Giáo trình nghiên cứu sự lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật gây nên tồn dư kim loại nặng trong sản phẩm thực vật p4 ppsx

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

28
Mặc dù tự động hoá trong nông nghiệp đã đợc ứng dụng từ lâu, song
nó chỉ phát triển ở một số nớc phát triển, còn đối với các nớc chậm phát
triển, tuy co nền nông nghiệp chiếm tỷ lệ lớn nhng việc ứng dụng tự động
hoá vào nông nghiệp vẫn còn rất chậm. Hiện nay, đợc sự trợ giúp của nớc
ngoài các nớc đang phát triển đã đa dần tự động hoá vào sản xuất nông
nghiệp, đặc biệt là các nớc Đông Nam á trong đó có Việt Nam.
1.3.5. thành tựu của tự động hoá trong quá trình sản xuất
Thế giới đang ngày càng phát triển, cuộc sống con ngời ngày cáng
thay đổi, hàng loạt các máy móc tự động đã và đang xuất hiện, robot đợc chế
tạo ra thay thế con ngời ở nhiều mặt., đó là những thành tựu của ngành tự
động hoá mang lại. Trong 40 băm qua nó đã mang lại nhng thành quả to lớn:
Dẫn hớng và điều khiển thiết bị trong không gian, bao gồm máy bay
dân dụng, tên lửa, máy bay chiến đấu, tàu vận tải, vệ tinh.Hệ thống điều khiển
này đã đảm bảo đợc tính ổn định và chính xác dới tác động của nhiễu môi
trờng và của chính hệ thống.
Hệ thống điều khiển trong sản xuất công nghiệp, từ máy tự động đến
mạch tích hợp.Những thiết bị điều khiển bằng máy tính đã có độ chính xác
định vị và lắp ráp rất cao để tạo ra nhiều sản phẩm có chất lợng tốt.
Hệ thống điều khiển quá trình công nghiệp, ví dụ trong quá trình sản
xuất hydrocacbon và nhiều chất hoá học khác. Hệ điều khiển này đã xử lý
hàng ngàn thông tin lấy từ cảm biến để điều khiển hang trăm cơ cấu chấp
hành : van, cấp nhiệt, bơm, để cho ra sản phẩm với yêu cầu khắt khe về tính
năng kỹ thuật.
Điều khiển hệ thống truyền thông bao gồm: hệ thống điện thoại và
internet. Hệ thống điều khiển có nhiệm vụ kiểm soát mức năng lợng ở đầu
vào, đầu ra và khi truyền dẫn, thông báo những sự cố đa dạng, phức tạp

thờng xảy ra trong truyền thông.


đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

29
1.3.6. Mục đích và ý nghĩa của việc thiết kế mô hình tới nhỏ giọt tự động
Kỹ thuật trồng cây không dùng đất là kỹ thuật trồng cây tiên tiến và
hiện đại. Trồng rau bằng phơng thức không dùng đất là giải pháp có hiệu
quả nhất hiện nay trong việc sản xuất rau an toàn mà không gây ô nhiễm
môi trờng, tận dụng đợc mặt bằng không gian (ngay cả trên đất nghèo
dinh dỡng, nhiễm độc, nhiễm mặn), tiết kiệm đợc công lao động, giải
phóng đợc sức lao động nặng nhọc khi trồng cây ngoài đất, trồng đợc
nhiều vụ trong năm, có thể tăng số vụ gấp 3-4 lần và năng suất có thể cao
gấp 20 lần so với trồng trên đất.
Chính vì những lợi ích to lớn đó mà vấn đề áp dụng tự động hóa vào hệ
thống tới là vô cùng quan trọng, nó sẽ là mấu chốt đa nền nông nghiệp nớc
ta vốn lạc hậu sang một giai đoạn mới, giai đoạn của nền nông nghiệp tiên
tiến, hiện đại. góp phần chung trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa
nông nghiệp nông thôn.
Nh vậy chúng ta đã thấy rõ vai trò quan trọng của tự động hóa
trong đời sống con ngời, trong công nghiệp, trong nông nghiệp. Do đó
việc ứng dụng tự động hóa vào nông nghiệp ở nớc ta cung nh cụ thể vào
hệ thống tới nhỏ giọt này càng trở nên cấp thiết cần đợc nghiên cứu để
sớm đa vào thực tiễn.

