KHẢO NGHIỆM, THIẾT KẾVÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LÀM MÁT TRONG NHÀ KÍNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG BẰNG PLC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ   KHẢO NGHIỆM, THIẾT KẾVÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LÀM MÁT TRONG NHÀ KÍNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG BẰ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ

 

KHẢO NGHIỆM, THIẾT KẾVÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LÀM MÁT TRONG NHÀ KÍNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN

TỰ ĐỘNG BẰNG PLC

Chuyên ngành: Cơ khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

TS Nguyễn Văn Hùng Võ Tiến Đài

KS Đào Duy Vinh

Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 07 năm 2008

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING

NONG LAM UNIVERSITY

FACULTY OF ENGINEERING  TECHNOLOGY

 

TESTING, DESIGNING, INSTALLING IRRIGATE-COOLING

SYSTEM IN GREENHOUSE APPLICATED

PLC CONTROLLING

Speciality: Machinecal Engineering

Eng Dao Duy Vinh

Ho Chi Minh, city August, 2008

LỜI CẢM TẠ

Sau hơn 3 tháng thực hiện đề tài, em đã hoàn thành Luận văn Như vậy là hơn 4 năm ngồi trên giảng đường Đại học, được tiếp xúc với thầy cô, bạn bè đã trang bị cho

em vốn kiến thức vô cùng quí báu trước khi bước vào cuộc sống tự lập

 Cho phép em bày tỏ lòng cảm ơn đến:

 BGH Trường Đại học Nông Lâm Tp HCM

 Quý thầy cô giáo đang giảng dạy và làm việc tại Khoa Cơ Khí – Công Nghệ

 Thầy Nguyễn Văn Hùng và Thầy Đào Duy Vinh đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đề tài

 Các cơ quan, tổ chức tài trợ Học bổng đã gúp đỡ em trong thời gian đi học

 Con vô cùng biết ơn công lao nuôi dưỡng, giáo dục của ba mẹ, những người thân và em gái đã tạo mọi điều kiện cho con có được ngày hôm nay

 Cảm ơn tất cả bạn bè thân hữu đã giúp đỡ, động viên tôi trong cuộc sống

Tp HCM, tháng 07/2008 Sinh viên,

Võ Tiến Đài

TÓM TẮT

Để nâng cao chất lượng của các sản phẩm nông nghiệp trong công nghệ sản xuất rau sạch rau an toàn, thì việc tưới nước cho cây trồng là một khâu chăm sóc quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng Nhưng vấn đề đặt ra là làm thế nào để sử dụng nguồn nước tưới tiết kiệm nhất, quá trình tưới không ảnh hưởng đến lớp đất canh tác, sử dụng bơm có công suất phù hợp cho từng mô hình, ứng dụng tự động hóa trong khâu tưới phun sương làm mát, giảm thiểu công lao động cho khâu tưới góp phần nâng cao năng suất và chất lượng của các sản phẩm cây trồng, giảm giá thành sản xuất

Xuất phát từ những yêu cầu trên, dưới sự hướng dẫn của thầy TS Nguyễn Văn

Hùng, em thực hiện đề tài: “Khảo nghiệm, thiết kế, lắp đặt hệ thống làm mát trong nhà kính ứng dụng điều khiển tự động bằng PLC”

Thòi gian thực hiên đề tài: Từ 01/04/2008 đến 07/2008

Địa điểm thực hiện: Khoa Cơ Khí-Công Nghệ, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

Tuy nhiên trong khuôn khổ hạn hẹp của luận văn cũng như giới hạn về trình

độ và thời gian Đề tài đã được thực hiện với các kết quả như sau:

 Đã tìm hiểu các mô hình, hệ thống tưới đang được sử dụng trong nước

và ngoài nước ( Isarel)

 Đã tiến hành khảo nghiệm mô hình tại xưởng Bộ môn Cơ Điện Tử- Khoa Khoa Cơ Khí-Công Nghệ

 Đã thiết kế, lắp đặt, khảo nghiệm hệ thống làm mát phun sương, hệ thống lưới cắt nắng điều khiển tự động băng PLC LOGO cho nhà lưới nhà kính 12*24m2 tại Quảng Ngãi

