THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH TRỒNG NẤM BÀO NGƯ SỬ DỤNG PLC S7 1200

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

LÊ VĂN DỰ

THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH TRỒNG NẤM
BÀO NGƯ SỬ DỤNG PLC S7 1200

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đà Nẵng, 2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH TRỒNG NẤM
BÀO NGƯ SỬ DỤNG PLC S7 1200
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

GVHD : NGUYỄN PHẠM CÔNG ĐỨC
SVTH : LÊ VĂN DỰ
LỚP

: K24 EDT 1

MSSV : 24211709117

Đà Nẵng, 2022

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn:
Họ và tên
: Nguyễn Phạm Công Đức
Học hàm, học vị
: Thạc sĩ
Cơ quan công tác
: Trường Đại học Duy Tân
Nội dung hướng dẫn : Lập trình cho PLC, thiết kế mơ hình trồng nấm Bào Ngư
và hệ thống điều khiển, giám sát từ xa.
Đề tài đồ án được giao ngày 01 tháng 09 năm 2022
Yêu cầu phải hoàn thành trước ngày 9 tháng 12 năm 2022

Chủ nhiệm đề tài

Đã giao nhiệm vụ đồ án

Sinh viên

Cán bộ hướng dẫn đồ án

Lê Văn Dự

ThS. Nguyễn Phạm Công Đức


PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1. Tinh thần và thái độ của sinh viên trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
2. Đánh giá chất lượng đồ án.
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn.
(điểm ghi bằng số và chữ)
Đà Nẵng, ngày……tháng……năm 2022
Cán bộ hướng dẫn chính
(ký và ghi rõ họ tên)

ThS. Nguyễn Phạm Cơng Đức


NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN LUẬN
ÁN TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lượng đồ án về các mặt phân tích số liệu, cơ sở lý luận chọn phương
án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn
đề tài.
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
................................................................................................................................ ....
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện
(điểm ghi bằng số và chữ)
Đà Nẵng, ngày……tháng……năm 2022
Người chấm phản biện
(ký và ghi rõ họ tên)


NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN
Chủ nhiệm đề tài: Lê Văn Dự
MSSV: 24211709117
Khoa: Điện-Điện Tử
Ngành: Điện tự động
Khóa: K24
Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH TRỒNG NẤM BÀO NGƯ SỬ
DỤNG PLC S7 1200”


NỘI DUNG CƠ BẢN DỰ KIẾN THỰC HIỆN
Phân tích và nghiên cứu hệ thống tưới nước tự động thông qua hai cảm biến là
cảm biến độ ẩm và nhiệt độ. Đưa ra phương pháp lập trình cho PLC S7 1200, giám

sát và tương tác thông qua giao diện HMI Wecon.
Đưa ra sơ đồ nguyên lý, điều khiển quá trình, lưu đồ thuật tốn của hệ thống,
hồn thành mơ hình trồng nấm Bào Ngư, giám sát điều khiển từ xa qua HMI
PI3070ig-C(wifi). Quan sát thực nghiệm mơ hình từ đó đưa ra được giải pháp trồng
nấm tối ưu.
Đà Nẵng, ngày……tháng 12 năm 2022
Cán bộ hướng dẫn
(ký và ghi rõ họ tên)

ThS. Nguyễn Phạm Công Đức


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đề tài tốt nghiệp: “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ
HÌNH TRỒNG NẤM BÀO NGƯ SỬ DỤNG PLC S7 1200” là cơng trình nghiên
cứu của bản thân. Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo có trong đề tài đã được
liệt kê và nêu rõ ra tại phần tài liệu tham khảo. Đồng thời những số liệu hay kết quả
trình bày trong đề tài đều mang tính chất trung thực, khơng sao chép, đạo nhái.
Nếu như sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm và chịu tất cả các kỷ luật của bộ
môn cũng như nhà trường đề ra.
Tác giả Đề tài

LÊ VĂN DỰ


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Điện-Điện Tử trường Đại
Học Duy Tân, đặc biệt các thầy cô chuyên ngành Điện Tự Động đã tận tình chỉ dạy
và trang bị cho chúng em những kiến thức cần thiết trong suốt thời gian ngồi trên
giảng đường làm nền tảng cho việc thực hiện dự án của chúng em.

Xin trân trọng cảm ơn thầy Nguyễn Phạm Cơng Đức, giảng viên hướng dẫn
đã tận tình giúp đỡ, giúp tôi giải quyết đựợc những khúc mắc cũng như tạo điều
kiện tốt nhất để tơi có thể hồn thành dự án này.
Xin chân thành cảm ơn.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài. ................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ...........................................................................................2
3. Đối tượng nghiên cứu. .........................................................................................2
CHƯƠNG I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..........................................................................5
1.1.

