Các nội dung chính và giới hạn của đề tài - Khảo sát thực tế tại cơ sở trồng nấm linh chi - Giới thiệu các linh kiện và thiết bị - Thiết kế và tính toán hệ thống tưới tự động - Tìm hiểu
Trang 1KHOA CÔNG NGHỆ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ
THỐNG TƯỚI TỰ ĐỘNG CHO NẤM
LINH CHI
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
TS.Nguyễn Văn Dũng Nguyễn Văn Duy (MSSV: 1110979)
Ngành: Kỹ thuật điện 2 – Khóa 37
Tháng 5/2015
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
Cần Thơ, ngày 07 tháng 05 năm 2015
PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN
HỌC KỲ II, NĂM HỌC 2014 – 2015
1 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Duy MSSV: 1110979
Ngành học: Kỹ thuật điện Khóa: 37
2 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi
3 Địa điểm thực hiện: Khu II, trường Đại học Cần Thơ
4 Họ tên người hướng dẫn khoa học (NHDKH): TS Nguyễn Văn Dũng
5 Mục tiêu đề tài: Tìm hiểu hệ thống tưới tự động thực tế và biết cách tính toán, thiết
kế tủ điện cho một phụ tải
6 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài
- Khảo sát thực tế tại cơ sở trồng nấm linh chi
- Giới thiệu các linh kiện và thiết bị
- Thiết kế và tính toán hệ thống tưới tự động
- Tìm hiểu lập trình điều khiển PLC cho hệ thống tưới tự động
- Thi công và vận hành thử nghiệm mô hình hệ thống tưới tự động
7 Các hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài: Công ty TNHH điện tự động Toàn Phúc, tài liệu tham khảo
8 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: Công ty TNHH điện tự động Toàn Phúc cho mượn thiết bị thực hiện đề tài
SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ
Nguyễn Văn Duy
Ý KIẾN CỦA NHDKH
TS Nguyễn Văn Dũng
Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
Cần Thơ, ngày 07 tháng 05 năm 2015
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HỌC KỲ II, NĂM HỌC 2014 – 2015
1 Tên đề tài thực hiện: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi
2 Họ và tên sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Duy
3 Họ và tên người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Dũng
4 Đặt vấn đề: Thiết kế hệ thống tưới tự động là một vấn đề quan trọng trong nền nông nghiệp hiện nay.Để tưới có hiệu quả cần chọn phương pháp tưới phù hợp với từng loại cây trồng, điều kiện đất đai, điều kiện địa hình và nguồn nước, nên yêu cầu đặt ra là một hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi tối ưu để mang lại kinh tế cao hơn Do bản thân muốn tìm hiểu sâu hơn về hệ thống tưới tự động và công tác vận hành của hệ thống nên chọn đề tài này để bổ sung thêm kiến thức cho bản thân
5 Mục đích, yêu cầu: Tìm hiểu hệ thống tưới tự động thực tế và biết cách tính toán, thiết kế tủ điện cho một hệ thống
6 Địa điểm, thời gian thực hiện: Bộ môn Kỹ thuật điện, khoa Công Nghệ, trường Đại học Cần Thơ
7 Giới thiệu về thực trạng có liên quan tới vấn đề trong đề tài: Hệ thống tủ điện và các loại cảm biến
8 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài:
CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT THỰC TẾ TẠI CƠ SỞ TRỒNG NẤM LINH CHI
1.1 Giới thiệu về cơ sở trồng nấm linh chi
1.1.1 Thành lập tổ hợp tác nấm
1.1.2 Đưa khoa học kỹ thuật vào sản xuất nấm
1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát triển của nấm linh chi
1.3 Mô hình thực tế trồng nấm linh chi
1.4 Yêu cầu kỹ thuật về việc cấp nước tưới cho nấm linh chi
Trang 41.4.2 Yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm trong nhà trồng nấm
1.4.3 Yêu cầu về hệ thống tưới tự động
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ
2.5.2 Đầu bơm cao áp
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TƯỚI TỰ ĐỘNG
3.1 Giới thiệu về các phương pháp tưới phun hiện nay
3.2 Phương pháp tưới phun sương
3.2.1 Ưu điểm của phương pháp tưới phun sương
3.2.2 Khuyết điểm của phương pháp tưới phun sương
3.3 Tính toán và thiết kế hệ thống ống dẫn nước vòi phun
3.3.1 Cấu tạo chung hệ thống tưới tự động cho nấm trong nhà kính
3.3.2 Lựa chọn và bố trí vòi phun
3.3.3 Tính toán thuỷ lực hệ thống phun sương
3.3.4 Tính toán công suất động cơ điện và đầu bơm cao áp
3.4 Lựa chọn khí cụ điện cho tủ điều khiển
3.4.1 Chọn thiết bị đóng cắt
3.4.2 Chọn cáp điện cho tủ điều khiển
CHƯƠNG 4: TÌM HIỂU LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC CHO HỆ THỐNG
TƯỚI TỰ ĐỘNG
4.1 Cơ sở lý thuyết về PLC S7-1200
4.1.1 Tổng quan về PLC S7-1200
Trang 54.1.2 Phân loại
4.1.3 Hình dạng bên ngoài
4.1.4 Cấu trúc bên trong
4.1.5 Đấu dây
4.1.6 Khả năng mở rộng của CPU
4.1.7 Các loại module của S7-1200