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

TS Nguyễn Văn Hùng Võ Tiến Đài

KS Đào Duy Vinh

SUMMARY

To improve the quality of agricultural products in the technology of planting safety vegetables and flowers, watering is an important step in growing and development But there are some problems that how to save irrigationwater, does not affect to layer irrigated agriculture, capacity of pump used comfortable of modeling,s, using automated in water cooling- spray step, minimizing labor for irrigating stage to participate in raising productivity and quality of plant product and reduce manufacture cost

Starting off above requirement, with guide of doctor Nguyen Van Hung and engineer

Dao Duy Vinh, I carry out subject: “Testing, designing, installing irrigate-cooling system in greenhouse applied PLC controlling ”

Time carries out : From 01/ 04/ 2008 to 07/2008

Place: Faculty of engineering and technology, Nong Lam University of HCM city

However, in small shape and size of treatise as well as linnitation of standard and time It is carried out with flowing results:

 Search water model and system used in and out of country (Isarel)

 Experiment model at factory workshop of electromechanics subject, Faculty of engineering and technology

 Design, install and test water cooling- spray system, light screening grid system for greenhouse 12 * 24m2 by PLC LOGO controlled in Quang Ngai

Supervisor: Student:

Dr Nguyen Van Hung Vo Tien Dai

Eng Dao Duy Vinh

Chương 2 TRA CỨU TÀI LIỆU PHỤC VỤ ĐỀ TÀI 3

2.3 Tìm hiểu một số thông số cơ bản của bơm dùng trong hệ thống tưới 6

2.4.2 Phân loại 8

2.4.4 Ứng dụng bộ biến tần trong luận văn tốt nghiệp 8

2.7 Tra cứu về thiết bị điều khiển logic khả trình PLC LOGO! 11

2.7.3 Giới thiệu phần mềm 12

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 14

3.1 Cơ sở và phương pháp thiết kế 14

3.2 Các thiết bị phục vụ thí nghiệm 14

3.3 Cách bố trí thí nghiệm 15 3.4 Phương pháp đo 16 Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18

4.2 Sơ lược mô hình hệ thống nhà lưới nhà kính 12*24m2 tại Quảng Ngãi 20

4.3 Tính toán, thiết kế, lắt đặt hệ thống tưới cho nhà lưới nhà kính 12*24m2 tại

4.3.1 Yêu cầu thiết kế 21 4.3.2 Phương pháp thiết kế 21 4.3.3 Sơ đồ thiết kế hệ thống tưới phun sương 22

4.3.3.1 Kết cấu kiểu tưới phun sương 22

4.3.3.2 Sơ đồ cấu tạo 22 4.3.4 Tính toán chọn bơm cho hệ thống 24

4.3.5 Các yêu cầu đối với đường ống hút của máy bơm khi tiến hành lắp đặt bơm, hệ

thống đường ống trong hệ thống tưới 27

4.3.6.1 Mạch điện tự động đóng ngắt máy bơm nước dùng rơ le phao 29

4.3.6.2 Mạch điện tự động ngắt máy bơm phun sương dùng rơ le phao 31

4.4 Thiết kế hệ thống lưới cắt nắng cho nhà lưới nhà kính 12*24m2 tại Quảng

Ngãi 32

4.4.1 Sơ đồ thiết kế hệ thống lưới cắt nắng 32 4.4.2 Tính toán chọn động cơ điện cho hệ thống lưới cắt nắng 33 4.4.2.1 Sơ đồ truyền động 34 4.4.2.2 Chọn động cơ điện 34 4.4.2.3 Phân phối tỷ số truyền 35 4.4.2.4 Thiết kế bộ truyền xích 36 4.5 Thiết kế bộ điều khiển tự động bằng PLC LOGO cho các hệ thống trên 37 4.5.1 Giải thuật điều khiển các yếu tố nhệt độ, ẩm độ, ánh sáng 37 4.5.2 Mạch điều khiển và chương trình điều khiển hiển thị 39 4.5.2.1 Chương trình điều khiển hiển thị 39