QUY TRÌNH TRỒNG NẤM BÀO NGƯ .....................................................5

1.1.1. Thiết kế nhà trại ..........................................................................................5
1.1.2. Thiết kế kệ/dàn treo để phơi nấm ...............................................................5
1.1.3. Quy trình vệ sinh nhà trại ...........................................................................6
1.1.4. Quá trình ủ nấm ..........................................................................................7
1.1.5. Thời điểm sốc lạnh .....................................................................................9
1.1.6. Hệ thống tưới nước cho nấm ......................................................................9
1.1.7. Quá trình thu hoạch ..................................................................................10
1.1.8. Rút ra cách trồng nấm cho mơ hình .........................................................10
1.2. TỔNG QUAN VỀ PLC ..................................................................................11
1.2.1. PLC là gì? .................................................................................................11
1.2.2. Một số đặc điểm. ......................................................................................12
1.2.3. Bộ điều khiển trung tâm ...........................................................................13
1.2.4. Phần mềm TIA Portal v16 ........................................................................15
1.2.5. Hmi wecon ...............................................................................................16

CHƯƠNG II – XÂY DỰNG QUY TRÌNH MƠ HÌNH ...........................................18
2.1. U CẦU CƠNG NGHỆ ..............................................................................18
2.1.1. Ngun lý làm việc của mơ hình ..............................................................18
2.1.2. Tạo mơ hình trên giao diện HMI Wecon .................................................18
2.1.3. Điều khiển lập trình PLC S7 1200. ..........................................................18
2.1.4. Các thiết bị trên mơ hình. .........................................................................18
2.2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ..........................................................................19
2.2.1. Sơ đồ ngun lý ........................................................................................19
2.2.2. Q trình xử lý tín hiệu analog .................................................................20
2.3. NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG..........................................22
2.4. THIẾT BỊ SỬ DỤNG CHO MÔ HÌNH .........................................................22
2.4.1. Nút khẩn cấp. ............................................................................................22


2.4.2. Module relay 24V .....................................................................................23
2.4.3. Cảm biến độ ẩm đất ..................................................................................25
2.4.4. Cảm biến nhiệt độ PT100 .........................................................................26
2.4.5. Tính tốn và lựa chọn bơm tăng áp ..........................................................27
2.4.6. Tính tốn chọn số lượng quạt ...................................................................28
2.4.7. Led Thanh 5050........................................................................................29
2.4.8. Nguồn tổ ong 24V, 10A ...........................................................................30
CHƯƠNG III – XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ KẾT NỐI CHO HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT .................................................................................31
3.1. SƠ ĐỒ KHỐI [7] ............................................................................................31
3.2. XÂY DỰNG LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN. .......................................................31
3.3. KHAI BÁO CÁC BIẾN ..............................................................................34
3.3.1 Biến sử dụng trong PLC ............................................................................34
3.4. KẾT NỐI PHẦN MỀM ..................................................................................36
3.4.1. Kết nối PLC với phần mềm PI Studio ......................................................36
3.4.2. Kết nối phần mềm V-NET với HMI Wecon ............................................38

3.5. DOWNLOAD CHƯƠNG TRÌNH TỪ XA CHO PLC VÀ HMI WECON ...40
3.5.1 Download chương trình từ xa cho PLC ....................................................40
3.5.2. Download chương trình từ xa cho HMI Wecon .......................................40
CHƯƠNG IV – KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG....................................43
4.1. KẾ HOẠCH KIỂM THỬ ..............................................................................43
4.2. KẾT QUẢ KIỂM THỬ MƠ HÌNH ................................................................43
4.3. VẬN HÀNH HỆ THỐNG Ở CHẾ ĐỘ CHẠY TAY ....................................44
4.3.1. Chế độ chạy tay ........................................................................................44
4.3.2. Điều khiển mơ hình ở chế độ chạy tay .....................................................44
4.4. VẬN HÀNH HỆ THỐNG Ở CHẾ ĐỘ TỰ ĐỘNG. ......................................45
4.4.1. Giao diện HMI ở chế độ tự động..............................................................45
4.4.2. Điều khiển hệ thống ở chế độ tự động .....................................................46
4.5 Đọc cảm biến nhiệt độ và độ ẩm trên PLC ......................................................47
4.5.1 Đọc giá trị cảm biến nhiệt độ ....................................................................47
4.5.2 Đọc cảm biến độ ẩm ..................................................................................47
4.6 KẾT QUẢ KHI ỨNG DỤNG MƠ HÌNH VÀ SO SÁNH THỰC TẾ ............48
4.6.1 Mơ hình thực tế .........................................................................................48


4.6.2 Kết quả quá trình hình thành và phát triển của nấm..................................49
4.6.3. So sánh thực tế..........................................................................................52
KẾT LUẬN ...............................................................................................................54
5.1 NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẠT ĐƯỢC .....................................................................54
5.2 NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN HẠN CHẾ...............................................................54
5.3 PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ....................................................................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................56