1.4.kết luận chơng i
Ngày nay, trong mọi lĩnh vực, mọi công nghệ sản xuất cụ thể đều có sự
góp mặt của tự động hoá. Ngời ta nói tự động hoá gắn với năng xuất, chất

lợng sản phẩm, công nghệ tự động hoá đã góp phần lớn vào quá trình phát
triển của xã hội, cải thiện đời sống con ngời. Từ đó mà chúng ta nên đề cao
vai trò của nó để tiếp tục học tập và nghiên cứu để ứng dụng chúng một cách
hiệu quả hơn và hữu ích hơn.
Đối với nớc ta, theo chủ chơng chính sách của Đảng và Nhà Nớc,

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

30
đẩy mạnh công nghiệp hoá hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn để đến
2010 đa nớc ta thành một nớc công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Thì công
nghệ tự động hoá càng trở nên quan trọng đối với chúng ta, và cần có nhiều
công trình hơn nữa nghiên cứu về tự động hoá để có thể vào thực tế một
cách đơn giản và hiệu quả nhất.
Từ những phân tích trong chơng I này cho thấy một triển vọng to lớn
của hệ thống trồng rau thủy canh, trong phơng pháp này việc ứng dụng hệ
thống tới nhở giọt là rất hợp lý và kinh tế. Vì phơng pháp thủy canh, hệ
thống tới không chỉ cung cấp nớc cho cây mà còn kèm theo cả chất dinh
dỡng, sử dụng phơng pháp tới nhỏ giọt sẽ tiết kiệm đợc dung dịch, cung
cấp cho cây chính xác không lãng phí, hơn nữa theo phơng pháp này cây sẽ
đợc trồng trong nhà lới, không tiếp xúc với đất sẽ tránh đợc các mầm bệnh
và không phải dùng thuốc bảo vệ thực vật, nông sản sẽ đợc đảm bảo an toàn,
môi trờng không bị ô nhiễm, rút ngắn mùa vụ, giảm bớt công lao động, năng
suất cao, hiệu quả kinh tế lớn, có thể áp dụng sản xuất đại trà. Đây sẽ là mũi
nhọn của ngành nông nghiệp hiện đại.



đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên

Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

31
Chơng II
xây dựng thuật toán điều khiển

2.1. Công nghệ sản xuất rau an toàn
Chúng tôi đã nghiên cứu một hệ thống tới nhỏ giọt cho rau an toàn
trong nhà lới thực tế, hệ thống này còn hoạt động bán tự động, một số khâu
cha đợc tự động hóa do yêu cầu phức tạp và độ chính xác của nó nên con
ngời còn đang phải đảm nhiệm. Sau đây là sơ đồ và hoạt động của hệ thống.
2.1.1. Sơ đồ công nghệ hệ thống

®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Tr−êng dhnni – hµ néi ®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn

32

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

33
2.1.2. Hoạt động của hệ thống
* Hệ thống bình tới:
Gồm 3 bình nhỏ đựng dung dịch gốc, dung dịch này dợc pha trộn với
tỷ lệ đặc biệt các chất dinh dỡng nuôi cây, dung dịch trong 3 binh này đợc
trộn bằng tay và đợc đo rất chính xác trớc khi đổ vào bình trộn. Bình trộn
lớn gồm hai bình, một bình dùng để trộn dung dịch, một bình để chứa hỗn hợp
đã trộn để tới. Bình trộn đợc trộn bằng bơm tuần hoàn
* Quy trình tới:

Các dung dịch gốc đợc trộn bằng tay trong các bình nhỏ, sau đó đợc
đổ vào bình chính, ở đây dung dịch gốc sẽ đợc trộn với nớc với tỷ lệ phù
hợp với từng loại cây trồng, dung dịch trong bình trộn đợc trộn nhờ một máy
bơm MB1, máy bơm này đợc nhân viện trực cho chạy để bơm tuần hoàn
dung dịch trong bình trộn, thời gian chạy của MB1 phụ thuộc vào lợng dung
dịch trong bình. Sau khi dung dịch đợc trộn đều, nó sẽ đợc chuyển sang
Bình tới, dung dịch đợc dự trữ ở đây và đợc tới cho cây nhờ máy bơm
MB2 và Hệ thống ống tới. MB2 đợc nối với bộ Timer đợc lập trình chạy
theo thời gian tới 2 phút nghỉ 15 phút, thời gian này có thể đợc thay đổi tùy
thuộc vào từng loại cầy, từng thời kỳ sinh trởng của cây. Các van điện cũng
đợc nối với bộ Timer lập trình, hệ thống tự động hóa này sẽ tự động tới
nớc cho cây theo thời gian đã định. Lu l
ợng dung dịch cung cấp cho cây
đợc điều chỉnh chủ yếu ở Bộ điều áp, bộ điều áp sẽ quyết định áp suất ở đầu
ra của MB2, tạo ra dòng chảy nhỏ dẫn đến các gốc cây, với hệ thống đờng
ống dẫn đợc thiết kế nhỏ cùng với sự điều chỉnh của bộ điều áp thì dung dịch
dẫn đến nhỏ giọt vào các gốc cây.
2.1.3. Yêu cầu công nghệ của một số loại rau: Cà chua, Da chuột, Súp lơ
Yêu cầu kỹ thuật tới và năng xuất của một số cây rau đợc trồng theo
phơng pháp thuỷ canh không dùng đất nh sau:
- Cây cà chua: yêu cầu tới một ngày phải cung cấp cho một cây 3lít