4.5.2.2 Mạch điều khiển 39 4.6 Chương trình tính toán chọn bơm cho hệ thống tưới dùng Visual Basic 41

4.6.1 Viết chương trình 41

4.6.2 Giao diện chương trình: 41

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 44

5.1 Kết luận 44 5.2 Đề nghị 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Hệ thống tưới thấm tự động dùng ống ngầm 4

Hình 2.4 Béc phun sương của hãng Netafim 6

Hình 2.5 Rờle điện từ 9

Hình 2.8 Cấu trúc của LOGO! Basic và LOGO! expansion module 13

Hình 2.9 Cấu trúc của LOGO! AM2 PT100 14

Hình 4.1 Đồ thị phương trình N = f(Q) 19

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất bơm N vào yếu tố đường

kính tán phun d và lưu lượng phun Q 20

Hình 4.3 Mô hình 3D hệ thống nhà lưới nhà kính tại Quảng Ngãi 21

Hình 4.4a Hệ thống tưới nhà lưới nhà kính 12*24m2 tại Quảng Ngãi

(hình chiếu đứng và hình chiếu bằng bằng) 22

Hình 4.4b Hệ thống tưới nhà lưới nhà kính 12*24m2 tại Quảng Ngãi

Hình 4.4c Mô hình 3D hệ thống tưới nhà lưới 12*24m2 tại Quảng Ngãi 24

Hình 4.5 Các trường hợp lắp đường hút không đúng 28

Hình 4.7 Sơ đồ lắp đặt mạch điện điều khiển bơm cung cấp nước 30

Hình 4.8 Sơ đồ lắp đặt mạch điện điều khiển bơm phun sương 31

Hình 4.9 Sơ đồ hệ thống lưới cát nắng 33

Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lí làm việc của hệ thống lưới cắt nắng (1 tấm) 33

Hình 4.11 Sơ đồ truyền động 34 Hình 4.12 Giải thuật điều khiển nhiệt độ 37

Hình 4.14 Giải thuật điều khiển ánh sáng 39 Hình 4.15 Mạch điều khiển bằng PLC LOGO! 40

Hình 4.16a Giao diện chương trình tính toán chọn máy bơm 41

Hình 4.16b Giao diện chương trình tính tổn thất đường ống 42 Hình 4.16c Giao diện chương trình tính toán chọn công suất máy bơm 43

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề:

Việt Nam là một đất nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, trong khi miền Bắc, miền Trung có bốn mùa rõ rệt (Xuân, Hạ, Thu, Đông), thời tiết khí hậu ở hai khu vực này rất khắc nghiệt, trong khi mùa Đông thường xuyên xảy ra bão, lũ lụt thì mùa hè lượng mưa không đáng kể nhiệt độ không khí luôn ở mức cao, thường xuyên xảy ra hạn hán kéo dài (tháng 6 đến tháng 8) Ở miền Nam có đặc trưng khí hậu cận xích đạo: một năm có hai mùa rõ rệt, mùa nắng và mùa mưa Suốt thời gian của mùa nắng từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau lượng mưa rất thấp, chiếm khoảng 15% tổng lượng mưa trong năm.Với điều kiện địa lí như vậy, cây trồng thiếu nước tưới dẫn đến năng suất giảm

Đặc điểm về tình hình kinh tế-xã hội:

Việt Nam là một đất nước đang phát triển, đang trong quá trình công nghiệp, hóa hiện đại hóa, với dân số trên 80 triệu người (năm 2006), là một trong những đất nước có mật độ dân số cao trên thế giới, tốc độ phát triển kinh tế luôn không ngừng tăng, kéo theo nhu cầu xã hội, nhu cầu được hưởng thụ của con người ngày càng cao Vấn đề ăn sạch, uống sạch là nhu cầu cần thiết cho con người để tránh việc sử dụng các sản phẩm cây trồng với hàm lượng thuốc hóa học lớn, đảm bảo an toàn thực phẩm, giảm lượng thuốc hóa học diệt sâu bọ, côn trùng cho cây trồng và điều quan trọng hơn

là đem lại hiệu quả kinh tế cao thì việc trồng rau sạch, củ quả sạch là một yêu cầu khách quan