DANH MỤC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ.
STT Từ viết tắt, Giải nghĩa

Ghi chú

thuật ngữ
1

SCADA

Supervisory Control And Data Hệ thống điều khiển
Acquisition
giám sát và thu thập dữ
liệu

2

PLC

Programmable Logic Controller

Bộ điều khiển lập trình

3

CPU

Central Processing Unit

Bộ xử lý trung tâm

4

SIM

Simulation

5

WinCC

Windows Control Center

Trung tâm điều khiển
chạy trên Windows

6

LAN

Local Area Network

Mạng nội bộ

7

SP

Setpoint

Giá trị đặt

8

PV

Process Variable

Giá trị đo được

13

LED

Light Emitting Diode

Diode phát quang

14

NO

Normal Open

Thường mở

15

NC

Normal Close

Thường đóng

16

TIA Portal

Totally Integrated Automation Phần mềm tự động hóa.
Portal

17

ĐC

Động cơ

18

DI

Digital Input

Ngõ vào tín hiệu số

19

DO /DQ

Digital Output

Ngõ ra tín hiệu số

20

AI

Analog Input

Ngõ vào tín hiệu tương
tự

21

AO / AQ

Ananlog Output

22

T

Thời gian

Ngõ vào tín hiệu tương
tự


DANH MỤC HÌNH ẢNH:
Hình 1.1. Trại nấm ......................................................................................................5
Hình 1.2. Thiết kế giàn nấm. .......................................................................................6
Hình 1.3. Tơ nấm đã ăn được 80% trong bịch phơi nấm. ...........................................7

Hình 1.4. Rút bơng khỏi cổ nấm. ................................................................................8
Hình 1.5. Đóng nắp phơi nấm. ....................................................................................8
Hình 1.6. Hệ thống tưới nước cho nấm bào ngư thực tế. ............................................9
Hình 1.7. Nấm giai đoạn thu hoạch. .........................................................................10
Hình 1.8. Các dịng PLC. ..........................................................................................11
Hình 1.9. PLC S7-1200-1212C DC/DC/DC. ............................................................13
Hình 1.10. Giao diện khởi động phần mềm TIA portal V16. ...................................14
Hình 1.11. Biểu tượng của TIA Portal V16. .............................................................16
Hình 1.12. HMI Wecon 3070ig-c(wifi). ...................................................................16
Hình 1.13. Chức năng của HMI Wecon 3070ig-c. ...................................................17
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống. ..................................................................19
Hình 2.2. Q trình xử lý tín hiệu analog. ................................................................20
Hình 2.3. Biểu đồ tuyến tính Analog. .......................................................................20
Hình 2.4. Dùng hàm NORM-X và SCALE-X cho cảm biến nhiệt độ......................21
Hình 2.5. Dùng hàm NORM-X và SCALE-X cho cảm biến độ ẩm. ........................22
Hình 2.6. Nút nhấn khẩn cấp. ....................................................................................23
Hình 2.7. Cấu tạo chung. ...........................................................................................23
Hình 2.8. Modul relay 1/2 kênh. ...............................................................................24
Hình 2.9. Modul relay 2 kênh. ..................................................................................24
Hình 2.10. Cảm biến độ ẩm đất.................................................................................25
Hình 2.11. Cảm biến nhiệt độ PT100........................................................................26
Hình 2.12. Sơ đồ dây của cảm biến nhiệt độ. ...........................................................26
Hình 2.13. Bơm tăng áp OSAKA. ............................................................................27
Hình 2.14. Quạt 24V 90x90. .....................................................................................28
Hình 2.15. Led 12V. ..................................................................................................29
Hình 2.16. Nguồn tổ ong 24V ...................................................................................30
Hình 3.1. Sơ đồ khối .................................................................................................31
Hình 3.2. Lưu đồ thuật tốn của hệ thống. ................................................................32
Hình 3.3. Màn hình HMI Wecon. .............................................................................33
Hình 3.4. Giao diện trên V-NET. ..............................................................................34

Hình 3.5. Giao diện trên phần mềm PI Studio. .........................................................35
Hình 3.6. Chế độ cho phép truyền thơng. .................................................................36
Hình 3.7. Thiết lập địa chỉ PLC. ...............................................................................37
Hình 3.8. Download chương trình cho HMI. ............................................................38
Hình 3.9. Kết nối wifi cho HMI. ...............................................................................38
Hình 3.10. Thêm HMI vào phần mềm V-NET. ........................................................39
Hình 3.11. Thêm HMI cho V-NET. ..........................................................................39
Hình 3.12. Điều khiển hệ thống từ xa trên V-NET. ..................................................40
Hình 3.13. Tạo cổng download PLC từ xa................................................................40


