3. Thiết kế hệ thống tự động húa cho nhà màng GH-300 trong Tp Hồ Chớ Minh
1.3. Thử nghiệm tủ điều khiển kộo rốm, nõng hạ mỏi
Thiết kế hai tủđể thực hiện nhiệm vụ thu thập số liệu vi khớ hậu và điều khiển hệ thống rốm, quạt cho nhà trồng:
- Tủ điều khiển: thu thập số liệu vi khớ hậu truyền thụng cho tủ trung tõm và điều khiển cỏc cơ cấu chấp hành qua tủđộng lực.
o Thu thập số liệu từ cỏc bộ đo thụng số vi khớ hậu gồm: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ giú, hướng giú,cường độ sỏng, O2, CO2.
o Hiển thị cỏc thụng sốđo về mụi trường lờn màn hiển thị LCD.
o Cú đầu vào ra số để giao tiếp với tủ động lực, để điều khiển tự động quỏ trỡnh đúng, mở rốm và quạt
o Truyền thụng với trạm trung tõm qua mạng RS485
- Tủđộng lực: được thiết kế hai chếđộ tựđộng và bằng tay để điều khiển 7 rốm và hệ thống quạt giú
o Tựđộng: nhận lệnh từ tủđiều khiển đểđưa ra cơ cấu chấp hành.
o Bằng tay: ngắt khụng nhận lệnh từ tủđiều khiển mà điều khiển cỏc cơ cấu chấp hành trực tiếp.
Ngoài ra khi thử nghiệm tủ cũng kiểm tra cỏc đầu đo:
- Cỏc số liệu hiển thị tại cỏc đầu đo luụn ổn định và phự hợp với điều kiện thực tế. - Cỏc đầu đo hiển thị cựng một thụng số vi khớ hậu cần chỉ cỏc giỏ trị tương đương
nhau (vớ dụ: nhiệt độ, độẩm)
1.3.1. Quỏ trỡnh thử nghiệm
Cỏc bước thử nghiệm tủđiều khiển
- Bước 1: khởi động và kiểm tra cỏc đầu đo. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra thụng số hiển thị ngay tại đầu đo cú ổn định hay khụng o Kiểm tra thụng số cú phự hợp với thực tế hay khụng
o Kiểm tra thụng sốở tủđiều khiển và đầu đo cú giống nhau khụng. o Kiểm tra xem cỏc thụng số cú ổn định khụng.
- Bước 3: kết nối tất cả cỏc đầu đo với tủđiều khiển. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra cỏc thụng số cú đỳng khụng.
o Kiểm tra tớnh ổn định, cỏc đầu đo cú ảnh hưởng đến nhau khụng. - Bước 4: kết nối với tủ trung tõm. Cỏc phần cần kiểm tra:
o Kiểm tra truyền thụng giữa tủđiều khiển và tủ trung tõm xem cú ổn định khụng. o Kiểm tra cỏc thụng sốđầu đo xem hiển thịđỳng khụng.
o Cho chạy thời gian dài để xem tớnh ổn định
- Bước 5: kết nối với tủđộng lực. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra kết nối giữa hai tủ.
o Kiểm tra cơ cấu chấp hành khi cú lệnh điều khiển
o Kiểm tra khi cú tớn hiệu bảo vệ từ cụng tắc hành trỡnh thỡ động cơ phải ngắt. Cỏc bước thử nghiệm tủđộng lực
- Bước 1: kiểm tra cỏc thiết bịđộng lực và cỏc cụng tắc trong tủ. Cỏc phần cần kiểm tra:
o Kiểm tra thụng giữa cỏc cụng tắc điều khiển bằng tay và cỏc thiết bị
o Kiểm tra cỏc thiết bị chạy cú ổn định khụng.
