đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình điều khiển và giám sát hệ thống nuôi trồng nấm sử dụng PLC s71200 và HMI GS2110WTBD

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

THIẾT KẾ MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT
HỆ THỐNG NI TRỒNG NẤM SỬ DỤNG PLC
S7-1200 VÀ HMI GS2110-WTBD

SVTH : NGUYỄN QUỐC THẮNG
NGƠ HIẾU NGHĨA
Khóa

MSSV : 17142163
MSSV : 17142125

: 2017 - 2021

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
GVHD : TS. NGUYỄN PHAN THANH

TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
ĐỒĐÀO
ÁNTẠO
TỐT
NGHIỆP

KHOA
CHẤT
LƯỢNG CAO

THIẾT KẾ MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT
HỆ THỐNG NUÔI TRỒNG NẤM SỬ DỤNG PLC
S7-1200 VÀ HMI GS2110-WTBD
SVTH : NGUYỄN QUỐC THẮNG
NGƠ HIẾU NGHĨA
Khóa

MSSV : 17142163
MSSV : 17142125

: 2017 - 2021

Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
GVHD : TS. NGUYỄN PHAN THANH

TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021

1


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập-Tự do-Hạnh phúc
----***---TP.Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 7 năm 2021

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Quốc Thắng

Ngô Hiếu Nghĩa

MSSV: 17142163
MSSV: 14142125

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử

Lớp: 17142CL3

Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Phan Thanh

ĐT:

Ngày nhận đề tài: 08/03/2021
1.

Ngày nộp đề tài: 03/08/2021

Tên đề tài: Thiết Kế Mơ Hình Điều Khiển Và Giám Sát Hệ Thống Nuôi Trồng Nấm
Sử Dụng PLC S7-1200 Và HMI Mitsubishi Gs2110-WTBD

2.

Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Giá trị đầu vào là nhiệt độ, độ ẩm của môi trường nuôi

3.

Nội dung thực hiện đề tài:
Nuôi trồng nấm bào ngư

4.

Sản phẩm:
Gồm 1 tủ điện và 1 lồng mô phỏng nhà nuôi trồng nấm

TRƯỞNG NGÀNH

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

2


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Quốc Thắng

MSSV: 17142163

Họ và tên Sinh viên: Ngô Hiếu Nghĩa

MSSV: 17142125

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử

Tên đề tài: Thiết Kế Mơ Hình Điều Khiển Và Giám Sát Hệ Thống Ni Trồng Nấm Sử
Dụng PLC S7-1200 Và HMI Mitsubishi GS2110-WTBD

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Phan Thanh
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện:
- Đi tham quan và nghiên cứu tại Nông Trai Xanh Green Noen
- Thiết kế bản vẽ về tủ điều khiển trên Autocad
- Lập trình điều khiển và mơ phỏng HMI trên phần mềm Tia Portal V15
- Thiết kế giao diện giám sát HMI trên phần mềm GT Designer3
- Thi công thiết kế tủ điện
- Thi cơng làm mơ hình lồng ni trồng nấm
2. Ưu điểm:
- Nghiên cứu quy trình ni trồng Nấm Bào Ngư
- Hoàn thiện thiết kế bản vẽ
- Đã thi cơng và hồn thiện phần tủ điện
3. Khuyết điểm:
- Mơ hình lồng nấm chưa được hồn thiện
- Chưa giám sát được trên Internet
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
Đề nghị cho bảo vệ.

3


5. Ý kiến khác:
............................................................................................................................................. ....
.........................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 7 năm 2021
Giáo viên hướng dẫn
(Ký & Ghi rõ họ tên)

4


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Quốc Thắng

MSSV: 17142163

Họ và tên Sinh viên: Ngô Hiếu Nghĩa

MSSV: 17142125

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử

Tên đề tài: Thiết Kế Mơ Hình Điều Khiển Và Giám Sát Hệ Thống Ni Trồng Nấm Sử
Dụng PLC S7-1200 Và HMI Mitsubishi Gs2110-WTBD
Họ và tên Giáo viên phản biện: Vũ Văn Phong
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
- Đề tài đã nghiên cứu quy trình trồng nấm bào ngư, thiết kế và thi cơng mơ hình trồng
nấm.
- Hệ thống có khả năng tự động điều khiển nhiệt độ và độ ẩm của vườn trồng nấm nhằm
đảm
bảo điều kiện tốt nhất cho nấm bào ngư phát triển.
2. Ưu điểm:
- Nhóm có tìm hiểu thực tế quy trình trồng nấm bào ngư.