Hình 3.14. Mục cài đặt trên phần mềm V-NET. .......................................................40
Hình 3.15. Cài đặt cổng COM và phiên bảng HMI. .................................................41
Hình 3.16. Download chương trình từ xa cho HMI. .................................................41
Hình 3.17. Giao diện trên điện thoai qua phần mềm V-NET. ..................................42
Hình 4.1. Giao diện của hệ thống trên màn hình HMI Wecon. ................................44
Hình 4.2. Giao diện hiển thị chế độ Manual. ............................................................44
Hình 4.3. Giao diện nút ON/OFF máy bơm..............................................................45
Hình 4.4. Giao diện nút ON/OFF quạt. .....................................................................45
Hình 4.5. Giao diện nút ON/OFF đèn. ......................................................................45
Hình 4.6. Giao diện điều khiển chế độ Auto. ............................................................46
Hình 4.7. Giao diện hiển thị chế độ Auto. ................................................................46
Hình 4.8. Đọc giá trị cảm biến nhiệt độ. ...................................................................47
Hình 4.9. Đọc giá trị cảm biến độ ẩm. ......................................................................47
Hình 4.10. Mơ hình thực tế của hệ thống. .................................................................48
Hình 4.11. Tủ điện của hệ thống. ..............................................................................48
Hình 4.12. Nấm phát triển ngày 1. ............................................................................49
Hình 4.13. Nấm phát triển ngày 2. ............................................................................49
Hình 4.14. Nấm phát triển ngày 3. ............................................................................50
Hình 4.15. Nấm phát triển ngày 4. ............................................................................50

Hình 4.16. Thu hoạch nấm. .......................................................................................51
Hình 4.17. Đậy nắp cho nấm. ....................................................................................51
Hình 4.18. Nơi chứa phối xuất bán của trang trại. ....................................................52
Hình 4.19. Nơi chăm sóc phơi và thu hoạch nấm. ....................................................53
Hình 4.20. Tủ điện của trang trại. .............................................................................53
Hình 5.1. Ảnh minh họa cho hệ thống máy sưởi. .....................................................55


DANH MỤC BẢNG:
Bảng 1. Thông số kỹ thuật của HMI PI 3070ig-c(wifi). ...........................................17
Bảng 2. Ghi chú cho lưu đồ thuật toán......................................................................33
Bảng 3. Các biến trong khối DB. ..............................................................................34
Bảng 4. Các biến input/output. ..................................................................................35
Bảng 5. Thiết lập địa chỉ cho HMI............................................................................37
Bảng 6. Kết quả kiểm thử. ........................................................................................43
Bảng 7. So sánh mô hình với thực tế. .......................................................................52


1

MỞ ĐẦU
Thế giới liên tục phát triển bởi sự thay đổi to lớn của nền sản xuất công nghiệp
nhờ việc áp dụng những thành tựu mà khoa học công nghệ đem lại. Các thành tựu về
tự động hóa được dùng hầu hết trong mọi lĩnh vực hiện nay đã cho thấy được tầm
quan trọng của ngành khoa học công nghệ, giúp tạo ra được nhiều loại máy tự động,
đặc biệt là cơng nghiệp tự động hóa phát triển cực kỳ mạnh mẽ.
Công nghệ tự động giám sát hệ thống từ xa được ứng dụng mạnh mẽ trong công
nghiệp tự động hóa, nhà máy, xí nghiệp, nhằm thay thế phương pháp điều khiển và
giám sát thủ công. Với công nghệ tự động giám sát tưới tiêu tự động sẽ đảm bảo trong
việc kiểm soát, điều khiển lưu lượng, van, máy bơm. Nhờ kết hợp với hệ thống điều

