BÁO CÁO đồ án tốt NGHIỆP đo và GIÁM sát nước hồ NUÔI tôm (có video hướng dẫn)

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPHọ tên sinh viên 1: Lê Ngọc Thanh Thiên MSSV: 15151220 Họ tên sinh viên 2: Cao Tiến Phát MSSV: 15151189 Tên đề tài: Thiết kế và thi công mô hình điều

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên 1: Lê Ngọc Thanh Thiên MSSV: 15151220

Họ và tên sinh viên 2: Cao Tiến Phát MSSV: 15151189

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa

Hệ đào tạo: Đại học chính quy

I TÊN ĐỀ TÀI: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐO VÀ GIÁM SÁT NƯỚC HỒ NUÔI

TÔM

II NHIỆM VỤ

1 Các số liệu ban đầu:

- Tìm hiểu về SQL SERVER và cách lưu trữ

- Tìm hiểu về PLC S7-1200 để điều khiển

- Tìm hiểu về đặc tính và môi trường sống của tôm thẻ chân trắng

2 Nội dung thực hiện:

- Sử dụng bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200 để điều khiển hoạt động của mô hình

- Liên kết giữa PLC và SQL SERVER để lưu trữ dữ liệu đo được và tra cứu dữ liệu

- Liên kết giữa SQL SERVER và C# để hiển thị dữ liệu lên website

- Thiết kế website hiển thị

- Điều khiển hoạt động của mô hình qua mạng Lan Wifi

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/2/2019

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/07/2019

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ths Nguyễn Tấn Đời

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

Th.s Nguyễn Tấn Đời

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên 1: Lê Ngọc Thanh Thiên MSSV: 15151220

Họ tên sinh viên 2: Cao Tiến Phát MSSV: 15151189

Tên đề tài: Thiết kế và thi công mô hình điều khiển đo và giám sát nước hồ nuôi tôm

1 Lựa chọn đề tài thực hiện (Mô hình điều khiển đo và

giám sát nước hồ nuôi tôm)

2 Tìm hiểu tổng quan đề tài

6 Lắp đặt tủ điện (Đấu nối xong các thiết bị điều khiển

theo bản vẽ)

7 Viết chương trình điều khiển (lấy dữ liệu từ sensor và

chế độ Manual)Kiểm tra lỗi của chương trình

8 Viết chương trình điều khiển (chế độ Auto và phần

cảnh báo)Kiểm tra lỗi của chương trình

9 Thiết kế website (trang đăng nhập, trang chủ)

10 Thiết kế website (trang lưu trữ và truy vấn dữ liệu)

Kết nối PLC và SQL SERVER

11 Thiết kế website (trang điều khiển)

Viết báo cáo chương 2

13 Đi thực nghiệm ở hồ nuôi thực tế để lấy số liệu

Viết báo cáo chương 3,4

14 Viết báo cáo chương 5,6

Kiểm tra lỗi để khắc phục

15 Kiểm tra, chỉnh sửa báo cáo và hoạt động của mô

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam kết đề tài này là do tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó

và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó

Người thực hiện đề tài

Lê Ngọc Thanh Thiên Cao Tiến Phát

Đề tài “MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐO VÀ GIÁM SÁT NƯỚC HỒ NUÔI TÔM” là nội dung chúng tôi chọn làm luận văn tốt nghiệp sau 4 năm theo học tại bộ môn TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN, khoa ĐIỆN- ĐIỆN TỬ của trường đại học SƯ PHẠM KỸ THUẬT thành phố Hồ Chí Minh và sau hơn 4 tháng luận văn của chúng

tôi đã hoàn thành

Để hoàn thành được luận văn này, chúng tôi xin dành lời cảm ơn đầu tiên đến tất

cả quý thầy cô giảng viên của khoa ĐIỆN-ĐIỆN TỬ và đặc biệt là quý thầy cô giảng viên bộ môn TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN đã cho chúng tôi những kiến thức cơ bản, nền

tảng cũng như kiến thức chuyên môn để có thể hoàn thành được luận văn này

Lời cảm ơn thứ 2 này chúng tôi xin gửi tới thầy Thạc sĩ NGUYỄN TẤN ĐỜI,

thầy đã chỉ bảo, dẫn dắt tụi chúng tôi từng li từng tí trong đề tài Nhiều lúc thầy ngổnngang trong công việc nhưng vẫn cố gắng sắp xếp lịch gặp chúng tôi, giải đáp chochúng tôi các vướng mắc trong quá trình làm Thầy luôn ôn tồn giảng giải cho đến khichúng tôi nhận ra được lỗi sai và đưa chúng tôi đến với kết quả, hướng đi tốt nhất cho

đề tài

Lời cảm ơn thứ 3 chúng tôi xin gửi tới toàn thể anh chị em trong Công ty kỹ

thuật dịch vụ SÁNG TẠO, mọi người đã cung cấp cho chúng tôi rất nhiều thiết bị

cũng như các giải pháp trong thực tế đang sử dụng để khiến cho đề tài của chúng tôisát với thực tế nhất

Cuối cùng, con xin cảm ơn gia đình đã luôn bên con và ủng hộ con trong suốt 4năm đại học, tạo mọi điều kiện thuận lợi để con có thể hoàn thành tốt luận văn tốtnghiệp Mình cũng xin cảm ơn tất cả bạn bè đã luôn giúp đỡ trong quá trình hoànthành đề tài

Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn!