- Lên bản vẽ rất chi tiết và cụ thể.
- Chương trình điều khiển và chương trình giám sát trên HMI được hoàn thiện.
- Sử dụng linh hoạt PLC của Siemens kết hợp với HMI của Mitsubishi.
3. Khuyết điểm:
- Phần cứng chưa hoàn thiện do ảnh hưởng của Covid.
- Trong báo cáo phần lưu đồ thuật toán trang 23 chưa chính xác cần phải xem lại.
- Trong thiết kế chưa trình bày được quy mơ của vườn.
- Phần tóm tắt đề tài chưa đúng, trong phần tóm tắt nhóm tác giả nên trình bày những nội
dung sẽ thực hiện trong đề tài
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?


Đồng ý cho bảo vệ.

5. Câu hỏi phản biện:
Câu hỏi 1: Theo yêu cầu thì cần duy trì nhiệt độ từ 27-32, vậy có cần thiết phải sử dụng
PID để điều khiển nhiệt độ? Khi sử dụng PID thì nhiệt độ đặt là bao nhiêu?
Câu hỏi 2: Các thông số của bộ điều khiển PID là bao nhiêu? và được tìm
như thế nào?
6.

Điểm:…8/10…………….(Bằng chữ: .....Tám chẵn...................................)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 08 năm 2021
Giáo viên phản biện
(Ký & Ghi rõ họ tên)

Vu Văn Phong


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******
XÁC NHẬN CHỈNH SỬA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên SV1: Nguyễn Quốc Thắng

MSSV: 17142163

Họ và tên SV2: Ngơ Hiếu Nghĩa

MSSV: 17142125

Lớp: 17142CL3

Khóa: 2017 - 2021

Ngày bảo vệ: 14/08/2021
Chuyên ngành CNKT Điện – Điện tử - Khoa Đào tạo Chất lượng cao (hệ CLV)
Căn cứ ý kiến nhận xét của Hội đồng chấm Khóa luận tốt nghiệp (HĐ số 6)
1. Nhóm có tìm hiểu rõ thực tế về quy trình trồng nấm bào ngư.
2. Đánh giá cao sinh viên ngành điện làm theo hướng tự động hóa.
3. Lên bản vẽ rất chi tiết, cụ thể và chuyên nghiệp. Giao diện HMI cần xem lại quy chuẩn
thiết kế.
Nhóm sinh viên đã sửa chữa, hồn chỉnh một số nội dung sau:
STT Nội dung cũ
1
Tóm tắt đề tài chưa đúng
2
Phần thiết kế thiếu quy mô vườn
3

Lưu đồ trang 23 chưa chính xác
Chi tiết chỉnh sửa:
STT
1

Nội dung đã chỉnh sửa
Tóm tắt đề tài đã chỉnh sửa
Đã bổ sung
Đã xóa do nhóm trình bày bị thừa

Nội dung cũ
Đề thực hiện nhóm tìm hiểu các quá trình phát
triển tại trang trại, sau đó tiến hành tồng hợp lại
các giai đoạn trạo ra quy trình trồng nấm phù
hợp nhất.

Trang
xi
21

Nội dung đã chỉnh sửa

Nơi dung nhóm thực hiện là tìm
hiểu rõ được quy trình phát triển
thực tế của nấm bào ngư tại
trang trại Green Noen. Qua đó
Sau q trình tìm hiểu nhóm thiết kế mơ hình nhóm đã tự tổng hợp được các
bao gồm 2 giai đoạn thiết kế trên bản vẽ và thực giai đoạn để tạo ra các quy trình
hiện trên thực tế dưới sự hướng dẫn của thầy phù hợp để áp dụng công nghệ
điều khiển và giám sát hệ thống

2

TS. Nguyễn Phan Thanh

từ xa trên PLC và HMI.

Thi công thực tế gồm 2 giai đoạn là tủ điện với
các bước hồn chỉnh (đã xơng điện lên các thiết
bị) và mơ hình mơ phỏng lại nhà trồng nấm tại
nơng trại với các cảm biến nhiệt và độ ẩm, quạt
thơng gió, bơm phun tưới và giải nhiệt cho nhà
nuôi. Tuy nhiên vì dịch bệnh và mơ hỉnh vẫn để
trong trường nhóm khơng thể kiểm tra tổng thể
mà chỉ có thể kiểm tra riêng lẻ các thành phần.