4.1.8 Phương pháp lập trình điều khiển
4.1.9 Ngôn ngữ lập trình LAD (ladder Logic):
4.1.10 Chế độ vận hành của PLC
4.1.11 Phần mềm lập trình SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic
4.1.12 Các tập lệnh cơ bản
4.1.13 Xử lý tín hiệu Analog PLC S7-1200
4.2 Khái quát chung về màn HMI
4.2.1 Cơ sở lý thuyết về màn hình HMI
4.2.2 Một số màn hình HMI của hãng Seimens
4.2.3 Cấu hình cơ bản của một hệ PLC và HMI
4.2.4 Giới thiệu màn hình
4.3 Lập trình điều khiển cho hệ thống
4.3.1 Xây dựng chương trình điều khiển hệ thống trên PLC
4.3.2 Xây dựng thuật toán điều khiển
5.1 Các thiết bị có liên quan trong mô hình
5.1.1 Bộ động cơ và đầu bơm cao áp
5.2 Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển trên tia portal v13
5.2.1 Tạo một project mới
5.2.2 Màn hình giám sát HMI
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN
9 Phương pháp thực hiện đề tài: Khảo sát thực tế và thiết kế mô hình
Trang 610 Kế hoạch thực hiện:
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
TT Nội dung công việc Tuần
2
Tuần 3-4
Tuần 5-6
Tuần 7-8-9-10
Tuần 11-12
Trang 7TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2015
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1 Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Dũng
2 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi
3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Duy
4 Lớp: Kỹ Thuật Điện – K37
5 Nội dung nhận xét:
a Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:
b Nhận xét về các bản vẽ:
c Nhận xét về nội dung của luận văn (Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ): * Các nội dung và công việc đã đạt được (So sánh với đề cương luận văn):
* Những vấn đề còn hạn chế:
d Nhận xét đối với từng thành viên tham gia thực hiện đề tài:
e Kết luận và đề nghị:
6 Điểm đánh giá (Cho từng sinh viên):
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TS Nguyễn Văn Dũng
Trang 8TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
Cần Thơ, ngày… tháng … năm 2015
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1
1 Cán bộ chấm phản biện: ThS Phan Trọng Nghĩa
2 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi
3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Duy
4 Lớp: Kỹ Thuật Điện – K37
5 Nội dung nhận xét:
a Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:
b Nhận xét về các bản vẽ:
c Nhận xét về nội dung của luận văn (Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ): * Các nội dung và công việc đã đạt được (So sánh với đề cương luận văn):
* Những vấn đề còn hạn chế:
d Nhận xét đối với từng thành viên tham gia thực hiện đề tài:
e Kết luận và đề nghị:
6 Điểm đánh giá (Cho từng sinh viên):
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1
ThS Phan Trọng Nghĩa
Trang 9TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2015
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 2
1 Cán bộ chấm phản biện: ThS Đinh Mạnh Tiến
2 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi
3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Duy
4 Lớp: Kỹ Thuật Điện – K37
5 Nội dung nhận xét:
a Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:
b Nhận xét về các bản vẽ:
c Nhận xét về nội dung của luận văn (Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ): * Các nội dung và công việc đã đạt được (So sánh với đề cương luận văn):
* Những vấn đề còn hạn chế:
d Nhận xét đối với từng thành viên tham gia thực hiện đề tài:
e Kết luận và đề nghị:
6 Điểm đánh giá (Cho từng sinh viên):
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2
ThS Đinh Mạnh Tiến
Trang 10LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay thế giới đã bước vào thế kỷ XXI tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt môi trường ô nhiễm khắp nơi, nhưng nhu cầu sống và hưởng thụ của con người lại ngày càng cao, dân số thế giới vẫn tăng vọt, làm cho thế giới sẽ không đủ các sản phẩm để cung cấp cho mọi người nếu hoạt động lao động chỉ là thủ công
Để giải quyết vấn đề đó chỉ có con đường duy nhất là ứng dụng tự động hoá vào sản xuất
Hệ thống điều khiển tưới tự động là một trong những khâu quan trọng, quyết định sự thành công của toàn hệ thống sản xuất nấm linh chi trong nhà lưới có mái che Việc thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển tưới phun sương có ý nghĩa rất quan trọng trong việc duy trì độ ẩm và nhiệt độ Đề tài này nghiên cứu, thiết kế và thi công mô hình hệ thống điều khiển tưới phun sương tự động theo thời gian, nhiệt độ