Song song với việc phát triển công nghiệp đẩy mạnh thương mại - dịch vụ, thì việc cơ giới hóa sản xuất cây trồng phải là một nhiệm vụ mang tính cấp thiết Việc vận dụng các máy móc thiết bị điều khiển tự động vào quá trình sản nông nghiệp công nghệ cao thì mới tăng được năng suất cây trồng, giảm chi phí lao động tạo ra các sản phẩm cây trồng chất lượng cao: Các sản phẩm rau sạch, rau an toàn…với qui mô sản xuất lớn thì mới có thể giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh của sản phẩm hàng hóa trong bối cảnh Việt Nam vừa mới gia nhập WTO Như chúng ta đã biết Việt

Nam sau khi gia nhập WTO một số sản phẩm nông nghiệp không thể cạnh tranh được với nước ngoài mà còn bị thua ngay trên sân nhà, cụ thể là ngành mía đường

Trong thực trạng và điều kiện như vậy, được sự phân công của Khoa Cơ Khí-

Công Nghệ, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh em thực hiện đề tài:

Khảo nghiệm, tính toán, thiết kế lắp đặt hệ thống tưới ứng dụng điều khiển tự

Thiết kế bộ phận điều khiển tự động bằng PLC LOGO! cho các hệ thống trên

Khảo nghiệm xác định một số thống số tưới phù hợp cho hoạt động của hệ thống bao gồm khảo nghiệm tại xưởng bộ môn Cơ Điện Tử và khảo nghiệm thực tế tại Quảng Ngãi

Chương 2

TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI

Xuất phát từ mục đích của đề tài và những tài liệu đã tìm được, việc tra cứu tài liệu gồm những phần sau:

2.1 Tìm hiểu các hệ thống tưới hiện có:

Tùy vào những điều kiện khách quan như: Địa hình, nguồn nước tưới mà người

ta thường sử dụng các phương pháp tưới cơ bản như sau:

2.1.1 Hệ thống tưới thấm tự động:

Đây là hệ thống tưới tự động này không cần máy bơm đẩy nước đi mà chỉ cần

có bồn nước đặt cao hơn vị trí cần tưới khoảng 1m hoặc 2m, chỉ cần áp suất tự nhiên (áp suất tĩnh) là nước tự động chảy, vừa tiết kiệm nước, điện, nhân công mà lại hiệu quả cao

Các phương pháp tưới của loại này là:

2.1.1.1 Tưới ngầm:

Tưới ngầm là phương pháp tưới nước cho cây qua hệ thống thiết bị máy bơm kèm theo hệ thống các ống dẫn nước đặc biệt nằm dưới lòng đất hoặc có sự chệnh lệch mực nước của nguồn cung cấp nước

2.2.1 Hệ thống tưới dùng áp lực trực tiếp từ bơm:

Hệ thống tưới này hoạt động được khi bơm làm việc, khi bơm không làm việc thì hệ thống cũng ngừng hoạt động, vì vậy công suất làm việc của bơm gắn liền với năng suất làm việc của hệ thống tưới.Việc chọn bơm có công suất phù hợp một yêu cầu không thể thiếu khi tiến hành thiết kế bất kì một hệ thống tưới

Các phương pháp tưới của loại nầy là:

2.2.1.1 Tưới nhỏ giọt:

Ra đời cách đây khoảng 30 năm, kỹ thuật tưới nhỏ giọt được coi là một phương pháp tưới khoa học, kinh tế do tiết kiệm nước tưới, đã được áp dụng khá phổ biến ở một số nước Không chỉ trong vườn thí nghiệm, phương pháp tưới nhỏ giọt đã được đưa vào sản xuất trong các nông trại, những vườn cây hoa kiểng, những vườn cây ăn trái đặc sản, đặc biệt ở nơi thiếu nước, mang lại lợi tức lớn cho nhà nông