Sau đó nhóm đã lên kế hoạch
thiết kế mơ hình lồng ni và tủ
điểu khiển của hệ thống trên
Autocad. Về mơ hình lồng ni
sư dụng 1 cảm biên đo nhiệt độ
kiêm cả độ ẩm, 2 bơm tưới, 1
phao cơ thông minh, bồn chứa
nước và 1 quạt hút. Về thiết kế
tủ điều khiển sử dụng PLC,
HMI, biến tần và một số thiết bị
điện khác… Thông qua các kiến
thức đã học và Catalogue của
thiết bị nhóm đã kết nối đuọc

PLC với Biến Tần và điều khiển
trên HMI.

Phần thiết kế thiếu quy mô vườn

- Quy mô nhà mẫu tham khảo
tại trang trại nấm Green Noen là
5x10(m). Chia làm 2 giàn dao
động từ 500-800 phôi nấm,
được xếp trồng lên nhau. Có hệ
thống phun nước bằng béc ở
trên và dưới, 2 quạt hút và 2
quạt đẩy được điều khiển bằng
biến tần. Phía trên được lợp
bằng lá dừa và xung quanh được
bao bởi bạt và lưới, sàn được đổ
bê tông và xung quang sàn được
tạo các độ dốc để thu nước dư
và đươc lọc để đèm về bồn trữ
để tưới cho nấm.
- Mơ hình của nhóm được tham
khảo dựa trên nhà mẫu của trang
trại nấm Green Noen. Mơ hình
của nhóm kích thước là
80x80x180(cm), các phôi nấm
được chia thành 4 cột 2 hàng và
phôi nấm treo, mỗi cột 5 phôi


nấm và 2 bơm tưới.

3

Đã xóa do nhóm thêm bị thừa.
lưu đồ nhằm mục tiêu giải thích
cho sơ đồ trang 22 nhưng lại
gây khó hiểu nên nhóm bỏ

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 08 năm
2021
SV THỰC HIỆN
SV1

GV HƯỚNG DẪN
SV2


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đồ
án tốt nghiệp, chúng em
xin chân thành cảm ơn
Thầy TS.Nguyễn Phan
Thanh - giảng viên khoa
Điện - Điện Tử, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã tận tình
giúp đỡ, góp ý và hướng dẫn chúng em trong thời gian thực hiện đồ án.
Chúng em xin cảm ơn quý thầy cô giảng viên khoa đào tạo chất lượng cao, Trường
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã dạy cung cấp cho nhưng kiến thức
thiết yếu và nguồn tài liệu để có thể thực hiện đồ án
Chúng em xin cảm ơn các thấy cô hội đồng đã dành thời gian và những góp ý giúp
chúng em rút kinh nghiệm quý báu cho bản thân
Chúng em cảm ơn cô Thu Hương quản lý mảng sản xuất và các anh chị làm việc tại

Nông Trại Xanh (Green Noen) và anh Võ chủ trang trại Nấm Xanh đã dành thời
gian tận tình hướng dẫn tụi em quá trình trồng nấm, đưa ra nhưng giải pháp cải
thiện tránh bệnh cho phôi nấm. Những kinh nghiệm của anh chị giúp đỡ chúng em
rất nhiều trong q trình hồn thiện nơi dung, cũng như cung cấp cho tụi em phôi
nấm giá cả hợp lý.
Cảm ơn anh Dũng Công ty cổ phần Anh Thy đã giúp cho tụi em hiểu biết quá trình
thiết kế tủ điện hoàn chỉnh phù hợp các quy chuẩn hiện hành.


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Trồng nấm đang ngày phổ biến tại Việt Nam nhờ việc đa dạng các giống nấm phù
hợp đặc tính khí hậu nhiệt đới ẩm, tính thổ nhưỡng và giá trị kinh tế cũng như sức
khỏe mà nấm đem lại. Tuy nhiên hiện nay mới chú trọng quá trình tạo phơi nấm và
áp dụng các cơng nghệ vào q trình này cịn q trình ni chủ yếu vẫn phụ thuộc
vào con người làm thủ công làm cho nấm bị bệnh, giảm chất lượng làm giảm thu
nhập người nông dân đi rất nhiều. Đồng thời khi muốn thay đổi một loại nấm khác
phải mất nhiều thời gian, tổn thất dẫn tới việc các đơn vị trông nấm tập trung vào
một loại, làm cho người trồng bị ép giá mỗi khi mua bán, cũng như đầu ra không ổn
định.
Nôi dung nhóm thực hiện là tìm hiểu rõ được quy trình phát triển thực tế của nấm
bào ngư tại trang trại Green Noen. Qua đó nhóm đã tự tổng hợp được các giai đoạn
để tạo ra các quy trình phù hợp để áp dụng công nghệ điều khiển và giám sát hệ
thống từ xa trên PLC và HMI.
Sau đó nhóm đã lên kế hoạch thiết kế mơ hình lồng ni và tủ điểu khiển của hệ
thống trên Autocad. Về mơ hình lồng nuôi sư dụng 1 cảm biên đo nhiệt độ kiêm cả
độ ẩm, 2 bơm tưới, 1 phao cơ thông minh, bồn chứa nước và 1 quạt hút. Về thiết kế
tủ điều khiển sử dụng PLC, HMI, biến tần và một số thiết bị điện khác… Thông qua
các kiến thức đã học và Catalogue của thiết bị nhóm đã kết nối đuọc PLC với Biến
Tần và điều khiển trên HMI.
Trong q trình làm đồ án tốt nghiệp thì cịn có những thiếu sót nhất định, kính