và độ ẩm Khi hệ thống làm việc, người vận hành chỉ cần cài đặt thời gian tưới hoặc giá trị nhiệt độ, độ ẩm mong muốn khi đó hệ thống sẽ tự động điều khiển van điện, máy bơm phun sương để liên tục đảm bảo các thông số đã cài đặt Ngoài ra hệ thống cũng cho phép người vận hành có thể lựa chọn vị trí các nhà trồng cần tưới, thời gian tưới tùy theo nhu cầu của từng giai đoạn nấm khác nhau đối với hệ thống
có nhiều nhà lưới
Mục đích nghiên cứu:
- Nghiên cứu mô hình hệ thống tưới tự động cho nấm linh chi từ thực tiễn từ
đó thiết kế mô hình thực nghiệm trên cơ sở sử dụng các thiết bị có sẵn trong nước
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết để xây dựng mô hình dựa trên phần mềm lập trình simatic S7-1200
- Ứng dụng PLC S7-1200 để xây dựng chương trình điều khiển hệ thống (Vì PLC S7-1200 có sẵn module analog để nhận tín hiệu analog từ đầu dò nhiệt độ và
độ ẩm)
- Thiết kế giao diện người dùng trên màn hình HMI cho hệ thống giám sát tưới
tự động cho nấm linh chi
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu trong luận văn này là “Hệ thống tưới tự động cho nấm
linh chi”
Ý nghĩa thực tiễn của luận văn:
Vấn đề ứng dụng tự động hóa vào sản xuất nông nghiệp ngày càng phổ biến
và mang lại hiệu quả kinh tế cao Hệ thống tưới tự động gồm các đường ống được lắp đặt cố định là biện pháp tưới hiệu quả cho diện tích lớn Hệ thống sử dụng gồm một máy bơm và 1 cảm biến tích hợp đo nhiệt độ và độ ẩm đặt tại nhà lưới trồng
Trang 11nấm, hệ điều khiển được lập trình trên PLC-S7- 1200 hiện đại
Nội dung chính của luận văn:
Luận văn thực hiện với nội dung sau:
Chương 1: Khảo sát thực tế tại cơ sở trồng nấm linh chi
Chương 2: Giới thiệu các linh kiện và thiết bị
Chương 3: Thiết kế và tính toán hệ thống tưới tự động
Chương 4: Tìm hiểu lập trình điều khiển PLC cho hệ thống tưới tự động Chương 5: Thi công và vận hành thử nghiệm mô hình hệ thống tưới tự động Chương 6: Kết luận
Trang 12LỜI CÁM ƠN
Sau khoảng thời gian học tập và rèn luyện tại trường Đại học Cần Thơ, em
đã được sự dạy bảo tận tình của tất cả các quý thầy, cô ở các Phòng – Khoa của trường và đã giúp em có thêm được nhiều kiến thức quý báu, chuyên và không chuyên về ngành Kỹ thuật điện Nay em đã sắp kết thúc khóa học của mình, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc nhất đến:
Ban giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ
Ban chủ nhiệm Khoa Công Nghệ
Tất cả các quý thầy trong bộ môn Kỹ thuật điện và đặc biệt là TS.Nguyễn Văn Dũng, người thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và chỉ dạy em rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này
Đồng thời, em cũng chân thành cảm ơn đến Cty TNHH điện tự động Toàn Phúc đã cho mượn thiết bị và dụng cụ để thực hiện luận văn
Xin chân thành cảm ơn cha, mẹ đã luôn bên cạnh, động viên và ủng hộ con
về mặt vật chất lẫn tinh thần trong suốt thời gian qua
Tuy nhiên, kinh nghiệm, kiến thức thực tế còn hạn chế và thời gian thực hiện
đề tài quá ít nên không tránh khỏi những sai lầm, thiếu sót Kính mong thầy Nguyễn Văn Dũng, các quý thầy trong bộ môn bỏ qua và góp ý kiến để bài luận văn của em được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cám ơn!
Trang 13MỤC LỤC
CHƯƠNG 1KHẢO SÁT THỰC TẾ TẠI CƠ SỞ TRỒNG NẤM LINH CHI
Giới thiệu về cơ sở trồng nấm linh chi 11.1
Thành lập tổ hợp tác nấm 21.1.1
Đưa khoa học kỹ thuật vào sản xuất nấm 21.1.2
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát triển của nấm linh chi 31.2
Nhiệt độ 31.2.1
Độ ẩm 31.2.2
Thoáng khí 41.2.3
Ánh sáng 41.2.4
Độ pH 41.2.5
Mô hình thực tế trồng nấm linh chi 41.3
Yêu cầu kỹ thuật về việc cấp nước tưới cho nấm linh chi 61.4
Phương pháp tưới nước hiện nay 61.4.1
Yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm trong nhà trồng nấm 81.4.2
Yêu cầu về hệ thống tưới tự động 91.4.3
CHƯƠNG 2GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ
Tủ điều khiển tự động 112.1
Giới thiệu 112.1.1
Chức năng và ứng dụng 112.1.2
Các thiết bị lắp đặt trong tủ điều khiển 122.2
CB 122.2.1
Nút ấn 142.2.2
Contactor 152.2.3
Rơle trung gian 172.2.4
Van điện từ 182.3
Trang 14Khái niệm 182.3.1
Nguyên lý hoạt động 182.3.2
Khái niệm cảm biến 192.4
Cảm biến nhiệt độ 202.4.1
Cảm biến độ ẩm 202.4.2
Bộ động cơ điện và đầu bơm cao áp 212.5
Động cơ điện 212.5.1
Đầu bơm cao áp 242.5.2
CHƯƠNG 3THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TƯỚI TỰ ĐỘNG
Giới thiệu về các phương pháp tưới phun hiện nay 263.1
Phương pháp tưới phun sương 273.2
Ưu điểm của phương pháp tưới phun sương 283.2.1
Khuyết điểm của phương pháp tưới phun sương 283.2.2
Tính toán và thiết kế hệ thống ống dẫn nước vòi phun 283.3
Cấu tạo chung hệ thống tưới tự động cho nấm trong nhà kính 283.3.1