LÊ NGỌC THANH THIÊN CAO TIẾN PHÁT

Chương 2:

Chương 3:

Chương 4:

Hình 4.1: Thi công bồn lấy mẫu

Hình 4.2: Thi công hộp đèn và gá đỡ cảm biến

Hình 4.3: Thi công phần điện

Chương 5:

Chương 3:

Chương 5:

Hiện nay internet đã được phủ sóng khắp mọi nơi thuận lợi cho việc điều khiển

và giám sát các hoạt động của máy móc, thiết bị Ở Việt Nam, ngành thủy sản đang làthế mạnh, đặc biệt là nuôi tôm, tuy nhiên các giai đoạn nuôi và giám sát vẫn được thựchiện thủ công vì vậy đề tài “Mô hình điều khiển đo và giám sát nước hồ nuôi tôm” đãđược thực thi

Đề tài này cho phép người sử dụng có thể nắm được các chỉ số pH, độ oxy hòatan và nhiệt độ của nước trong hồ nuôi tôm bằng việc sử dụng wifi thông qua websiteđiều khiển hoạt động đo, từ hệ thống cảm biến trong mô hình, tín hiệu đo được gửi về

bộ điều khiển PLC S7-1200, từ đó dữ liệu sẽ được đưa vào lưu trữ trong SQLSERVER của máy tính chủ, sau đó được đưa lên website Người sử dụng dễ dàngthông qua website để xem các số liệu đó đồng thời có thể tra cứu số liệu của những lần

đo trước đó trong khoảng thời gian tùy chọn Sau mỗi lần đo nếu các chỉ số nằm ngoàingưỡng cho phép thì sẽ phát cảnh báo bằng đèn từ mô hình đồng thời trên giao diệnđiều khiển cũng sẽ phát cảnh báo để người sử dụng biết nếu đang không ở gần môhình

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ở Việt Nam nông nghiệp vẫn đóng vai trò chính trong nền kinh tế cả nước, đặcbiệt là ngành thủy sản Sản lương xuất khẩu thủy sản của Việt Nam trong nhiều nămqua luôn thuộc top đầu của khu vực và thế giới Trong đó ngành nuôi tôm phát triểnmạnh và được nuôi trên khắp cả nước, đặc biệt tôm thẻ chân trắng mang lại lợi nhuậnkhá lớn

Nghề nuôi tôm nói chung và nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng thực chất là mộtnghề nông nghiệp kỹ thuật cao, hay chính xác hơn là một hoạt động công nghiệp, đòihỏi mức đầu tư tương đối lớn và trình độ quản lý kỹ thuật, tài chính cao hơn so với cácngành nông nghiệp khác Trong khi đó, hoạt động nuôi tôm của Việt Nam theo hìnhthức nhỏ lẻ theo hộ gia đình Do vậy sẽ khó có điều kiện áp dụng kỹ thuật cao để cókết quả ổn định và bền vững Việc sản xuất nhỏ lẻ làm cho việc giám sát hồ nuôi cònmang đậm tính thủ công, theo kinh nghiệm là chính nên mang lại nhiều rủi ro chongười nuôi

Trên thế giới đã có nhiều hướng giải quyết về vấn đề giám sát môi trường sốngcho tôm như hội thảo chuyên đề về điện tử và ứng dụng công nghiệp năm 2012(ISIEA2012), ngày 23-26 tháng 9 năm 2012, Indonesia đã đưa ứng dụng internet đểgiám sát môi trường nước từ xa, thuận tiện cho việc quản lý của người nuôi Đặc biệtcông ty Nitech của Thái Lan đã thực hiện cuộc khảo sát trên khắp cả nước về các chỉ

số môi trường nước của tôm đã rút ra 3 chỉ số cần đo mỗi ngày để tôm phát triển tốt đó

là độ pH, độ oxy hòa tan và nhiệt độ nước nuôi

Nhận thấy thực tế ở Việt Nam vẫn chưa có các hướng đi để giải quyết việc giámsát thường xuyên cho hồ nuôi tôm, sự cấp thiết của vấn đề và mong muốn mang lạimột hướng đi mới giúp cho ngành nuôi tôm nói chung và đặc biệt là ngành nuôi tômthẻ chân trắng nói riêng ở Việt Nam có thể phát triển hơn, sau thời gian học tập vànghiên cứu ở trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh và được sựhướng dẫn của Th.s Nguyễn Tấn Đời nhóm chúng tôi quyết định thực hiện đề tài “Môhình điều khiển đo và giám sát nước hồ nuôi tôm” để làm luận văn tốt nghiệp