mong thầy, cơ góp ý để em hồn thiện hơn, và có những hướng phát triển mới cho
đề tài nếu có cơ hội.


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Yếu tố ảnh hưởng sinh trưởng nấm bào ngư:.......................................................5

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.0 Hình ảnh nấm bào ngư trắng và xám....................................................................1
Hình 1.1 Hình ảnh và cấu trúc Lovastatin..........................................................................2
Hình 1.2 Hình ảnh và cấu trúc Enzaldehyde.......................................................................2
Hình 1.3 Hình ảnh và cấu trúc Alpha-Glucan.....................................................................3
Hình 1.4 Hình ảnh vi khuẩn gram dương............................................................................3
Hình 1.5 Ảnh nấm bào ngư xám..........................................................................................4
Hình 1.6 Các giai đoạn phát triển của nấm..........................................................................5
Hình 1.7 Phơi nấm bị đọng nước vàng................................................................................6
Hình 1.8 Phơi nấm bị đọng hơi nước...................................................................................6
Hình 1.9 Bịch nấm bị vàng và đen đầu................................................................................7
Hình 1.10 Nấm bị mốc xanh................................................................................................7
Hình 1.11Nấm bị héo vàng..................................................................................................7
Hình 1.12 Nấm bị úng ........................................................................................................7
Hình 1.13 Nấm nhỏ héo vàng .............................................................................................8
Hình 1.14 Tai nấm bị cuốn...................................................................................................8
Hình 1.15 Tai nấm nhăn khơ................................................................................................8
Hình 1.16 Nấm khơ nhạt màu.............................................................................................8

--------------------------------------Hình 2.1 Meo nấm cấy vào khoai mì.................................................................................11
Hình 2.2 Mùn cưa – rơm rạ - bã mía – cùi bắp..................................................................13
Hình 2.3 Bột bắp................................................................................................................14
Hình 2.4 Cám gạo..............................................................................................................14

Hình 2.5 Ure......................................................................................................................14


Hình 2.6 DAP....................................................................................................................14
Hình 2.7 Vơi bột CaCO3...................................................................................................15
Hình 2.8 Phơi nấm được đóng trong bịch kín....................................................................15
Hình 2.9 Máy hấp khử trùng nấm......................................................................................16
Hình 2.10 Dụng cụ cấy meo nấm vơ phơi nấm................................................................16

--------------------------------------Hình 3.1 S7 – 1200 DC/DC/DC.......................................................................................23
Hình 3.2 Module S7-1200 SM 1232 2AO.........................................................................24
Hình 3.3 Lập trình điều khiển PLC theo Analog...............................................................24
Hình 3.4 Lập trình điều khiển PLC theo Digital................................................................25
Hình 3.5 Tạo Project..........................................................................................................25
Hình 3.6 Thiết lập địa chỉ IP trên HMI và thiết lập địa chỉ IP trên PLC...........................26
Hình 3.7 Bật tính năng cho phép nhận diện kết nối với các thiết bị khác.........................26
Hình 3.8 Cáp Ethernet ......................................................................................................26
Hình 3.9 ............................................................................................................................27
Hình 3.10 Màn hình HMI GS2110-WTBD.......................................................................28
Hình 3.11 Biến tần E700....................................................................................................28
Hình 3.12 Cảm biến WS302A1T4.....................................................................................32
Hình 3.13 Mạch chuyển đổi dịng sang áp........................................................................32
Hình 3.14 Nguồn 24VDC..................................................................................................33
Hình 3.15 Relay 24VDC....................................................................................................33
Hình 3.16 Bơm nước và phụ kiện......................................................................................33
Hình 3.17 Phao cơ............................................................................................................34
Hình 3.18 Quạt hút 3p – 380VAC.....................................................................................34
Hình 3.19 Đèn báo pha.....................................................................................................34
Hình 3.20 Nút nhấn ON/OFF............................................................................................34
Hình 3.21 Nút nhấn Emergency.........................................................................................34