Lựa chọn và bố trí vòi phun 293.3.2
Tính toán thuỷ lực hệ thống phun sương 323.3.3
Tính toán công suất động cơ điện và đầu bơm cao áp 333.3.4
Lựa chọn khí cụ điện cho tủ điều khiển 343.4
Chọn thiết bị đóng cắt 343.4.1
Chọn cáp điện cho tủ điều khiển 353.4.2
CHƯƠNG 4TÌM HIỂU LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC CHO HỆ THỐNG TƯỚI TỰ ĐỘNG
Cơ sở lý thuyết về PLC S7-1200 384.1
Tổng quan về PLC S7-1200 384.1.1
Phân loại 394.1.2
Hình dạng bên ngoài 414.1.3
Cấu trúc bên trong 424.1.4
Trang 15Đấu dây 434.1.5
Khả năng mở rộng của CPU 444.1.6
Các loại module của S7-1200 464.1.7
Phương pháp lập trình điều khiển 484.1.8
Ngôn ngữ lập trình LAD (ladder Logic) 494.1.9
Chế độ vận hành của PLC 504.1.10
Phần mềm lập trình SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic 514.1.11
Các tập lệnh cơ bản 584.1.12
Xử lý tín hiệu Analog PLC S7-1200 684.1.13
Khái quát chung về màn HMI 734.2
Cơ sở lý thuyết về màn hình HMI 734.2.1
Một số màn hình HMI của hãng Seimens 744.2.2
Cấu hình cơ bản của một hệ PLC và HMI 754.2.3
Giới thiệu màn hình 754.2.4
Lập trình điều khiển cho hệ thống tưới 764.3
Yêu cầu hệ thống tưới điều khiển bằng PLC 764.3.1
Thuật toán điều khiển 774.3.2
Chương trình 784.3.3
Mạch động lực và mạch điều khiển của hệ thống 784.3.4
Lập trình LAD cho hệ thống tưới điều khiển bằng PLC 794.3.5
CHƯƠNG 5THI CÔNG VÀ VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM MÔ HÌNH HỆ THỐNG TƯỚI TỰ
ĐỘNG Các thiết bị có liên quan trong mô hình 875.1
Bộ động cơ và đầu bơm cao áp 875.1.1
Bồn chứa 885.1.2
Mô hình nhà kính 885.1.3
Tủ điều khiển 895.1.4
PLC S7-1200 CPU 1212C 895.1.5
Trang 16Đầu dò nhiệt độ và độ ẩm 905.1.6
Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển trên tia portal V13 915.2
Tạo một project mới 925.2.1
Màn hình giám sát HMI 955.2.2
CHƯƠNG 6KẾT LUẬNTÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 17DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Bảng thông số về nhiệt độ và độ ẩm của từng giai đoạn trong nhà trồng
nấm (thông tin từ chú Tuyên – Tổ trưởng tổ hợp nấm linh chi An Bình) 8
Bảng 2: Tầm đo các loại cặp nhiệt điện 20
Bảng 3: Thông số kỹ thuật của đầu bơm cao áp 33
Bảng 4: Thông số kỹ thuật của động cơ điện 33
Bảng 5: Các đặc điểm cơ bản của s7-1200 40
Bảng 6: Module tín hiệu và board tín hiệu số 44
Bảng 7: Module tín hiệu và broad tín hiệu tương tự 45
Bảng 8: Các giao thức truyền thông 45
Bảng 9: Các board khác 46
Bảng 10: Các tiếp điểm thường mở và thường đóng 58
Bảng 11: Các kiểu dữ liệu cho các tham số (tiếp điểm NO và NC) 59
Bảng 12: Ngõ ra cuộn dây (LAD) 59
Bảng 13: Các kiểu dữ liệu cho các tham số (ngõ ra cuộn dây) 60
Bảng 14: Các lệnh S và R 1 bit 60
Bảng 15: Các kiểu dữ liệu cho các tham số lệnh S và R 60
Bảng 16: Các lệnh SET_BF và RESET_BF 60
Bảng 17: Các kiểu dữ liệu cho các tham số lệnh SET_BF và RESET_BF 61
Bảng 18: Lệnh phát hiện chuyển đổi dương và âm 61
Bảng 19: Các lệnh bộ đếm 61
Bảng 20: Các kiểu dữ liệu cho các tham số lệnh bộ đếm 62
Bảng 21: Các lệnh bộ định thì 63
Bảng 22: Các kiểu dữ liệu cho các tham số lệnh bộ định thì 63
Bảng 23: Kích thước và phạm vi của kiểu dữ liệu TIME 64
Bảng 24: Các lệnh so sánh 64
Bảng 25: Các kiểu dữ liệu cho các tham sốlệnh so sánh 64
Bảng 26: Mô tả sự so sánh 64
Bảng 27: Các lệnh về thời gian hệ thống 65
Bảng 28: Các kiểu dữ liệu cho các tham số lệnh về thời gian hệ thống 65
Bảng 29: Các mã điều kiện lệnh về thời gian hệ thống 66
Bảng 30: Các lệnh SCALE_X và NORM_X 66
Bảng 31: Các kiểu dữ liệu cho các tham số lệnh SCALE_X và NORM_X 67
Bảng 32: Các trạng thái ENO lệnh SCALE_X và NORM_X 67
Bảng 33: Bảng Analog đầu vào cho đại diện hiện tại 71
Bảng 34: Bảng dữ liệu trong PLC S7-1200 71
Trang 18Bảng 35: Bảng địa chỉ các biến vào/ra PLC 78Bảng 36: Thông số kỹ thuật như sau: 87Bảng 37: Thông số kỹ thuật của đầu dò nhiệt độ và độ ẩm 90
Trang 19DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Vị trí tổ hợp nấm linh chi An Bình 1
Hình 2: Nhà trồng nấm linh chi 5
Hình 3: Bố trí các dãy kệ nấm 5
Hình 4: Nhà trồng nấm hoàn chỉnh 6
Hình 5: Máy bơm 7
Hình 6: Phân bố các vòi phun tại nhà trồng nấm linh chi 7
Hình 7: Phương pháp tưới phun thủ công hiện nay 8
Hình 8: Đường ống tưới theo độ ẩm 9
Hình 9: Đường ống tưới theo nhiệt độ 10
Hình 10: Tủ điều khiển 11
Hình 11: MCB của hãng Schneider 12
Hình 12: Cơ cấu tác động của tiếp điểm 13
Hình 13: Đường biểu diễn dòng làm việc của CB với thời gian t = f(x.ln) 14
Hình 14: Contactor của hãng Schneider 15
Hình 15: Role trung gian 17
Hình 16: Van điện từ 220V - SNTC 18
