3, Iss 2.
53
PHỤ LỤC
Nhu cầu sử dụng nước trong các ngành nghề (theo dự án đánh giá ngành nước năm 2008).
Tỷ lệ phân bố tài nguyên nước theo các lưu vực sông.
Nguồn: Báo cáo Tài nguyên nước, những vấn đề và giải pháp quản lý khai thác, sử dụng nước, Bộ TN&MT 2009.
54
Tình hình đăng ký sáng chế về hệ thống tưới nhỏ giọt từ 1968-2014.
Tình hình đăng ký sáng chế về hệ thống tưới nhỏ giọt qua các thập niên.
55
5 quốc gia tập trung nhiều sáng chế đăng ký bảo hộ về hệ thống tưới nhỏ giọt trong giai đoạn 1968-1979.
6 quốc gia tập trung nhiều sáng chế đăng ký bảo hộ về hệ thống tưới nhỏ giọt trong giai đoạn 1980-1989.
56
5 quốc gia tập trung nhiều sáng chế đăng ký bảo hộ về hệ thống tưới nhỏ giọt trong giai đoạn 1990-1999.
6 quốc gia tập trung nhiều sáng chế đăng ký bảo hộ về hệ thống tưới nhỏ giọt trong giai đoạn 2000-2014.
57
Tình hình đăng ký sáng chế về hệ thống tưới nhỏ giọt theo bảng phân loại sáng chế quốc tế.
5 quốc gia được nhiều nhà sáng chế chọn để nộp đơn đăng ký bảo hộ về hệ thống tưới nhỏ giọt.