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

34
dung dịch, sau 15 phút nghỉ lại cung cấp dung dịch cho cây trong 2 phút.
- Cây da chuột: yêu cầu tới một ngày phải cung cấp cho một cây 2lít
dung dịch, sau 15 phút nghỉ lại cung cấp dung dịch cho cây trong 2 phút.
- Cây súp lơ xanh: yêu cầu tới một ngày phải cung cấp cho một cây

0.8lít dung dịch, sau 15 phút nghỉ lại cung cấp dung dịch cho cây trong 1 phút.

2.2. Thuật toán điều khiển mô hình
2.2.1. Giới hạn của mô hình
* Việc cung cấp dung dịch từ các bình dung dịch gốc sang bình trộn sẽ
đợc thực hiện bằng các máy bơm MB1, MB2, MB3, các máy bơm này đợc
điều khiển bằng PLC S7 200.
* Do quy mô của đề tài nên chúng tôi chỉ thiết kế một bình chính thực
hiện cả hai chức năng: trộn và làm bình chứa, và trong mô hình cha trang bị
đợc bộ điều áp, mô hình còn mới chỉ trang bị đợc 3 van điện, con một số
van khác dùng van thờng, mô hình cũng không trang bị đợc nhiều máy bơm
nên chúng tôi sử dụng một máy bơm MB4 thực hiện cả hai chức năng bơm
trộn và bơm tới.
2.2.2. Sơ đồ công nghệ của mô hình

®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Tr−êng dhnni – hµ néi ®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn

35

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

36
2.2.3. Hoạt động của mô hình
Để làm sáng tỏ khả năng điều khiển của PLC S7 200 chúng tôi phân
hoạt động của mô hình ra thành 3 thuật toán riêng.
* Trộn dung dịch.
Khi ngời điều khiển bấm nút Start, các máy bơm B1, B2, B3 sẽ hoạt
động ( nếu có tín hiệu báo mức cao MC1, MC2, MC3 trong 3 bình chứa dung

dịch gốc). Các máy bơm này chuyển dung dịch gốc từ 3 bình vào bình trộn với
tỷ lệ sẽ đợc quyết định bằng cách đặt thời gian hoạt động cho máy bơm.
Khi trong bình trộn đã có dung dịch mức thấp trong bình sẽ tắt, khi đó
máy bơm B4 sẽ hoạt động cùng với các van V1, V2 mở, các van
V3,V4,V5,V6 đóng, dung dịch sẽ đợc bơm tuần hoàn và trộn đều, sau một
thời gian trộn B4 ngừng hoạt động, chơng trình kết thúc.
* Tới.
Việc điều khiển tới dùng S7 200 với bộ xử lý CPU 224 sẽ trở nên vô
cùng đơn giản, việc điều khiển không chỉ là vài ống tới mà có thể điều khiển
cùng lúc nhiều hệ thống khác nhau.
Trong đề tài này chúng tôi tợng chng 3 ống tới là 3 hệ thống tới
khác nhau đợc cúng điều khiển trên một hệ thống. Do đó chúng tôi xây dựng
2 thuật toán gồm: cả 3 hệ thống tới cùng lúc và 3 hệ thống tới riêng rẽ.
- Ba hệ thống cùng tới: Khi ngời điều khiển bấm nút Start, chơng
trình sẽ mở các van V1, V3,V4,V5,V6, sau đó máy bơm tới B4
hoạt động đa dung dịch ra tới, B4 sẽ tới theo chu kỳ là tới 2
phút nghỉ 15 phút ( thời gian này hoàn toàn có thể thay đổi dễ dàng
trong chơng trình điêu khiển). Khi mức thấp bình trộn MT4 báo thì
máy bơm B4 dừng và chơng trình kết thúc.
- Ba hệ thống tới riêng rẽ: Khi ngời điều khiển bấm nút Start các
van V1,V3, V4 mở, các van V2, V5, V6 đóng, sau đó máy bơm B4
hoạt động tới dung dịch với chu kỳ tới 2 phút nghỉ 15 phút ( thời
gian này hoàn toàn có thể thay đổi dễ dàng trong chơng trình điêu
khiển). Sau khi van V4 tới 1 thời gian thì V5 mở tới sau đó V6 lại
mở tới ( thời gian tới của các hệ thống là tuỳ thuộc và yêu cầu
công nghệ, thời gian này có thể đặt dễ dàng trong chơng trình lập
trình. Khi mức thấp bình trộn MT4 báo thì máy bơm B4 dừng và
chơng trình kết thúc.