khiển giám sát và thu nhập dữ liệu: nhiệt độ, độ ẩm…qua HMI Wecon giúp việc giám
sát hệ thống không cần thông qua việc kiểm tra trực tiếp của người kỹ sư, công nhân.
Với độ tin cậy cao, công nghệ được ứng dụng trong nhiều mơ hình thực tế như trồng
cây trong nhà kính, trồng chăm sóc lan, thanh long…
Nhìn nhận được tiềm năng trong cơng nghệ tự động hóa, cùng những tiêu chí
u cầu sử dụng theo phương pháp nào để điều khiến hệ thống tưới tiêu đem lại hiệu
quả cao, độ tin cậy, khả năng linh hoạt, dễ dàng vận hành và điều khiển. Với nhiều
phương pháp được đề ra, cùng vốn kiến thức được tích lũy và tiếp thu trong những
năm đại học, em xin chọn phương pháp ứng dụng bằng PLC S7 1200 để đưa ra đề
tài: “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH TRỒNG NẤM BÀO NGƯ SỬ DỤNG
PLC S7 1200”.
Nhận thức tầm quan trọng của đề tài nên tôi đã làm việc nghiêm túc vận dụng
những kiến thức sẵn có của bản thân, những đóng góp ý kiến của bạn bè và đặc biệt
là sự hướng dẫn, giúp sức của thầy Nguyễn Phạm Công Đức và một số thầy cô giảng
dạy trong Khoa Điện – Điện tử của Trường Đại học Duy Tân để hoàn thành tốt đề tài
này.
Trong q trình thực hiện đề tài này cũng có nhiều sai sót hy vọng q thầy cơ
thơng cảm và bỏ qua, xin chân thành cảm ơn quý thầy cô.
1. Lý do chọn đề tài.
Tự động hóa ứng dụng các kỹ thuật hiện đại vào trong sản xuất, máy móc sẽ tự
động làm việc, giảm thiểu một phần khối lượng cơng việc, qua đó giải phóng sức lao
động cho con người. Các kỹ thuật hiện nay được sử dụng như kỹ thuật điều khiển, kỹ
thuật cơ khí hiện đại và kỹ thuật máy tính. Tự động hóa đang ngày càng phát triển
mạnh mẽ, ngày càng trở nên phổ biến. Các nhân viên kỹ thuật có vai trị quan trọng
trong điều khiển và đảm bảo q trình tự động hóa, hoạt động của máy móc diễn ra
sn sẻ, đạt được tối đa hiệu quả. Nhờ đó, việc ứng dụng thành cơng các lĩnh vực lý
ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

GVHD: ThS. Nguyễn Phạm Công Đức

2
thuyết điều khiển, công nghệ thông tin, kĩ thuật số và nhiều lĩnh vực khoa học kỹ
thuật đã cho ra đời và phát triển nhiều dòng thiết điều khiển logic PLC. Từ đây đưa
ngành cơng nghiệp tự động hóa phát triển rộng rãi, là xu hướng được các công ty, nhà
máy, xí nghiệp nhắm đến. Là cơ hội phát triển tương lai, cơ hội tìm việc làm, cơng
việc ngày một đi lên cho các bạn trẻ sinh viên yêu thích mơn lập trình điều khiển
logic PLC.
Cơng nghệ giám sát và điều khiển từ xa hiện nay rất đa dạng và ngày càng phát
triển. Thêm phần thực tế người dân ngày càng có xu hướng ăn chay để đảm bảo cho
sức khỏe cũng như tín ngưỡng mà thực phẩm chay ngày càng được ủa chuộng ở thế
giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Điển hình như các mơ hình trồng rau sạch, trái
cây sạch được người dân rất ưa chọn, tuy giá thành có cao hơn một chút nhưng để
đảm bảo sức khỏe vẫn là ưu tiên số một. Và một loại thực phẩm rất thích hợp cho
việc ăn chay thậm chí trong các món ăn hằng ngày vẫn được ưa chuộng đó là nấm
Bào Ngư (nấm Sị), một loại nấm sinh trưởng và phát triển rất tốt ít bị “bệnh” lại sạch
sẽ và rất nhiều dưỡng chất như: Vitamin D, vitamin B1, B3, B2, B5, photpho, selen,
kẽm,… Đây đều là những chất cần thiết cho cơ thể, giúp giảm cân, làm đẹp da và
tăng cường sức khỏe. Nhưng thực tế hiện nay thì các trang trại nấm vẫn chưa áp dụng
nhiều các ứng dụng công nghệ vào nông nghiệp. Nhận thấy nhu cầu cũng như cơ hội
từ loài nấm này nên tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu: “THIẾT KẾ VÀ THI
CƠNG MƠ HÌNH TRỒNG NẤM BÀO NGƯ SỬ DỤNG PLC S7 1200”.
2. Mục đích nghiên cứu
Xu hướng phát triển ngành tự động hóa là cơ hội cho mọi sinh viên đam mê
nghiên cứu và lập trình hệ thống PLC, đề tài với mục tiêu nâng cao vốn kiến thức và
áp dụng được vào thực tiễn.
Đưa ra cách kết nối và giám sát từ xa qua Router wifi, giao diện wicc. Hồn
thiện thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển và giám sát nhiệt độ, độ ẩm, lượng nước
cho nấm Bào Ngư. Lập trình cho hệ thống, vận hành thông qua CPU S7 1212
DC/DC/DC.