Hình 17: Kết cấu của van điện từ 19
Hình 18: Mối quan hệ của điện trở đến sự thay đổi độ ẩm 21
Hình 19: Kết cấu bên trong của động cơ không đông bộ 1 pha 22
Hình 20: Rôto lồng sóc động cơ không đông bộ 1 pha 22
Hình 21: Stator của động cơ không đông bộ 1 pha 23
Hình 22: Sơ đồ nguyên lý của piston tác dụng đơn 24
Hình 23: Đầu bơm cao áp TT26G 25
Hình 24: Bộ động cơ điện – đầu bơm cao áp 25
Hình 25: Tưới phun sương 26
Hình 26: Tưới phun mưa 27
Hình 27: Cấu tạo của hệ thống tưới 29
Hình 28: Vòi phun Coolnet4 30
Hình 29: Bố trí vòi phun ở độ cao 2m 31
Hình 30: Sơ đồ lắp đặt vòi phun, van điện và đường ống dẫn nước 31
Hình 31: PLC S7 – 1200 38
Hình 32: Hình dạng bên ngoài của S7 – 1200 (CPU 1212C) 41
Hình 33: Cấu trúc bên trong của PLC 43
Hình 34: Sơ đồ đấu dây S7 -1200 / CPU 1212 43
Hình 35: Hình dạng các môđun 44
Trang 20Hình 36: Board tín hiệu SB 46
Hình 37: Module tín hiệu SM 47
Hình 38: Module truyền thông CM 47
Hình 39: Card nhớ SIMATIC 48
Hình 40: Phương pháp lập trình điều khiển 48
Hình 41: Cấu trúc chương trình LAD 49
Hình 42: Bảng vận hành 50
Hình 43: Các LED vận hành 51
Hình 44: Sơ đồ thiết kế một chương trình điều khiển 52
Hình 45: Giao diện chính của phần mềm 52
Hình 46: Giao diện soạn thảo chính 55
Hình 47: Tạm dừng hoạt động của PLC 57
Hình 48: Kết nối cáp PROFINET 58
Hình 49: Các kết nối khác của PLC S7-1200 58
Hình 50: Sơ đồ nguyên lý chung của cảm biến và module analog 69
Hình 51: Vùng lưu trữ dưới dạng Word của PLC 70
Hình 52: Lệnh Scale và Normalize trong Tia Portal 71
Hình 53: Màn hình HMI của Seimens 73
Hình 54: Kết nối PLC với HMI Basic Panel 75
Hình 55: SIMATIC HMI KTP 600 Pasic mono PN 76
Hình 56: Sơ đồ thuật toán điều khiển ở chế độ tưới tự động 77
Hình 57: Mạch động lực và mạch điều khiển 78
Hình 58: Bộ động cơ và đầu bơm cao áp 87
Hình 59: Bồn chứa 88
Hình 60: Mô hình nhà kính 88
Hình 61: Tủ điều khiển của hệ thống 89
Hình 62: Màn hình hiển thị đầu dò nhiệt độ và độ ẩm 90
Hình 63: Sơ đồ đấu dây của đầu dò nhiệt độ và độ ẩm 91
Hình 64: Cửa sổ hiển thị “Portal view” 92
Hình 65: Hộp thoại “Add new device” chèn CPU 92
Hình 66: Cửa sổ “Device view” hiển thị CPU đã thêm vào 93
Hình 67: Gán địa chỉ IP cho PLC 93
Hình 68: Cửa sổ “Program blocks” 94
Hình 69: Cửa sổ “Default tag table” của PLC 94
Hình 70: Kết nối máy tính với PLC qua địa chỉ IP 94
Hình 71: Hộp thoại “Add new device” chèn HMI 95
Hình 72: Kết nối PLC với màn hình HMI 95
Trang 21Hình 73: Màn hình HMI và các thiết bị 96
Trang 22CHƯƠNG 1
KHẢO SÁT THỰC TẾ TẠI CƠ SỞ TRỒNG NẤM LINH CHI
Giới thiệu về cơ sở trồng nấm linh chi
1.1
Ngành trồng nấm không có gì xa lạ đối với người nông dân, vì từ rất lâu người dân Việt Nam đã trồng nấm nấm rơm và nấm mèo Vào những thập niên gần đây, trên đất nước ta người dân cũng đã trồng thêm nhiều loại nấm như: nấm bào ngư, nấm mỡ, nấm kim châm, đùi gà… Tất cả những phương pháp ủ - trồng các loại nấm trên còn xuất phát từ những kinh nghiệm truyền miệng và qua đọc sách báo, cho nên hầu hết vẫn còn phụ nhiều vào thời tiết, vào mùa nấm bệnh, người trồng nhiều khi bị nấm bệnh, côn trùng tấn công không có phương cách nào để chữa trị đành nhìn trại nấm của mình hư đi, thiệt hại nặng nề, có những người mất cả cơ nghiệp vì trồng nấm
Hình 1: Vị trí tổ hợp nấm linh chi An Bình Thấy được những lợi ích kinh tế lớn từ việc trồng nấm, hiện rất nhiều doanh
Trang 23nghiệp, hộ gia đình đã mạnh dạn đầu tư, đưa khoa học kỹ thuật vào trồng các loại nấm ăn, nấm dược liệu và đã mang lại hiệu quả kinh tế cao Tổ hợp nấm An Bình là một trong những doanh nghiệp như vậy.(Hình 1)
Thành lập tổ hợp tác nấm
1.1.1
Tổ nấm được thành lập vào tháng 3-2013 do UBND xã Thạnh Tiến quyết định thành lập theo quyết định số: 15/QĐ-UBND xã Thạnh Tiến, ngày 15-03-2013 gồm 9 thành viên
Trước khi thành lập tổ hợp tác, các thành viên này đã thực hiện trồng nấm từ tháng 08-2012
Hằng tháng, Tổ hợp tác An Bình cung xích chi khô cho Công ty Trang Sinh 200kg, Công ty Nấm Việt 300kg, Công ty Hoàng Gia 800kg (các công ty này đều ở TP.HCM) với giá giao động 500.000 đồng/kg Bán lẻ từ 1 triệu đồng đến 2,5 triệu đồng/kg Trong tương lai, Tổ hợp tác An Bình sẽ cung xích chi khô cho Công ty Thuận Gia, ước tính khoảng 100.000kg/tháng
Đưa khoa học kỹ thuật vào sản xuất nấm
1.1.2
Thời gian qua, tổ hợp nấm An Bình đã nhận được sự hỗ trợ từ ông Lê Duy Thắng, Giảng viên Đại học Khoa học Tự nhiên, và bà Hàng Châu Trang, Giám đốc cty Nấm Trang Sinh, về khoa học kỹ thuật để thực hiện dự án “Xây dựng mô hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ các loại nấm ăn, nấm dược liệu theo hướng công nghiệp” Đây là mô hình ứng dụng tiến bộ KH&CN phục vụ phát triển kinh tế - xã hội nông thôn 2012-2015 của xã Thạnh Tiến, huyện Vĩnh Thạnh, TP Cần Thơ Mục tiêu của mô hình nhằm áp dụng những kết quả nghiên cứu KH&CN trong lĩnh vực sinh học nông nghiệp để phát triển sản xuất, chế biến và tiêu thụ các loại nấm