Hình 3.22 Hộp đựng Fuse..................................................................................................35
Hình 3.23 Fuse 2A.............................................................................................................35


Hình 3.24 Fuse 6A.............................................................................................................35
Hình 3.25 MCB 3P-20A....................................................................................................36
Hình 3.26 MCB 2P-16A....................................................................................................36
Hình 3.27 MCB 3P-50A....................................................................................................36
Hình 3.28 Contactor ..........................................................................................................36
Hình 3.29 Project ..............................................................................................................37
Hình 3.30 Sơ đồ Single Line ............................................................................................38
Hình 3.31 Bảng bóc tách khối lượng thiết bị.....................................................................39
Hình 3.32 Mạch động lực..................................................................................................40
Hình 3.33 Mạch điều khiển................................................................................................41
Hình 3.34 Sơ đồ đấu nối PLC và module AI.....................................................................42
Hình 3.35 Sơ đồ đấu nối cảm biến.....................................................................................43
Hình 3.36 Bản vẽ tủ điện...................................................................................................44
Hình 3.37 Bản vẽ kích thước khung ni trồng nấm, bố trí quạt hút và bơm...................45
Hình 3.38 Giao diện phần mềm GT Designer 3................................................................46
Hình 3.39 Giao điện chọn chế đố vận hành hệ thống........................................................46
Hình 3.40 Giao diện chọn chế MANUAL.........................................................................47
Hình 3.41 Giao diện chọn chế AUTO................................................................................47
Hình 3.42 Các Network của chương trình Main................................................................48
Hình 3.43 Các chương trình con........................................................................................48
Hình 3.44 PID....................................................................................................................48

--------------------------------------Hình 4.1 Mặt trước tủ điện................................................................................................49
Hình 4.2 Đấu nối dây đèn, nút nhấn và biến trở................................................................49
Hình 4.3 Bố trí thiết bị và đi dây trơng tủ..........................................................................50
Hình 4.4 Khung mơ phỏng nhà trồng................................................................................51

Hình 4.5 Lưới.....................................................................................................................52
Hình 4.6 Mơ hình lồng ni nấm.......................................................................................52
Hình 4.7 Giao diện chọn chế độ vận hành ........................................................................53


Hình 4.8 Giao diện chọn chế độ Manual...........................................................................53
Hình 4.9 Giao diện chọn chế độ Auto................................................................................54
Hình 4.10 Bảng giám sát và điều khiển trên PLC Sim......................................................54

MỤC LỤC
trang

TRANG BÌA PHỤ....................................................................................................................i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP......................................................................................ii
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.....................................................iii
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.........................................................v
LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................................vi
TÓM TẮT ĐỀ TÀI.................................................................................................................xi
DANH MỤC BẢNG..............................................................................................................xii
DANH MỤC HÌNH ẢNH.....................................................................................................xii
MỤC LỤC..............................................................................................................................xv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................................1
I.....................................................................................................................Giới thiệu về Nấm bào ngư
.................................................................................................................................................................1
1. Nấm bào ngư....................................................................................................................................1
2. Cách chăm sóc và ni trồng nấm.................................................................................................5
2.1. Các giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường.............................................................5
2.2. Các bệnh thường gặp trên nấm bào ngư............................................................................6
II.Lý do chọn đề tài.................................................................................................................................8
1. Những khó khăn gặp phải khi trồng nấm....................................................................................8

2. Ưu điểm PLC...................................................................................................................................9
3. Ưu điểm khi áp dụng PLC............................................................................................................10
4. Hướng phát triển của đề...............................................................................................................10
III.Phương pháp nghiên cứu và giới hạn đề tài.................................................................................10
1. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................................................10
2. Giới hạn đề tài................................................................................................................................10

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................................................................................11
I...................................................................Quy trình trồng Nấm tại nơng trại nấm GREEN NOEN
...............................................................................................................................................................11
1. Cấy meo nấm..................................................................................................................................11
2. Tạo phôi..........................................................................................................................................12


3. Quá trình xử lý nguyên liệu..........................................................................................................12
4. Nguồn dinh dưỡng bổ sung..........................................................................................................13
5. Các giai đoạn..................................................................................................................................16
5.1 Giai đoạn 1: Ươm mầm......................................................................................................16
5.2 Giai đoạn 2: Chuyển từ ươm sang trồng...........................................................................17
5.3 Giai đoạn 3: Chăm sóc và thu hoạch.................................................................................17
6. Cách bảo quản nấm sau khi thu hoạch.......................................................................................18