3. Đối tượng nghiên cứu.
Chia ra thành các nội dung:
- Nội dung 1: Tìm hiểu các mơ hình tưới nước tự động trong nhà kính, cũng
như các mơ hình tương tự.
- Nội dung 2: Tìm hiểu về quá trình phát triển của nấm Bào Ngư
- Nội dung 3: Đọc cảm biến nhiệt độ, độ ẩm.
- Nội dung 4: Đưa ra được bản vẽ, sơ đồ nguyên lý, lưu đồ thuật toán, giúp
đưa ra phương pháp lập trình PLC.
ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

GVHD: ThS. Nguyễn Phạm Cơng Đức


3
- Nội dung 5: Lập trình cho hệ thống, đưa giá trị ra bơm, đèn, quạt…
- Nội dung 6: Thiết kế mơ hình trồng nấm Bào Ngư.
- Nội dung 6: Thiết kế hệ thống giám sát trên HMI và lập trình PLC thơng
qua phần mềm TIA Portal v16.
- Nội dung 7: Kết nối hệ thống với phần mềm V-NET để download và điều
khiển, giám sát hệ thống từ xa.
4. Phạm vi nghiên cứu.
Đề tài tập trung nghiên cứu về quá trình phát triển của nấm, nhiệt độ độ ẩm cần
thiết, qua đó điều chỉnh nhiệt độ độ ẩm thích hợp cho nấm giám sát và điều khiển qua
giao diện tương tác trên SCADA. Qua các tài liệu để có thể hiểu thêm về cách tạo ra
phôi nầm cũng như quá trình ủ nấm. Cùng với phần mềm TIA v16 để quản lý dữ liệu
và giám sát điều khiển từ xa thơng qua kết nối với HMI WECON. Lấy mơ hình trồng
nấm Bào Ngư làm trọng tâm để đưa ra các ý tưởng và phương pháp phù hợp. Cuối
cùng từ các yếu tố trên, đưa ra được nhiệt độ và độ ẩm phù hợp cho quá trình sinh
trưởng và phát triển của nấm Bào Ngư.
Đề tài đi theo hướng giải quyết xử lý và điều khiển và giám sát nhiệt độ, độ ẩm,

lượng nước mong muốn cho người vận hành có thể dễ dàng kiểm tra và sử dụng. Đề
tài sẽ khơng nghiên cứu sâu về q trình ủ và lên men nấm cùng như q trình tạo
phơi.
5. Phương pháp nghiên cứu.
Cách tiếp cận.
Vận dụng kiến thức được giảng dạy, kết hợp cùng những bài thực hành lập trình
trên PLC S7-300 và S7-1200 cho các mơ hình của phịng thực hành, thử và làm lại
đến khi mơ hình hoạt động ổn định. Ngồi ra, tìm hiểu thêm bài dạy trên mạng để
củng cố kiến thức, từ đó tìm được hướng giải quyết các vấn đề cần được khắc phục
của đề tài. Cuối cùng áp dụng kiến thức ấy vào lập trình cho hệ thống trồng nấm Bào
Ngư.
Phương pháp nghiên cứu.
Sử dụng phương pháp phân tích để nghiên cứu đề tài. Xác định độ ẩm và nhiệt
độ của nhà nấm thông qua cảm biến nhiệt độ và cảm biến độ ẩm từ đó đưa dữ liệu về
để PLC truyền tín hiệu điện ra để điều khiển hệ thống tưới nước.
Thu thập, tìm hiểu thơng tin, tài liệu tìm được có liên quan cùng với kiến thức
mà ta tiếp thu góp phần giúp hoàn thiện tốt đề tài được đưa ra.
Khảo sát thực tế các yếu tố liên quan đến mơ hình như cách thiết kế, cách đấu
nối dây, xem xét các linh kiện, thiết bị sẵn có trên mơ hình. Thao tác thử nghiệm các
thuận toán trên phần cứng để đưa ra phương pháp ngày càng tối ưu hơn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

GVHD: ThS. Nguyễn Phạm Công Đức


4
6. Cấu trúc của khóa luận.
Bao gồm có 4 chương:
Chương 1: Cơ sở lý thuyết. Ở chương này đưa ra các lý thuyết, thông tin cần
thiết để vận dụng vào việc nghiên cứu.

Chương 2: Xây dựng quy trình mơ hình. Vận dụng kiến thức ở chương 1 để
xây dựng được quy trình trồng nấm bào ngư.
Chương 3: Xây dựng thuận toán và kết nối hệ thống điều khiển và giám sát.
Như tên gọi của chương, xây dựng lưu đồ thuật tốn để lập trình hệ thống và đưa ra
cách kết nối hệ thống.
Chương 4: Kiểm thử và đánh giá hệ thống. Vận hành hệ thống, ghi lại kết quả
và nhận xét.