1.2 MỤC TIÊU

 Thiết kế và thi công được mô hình điều khiển đo và giám sát nước hồ nuôi tôm

 Đo được chính xác các nồng độ pH, DO, nhiệt độ của nước hồ nuôi tôm thẻ chântrắng và phát cảnh báo bằng đèn khi các nồng độ vượt mức cho phép

 Dữ liệu đo được hiển thị lên web local

 Điều khiển được mô hình qua mạng wifi

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 Sử dụng bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200 để điều khiển hoạt động của môhình

 Liên kết giữa PLC và SQL SERVER để lưu trữ dữ liệu đo được và tra cứu dữ liệu

 Liên kết giữa SQL SERVER và C# để hiển thị dữ liệu lên website

 Thiết kế website hiển thị

 Điều khiển hoạt động của mô hình qua mạng Lan Wifi

1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

 Đề tài thực hiện đối với đối tượng đó là tôm thẻ chân trắng

 Đo được 3 số liệu là nồng độ pH, nồng độ DO, nhiệt độ của nước hồ tôm

 Đề tài dừng lại ở việc điều khiển đo và giám sát, phát cảnh báo đèn, không điềukhiển xử lý nếu các chỉ số vượt mức cho phép

 Các trang website hiển thị ở chế độ local

 Điều khiển mô hình qua mạng lan Wifi

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG SỐNG CỦA TÔM THẺ CHÂN TRẮNG

2.1.1 ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC

Tôm thẻ chân trắng là một loài được nuôi phổ biến chiếm tới 90% ở khu vực miềnNam và cũng khá dễ nuôi Tôm thẻ chân trắng có màu trắng đục, trên thân không cóđốm vằn, chân bò có màu trắng ngà, chân bơi có màu vàng, các vành chân đuôi cómàu đỏ nhạt và xanh Râu tôm có màu đỏ gạch và dài gấp rưỡi chiều dài của thân tôm.Tôm thẻ chân trắng có 2 răng cưa ở bụng và có khoảng 8-9 răng cưa ở lưng

Trong tự nhiên, tôm thẻ chân trắng thường phát triển rất nhanh trong giai đoạnđầu, mỗi tuần có thể tăng trưởng 3gam với mật độ 100con/m2 cho đến khi đạt được 20gam thì tôm bắt đầu chậm lớn và tăng trưởng khoảng 1gam/ tuần, tôm cái thường lớnhơn tôm đực Khả năng sinh sản tuyệt đối của tôm thẻ có thể đạt khoảng 100-250 ngàntrứng/ con cái (cỡ khoảng từ 30-45g)

Tôm thẻ chân trắng lột xác vào ban đêm, thời gian giữa 2 lần lột xác từ 1-3 tuần,tôm nhỏ trung bình 1 tuần lột xác 1 lần, thời gian giữa 2 lần lột xác tăng dần theo thờigian nuôi, đến giai đoạn lớn trung bình 2,5 tuần lột xác 1 lần Đó là một trong nhữngđặc điểm của tôm thẻ chân trắng mà bà con nên chú ý thêm

2.1.2 MÔI TRƯỜNG SỐNG

Khác với các loài tôm khác thì tôm thẻ chân trắng sống ở tất cả các vị trí trong hồnuôi, phân bố nhiều nhất ở tầng giữa của hồ

Bảng 2.1: Chỉ số môi trường nước của tôm thẻ chân trắng

2.2 QUY TRÌNH NUÔI TÔM

Ở luận văn tốt nghiệp này áp dụng mô hình nuôi thâm canh và siêu thâm canh 2 giaiđoạn, mô hình gồm có ao lắng tinh, ao lắng thô, ao ương và 2 ao nuôi

Hình 2.1: Mô hình hồ nuôi thâm canh và siêu thâm canh

Cho ăn thức ăn công nghiệp dạng viên có độ đạm tối thiểu 40% Ngày đầu cho ăn theo

tỉ lệ 0,5kg thức ăn cho 100000 con, từ ngày thứ 2 tới ngày thứ 10 mỗi ngày tăng thêm 150g thức ăn Từ ngày 11 đến 25 mỗi ngày tăng 200g thức ăn Mỗi ngày cho ăn 4 lần theo bảng hướng dẫn

Bảng 2.2: Bảng hướng dẫn cho tôm giống ăn trong giai đoạn ương (đơn vị:

Cho tôm ăn hoàn toàn bằng máy tự động và điều chỉnh lượng thức ăn qua sàn ăn (1 ao 2.000 m2, bố trí 3 – 4 sàn ăn); với thức ăn công nghiệp dạng viên đã có tên trong Danh mục được phép lưu hành tại Việt Nam.