- Bước 2: kiểm tra khi nối tủ với cỏc cơ cấu chấp hành. Cỏc phần kiểm tra: o Kiểm tra tớnh điều khiển bằng tay của cỏc cơ cấu chấp hành
o Kiểm tra tớnh bảo vệ cỏc cơ cấu chấp hành khi thiết bị chạm cụng tắc hành trỡnh.
- Bước 3: kết nối với tủđiều khiển. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra kết nối giữa hai tủ.
o Chuẩn lại cỏc số liệu về thời gian đểđiều khiển rốm o Kiểm tra điểm cỏc lệnh điều khiển khi đưa từ tủ xuống
1.3.2. Kết quả thử nghiệm
v Kết quả thử nghiệm tủđiều khiển
- Khi kết nối từng đầu đo với tủđiều khiển số liệu đỳng và ổn định.
- Khi kết nối tất cả cỏc đầu đo với tủ điều khiển cỏc số liệu cú phần khụng ổn định, tuy nhiờn đó giải quyết được bằng cỏch hiệu chỉnh lại thời gian time out của từng đầu đo và của tủđiều khiển. Sau khi hiệu chỉnh cỏc số liệu đó ổn định. - Kết nối với tủ trung tõm:
o Lỳc đầu khi kết nối số liệu nhận lờn rất khụng ổn định khi khụng nhận đủ gúi dữ liệu. Sau khi chuẩn lại thời gian time out trờn tủ trung tõm dữ liệu đó nhận đủ cả gúi tin.
o Khi nhận đủ số byte trong gúi tin thỡ cỏc số liệu lờn khụng đỳng, do cỏc biến nhận số liệu từ hàm chuyển đổi số thực chưa đỳng.
o Số liệu trong file đi kốm.
- Kết nối tủđộng lực: cỏc tớn hiệu điều khiển tốt tuy nhiờn khụng kết nối được cơ cấu chấp hành do phải đưa xuống cụng ty HADICO mới cú thiết bị.
v Kết quả thử nghiệm tủđộng lực
- Thử nghiệm điều khiển cỏc thiết bị trong tủ tốt. - Đưa tớn hiệu giảđể thử thiết bị bảo vệ
- Khi kết nối tủđiều khiển thỡ tớn hiệu tốt nhưng chưa cú cơ cấu chấp hành nờn chưa thử nghiệm.
1.3.3. Đỏnh giỏ kết quả thử nghiệm
- Đó hoàn thành trạm điều khiển vi khớ hậu với tủ điều khiển và tủ động lực theo yờu cầu thiết kế.
- Tủđiều khiển: khi chạy thử trong phũng thớ nghiệm cú xuất hiện một số lỗi nhưng đó giải quyết được để bảo đảm hai nhiệm vụ: thu thập số liệu cỏc đầu đo truyền lờn tủ trung tõm và điều khiển tủđộng lực theo lệnh đưa xuống từ tủ trung tõm
- Tủđộng lực: kiểm tra được cỏc thiết bịđộng lực trong tủ, cỏc tớn hiệu giao tiếp với tủđiều khiển tốt. Tuy nhiờn chưa thửđược cỏc cơ cấu chấp hành do phải thửở cơ sở của HADICO.
- Cỏc đầu đo: đó chế tạo xong cỏc đầu đo nhiệt độ, độ ẩm, cường độ sỏng, hướng giú, tốc độ giú. Cỏc đầu đo này đó được kiểm định và chạy ổn định.
1.4.Thử nghiệm tủ điều khiển cấp chất dinh dưỡng
Nhiệm vụ:
- Tủđiều khiển cấp chất dinh dưỡng và tưới nhỏ giọt tớn hiệu đo độ PH, độ dẫn điện EC, tổng lượng bức xạ mặt trời để điều khiển hệ thống cấp chất dinh dưỡng theo chương trỡnh nhằm thực hiện tối ưu nhu cầu dinh dưỡng của cõy trồng trong nhà trồng.