ăn, nấm dược liệu đạt hiệu quả kinh tế, chính trị, xã hội và môi trường tại xã Thạnh Tiến, huyện Vĩnh Thạnh
Khi thành lập, tổ hợp nấm An Bình đã xây dựng mô hình tập trung chuyên sản xuất, chế biến và tiêu thụ nấm theo hướng công nghiệp tại xã Thạnh Tiến, huyện Vĩnh Thạnh, Tp Cần Thơ với quy mô diện tích 3.500m2 Sản lượng nấm đạt
70 tấn/năm; phát triển 02 trang trại, nhiều gia trại chuyên trồng nấm ở các xã lân cận với các loại nấm như: nấm bào ngư, nấm rơm, mộc nhĩ, linh chi, đầu khỉ, ; hoàn thiện các quy trình công nghệ nuôi trồng nấm trên từng loại giá thể sẵn có và
Trang 24Hình thành mạng lưới tiêu thụ sản phẩm nấm tươi tại các thành phố thị xã, thị trấn, khu đông dân cư, các nhà hang và khách sạn Liên kết giữa các nhà khoa học - nhà nông - ngân hàng - nhà doanh nghiệp để tìm ra các giải pháp thị trường tối
ưu cho sản phẩm nấm nhằm thúc đẩy phát triển ngành nấm một cách bền vững
Thực hiện mô hình này, tổ hợp nấm đã cử 2 người đi học kỹ thuật nuôi trồng nấm ăn và nấm dược liệu – kỹ thuật làm meo giống nấm để làm chủ các công nghệ nuôi trồng, bảo quản và sơ chế nấm, tranh thủ được các điều kiện thuận lợi về địa hình, thị trường,…
Trồng nấm không cần nhiều diện tích, vốn đầu tư không cao, kỹ thuật không khó nhưng lại tạo ra giá trị cao vượt trội so với nhiều cây trồng vật nuôi khác, gấp
20 lần trồng lúa và cả chục lần so với rau Nhờ đầu tư vào trồng và sản xuất nấm, hiện tổ hợp nấm đã có bước phát triển vượt bậc, quy mô của tổ hợp hiện gấp hàng chục lần so với 1 năm trước
Kết quả sẽ tạo tiền đề cho phát triển sản phẩm nông nghiệp giá trị cao nói chung và ngành trồng nấm nói riêng trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh Với hiệu quả như đã nói, có thể khẳng định mô hình này hoàn toàn có thể chuyển giao công nghệ, nhân rộng tại nhiều xã, thị trấn trên địa bàn huyện để tăng thu nhập cho các hộ gia đình và bà con nông dân
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát triển của nấm linh chi
do đó không phát triển tốt được
Độ ẩm
1.2.2
Độ ẩm cơ chất thích hợp cho hệ sợi nấm linh chi là 65%, quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của sợi nấm Độ ẩm không khí nên giữ ở 70 - 90% Nuôi cấy trong phòng cần giải quyết vấn đề về độ ẩm để thông thoáng gió
Trang 25Thoáng khí
1.2.3
Nấm linh chi là sinh vật hiếu khí vì vậy cần thông gió, giữ độ ẩm và nhiệt độ thích hợp Hàm lượng O2 và CO2 ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng của sợi nấm Oxy cần thiết cho việc hô hấp của nấm Khi tăng trưởng thì các hoạt động trao đổi chất của nấm tăng lên dẫn đến nhu cầu oxy cũng tăng theo như: tổng hợp protein và acid nucleotic Còn CO2 tăng cao trong không khí sẽ ức chế quá trình hình thành quả thể nấm, nồng độ CO2 dưới 0,03% là thích hợp cho nấm phát triển
Ánh sáng
1.2.4
Ánh sáng không cần thiết đối với nấm linh chi trong giai đoạn nuôi hệ sợi Đến giai đoạn hình thành quả thể nấm cần ánh sáng tán xạ từ 500 – 1200 lux Ở nấm trưởng thành ánh sáng là yếu tố kích thích việc phóng thích bào tử Đối với nấm, ánh sáng thích hợp khi bước sóng ánh sáng ngắn, ánh sáng màu xanh, trong khi ánh sáng có bước sóng dài mang lại hiệu quả không tốt
Mô hình thực tế trồng nấm linh chi
1.3
Đặc tính kỹ thuật nhà lưới trồng nấm linh chi
- Mái vòm kín, thanh giằng C34x34 bằng thép
- Chiều rộng mỗi gian: 6 m
- Chiều cao máng xối: 2 m
- Chiều cao tính từ đỉnh nóc: 3 m
- Trụ cột đúc bê tông vững chắc, khoảng cách mỗi trụ là 3m
- Mái lợp được phủ 4 lớp
+ Cuộn giấy cách nhiệt hai mặt
+ Tấm nhựa nilông phủ bảo vệ khi trời mưa
Trang 26+ Lưới lan (lưới Thái) phủ trên tấm cách nhiệt và tấm nhựa nilông trong + Lưới biển lợp lên trên tất cả để bảo vệ ba lớp kia
- Phần hông xung quanh nhà kính được che phủ toàn bộ bằng lưới trắng để chống côn trùng
Hình 2: Nhà trồng nấm linh chi
Hình 3: Bố trí các dãy kệ nấm
Dãi kệ nấm
Trang 29chỉ tưới khi nấm cần nước nhiều
Hình 7: Phương pháp tưới phun thủ công hiện nay
- Số lần tưới trong ngày
Khi quả thể nấm bắt đầu mọc từ nút thì ngoài việc tạo ẩm không khí, có thể tưới phun sương nhẹ vào túi nấm mỗi ngày từ 1- 4 lần (tuỳ theo điều kiện thời tiết) Chế độ chăm sóc như trên được duy trì liên tục cho đến khi viền trắng trên vành mũ quả thể không còn nữa là hái được
- Số lượng nhân công tưới