Thường xuyên kiểm tra sàn ăn (1 giờ/lần) để cài đặt thời gian cho ăn thích hợp tại máy cho ăn tự động Mỗi ngày cho tôm ăn 04 lần vào các thời điểm: 06-07 giờ; 10-

11 giờ; 14-15 giờ; 17-18 giờ với khối lượng thức ăn bằng 3% khối lượng tôm

Trong giai đoạn này ta tiến hành siphon đáy với tần suất 2-3 ngày/ lần ở tháng thứ 2 và hàng ngày ở tháng thứ 3

2.3 KẾT CẤU HỒ NUÔI TÔM VÀ CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG

TRONG MÔ HÌNH NUÔI TÔM

2.3.1 CÁC KIỂU HỒ NUÔI TÔM HIỆN NAY

Hồ nuôi có lót bạt ngoài trời

Cũng giống như hồ nuôi đất tuy nhiên được lót bạt đáy ao Việc lót bạt này manglại rất nhiều lời ích: giữ nước tốt, giữ oxi tốt, giảm rủi ro bệnh tật, thuận lợi thu hoạch,đảm bảo sản lượng được ổn định…

Với nhiều lợi ích từ việc lót bạt nên được áp dụng rộng rãi cho hầu hết mô hìnhnuôi tôm Tuy nhiên mô hình ở ngoài trời vẫn chịu ảnh hưởng khá nhiều của môitrường như trời mưa gió, bão, nắng gắt…

Hình 2.2: Hồ nuôi tôm đất có lót bạt

Hồ nuôi tôm nhân tạo

Hồ nuôi thường có diện tích dưới 1500 mét vuông, xây bằng xi măng và được lótbạt đáy ao Độ sâu mực nước từ 1,2-1,4 mét, thường được nuôi với hệ thống nhiều hồ

nuôi và được che chắn hoặc được nuôi trong nhà kính để tránh ảnh hưởng của môitrường lên tôm nuôi Đây là phương thức nuôi đòi hỏi đầu tư lớn và kiểm soát chấtlượng nước thật tốt Đi cùng với ưu điểm là số lượng vốn bỏ ra rất nhiều, ít hộ dân ởViệt Nam đầu tư, chủ yếu là doanh nghiệp.

Hình 2.3: Hồ nuôi tôm siêu thâm canh trong nhà kính

2.3.2 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA HỒ NUÔI TÔM

Đối với các hồ có trải bạt, quạt nước sẽ được lắp theo các cách sau:

Hình 2.4: Sơ đồ hồ nuôi tôm có gắn quạt nước

Từ những hình trên ta nhận thấy toàn bộ những vật chất lơ lửng, những thức ănthừa cũng như các xác tôm, phân tôm đều được tập trung ở giữa hồ, các vị trí góc ao sẽđược khuấy đảo và ta có thể bỏ qua các vị trí góc ao Ngoài ra trong ao nuôi thủy sảnnồng độ oxy hòa tan phân bố tăng dần từ trong ra ngoài theo đường kính nên hàmlượng oxy hòa tan thấp nhất sẽ là giữa ao, nên ta chọn điểm đo sẽ là giữa ao, cách ốngsiphon 2-3m vì nếu nằm trong đường kính của ống siphon thì kết quả đo không có ýnghĩa) Điểm thứ 2 là điểm cách góc ao 1/6 đường chéo ao (cách bờ từ 3-4m) vì điểmnày đại diện cho khu vực gần bờ cũng là khu vực tôm kiếm ăn và phát triển (công tyCENINTEC đã thực nghiệm dựa trên nhiều hồ và đưa ra kết luận)

Đối với những ao có diện tích nhỏ hơn 1500m2 thì sự thay đổi giữa chất lượngđiểm gần bờ và điểm giữa ao không nhiều nên ta có thể dựa vào kết quả 1 điểm đo.

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT TRONG HỒ

NUÔI TÔM

2.4.1 CÁC TIÊU CHUẨN VỀ HỒ NUÔI

Chất lượng nước nuôi tôm

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu hồ nuôi tôm

Chỉ tiêu Tốc độ thay đổi Tần suất đo

Cơ bản

Oxy hòa tan

pHNhiệt độ

H2S

Phụ thuộc oxy 2 ngày/lần

NH3NO2

Yếu tố quyết định đến vụ mùa nuôi tôm có thành công hay không phụ thuộc rấtnhiều vào nước nuôi tôm, chính vì thế ta cần kiểm soát nước nuôi tôm