- Tuỳ theo loại cõy trồng khỏc nhau và tuỳ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng của cõy mà điều khiển cấp chất dinh dưỡng phự hợp cho cõy trồng phỏt triển. Chất dinh dưỡng được cấp cho cõy trồng theo chếđộ nhỏ giọt.
- Ngoài ra tủđiều khiển cũn cú nhiệm vụ phun nước tưới cho cõy trồng theo chế độ tưới nhỏ giọt.
- Thực hiện truyền thụng với trạm điều khiển trung tõm để trao đổi dữ liệu và nhận cỏc thụng số, quy trỡnh đặt từ trạm điều khiển trung tõm xuống.
1.4.1. Quỏ trỡnh thử nghiệm
- Bước 1: khởi động và kiểm tra cỏc đầu đo. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra thụng số hiển thị ngay tại đầu đo cú ổn định hay khụng o Kiểm tra thụng số cú phự hợp với thực tế hay khụng
- Bước 2: kết nối từng đầu đo với tủđiều khiển. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra thụng sốở tủđiều khiển và đầu đo cú giống nhau khụng. o Kiểm tra xem cỏc thụng số cú ổn định khụng.
- Bước 3: kết nối tất cả cỏc đầu đo với tủđiều khiển. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra cỏc thụng số cú đỳng khụng.
o Kiểm tra tớnh ổn định, cỏc đầu đo cú ảnh hưởng đến nhau khụng.
- Bước 4: cài đặt cỏc thụng số quỏ trỡnh trờn tủ để đưa ra điều khiển cỏc thiết bị động lực trong tủ
- Bước 5: kết nối với tủ trung tõm. Cỏc phần cần kiểm tra:
o Kiểm tra truyền thụng giữa tủđiều khiển và tủ trung tõm xem cú ổn định khụng. o Kiểm tra cỏc thụng sốđầu đo xem hiển thịđỳng khụng.
o Cài đặt cỏc thụng số trờn tủ trung tõm để truyền xuống cho tủđiều khiển xem cú đỳng khụng.
- Bước 6: kết nối cỏc thiết bị chấp hành
1.4.2. Kết quả thử nghiệm
- Kiểm tra cỏc đầu đo: trong quỏ trỡnh chạy trong phũng thớ nghiệm chưa cú hai đầu đo EC và PH.
- Cú thể cài đặt cỏc thụng số quỏ trỡnh trờn tủ qua bàn phớm. Với cỏc thụng số này cỏc thiết bịđộng lực trong tủ chạy đỳng.
- Kết nối với tủ trung tõm:
o Lỳc đầu khi kết nối số liệu nhận lờn rất khụng ổn định khi khụng nhận đủ gúi dữ liệu. Sau khi chuẩn lại thời gian time out trờn tủ trung tõm dữ liệu đó nhận đủ cả gúi tin.
o Khi nhận đủ số byte trong gúi tin thỡ cỏc số liệu lờn khụng đỳng, do cỏc biến nhận số liệu từ hàm chuyển đổi số thực chưa đỳng.
o Khi truyền số liệu cài đặt giữa hai tủ do một lần cài đặt cú 6 gúi tin truyền nờn cú một số lần khụng ổn định. Tuy nhiờn đó giải quyết được bằng cỏch tăng thời gian nghỉ giữa cỏc gúi tin.
o Khi kết nối cú cỏc tủ khỏc vẫn bị lỗi do khi lập trỡnh PLC đó gửi lờn liờn tục mà chưa kiểm tra địa chỉ tủ. Phần này đó được khắc phục.
- Khi tiến hành trong phũng thớ nghiệm chưa kết nối với cơ cấu chấp hành.
1.4.3. Đỏnh giỏ kết quả thử nghiệm
Trạm điều khiển dinh dưỡng đó hoàn thành đỏp ứng được tất cả cỏc yờu cầu thiết kếđề ra. Khi chạy thử trong phũng thớ nghiệm cú những lỗi xảy ra nhưng đó được khắc phục kịp thời.