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

GVHD: ThS. Nguyễn Phạm Công Đức


5

CHƯƠNG I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. QUY TRÌNH TRỒNG NẤM BÀO NGƯ
Theo kỹ thuật trồng nấm bào ngư của Nấm Xanh [1]
1.1.1. Thiết kế nhà trại
-

Nhà trại đặt phôi nấm hết sức quan trọng, thiết kế phải đảm bảo thống nhưng ít
hoặc khơng để bị gió lùa và tránh ánh nắng rọi vô. Giàn sắt chịu lực phải đảm
bảo chắc chắn và an toàn nếu sử dụng giàn treo, nếu dùng kệ phơi thì giàn sắt
thường là được. Hệ thống tưới nước gồm cả phun sương và tưới tay. Bố trí giàn
treo hay kệ đựng phơi hợp lý để nấm có khơng gian thở và người đi chăm sóc,
thu hái, tưới tiêu cũng dễ dàng hơn, vậy thì năng suất sẽ cao, thu hoạch nhanh,
vệ sinh phơi nấm tiện.

-

Có 2 loại thiết kế nhà trại:
+ Loại 1: Nhà lợp mái tôn và lá dừa.
+ Loại 2: Nhà lợp mái bằng 3 lớp với 2 lớp lưới lan và 1 lớp nilong Israel cao
cấp.
❖ Cả 2 nhà trại này đều dùng vách 3 lớp như nhau (như mái nhà loại 2). Trại dùng
lá dừa sẽ cho nhiệt độ mát hơn, thấp hơn từ 2-4 độ và thoáng hơn so với trại
dùng cả mái và vách 3 lớp. Mỗi loại đều có một ưu và nhược riêng nhưng đều
hiệu quả.

Hình 1.1. Trại nấm
1.1.2. Thiết kế kệ/dàn treo để phôi nấm
- Trong nhà trại thì áp dụng mỗi loại nhà theo hình thức để phôi như:
+ Giàn dây treo phôi (thiểu số).

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

GVHD: ThS. Nguyễn Phạm Công Đức


6
+ Kệ 3 tầng đặt phôi (đa số).Cũng tương tự vậy, mỗi loại thiết kế có ưu và nhược
riêng, nhưng đa phần người trồng đều dùng giàn treo theo kiểu truyền thống. Tùy sở
thích của bạn mà thiết kế.Nếu dùng giàn treo, đòi hỏi thiết kế trại phải chuẩn và
nguyên liệu như sắt để làm trại với các thanh ngang phải tốt và tính tốn rất kỹ, bởi
sắt xịn loại tốt thì mới có thể chịu nỗi lực của lượng phơi lớn treo bên dưới vì lực chịu
phải lên hàng “tấn”.

Hình 1.2. Thiết kế giàn nấm.
1.1.3. Quy trình vệ sinh nhà trại

- Trước khi đưa đợt phôi nấm mới vào nhà trại, bạn phải tiến hành xịt khuẩn cho
thoáng trại, cách vài ngày xịt 1 lần với nước vôi theo tỷ lệ 0.5% đến 1% để làm

-

-

-

cho trại sạch sẽ, thống và khơng có bụi khuẩn. Làm cách ngày và làm trong
vịng 1-2 tuần rồi mới đưa phơi nấm mới về là hợp lý.
Việc này để đảm bảo rằng khi đưa đợt phơi nấm mới về trại thì phơi nấm sẽ khỏe
khoắn, không bị đe dọa bởi các vi khuẩn ẩm mốc tồn tại trong không trung, vách
và lưới. Bạn cũng có thể trồng xen canh chứ khơng nên trồng 1 loại trong suốt
thời gian đó.
Sau khi xong hết một đợt nấm, bạn cũng phải dọn hết phôi thải ra khỏi trại và
cũng tiến hành vệ sinh khử trùng trại. Để trống nhà trại đó trong vịng 3 tuần đến
1 tháng để đảm bảo trại được sạch sẽ nhất.
Vì trong thời gian các phôi nấm sinh trưởng, đây cũng là nguồn thức ăn của vi
khuẩn và sâu bệnh, bởi môi trưởng này độ ẩm cao và nhiệt độ thấp, không nên
đưa liền phôi mới vào sẽ gây thiệt hại nặng nề, không tốt.

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

GVHD: ThS. Nguyễn Phạm Công Đức


7
1.1.4. Quá trình ủ nấm
1.1.4.1. Thời gian ủ nấm

- Giai đoạn ủ phôi này tốt nhất là 70-75 ngày. Trong đó là 30 ngày để tại lị ủ sau
khi cấy meo, rồi sau mới chuyển vào nhà trại nấm để đặt lên kệ phôi/giàn treo
-

để thêm 40-45 ngày, tổng là 70-75 ngày để tơ già đi, khỏe nhất.
Lúc trước ở Nấm Xanh chỉ để hơn 50 ngày, với thời gian ít ỏi như vậy thì chúng
như những đứa trẻ mới lớn, chưa đủ trưởng thành.

-

Tuổi này rất sung mãn, háo thắng nên chúng ra nấm rất sung ở những đợt đầu
tiên, nhưng về chạy bền thì thua, sản lượng ra những đợt sau không mạnh mẽ và
tốt như các đợt đầu nữa, vì tơ chưa đủ già và khỏe. Vậy nên đó là lý do cần đến
khoảng 75 ngày.