Bảng 2.4: Tiêu chuẩn nước giai đoạn 1 các yếu tố môi trường

nâu nhạt là đạt yêu cầu

Bảng 2.5: Tiêu chuẩn nước giai đoạn 2 các yếu tố môi trường (QCVN

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng tới khả năng ăn và tiêu hóa thức ăn của tôm Nhiệt độ lýtưởng cho tôm thẻ chân trắng tiêu hóa và hấp thụ thức ăn là Nếu nhiệt độ lớn hơn 32sức ăn sẽ tăng nhanh tuy nhiên đó sẽ là điều kiện để tảo phát triển dày đặc, vi sinh vậtgây hại phát triển mạnh Ngoài ra theo thực nghiệm thì nhiệt độ dưới 26.4 tôm sẽ bỏ

ăn

Ảnh hưởng của độ oxy hòa tan

Khi hàm lượng oxy thấp tôm sẽ ăn ít hoặc ăn chậm dẫn đến dư thừa thức ăn trong

ao Thức ăn thừa sẽ đọng lại tạo nên nhiều căn bệnh cho tôm Hàm lượng oxy thấpcũng đồng nghĩa với tỉ lệ sống tôm thấp chậm tăng trưởng và hệ số thức ăn cao dẫnđến việc chi phí nuôi thời gian dài hơn, phí xử lý nước cao

2.4.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐO THỦ CÔNG

 Sử dụng giấy quỳ

Giấy quỳ tím là dụng cụ để thử, nhận biết tính acid, kiềm (base hoặc bazơ) của dung dịch nào đó Khi dung dịch có tính a xít, giấy quỳ tím sẽ hóa đỏ, còn khi gặp dung dịch có tính bazơ, giấy quỳ tím sẽ hóa xanh Khi ta nhúng giấy vào nước thì giấy quỳ sẽ chuyển màu sau đó ta so sánh với bảng màu, mỗi một màu sẽ có độ pH khác nhau Sử dụng giấy quỳ chỉ cho ta biết độ pH một cách tương đối, độ chính xác thấp Tuy nhiên cách làm này lại rất đơn giản, dễ sử dụng, cho kết quả nhanh

Hình 2.5: Giấy Quỳ Tím

 Sử dụng máy đo độ pH

Máy đo độ pH, bút đo pH là những phương tiện giúp người dùng xác định độ pHcủa môi trường nước một cách thuận tiện nhất, độ chính xác mang lại cao, thời giannhanh chóng Dạng cầm tay nhỏ, gọn giúp chúng ta dễ dàng cầm đi đo trực tiếp tạihiện trường Máy có thang đo rộng, đo được các dạng mẫu khó, không thải bỏ các chấtđộc hại, việc kiểm định máy dễ dàng bằng cách dùng dung dịch chuẩn để hiệu chuẩn Máy đo pH có 3 loại:

- Máy đo pH để bàn: Chuyên dùng trong phòng thí nghiệm, tự động bù nhiệt và

tự động hiệu chuẩn và đo được nhiều thông số hơn

- Máy đo pH cầm tay: Với các loại máy này, người ta có thể thao tác một cáchnhanh gọn do máy được thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt trong mọi thao tác đo

- Bút đo độ pH: Có kích thước nhỏ gọn, sử dụng năng lượng pin sạc hoặc pinthan đều được, bên cạnh đó là khả năng nổi lên trên mặt nước, giúp người dùng yêntâm hơn khi sử dụng

Hình 2.6: Máy đo pH

 Sử dụng chất chỉ thị màu

Sử dụng chất chỉ thị màu cũng là cách làm này đơn giản, dễ thực hiện Bởi chấtchỉ thị màu để xác định độ pH là những axit hoặc bazơ yếu có khả năng biến đổi màusắc ở những giá trị pH nhất định Những giá trị pH này tạo thành những khoảngchuyển màu riêng biệt của chất chỉ thị Muốn dùng chất chỉ thị để xác định chính xác

pH của một dung dịch, người ta kế hợp cùng một lúc nhiều chỉ thị có khoảng chuyểnmàu kế tiếp nhau Khi đó mỗi giá trị pH sẽ ứng với một tổ hợp của nhiều màu Càngnhiều chỉ thị thì xác suất các tổ hợp màu đó trùng nhau càng ít, pH đo được càng chínhxác Cách làm này cũng chỉ mang lại kết quả tương đối vì chúng ta dùng mắt thường

để nhận định kết quả

Hình 2.7: Chất chỉ thị màu

So với việc sử dụng giấy quỳ hay chất chỉ thị màu thì máy đo độ pH là phươngpháp có độ chính xác cao hơn cả Nó không chỉ là đo lường mà có thể điều chỉnh môi

trường nước có lợi, rất cần thiết để đảm bảo mối trường sống an toàn cho tôm sinhsống và phát triển.