Một trong những nước có kỹ thuật tiên tiến nhất về lĩnh vực này có lẽ là Israel;

họ đã chế tạo một hệ thống tưới nhỏ giọt hoàn chỉnh và cực kỳ thuận lợi, cho phép tưới nước tự động đúng lượng nước cần tưới trong một ngày, tưới đúng giờ cần tưới với các loại vòi tưới nhỏ giọt, vòi phun sương phạm vi hẹp, rộng, cao thấp theo yêu cầu của từng loại cây trồng Song do thiết bị còn quá đắt tiền nên tạm thời chưa được nông dân Việt Nam đưa vào sản xuất

Ở nước ta, kỹ thuật tưới nhỏ giọt cũng đã được một số nông dân miền Trung áp dụng trong trồng cây trên đất cát ở phạm vi hẹp Hệ thống tưới bao gồm một chiếc lu lớn có lỗ lấy nước ở đáy, được kê cao khoảng 50 cm, nước được truyền trên hệ thống máng tre, nứa có đục lỗ, nước nhỏ xuống gốc những bụi dưa hấu, bầu, mướp Người

ta múc nước đổ vào lu và hệ thống tưới hoạt động cho đến khi hết nước

2.2.1.2 Tưới phun:

Đây là phương pháp tưới bằng cách phun nước từ trên cao xuống tán cây qua hệ thống máy bơm, ống dẫn nước với các vòi phun cố định, tự động xoay được với góc

3600, được đặt cao khỏi mặt đất 0,5- 1,0m; thường áp dụng tưới cho cây con trong vườn ương dưới dạng phun sương hay phun mù hoặc vòi phun hạt to di động cầm tay dùng để tưới cây ăn quả

Hình 2.2 Dàn tưới phun Lateral-Move

Trong phạm vi của đề tài, em đã đi sâu tìm hiểu hệ thống phun sương (được trình bày cụ thể trong Chương 4):

Phun sương là hệ thống phun mà đầu béc phun tia nước ra như sương mù (thường được lắp đặt ở các quán ăn và nhà hàng hay trong hệ thống nhà lưới nhà kính

ở Đà Lạt, Quảng Ngãi ) Loại này khi lắp đặt từ đầu béc đến máy bơm phải đồng bộ

Và giá thành cũng cao hơn xo với lắp đặt giàn tưới (vì phải xử dụng máy bơm nén hoặc bơm nhiều cấp để tạo áp cao) và loại đầu béc có giá thành 50-60 nghìn /1 đầu ( hàng Đài loan) Hiệu quả của giàn phun sương thì rất thích hợp đối với những vườn lan trên cao Nếu kết hợp được với sự thông thoáng hợp lý sẽ làm mát rất tốt cho vườn lan vào những ngày nắng nóng và khô hanh

2.2 Tìm hiểu các loại béc phun:

Nếu dùng hệ thống phun sương để làm mát và tăng độ ẩm, bạn nên dùng hàng

Ấn Độ

Tất cả các hệ thống phun sương làm ẩm đều dùng máy bơm cao áp Phổ thông nhất là hàng Đài loan Còn béc phun chỉ hàng của Ấn độ là rẻ nhất, khoảng 7000 đồng/béc Hàng Đài loan (hay được dùng ở các quán) giá trên 20.000 đồng/béc Hàng Israel: loại CoolNet 40.000 đồng/béc, được sử dụng trong hệ thống tưới nhà lưới nhà kính ở Quảng Ngãi như hình vẽ:

Hình 2.3 Béc phun sương của hãng Netafim

2.3 Tìm hiểu một số thông số cơ bản của máy bơm dùng trong hệ thống tưới:

Máy bơm là một loại máy thủy lực, hoạt động theo nguyên tắc máy thủy lực cung cấp năng lượng cho dòng chất lỏng Máy bơm có bốn thông số cơ bản sau:

2.3.1 Cột áp:

Khả năng truyền năng lượng đơn vị (năng lượng của một đơn vị trọng lượng chất lỏng) thể hiện bằng mức chênh lệch năng lượng đơn vị của dòng chất lỏng ở hai mặt trước và sau của bơm

Năng lượng đơn vị tại mặt cắt A-A là:

A A

A A

B B

g v v

Quan hệ giữa lưu lượng thể tích và lưu lượng trọng lượng:

G = Q

2.3.3 Công suất và hiệu suất:

Chúng ta cần phân biệt rõ hai loại công suất:

-công suất thủy lực

-công suất làm việc

2.3.3.1 Công suất thủy lực (công suất có ích): Phần cơ năng mà máy bơm

truyền cho chất lỏng trong một đơn vị thời gian gọi là công suất thủy lực Ký hiệu Ntl

Ntl = GH = QH

2.3.3.2 Công suất làm việc: Công suất trên trục của máy bơm khi làm việc

gọi là công suất làm việc Ký hiệu N

H : tổn thất của dòng chảy qua bơm gọi là hiệu suất cột áp;

C : tổn thất của các bộ phận cơ khí trong máy bơm gọi là hiệu suất cơ khí;

Q : tổn thất do rò rĩ chất lỏng làm giảm lưu lượng làm việc qua bơm gọi là hiệu suất lưu lượng

2.4 Sơ lược về bộ biến tần:

2.4.3 Ứng dụng:

Bộ biến tần thường được dùng để điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều theo phương pháp điều khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi theo tần số biến thiên Ngoài việc thay đổi tần số còn có sự thay đổi tổng số pha; từ nguồn một pha nhờ có bộ biến tần người ta có thể mắc động cơ ba pha vào sử dụng

2.4.4 Ứng dụng bộ biến tần trong luận văn tốt nghiệp:

Trong phạm vi của đề tài, em sử dụng bộ biến tần LS 600 2005 với các chỉ số:

-Ngõ vào : điện áp xoay chiều ba pha 200-220V, 50/60Hz;

-Ngõ ra : điện áp xoay chiều ba pha 0-240V;

-Công suất: 5Hp

Bộ biến tần được sử dụng để làm Thí nghiệm mô hình hệ thống tưới: việc thay đổi tần số của bộ biến tần (vặn nút) nhằm thay đổi công suất của bơm Ứng với mỗi giá trị công suất của bơm ta được các giá trị lưu lượng và áp suất ra vòi phun tương ứng Từ đó chọn được các thông số tưới phù hợp với chi phí năng lượng của bơm là thấp nhất

2.5 Sơ lược về Rơle điện (loại 8 chân):

Nguyên lý hoạt động: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của rờle điện được mô tả như (hình 13) khi chân 1, 2 chưa có hiệu điện thế do lực đàn hồi của lò xo chân 3 sẽ được nối với chân 4, chân 6 nối với chân 8 Khi chân 1, 2 có hiệu điện thế đủ lớn lực hút của cuốn dây thắng lực kéo của lò xo sẽ kéo chân 3 nối với chân 5, chân 6 nối với chân 7

8 7 3

4 5 1

2

Hình 2.4 Rờle điện từ

2.6 Sơ lược về bộ truyền xích:

2.6.1 Khái niệm chung:

Truyền động xích thuộc loại truyền động ăn khớp gián tiếp Xích là một chuỗi các mắc xích nối với nhau bằng bản lề Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn động (trục chủ động) sang trục bị dẫn (trục bị động) nhờ sự ăn khớp của các mắc xích với các răng đĩa xích Cấu tạo chính của bộ truyền xích gồm đĩa dẫn 1, đĩa bị dẫn

2 và xích Ngoài ra tùy vào từng trường hợp có thể thêm bộ phận căng xích,bộ phận bôi trơn, hộp che Cũng có khi dùng một xích để truyền chuyển động từ dĩa dẫn sang nhiều đĩa bị dẫn Bộ truyền xích còn dùng để giảm tốc hoặc tăng tốc

- Không có trượt đàn hồi và trượt trơn

- Kích thước nhỏ gọn hơn so với truyền động đai, khả năng tải và hiệu suất của truyền động xích cũng cao hơn truyền động đai, có thể cùng một lúc truyền chuyển

- Lực tác dụng lên trục và ổ tương đối nhỏ (căng xích với lực nhỏ hơn nhiều so với căng đai)