1.1.4.2. Lưu ý khi ủ nấm
- Trong giai đoạn ủ phôi này, tuyệt đối lưu ý rằng:
+ Không được tưới nước lên phơi.

-

+ Chỉ cần giữ mơi trường trong trại thống mát, dễ chịu, đảm bảo dưới 30 độ C.
+ Tránh ánh nắng trực tiếp và mưa tạt vào bịch phôi.
Nếu thời tiết bên ngồi q nóng vào mùa hè, nhiệt độ trong nhà trại tăng cao,
cách tránh cho bịch phôi bị đổ mồ hơi (chảy nước vàng ra) thì bạn có thể hạ nhiệt
bằng cách:
+ Tưới thêm nước dưới nền, giản cách tưới vài lần trong ngày.
+ Kết hợp tưới nước cho mái (đứng bên ngoài) và tưới lên vách (đứng bên
trong).

Hình 1.3. Tơ nấm đã ăn được 80% trong bịch phôi nấm.

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

GVHD: ThS. Nguyễn Phạm Công Đức


8
1.1.4.3. Q trình rút bơng khỏi cổ nấm
-

Sau giai đoạn ủ phơi bên trên là 70-75 ngày (tính từ lúc cấy meo giống) thì ta
mới bắt đầu rút bơng ở cổ phơi ra. Tuy nhiên, trước khi rút bơng thì bạn có thể
tưới sơ qua khoảng 2 phút để cho bông mềm, dễ rút và rửa sạch bụi bẩn bám trên
bịch phôi.

-

Sau khi đã rút bông xong hết, cần vệ sinh cổ phôi để loại bỏ tơ chết, làm cho cổ
phơi sạch sẽ để tạo điều kiện thống hơn cho tơ nấm sống tiếp tục quá trình phát
triển mạnh mẽ.

Hình 1.4. Rút bơng khỏi cổ nấm.
1.1.4.4. Q trình đóng nắp phôi nấm
- Sau khi rút bông và vệ sinh cổ phơi xong rồi, ở đợt đầu tiên là sẽ đóng nắp luôn
từ 10-15 ngày. Để chúng lại tiếp tục phát triển tơ (bộ rễ của mình) khỏe mạnh
hơn.

Hình 1.5. Đóng nắp phôi nấm.

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

GVHD: ThS. Nguyễn Phạm Công Đức


9
-

Thời điểm đóng nắp cũng vơ cùng quan trọng và có ảnh hưởng đến sự phát triển
của nấm

-

Sau khi ăn xong đợt 1, ở đợt 2 sẽ khác hơn một chút. Là sau khi vệ sinh cổ phôi,
chúng ta cần xịt nước vôi 0.5% “phớt qua” các phôi nấm. Để như vậy suốt 24h
mới bắt đầu đóng nắp cổ phơi lại.

1.1.5. Thời điểm sốc lạnh
- Sau thời gian 10-15 ngày trên, khi tơ nấm đã ăn được đầy miệng phôi rồi thì
chúng ta sẽ tới kỹ thuật sốc lạnh để kích thích nấm ra đồng đều.
-

Thực hiện việc sốc lạnh như sau:
+ Trước 1 ngày sốc lạnh, bạn sẽ quây kín trại lại để trại hầm bí và tăng nhiệt
độ lên.
+ Tối hôm sau, tầm khoảng 10h đêm, thời điêm lý tưởng vì nước khá lạnh,

chúng ta tiến hành tưới nước toàn bộ bằng hệ thống tưới tự động trên cao.
=> Lúc này nhiệt độ trong trại và nấm bị giảm đột ngột, gây ra hiện trạng sốc nhiệt và
kích thích các phơi nấm đồng đều sẵn sàng ra nấm.

1.1.6. Hệ thống tưới nước cho nấm
- Cách tưới nước cho Nấm Bào Ngư cũng vơ cùng quan trọng, nó cũng có thể
quyết định đến 90% sản lượng. Vì nếu tưới sai cách cũng vơ cùng ảnh hưởng
đến phơi nấm.
-

-

Có thể dùng hệ tưới tưới phun sương nhưng cần hạn chế vì nước sương nhẹ, rơi
khơng cố định, sẽ rất dễ làm nước lọt vào cổ phôi và gây nên bệnh mốc xanh,
úng,…
Cần điều chỉnh hệ thống tưới phun sương ở trên với thiết kế nước tưới như hệ
thống chữa cháy, là tưới nước phun lên luôn, hơi mạnh chứ không tưới phun
sương nhẹ.

Hình 1.6. Hệ thống tưới nước cho nấm bào ngư thực tế.
ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

GVHD: ThS. Nguyễn Phạm Công Đức