Với diện tích 540m2 trồng nấm thì cần hai nhân công tưới, nhân công tưới phải có kinh nghiệm để tưới phù hợp cho nấm
Yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm trong nhà trồng nấm
1.4.2
Nhiệt độ và độ ẩm là hai trong những yếu tố rất quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm Yêu cầu cụ thể được liệt kê dưới bảng sau đây:
Bảng 1: Bảng thông số về nhiệt độ và độ ẩm của từng giai đoạn trong nhà trồng
nấm (thông tin từ chú Tuyên – Tổ trưởng tổ hợp nấm linh chi An Bình)
Trang 30Các giai đoạn tưới Độ ẩm tương đối ( % ) Nhiệt độ (o
Đối với nấm linh chi nó đòi hỏi phải tưới với một kỹ thuật tưới phù hợp với từng giai đoạn phát triển khác nhau của nấm Vì vậy, yêu cầu kỹ thuật đặt ra là một
hệ thống tưới tự động cho nấm linh phải đáp ứng được yêu cầu về nhiệt độ hay độ
ẩm một cách độc lập Để đáp ứng được nhiệt độ và độ ẩm một cách độc lập thì nhà lưới phải có hai van điều khiển riêng biệt, van nhiệt độ điều khiển vòi phun ở độ cao 2m so với mặt đất, van độ ẩm điều khiển đường ống tưới nền cho nhà lưới
Hình 8: Đường ống tưới theo độ ẩm
Đường ống tưới theo độ ẩm
Trang 31Hình 9: Đường ống tưới theo nhiệt độ
Hệ thống tưới tự động với các ưu điểm: tự động hóa, tiết kiệm công lao động, thân thiện với môi trường, dễ sử dụng…Hệ thống tưới tự động này còn cải thiện được hàng loạt các nhược điểm của các phương pháp tưới truyền thống khác
Đó là giảm bám bẩn, tắc nghẽn ống tưới, làm mát toàn thân bịt phôi và tai nấm kịp thời, tự nhiên, không gây gãy đổ Có thể tưới rửa bẩn bám trên bịt phôi và tai nấm
Đường ống tưới theo nhiệt độ
Trang 32CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ
Trang 33động có hiệu quả thì thiết bị thì nhiệt độ và độ ẩm trong nhà lưới sẽ không được kiểm soát Tủ điều khiển tự động được thiết kế nhằm:
- Tự động cung cấp nước tưới cho nhà lưới khi cần
- Duy trì môi trường phù hợp với nhiệt độ và độ ẩm trong nhà lưới
- Giảm được chi phí sản xuất và nhân công
- Hoạt động có hiệu quả hơn
Về nguyên tắc biến số được điều khiển quan trọng nhất trong nhà lưới vẫn là nhiệt độ và độ ẩm Do đó mà ta quan tâm chủ yếu là điều khiển nhiệt độ và độ ẩm trong nhà lưới
Các thiết bị lắp đặt trong tủ điều khiển
Hình 11: MCB của hãng Schneider
Trang 34+ Cơ cấu tác động điện từ: cơ cấu này gồm một nam châm điện làm nhiệt
vụ ngắt mạch khi có hiện tượng ngắn mạch
- Nguyên lý hoạt động:
Khi đóng CB bằng tay thì các tiếp điểm đóng lại để cấp điện cho phụ tải làm việc Khi mạch điện bị quá tải, dòng điện chạy qua phần tử đốt nóng lớn hơn bình thường Nó sẽ đốt thanh lưỡng kim 5 bị cong lên tác động vào đòn bẩy 4 sẽ đập vào lẫy, mở ngàm 2-3, lò xo 1 kéo tiếp điểm mở ra, mạch điện bị ngắt Khi phụ tải bị ngắn mạch, dòng điện rất lớn đi qua cuộn dây lập tức hút đòn bẩy 4 mở ngàm 2-3,
lò xo 1 kéo tiếp điểm mở ra và mạch điện bị ngắt
Hình 12: Cơ cấu tác động của tiếp điểm
- Đường đặc tính của CB được chia thành hai thành phần:
+ Phần trên: từ C đến A, bảo vệ đối với quá tải, được đảm bảo thực hiện bởi lưỡng kim nhiệt
+ Phần dưới: từ D đến B, bảo vệ đối với ngắn mạch, được đảm bảo thực hiện bởi cuộn dây điện
Trang 35Hình 13: Đường biểu diễn dòng làm việc của CB với thời gian t = f(x.ln)
A Đường cong tối thiểu B Đường cong tối đa
Nút ấn
2.2.2
Nút ấn còn gọi là nút điều khiển, là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt
từ xa các thiết bị điện từ khác nhau: các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi mạch điện điều khiển, tín hiệu liên động bảo vệ…Ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và mạch điện xoay chiều điện áp 500V, tần số 50Hz, 60Hz, nút ấn thông dụng để khởi động, đảo chiều quay động cơ điện bằng cách đóng và ngắt các cuộn dây của Contactor nối cho động cơ Nút ấn thường được đặt trên bảng điều khiển, ở
tủ điện, trên hộp nút ấn Nút ấn thường được nghiên cứu, chế tạo làm việc trong môi trường không ẩm ướt, không có hơi hoá chất và bụi bẩn Nút ấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng không tải và 200.000 lần đóng ngắt có tải Khi thao tác nhấn nút cần phải dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện
Trang 36- Phân loại và cấu tạo:
+ Cấu tạo
Nút ấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở - thường đóng
và vỏ bảo vệ Khi tác động vào nút ấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái: khi không còn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu
- Phân loại theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút ấn ra thành:
+ Loại hở
+ Loại bảo vệ
+ Loại bảo vệ chống nước và chống bụi
- Theo kết cấu bên trong:
Hình 14: Contactor của hãng Schneider
Trang 37- Cấu tạo: contactor được cấu tạo gồm các thành phần
+ Cơ cấu điện từ (nam châm điện)
+ Hệ thống dập hồ quang
+ Hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính và phụ)
- Nam châm điện gồm có 4 thành phần:
+ Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm
+ Lõi sắt (hay mạch từ) của nam châm gồm hai phần: Phần cố định và phần nắp di động Lõi thép nam châm có thể có dạng EE, EI hay dạng
Hệ thống tiếp điểm của contactor Hệ thống tiếp điểm liên hệ với phần lõi từ
di động qua bộ phận liên động về cơ Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm,
ta có thể chia các tiếp điểm của Contactor thành hai loại:
+ Tiếp điểm chính: có khả năng cho dòng điện lớn đi qua (từ 10A đến vài nghìn A, thí dụ khoảng 1600A hay 2250A) Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor làm mạch từ contactor hút lại
+ Tiếp điểm phụ: có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: thường đóng và thường hở
Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện) Tiếp điểm này hở ra khi contactor ở trạng thái hoạt động, ngược lại là tiếp điểm thường hở Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển (dùng điều khiển việc cung cấp điện đến các cuộn dây nam châm của các contactor theo quy trình định trước)
Theo một số kết cấu thông thường của contactor, các tiếp điểm phụ có thể được liên kết cố định về số lượng trong mỗi bộ contactor, tuy nhiên cũng có một vài nhà sản xuất chỉ bố trí cố định số tiếp điểm chính trên mỗi contactor, còn các tiếp điểm phụ được chế tạo thành những khối rời đơn lẻ Khi cần sử dụng ta chỉ ghép
Trang 38thêm vào trên contactor, số lượng tiếp điểm phụ trong trường hợp này có thể bố trí tuỳ ý
- Nguyên lý hoạt động
Khi cấp nguồn điện bằng giá trị điện áp định mức của contactor vào hai đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di động hình thành mạch từ kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo) Contactor ở trạng thái hoạt động, lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm chính đóng lại, tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra, thường hở sẽ đóng lại) và duy trì trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn dây thì contactor ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu
Rơle trung gian
2.2.4
Rơle trung gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động,
cơ cấu kiểu điện từ
Hình 15: Role trung gian Rơle trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian giữ các thiết bị điều khiển (contactor, rơle thời gian ) Rơle trung gian gồm: mạch từ của nam châm điện, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ (5A), vỏ bảo vệ và các chân ra tiếp điểm
Nguyên lý hoạt động của rơle trung gian tương tự như nguyên lý hoạt động của contactor Khi cấp điện áp bằng giá trị điện áp định mức vào hai đầu cuộn dây của Rơle trung gian (ghi trên nhãn), lực điện từ hút mạch từ kín lại, hệ thống tiếp điểm chuyển đổi trạng thái và duy trì trạng thái này (tiếp điểm thường đóng hở ra, tiếp điểm thường hở đóng lại) Khi ngưng cấp nguồn, mạch từ hở, hệ thống tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu
Trang 39Van điện từ được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực liên quan đến khí nén
và thủy lực Chức năng của chúng là đóng, mở, phân chia, trộn lẫn khí nén từ máy nén khí hoặc từ dầu thủy lực từ bơm
Van điện từ có cơ chế đóng mở nhanh, hoạt động ổn định, độ bền cao, tốn ít năng lượng và có cấu tạo đơn giản
Hình 16: Van điện từ 220V - SNTC
Trang 40Hình 17: Kết cấu của van điện từ
1 Thân van 2 Cổng đầu vào 3 Cổng đầu ra
4 Cuộn dây từ tính 5 Cuộn uốn khúc 6 Dây dẫn
Khái niệm cảm biến
2.4
Bộ cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái hay quá trình vật
lý hay hóa học ở môi trường cần khảo sát, biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó
Thông tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng của môi trường, phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh và gọi ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thông tin, hay trong điều khiển các quá trình khác Cảm biến thường được đặt trong các vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dò, có thể có kèm các mạch điện hỗ trợ
Có nhiều loại cảm biến khác nhau và có thể chia ra hai nhóm chính:
- Cảm biến vật lý: sóng điện từ, ánh sáng, tử ngoại, hồng ngoại, tia X, tia gamma, hạt bức xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, rung động, khoảng cách, chuyển động, gia tốc, từ trường, trọng trường
- Cảm biến hóa học: độ ẩm, độ pH, các ion, hợp chất đặc hiệu, khói