* Nhược điểm:

- Đòi hỏi chế tạo, lắp ráp chính xác, chăm sóc phức tạp, giá thành chế tạo cao

- Vận tốc tức thời của xích đĩa dẫn không ổn định

- Yêu cầu chăm sóc thường xuyên (bôi trơn, điều chỉnh căng xích)

- Có nhiều tiếng ồn khi làm việc (do vào khớp, ra khớp)

- Xích mau mòn, nhất là khi làm việc ở nơi có nhiều bụi và bôi trơn không tốt Truyền động xích thường được dùng trong các trường hợp:

- Các trục cách xa nhau với khoảng cách trung bình

Các thông số hình học quan tâm:

, Với Z1 là số răng của bánh bị dẫn

Z2 là số mối răng của bánh dẫn

2.7 Tra cứu về thiết bị điều khiển logic khả trình PLC LOGO!:

2.7.1 Giới thiệu chung:

LOGO! là một thiết bị điều khiển lập trình cỡ nhỏ do hãng SIEMENS của CHLB Đức chế tạo Thiết bị có chứa tất cả các chức năng như rơle trễ thời gian, bộ thời gian, bộ đếm, rơ le tự giữ… và có khả năng lập trình kết nối chúng để hình thành một logic điều khiển cho thiết bị mắc ở lối ra, tương ứng với các trạng thái ở lối vào Với cấu trúc đơn giản, dễ sử dụng

LOGO! là một phương tiện và giải pháp thích hợp, tiết kiệm, tin cậy cho điều khiển các hệ thống nhỏ như trong điện dân dụng, tủ điều khiển điện… Nói chung, LOGO! được ứng dụng ở các nơi mà giải pháp thông thường với các bộ điều khiển lập trình cỡ nhỏ tạo từ các linh kiện rời không còn kinh tế, không bảo đảm tin cậy, hoặc tốn thời gian và công sức, chiếm nhiều không gian, còn nếu sử dụng thiết bị PLC thì lại dư thừa chức năng

Hình 2.6 Bộ điều khiển LOGO!

Về chức năng, các thiết bị thuộc họ LOGO! cơ bản giống nhau Điểm khác biệt chính là nguồn sử dụng, cho phép lựa chọn kiểu thiết bị thích hợp cho bài toán đặt

ra Trong phạm vi thiết kế hệ thống tưới điều khiển tự động, LOGO! được sử dụng ở đây là loại 12/24RC

RAM: vùng nhớ LOGO! dùng để chứa giá trị thực thi Ví dụ giá trị counter

Timer: vùng nhớ LOGO! dùng cho các hàm timer Ví dụ delay

REM: vùng nhớ LOGO! dùng để chứa giá trị nhớ tức thời Ví dụ đếm thời gian

2.7.3 Giới thiệu phần mềm:

Phần mềm trên Windows dùng giao tiếp với LOGO! là LOGO! Soft-comfort V5.0 (bản mới nhất)

Lợi điểm của việc dùng PC để viết chương trình là sửa đổi dễ dàng Có thể upload hay download với LOGO! như 1 PLC Cũng có thể chạy thử chương trình trên

PC mà không cần qua LOGO! Đặc biệ có thể lập trình bằng LAD mà nếu lập trình trực tiếp trên LOGO! không làm được Với ưu điểm này ta có thể viết chương trình phức tạp Quá trình kết nối PC và LOGO! thông qua Card hoặc cáp RS232 của Siemens cho LOGO! Chương trình tự động tìm cổng COM thích hợp để kết nối

Đối với các loại LOGO! khác nhau khi tải chương trình, phần mềm sẽ tự thay đổi một số hàm sao cho phù hợp với loại LOGO! sử dụng

Có thể lưu trữ chương trình thành file để lưu trữ File chương trình LOGO! có đuôi là lsc

2.7 4 Cấu trúc của LOGO! loại 12/24RC:

Cấu trúc của LOGO! bao gồm khối chức năng cơ bản chính LOGO! Basic và các module kèm theo, có thể là analog module (AM) hoặc là digital module (DM)