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG...............................................................................19
I...................................................................................................................................Yêu cầu cơng nghệ
...............................................................................................................................................................19
1. u cầu về chăm sóc nấm.............................................................................................................19
1.1 Giai đoạn ươm mầm............................................................................................................19
1.2. Giai đoạn chăm sóc............................................................................................................20
1.2.1. Shock nhiệt cho nấm...............................................................................................20
1.2.2. Chăm sóc giai đoạn tháo nắp phơi rạch phơi.......................................................20

1.2.3. Chăm sóc giai đoạn thu hoạch...............................................................................20
1.2.4. Giai đoạn bỏ lồng...................................................................................................21
2. Yêu cầu giám sát (HMI, đèn, cịi, web server,…).......................................................................21
II.Quy mơ hệ thống...............................................................................................................................21
III.Lưu đồ thuật toán............................................................................................................................22
IV.Lựa chọn thiết bị...............................................................................................................................23
1. PLC – S7-1200................................................................................................................................23
1.1. Giới thiệu về S7-1200 và thông số kỹ thuật......................................................................23
1.2 Các phương pháp kết nối PLC với Biến tần......................................................................24
1.3. Cách kết nối PLC S7-1200 và HMI Mitsubishi GS2110-WTBD.....................................25
2. HMI Mitsubishi GS2110-WTBD.................................................................................................27
3. Biến tần Mitsubishi E700: 3 pha, điện áp 400V, công suất 0.75kW........................................28
3.1 Thông số kỹ thuật................................................................................................................28
3.2 Cách cài đặt thông số cho biến tần.....................................................................................30
4. Temperature & Humidity Transmitter WS302A1T4................................................................32
5. Mạch chuyển dòng sang áp..........................................................................................................32
6. Nguồn 24VDC................................................................................................................................33
7. Relay kiến 24VDC (2NO/2NC)....................................................................................................33
8. Bơm nước – 60w và một số phụ kiện đi kèm..............................................................................33
9. Phao cơ ngắt nước tự động...........................................................................................................34


10.Quạt hút – 3P 380VAC – 0.75kW [‘11’]......................................................................................34
11.Đèn báo pha MINJIN – P22 – 220VAC.......................................................................................34
12.Nút nhấn ON/OFF và nút nhấn Emergency...............................................................................34
13.Hộp đựng Fuse + Fuse..................................................................................................................35
14.MCB................................................................................................................................................35
15.Contactor........................................................................................................................................36
V.Thiết kế phần cứng và phần mềm....................................................................................................37
1. Mô tả dự án....................................................................................................................................37

2. Sơ đồ Single line.............................................................................................................................38
3. Bảng bóc tách khối lượng thiết bị................................................................................................39
4. Mạch động lực................................................................................................................................40
5. Mạch điều khiển............................................................................................................................41
6. Sơ đồ đấu nối PLC và module AI................................................................................................42
7. Sơ đồ đấu nối cảm biến.................................................................................................................43
8. Thiết kế tủ điện..............................................................................................................................44
9. Sơ đồ kích thước khung ni trồng nấm....................................................................................45
10.Thiết kế giao diện HMI.................................................................................................................46
11. Chương trình PLC trên Tia Portal V15....................................................................................48

CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG NI
TRỒNG NẤM........................................................................................................................49
I............................................................................................................................Tủ điều khiển hệ thống
...............................................................................................................................................................49
II.Khung nuôi trồng nấm.....................................................................................................................51
III.Giao diện mô phỏng hệ thống trên Scada của Tia Portal V15...................................................53

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN....................................................55
I..............................................................................................................................Ưu điểm của hệ thống
...............................................................................................................................................................55
II.Nhược điểm của hệ thống.................................................................................................................55
III.Hướng phát triển về sau.................................................................................................................55

TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................56



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
I.

1.