Đo nhiệt độ nước

Dụng cụ phổ biến nhất để đo nhiệt độ trong ao nuôi là nhiệt kế thủy ngân, bêncạnh đó một vài máy đo oxy hòa tan cũng có tích hợp chức năng đo nhiệt độ

Đối với nhiệt kế thủy ngân: Nhúng ngập nhiệt kế xuống nước, để khoảng 3 phút,sau đó nghiêng nhiệt kế và đọc kết quả Không nên rút nhiệt kế lên khỏi mặt nướctrong quá trình đọc kết quả vì như vậy sẽ không chính xác

Đối với máy đo: Đầu tiên cần phải khởi động máy và hiệu chỉnh theo hướng dẫncủa nhà sản xuất Sau đó nhúng điện cực xuống vị trí cần đo, lắc hoặc rê đầu điện cựctrong nước cho tới khi các số trên màn hình ổn định (không nhảy) thì dừng lại Đọc kếtquả và ghi vào sổ nhật ký, sau đó rửa đầu đo bằng nước sạch, đậy nắp

Đo nồng độ oxy hòa tan

Để đo oxy hòa tan trong ao nuôi chúng ta có thể dùng máy đo oxy hoặc bộ testkid oxy Muốn quản lý tốt oxy hòa tan cần phải duy trì được màu nước tốt và sử dụnglinh hoạt máy sục khí Cần tăng cường quạt nước vào ban đêm, khi trời âm u hoặc khinhiệt độ nước ao nuôi tăng cao

2.4.3 MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐO HIỆN ĐẠI

2.3.3.1 Hệ thống YSI 5200 (MỸ)

Giới thiệu về YSI 5200

Còn được gọi là bộ thiết bị điều khiển và quan trắc đa thông số 5200A AC) được thiết kế đặc biệt cho các hệ thống nuôi trồng thủy sản, YSI 5200A và phầnmềm AquaManager tích hợp các quá trình điều khiển, cảnh báo và quản lý dữ liệutrong cùng một sản phẩm Thiết bị đồng thời quan trắc độ oxy hòa tan (DO), pH, độdẫn, độ oxy hóa khử (ORP), độ mặn và nhiệt độ

(5200A-Thông số đo

a Độ oxy hòa tan (DO)

- Dải đo: 0-60 mg/l

- Độ chính xác: 0,2 mg/l

Hình 2.8: Cơ cấu lắp đặt tại hồ của hệ thống YSI

Dây cáp kết nối được tích hợp 5 cảm biến vào và được cắm trực tiếp vào hồ lấythông số đo đưa về bộ điều khiển và hiển thị lên màn hình LCD Phần mềmAquaManager cho phép truy cập và lấy các dữ liệu cần thiết trên máy tính thông quachuẩn RS232

Ưu điểm: Hệ thống được thiết kế theo chuẩn của Mỹ, đủ bền để ở điều kiện

ngoài trời Có phần mềm cho phép quan sát số liệu, thiết lập cảnh báo và thay đổi giátrị ngưỡng Quan sát tức thời về tổng thể hệ thống, các thông số dữ liệu vận hành theothời gian thực Định dạng trên nền tảng web dễ dàng sử dụng

Nhược điểm: Một hệ thống chỉ đo được ở 1 hồ duy nhất, với hệ thống nhiều hồ

phải dùng nhiều hệ thống YSI liên kết với nhau vì thế chi phí đầu tư là rất lớn Không

có chức năng điều khiển từ xa, vì thế cần có người trực tiếp ở hồ để thực thi Không cócảm biến amonia, khí H2S là những khí cực độc cho tôm, ảnh hưởng rất lớn đến vụmùa có thành công hay không

2.3.3.2 Hệ thống e-AQUA

Giới thiệu

Hệ thống e-AQUA có chức năng lấy mẫu nước từ 8 điểm đo trong ao nuôi đưa vềthiết bị đo trung tâm để phân tích Kết quả đo sau đó được chuyển về máy chủ trungtâm và lưu trữ trên dữ liệu đám mây để người dùng theo dõi kết quả trên thiết bị diđộng theo thời gian thực Đồng thời dựa vào kết quả giám sát, hệ thống tự động điềukhiển các thiết bị trong ao nuôi để tiết kiệm điện năng

Cơ cấu hệ thống

Hình 2.9: Cơ chế hoạt động của hệ thống eAqua

Hệ thống tiến hành bơm nước lần lượt từ các hồ vào hệ thống đo và tiến hành đo.Sau khi đo các dữ liệu được đưa vào PLC thông qua module wifi, 3g để kết nối vớimáy chủ và đưa dữ liệu lên internet, ta truy cập trang web sẽ thấy được các thông số.Đồng thời hệ thống kết hợp quạt nước, cấp khí, hóa chất để xử lý trực tiếp khi xảy raquá ngưỡng (Đã áp dụng ở Cần Giờ, An Giang, Bạc Liêu, Sóc Trăng)

Hệ thống đã được đăng ký sở hữu trí tuệ và đã có công văn cấp văn bằng bảo hộ

số 15112/SHTT-SC3 của Cục Sở hữu trí tuệ và được sở khoa học và công nghệ thànhphố Hồ Chí Minh công bố