- Tựđộng cấp chất dinh dưỡng cho cõy trồng theo chương trỡnh và khoảng thời gian đặt trước. Tuy chưa cú cơ cấu chấp hành nhưng cỏc thiết bị động lực trong tủ đó thực hiện theo đỳng quy trỡnh.
- Cho phộp đặt cỏc thụng sốđộ PH, độ dẫn điện của dưỡng chất, thời gian cấp chất dinh dưỡng theo chếđộ khỏc nhau: cú thể cài đặt từ bàn phớm.
- Cho phộp lựa chọn một trong năm chếđộ cấp chất dinh dưỡng khỏc nhau:
- Hiển thị tại chỗ cỏc thụng sốđo PH, EC, tỉ lệ cỏc dưỡng chất: trờn LCD đó hiển thị đủ cỏc thụng số.
- Tựđộng cảnh bỏo, bỏo động khi phỏt hiện sự cố.
1.5.Thử nghiệm tủ phun sương
giảm nhiệt độ và tăng thờm độ ẩm trong nhà trồng để thực hiện tối ưu nhu cầu sinh học của cõy trồng trong nhà trồng.
- Thực hiện truyền thụng với trạm điều khiển trung tõm để trao đổi dữ liệu và nhận cỏc thụng số, quy trỡnh đặt từ trạm điều khiển trung tõm xuống.
1.5.1. Quỏ trỡnh thử nghiệm
- Bước 1: khởi động và kiểm tra cỏc đầu đo. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra thụng số hiển thị ngay tại đầu đo cú ổn định hay khụng o Kiểm tra thụng số cú phự hợp với thực tế hay khụng
- Bước 2: kết nối từng đầu đo với tủđiều khiển. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra thụng sốở tủđiều khiển và đầu đo cú giống nhau khụng. o Kiểm tra xem cỏc thụng số cú ổn định khụng.
- Bước 3: kết nối tất cả cỏc đầu đo với tủđiều khiển. Cỏc phần cần kiểm tra: o Kiểm tra cỏc thụng số cú đỳng khụng.
o Kiểm tra tớnh ổn định, cỏc đầu đo cú ảnh hưởng đến nhau khụng.
- Bước 4: cài đặt cỏc thụng số quỏ trỡnh trờn tủ để đưa ra điều khiển cỏc thiết bị động lực trong tủ.
- Bước 5: kết nối với tủ trung tõm. Cỏc phần cần kiểm tra:
o Kiểm tra truyền thụng giữa tủđiều khiển và tủ trung tõm xem cú ổn định khụng. o Kiểm tra cỏc thụng sốđầu đo xem hiển thịđỳng khụng.
o Cài đặt cỏc thụng số trờn tủ trung tõm để truyền xuống cho tủđiều khiển xem cú đỳng khụng.
o Cài đặt cỏc thụng số từ tủ điều khiển rồi truyền lờn tủ trung tõm xem cú đỳng khụng.
- Bước 6: kết nối cỏc thiết bị chấp hành
1.5.2. Kết quả thử nghiệm
- Kiểm tra cỏc đầu đo: cỏc đầu đo chạy ổn định và cỏc thụng số phự hợp với thực tế. - Khi kết nối từng đầu đo với tủđiều khiển số liệu đỳng và ổn định
- Cú thể cài đặt cỏc thụng số quỏ trỡnh trờn tủ qua bàn phớm. Với cỏc thụng số này cỏc thiết bịđộng lực trong tủ chạy đỳng.
- Kết nối với tủ trung tõm:
o Lỳc đầu khi kết nối số liệu nhận lờn rất khụng ổn định khi khụng nhận đủ gúi dữ liệu. Sau khi chuẩn lại thời gian time out trờn tủ trung tõm dữ liệu đó nhận đủ cả gúi tin.
o Khi nhận đủ số byte trong gúi tin thỡ cỏc số liệu lờn khụng đỳng, do cỏc biến nhận số liệu từ hàm chuyển đổi số thực chưa đỳng.
o Khi truyền số liệu cài đặt giữa hai tủ do một lần cài đặt cú 6 gúi tin truyền nờn cú một số lần khụng ổn định. Tuy nhiờn đó giải quyết được bằng cỏch tăng thời gian nghỉ giữa cỏc gúi tin.
o Số liệu trong file đi kốm.