Giới thiệu về Nấm bào ngư
Nấm bào ngư

Đa số người dùng cho rằng, nấm không chỉ là một món ăn ngon mà cịn được xem
là một món ăn vị thuốc vô cùng tốt cho sức khỏe và thân thiện với cơ thể con người.
Việc ăn nấm sẽ giúp tăng cường miễn dịch, ngăn ngừa và hỗ trợ điều trị được nhiều
loại bệnh hiệu quả.
Các loại nấm nói chung hay Nấm Bào Ngư nói riêng vốn là thực phẩm ít
calo khơng sợ béo và cũng thuộc nhóm thực phẩm giàu dinh dưỡng và tốt cho sức
khỏe. Vậy nên nấm thường được nhiều người ưu tiên lựa chọn trong khẩu phần ăn
hàng ngày.
Một số thông tin về Nấm Bào Ngư:
- Tên tiếng Việt: Nấm Bào Ngư
- Tên tiếng Anh thông dụng: Oyster Mushroom, Abalone Mushroom
- Tên khoa học: Pleurotus Ostreatus
- Nhiều tên gọi khác: Nấm Trắng, Nấm Dai, Nấm Sị (tùy vùng miền).
- Có 2 loại: Nấm Bào Ngư xám và Nấm Bào Ngư trắng

Hình 1.0 Hình ảnh nấm bào ngư trắng và xám
Nấm Bào Ngư là một loài nấm thuộc họ Pleurotaceae rất đặc trưng trong họ nấm.
Loài nấm này mang trong mình giá trị dinh dưỡng phong phú, giúp cơ thể bồi
dưỡng và phòng ngừa nhiều loại bệnh trong cuộc sống.
Giá trị dinh dưỡng có trong 100gr nấm bào ngư có thể cung cấp:
- 33-35 nhu cầu calo, 6% nhu cầu chất xơ, 10% nhu cầu vitamin B1
- 27% nhu cầu vitamin B2, 31% nhu cầu vitamin B3, 26% nhu cầu vitamin B5, 8%
nhu cầu vitamin B6, 7% nhu cầu vitamin , 9% nhu cầu kali
- 27% nhu cầu đồng, 16.5% nhu cầu sắt, 4.5% nhu cầu magie

- 5% nhu cầu mangan, 17% nhu cầu photpho, 5% nhu cầu selen
- 7% nhu cầu kẽm cần cho cơ thể hàng ngày (theo cơ sở dữ liệu dinh dưỡng quốc
gia Bộ nơng nghiệp Hoa Kỳ USDA).
Ngồi giá trị dinh dưỡng, nấm tươi cịn có nhiều đặc tính của biệt dược, có khả năng
phịng và chữa các bệnh như làm hạ huyết áp, chống béo phì, chữa bệnh đường ruột,
tẩy máu xấu…; và đặc biệt là đã có một số cơng trình nghiên cứu cịn cho rằng nấm
bào ngư cịn có khả năng chống bệnh ung thư
Giảm lượng cholesterol nhờ trồng nấm bào ngư chứa các statin (thuốc ức chế men
khử HMG-CoA) như lovastatin (thuốc tăng lipid máu) có tác dụng giảm cholesterol,
điều tiết lượng máu trong cơ thể. Nhóm thuốc này giúp tăng lượng máu động mạch
vành, hạn chế tình trạng thiếu máu cơ tim.

Hình 1.1 Hình ảnh và cấu trúc Lovastatin

Hình 1.2 Hình
Enzaldehyde

ảnh và cấu trúc


Theo một nghiên cứu mới nhất của các nhà khoa học Israel, nấm bào ngư chứa chất
alpha-glucan (hợp chất đường liên phân tử) có thể tiêu diệt tế bào ung thư. Sự có
mặt của lovastatin trong tai nấm, phiến nấm và nhiều nhất ở bào tử nấm giúp phòng
tránh ung thư hiệu quả. [‘2’]

Hình 1.3 Hình ảnh và cấu
trúc
Alpha-Glucan

Chất pleutorin trong nấm có
cơng hiệu kháng khuẩn gram
dương ngăn chặn các bệnh
viêm nhiễm đặc biệt viêm cơ
tim và kháng cả tế bào ung thư…
Hình 1.4 Hình ảnh vi khuẩn gram dương
[‘3’]

Nhờ nấm sị xám có chứa hàm lượng
chất dinh dưỡng cực cao, cung cấp cho
cơ thể một lượng chất dinh dưỡng đáng
kể bao gồm chất đạm, đường bột, các vitamin và nhiều chất phong phú khác.
Dinh dưỡng cùng lượng đạm dồi dào này sẽ giúp cơ thể bổ xung thêm năng lượng,
giúp duy trì và tăng cường sức khỏe hiệu quả.
Theo một nghiên cứu trong ống nghiệm đã được công bố trên tạp chí dinh dưỡng
“Nutrition Journal”, nấm sị có thể phát huy tác dụng giảm viêm ở các bệnh nhân có
dấu hiệu viêm họng.
Trong tự nhiên nấm bào ngư tươi có tiết ra chất kháng tuyến trùng và giun trịn. Do
đó khi ăn nấm bào ngư cịn có tác dụng phòng ngừa giun, sán rất tốt.