Hình 2.10: Hệ thống e-Aqua đã được đăng ký sở hữu trí tuệ

Ưu điểm: Chỉ sử dụng 1 cảm biến có thể giám sát được 8 điểm trong ao nuôi,

còn phương pháp thông thường sử dụng 1 cảm biến chỉ có thể giám sát được 1 điểmtrong ao nuôi Đây là giải pháp khả thi trong ngành nuôi trồng thủy sản, giúp giảm chi

phí Đảm bảo điểm lấy nước luôn đúng vị trí nơi tôm sinh sống, do chất lượng

nướctrong ao là không đồng nhất, để đảm bảo thông tin chính xác, nước cần được lấyngay nơi tôm ở và lấy tại nơi chất lượng nước kém nhất Bằng cách lắp đặt đường ốngđúng thì việc lấy nước đúng vị trí này luôn đảm bảo

Nhược điểm: Không có chức năng quan sát ngay tại hồ, chỉ khi lên web mới

thấy Một hệ thống cơ chỉ gồm 2 thông số đo là đo oxy hòa tan và nhiệt độ Mở rộngthêm thì phải mua và chỉ có thêm cảm biến pH và cảm biến độ mặn Không can thiệpđược hệ thống khi điều khiển từ xa Sai số hệ thống cao hơn các phương pháp đo trựctiếp Cần cách nhiệt hệ thống ống

Hình 2.11: Cơ cấu hoạt động của hệ thống e sensor Aqua

Giá trị 5 cảm biến được đưa về bộ điều khiển, thông qua wifi,3g các giá trị nàyđược đưa lên website và ta có thể truy cập và điều khiển máy bơm nước

Ưu điểm: Đo trực tuyến 24/24 dưới môi trường nước, cảm biến tuổi thọ cao,

chính xác,sử dụng pin mặt trời, có phao di chuyển trên nước đo được nhiều vị trí trên

ao, cung cấp lượng oxy chính xác tiết kiệm điện sục oxy

Nhược điểm: Chỉ dùng cho đo 1 điểm, không thích hợp với đo nhiều hồ Nếu hồ rộng phải tự di chuyển phao để đo các chỉ số được chính xác Khó khăn trong việc vệ

sinh đầu đo

2.5 BỘ ĐIỀU KHIỂN

2.5.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC

Kỹ thuật điều khiển đã phát triển trong thời gian rất lâu Trước kia việc điềukhiển hệ thống chủ yếu do con người thực hiện Gần đây, việc điều khiển được thựchiện nhờ các ứng dụng của ngành điện, thực hiện bằng việc đóng ngắt tiếp điểm Relay.Các Relay sẽ cho phép đóng ngắt công suất không cần dùng công tắc cơ khí Tathường sử dụng Relay để tạo nên các thao tác điều khiển đóng ngắt logic đơn giản Sựxuất hiện của máy tính đã tạo một bước tiến mới trong điều khiển – Kỹ thuật điềukhiển lập trình PLC PLC xuất hiện vào những năm 1970 và nhanh chóng trở thành sựlựa chọn cho việc điều khiển sản xuất

PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình, được thiết

kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lý từ đơn giản đếnphức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà nó có thể thực hiện một loạt các chươngtrình hoặc sự kiện, sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (hay còn gọi

là đầu vào) tác động vào PLC hoặc qua các bộ định thời (Timer) hay các sự kiện được

đếm qua bộ đếm Khi một sự kiện được kích hoạt nó sẽ bật ON, OFF hoặc phát mộtchuỗi xung ra các thiết bị bên ngoài được gắn vào đầu ra của PLC Như vậy nếu tathay đổi các chương trình được cài đặt trong PLC là ta có thể thực hiện các chức năngkhác nhau, trong các môi trường điều khiển khác nhau.

S7-200: CPU 221, CPU 222, CPU 224, CPU 226…

S7-300: CPU 312 IFM, CPU 313, CPU 314, CPU 315…

S7-400: CPU 412, CPU 414, CPU 416, CPU 417…

S7-1200: CPU 1211C, CPU 1212C, CPU1214C, CPU 1215C…

Dòng CS: CS1, CS1DDòng CJ: CJ1M, CJ2M, CJ2H

Hãng

Rockwell

Dòng PLC 5Dòng CompactLogixDòng ControllogixDòng Micro 800

2.5.3 CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC

 Cấu trúc của PLC

Hình 2.13: Cấu trúc PLC

Phần đầu vào/đầu ra: Phần đầu vào hoặc mô-đun đầu vào bao gồm các thiết bịnhư cảm biến, công tắc và nhiều nguồn đầu vào thế giới thực khác Đầu vào từ cácnguồn được kết nối với PLC thông qua đường ray đầu nối đầu vào Phần đầu ra hoặcmô-đun đầu ra có thể là một động cơ hoặc một solenoid hoặc một đèn hoặc một lòsưởi, có chức năng được điều khiển bằng cách thay đổi các tín hiệu đầu vào