Hình 2.7 Cấu trúc của LOGO! Basic và LOGO! expansion module

Hình 2.8 Cấu trúc của LOGO! AM2 PT100

Chương 3

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

3.1 Cơ sở và phương pháp thiết kế:

+Tìm hiểu, tra cứu tài liệu, Internet về các lĩnh vực:

-Các mô hình hệ thống tưới đang được sử dụng

-Các phương pháp tưới trong nhà lưới nhà kính

-Một số thông số cơ bản của bơm dùng trong hệ thống tưới

3.3 Cách bố trí thí nghiệm:

Hình 3.1 Mô hình Thí nghiệm

1 Giá đỡ 2 Nguồn điện

3 Biến tần 4 Ampe kiềm

7 Đồng hồ nước 8 Thùng nước

Nguồn điện cung cấp cho biến tần, cho đến bơm để thay đổi tần số của dòng

điện cung cấp cho bơm từ đó thay đổi được công suất của bơm

Đầu hút của bơm bố trí đồng hồ nước để kiểm soát lưu lượng bơm, thùng nước

để cung cấp nước cho bơm

Đầu đẩy của bơm bố trí đường ống ra vòi phun và van trả về thùng, van này có tác dụng điều chỉnh lượng nước trở về thùng để ổn định áp suất ra vòi phun

Vòi phun bố trí cách mặt đất 2m (độ cao)

3.4 Phương pháp đo:

Bước 1: Sau khi cung cấp nguồn điện vào biến tần, đặt van trả về thùng ở vị trí cực đại (lượng nước trở về thùng là lớn nhất), bấm nút RUN trên biến tần, điều chỉnh giá trị tàn số trên biến tần ở vị trí cực đại (fmax = 60Hz)

Bước 2: Điều chỉnh van trở về thùng (giảm lượng nước trở về thùng) để tăng

áp suất và lưu lượng nước ra vòi phun nhằm khống chế vòi phun phun tơi sương trong

phạm vi đường kính 1m (ở mặt đất) Đánh dấu vị trí van trả về thùng Đợi bơm hoạt

động ổn định trong khoảng một phút

Bước 3: Ta khống chế lưu lượng ra của máy bơm bằng cách điều chỉnh van trả

về thùng và tiến hành đo công suất ứng với từng giá trị lưu lượng đó Trong quá trình

điều chỉnh van trả về thùng ta khống chế đường kính tán phun 1m bằng cách thay đổi

giá trị tần số f của biến tần Bảng kết quả thu thập số liệu được thiết kế như sau:

Bảng 1: Với đường kính tán phun d = 1m

Q (l/p) Lần 1

N (kW)

Q (l/p) Lần 2

N (kW)

Q (l/p) Lần 3

N (kW)

Q (l/p) Lần 4

N (kW)

Q (l/p) Lần 5

N (kW)

Q (l/p) GTTB

N (kW)

Quá trình thực nghiệm ta chọn được các giá trị thích hợp của Q dao động từ 1 đến 2

(l/p), và đường kính tán phun d trong khoảng 800mm đến 1600mm

Tương tự như các bước trên, ta làm thí nghiệm với đường kính tán d = 800mm, d =

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả thí nghiệm mô hình:

Bảng 1:

Q (l/p) 0,9 1 1,3 1,5 1,8 1,9 2,3 Lần 1

N (kW) 0,43 0,46 0,57 0,57 0,58 0,56 0,45

Q (l/p) 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2,1 2,2 Lần 2

N (kW) 0,43 0,48 0,53 0,58 0,55 0,44 0,41

Q (l/p) 1,1 1,3 1,4 1,6 1,8 2 2,1 Lần 3

N (kW) 0,44 0,48 0,5 0,49 0,47 0,43 0,41

Q (l/p) 1,1 1,2 1,3 1,4 1,8 2 2,3 Lần 4

N (kW) 0,43 0,47 0,49 0,47 0,45 0,44 0,42

Q (l/p) 1 1,2 1,4 1,7 1,9 2,2 2,3 Lần 5

N (kW) 0,41 0,5 0,6 0,66 0,62 0,56 0,47

GTTB