Nấm bào ngư cịn có cơng dụng giúp tăng cường sức khỏe của não bộ. Chất Niacin
có trong thực phẩm này đã được chứng minh có tác dụng bảo vệ và chống lại bệnh
Alzheimer và suy giảm nhận thức ở người lớn tuổi.
Theo đơng y nấm bào ngư có vị ngọt, tính ấm, cơng năng tán hàn và thư cân.
Nên ngồi dùng làm thức ăn nấm bào ngư cịn được dùng trong đông y làm thuốc:
- Trị mỡ máu, tiểu đường: Nấm bào ngư tươi 100 – 200g, nấu lấy nước uống hằng
ngày. (theo Bác sĩ Hoàng Xuân Đại).
- Tây y: Nghiên cứu cho thấy trong nấm bào ngư có chức đến 2,8% chất lovastatin
so với trọng lượng khô. Người ta chiết xuất chất này để chế ra thực phẩm chức năng

và chế thuốc làm giảm cholesterol.
Trong tự nhiên:
- Nấm Bào Ngư trong tự nhiên thường chủ yếu mọc trên các thân cây khô hoặc suy
yếu. Hiển nhiên, trong tự nhiên chúng cũng có khả năng sinh tồn khá thú vị đó nhé.
Để săn mồi, chúng sẽ sử dụng các sợi tơ dưới mũ nấm để tấn cơng, từ đó để tạo
dinh dưỡng.
- Nấm Bào Ngư thường mọc thành những tai nấm xen kẽ nhau và hình thành liên
kết trơng như các bậc thang vậy, nhìn khá thú vị và đẹp mắt.

Hình 1.5 Ảnh
nấm bào ngư
xám
Trong
ni
trồng:
- Đức là quốc
gia đã thử
nghiệm
mơ
hình ni trồng
nơng nghiệp loại nấm này thành cơng lần đầu tiên. Sau khi có thể ni trồng nơng
nghiệp, để gia tăng sản lượng và biết chúng có nhiều dinh dưỡng, nên họ thường
dùng loại nấm này để phục vụ quân lương. - Đây là món ăn tuyệt vời cho binh sĩ đủ
dưỡng chất chiến đấu trong thế chiến thứ I.
Mãi cho đến năm 1970 thì chúng mới được ni trồng đại trà khắp các quốc gia trên
thế giới như ngày nay. Việc ni trồng loại nấm này có được ghi chép lại trong tập
tài liệu đầu tiên của Kaufert, F năm 1936.
2.

Cách chăm sóc và ni trồng nấm

2.1. Các giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường
Nấm được phát triển qua nhiều giai đoạn:
Dạng san hô (a)  Dạng dùi trống(b)  Dạng phễu (c) Dạng phễu lệch (d) Dạng
lá lục bình (e).

Hình 1.6 Các giai đoạn phát triển của nấm
Từ giai đoạn phễu sang phễu lệch có sự thay đổi về chất (giá trị dinh dưỡng tăng),
còn từ giai đoạn phễu lệch sang dạng lá có sự nhảy vọt về khối lượng (trọng lượng
tăng). vì vậy thu hái nấm bào ngư nên chọn lúa tai nấm vừa chuyển sang dạng lá.
Thời gian sinh trưởng nấm bào ngư thường có 2 giai đoạn: Giai đoạn ni ủ tơ dài
20-30 ngày Giai đoạn ra quả thể trong 14 ngày
Bảng 1.1 Yếu tố ảnh hưởng sinh trưởng nấm bào ngư:
YẾU TỐ

GIAI ĐOẠN NUÔI Ủ TƠ GIAI ĐOẠN RA QUẢ THỂ

Nhiệt độ

20 – 300C / 27 – 320C

Độ ẩm cơ chất

50 – 60%

50 – 60%

Độ ẩm khơng khí

Khơng nhỏ hơn 70

70 – 95%

Ánh sáng

Không cần nhiều ánh
sáng

200 – 300 lux (ánh sáng
phòng – ánh sáng khuếch tán)

PH

5 – 7 (nước sạch)

5 – 7 (nước sạch)

15 – 250C / 25 – 320C

2.2. Các bệnh thường gặp trên nấm bào ngư
Đa số các bệnh của nấm bắt nguồn từ điều kiện mơi trường và chăm sóc sai cách
[‘4’]


Hình 1.7 Phơi nấm bị đọng nước vàng

Hình 1.8 Phơi nấm bị đọng hơi nước

Hình 1.9 Bịch nấm bị vàng và đen đầu