- Khi tiến hành trong phũng thớ nghiệm chưa kết nối với cơ cấu chấp hành.
1.5.3. Đỏnh giỏ kết quả thử nghiệm
Trạm điều khiển phun sương đó hoàn thành và đỏp ứng được tất cả cỏc yờu cầu thiết kế đề ra. Khi chạy thử trong phũng thớ nghiệm cú những lỗi xảy ra nhưng đó được khắc phục kịp thời.
- Tự động phun sương cho nhà trồng theo chương trỡnh và khoảng thời gian đặt trước. Tuy chưa cú cơ cấu chấp hành nhưng cỏc thiết bịđộng lực trong tủđó thực hiện theo đỳng quy trỡnh.
- Cho phộp đặt cỏc thụng sốđộẩm, nhiệt độ theo chếđộ khỏc nhau: cú thể cài đặt từ bàn phớm.
- Cho phộp lựa chọn một trong bốn chếđộ khỏc nhau.
- Hiển thị tại chỗ cỏc thụng số đo nhiệt độ, độ ẩm: trờn LCD đó hiển thị đủ cỏc thụng số.
2. Thử nghiệm hệ thống tại cụng ty TNHH1TTTV phỏt triển nụng nghiệp Hà Nội (HADICO).
2.1. Mục tiờu, nội dung thử nghiệm và quy trỡnh vận hành chạy thử.
2.1.1. Mục tiờu thử nghiệm
Đ Xõy dựng và hoàn chỉnh cỏc quy trỡnh sinh học cho một số loại cõy trồng (Cõy cải ngọt, cõy hoa ly, cõy dưa chuột, cõy cà chua).
Đ Đỏnh giỏ hiệu qủa ứng dụng hệ thống vào việc nõng cao chất lượng nụng phẩm.
Đ Kiểm tra đỏnh giỏ hoạt động của hệ thống về tớnh ổn định, chớnh xỏc và khả năng sử dụng, vận hành trong điều kiện thực tế.
Đ Phỏt hiện ra những vấn đề cú thể phỏt sinh trong thực tế từ đú cú những điều chỉnh, bổ sung cho phự hợp với yờu cầu thực tế.
Đ Giới thiệu, quảng bỏ sản phẩm của đề tài với cỏc cơ quan quản lớ chuyờn ngành nhằm tiến đến triển khai đưa được sản phẩm vào ứng dụng.
Đ Làm cơ sở căn cứ đỏnh giỏ, bỏo cỏo phục vụ nghiệm thu sản phẩm và nghiệm thu cấp cơ sởđề tài.
2.1.2. Nội dung thử nghiệm
Nội dung thử nghiệm được chia làm hai giai đoạn chớnh sau:
Giai đoạn 1: Giai đoạn thử nghiệm từng phần. Mục đớch của giai đoạn này là để kiểm chứng độ ổn định và độ tin cậy của cỏc thiết bị khi chạy trong thực tế và hiệu chỉnh lại cỏc tớnh năng sao cho phự hợp với thực tế. Giai đoạn này diễn ra đồng thời với quỏ trỡnh lắp đặt hệ thống. Lắp đặt đến đõu chạy thử luụn đến đú.
Giai đoạn 2: Giai đoạn kết nối hệ thống chạy liờn tục ngày đờm 24/24 trong suốt quỏ trỡnh thử nghiệm. Giai đoạn này được thực hiện sau khi giai đoạn một đó hoàn thành. Hệ thống được vận hành với tất cả cỏc tớnh năng của nú. Giai đoạn này, ngoài việc đo,