CPU: (Central Processing Unit) là đơn vị xử lý trung tâm Nó là một bộ vi xử lý

mà có thể kết hợp với các hoạt động của hệ thống PLC CPU thi hành chương trình xử

lý các tín hiệu I/O và được nối trực tiếp đến các thiết bị I/O thông qua các tuyến đườngdây thích hợp bên trong PLC

Thiết bị lập trình: Đây là nền tảng mà chương trình hoặc logic điều khiển đượcviết Nó có thể là một thiết bị cầm tay hoặc một máy tính xách tay hoặc một máy tínhchuyên dụng

Nguồn cung cấp: Nó thường hoạt động trên một nguồn cung cấp điện khoảng 24

V, được sử dụng để cung cấp năng lượng đầu vào và các đầu ra

Bộ nhớ: Bộ nhớ được chia thành hai phần – Bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chươngtrình Thông tin chương trình hoặc logic điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ ngườidùng hoặc bộ nhớ chương trình từ nơi CPU tìm nạp các lệnh chương trình Tín hiệuđầu vào và đầu ra và tín hiệu bộ định thời và bộ đếm được lưu trữ trong bộ nhớ hìnhảnh đầu vào và đầu ra tương ứng

 Cách thức hoạt động của PLC

Bộ vi xử lý sẽ lần lượt quét các trạng thái của đầu vào và các thiết bị phụ trợ,thực hiện logic điều khiển được đặt ra bởi chương trình ứng dụng, thực hiện các tínhtoán và điều khiển các đầu ra tương ứng của PLC Các PLC thế hệ cuối cho phép thựchiện các phép tính số học và các phép tính logic, bộ nhớ lớn hơn, tốc độ xử lý cao hơn

và có trang bị giao diện với máy tính, với mạng nội bộ…

Bộ vi xử lý điều khiển chu kỳ làm việc của chương trình Chu kỳ này được gọi làchu kỳ quét của PLC, tức là khoảng thời gian thực hiện xong một vòng các lệnh củachương trình điều khiển

Hình 2.14: Chu kỳ quét của PLC

Khi thực hiện quét các đầu vào, PLC kiểm tra tín hiệu từ các thiết bị vào nhưcông tấc, cảm biến…Trạng thái của tín hiệu vào được lưu tạm thời váo một mảng nhớ.Trong thời gian quét chương trình, bộ xử lý quét lần lượt các lệnh của chương trìnhđiều khiển, sử dụng các trạng thái của tín hiệu vào trong mảng nhớ để xác định các đầu

ra đáp ứng hay không Kết quả là các trạng thái của đầu ra được ghi vào mảng nhớ,PLC sẽ cấp hoặc ngắt điện cho các mạch ra để điều khiển các thiết bị ngoại vi Chu kỳquét của PLC có thể kéo dài từ 1 đến 25 mili giây Thời gian quét đầu vào và đầu rathường ngắn so với chu kỳ quét của PLC

Về cơ bản, hoạt động của một PLC cũng khá đơn giản Đầu tiên, hệ thống cáccổng vào/ra (Input/Output) (còn gọi là các Module xuất/nhập) dùng để đưa các tín hiệu

từ các thiết bị ngoại vi vào CPU (như các sensor, contact, tín hiệu từ động cơ …) Saukhi nhận được tín hiệu ở đầu vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển quamôđun xuất ra các thiết bị được điều khiển

Hình 2.15: Hoạt động của PLC

• Các nguồn đầu vào chuyển đổi tín hiệu điện tương tự thời gian thực sang tínhiệu điện kỹ thuật số phù hợp và các tín hiệu này được đưa đến PLC thông quađường ray kết nối

• Các tín hiệu đầu vào này được lưu trữ trong bộ nhớ hình ảnh bên ngoài PLC ởcác vị trí được gọi là bit Điều này được thực hiện bởi CPU

• Logic điều khiển hoặc các lệnh chương trình được ghi lên thiết bị lập trìnhthông qua các ký hiệu hoặc thông qua các phép nhớ và được lưu trữ trong bộnhớ người dùng

• CPU lấy các lệnh này từ bộ nhớ người dùng và thực thi các tín hiệu đầu vàobằng cách thao tác, tính toán, xử lý chúng để điều khiển các thiết bị đầu ra

• Kết quả thực hiện sau đó được lưu trữ trong bộ nhớ hình ảnh bên ngoài để điềukhiển các thiết bị đầu ra

• CPU cũng giữ một kiểm tra trên các tín hiệu đầu ra và tiếp tục cập nhật nộidung của bộ nhớ hình ảnh đầu vào theo những thay đổi trong bộ nhớ đầu ra

• CPU cũng thực hiện chức năng lập trình nội bộ như cài đặt và đặt lại bộ hẹngiờ, kiểm tra bộ nhớ của người dùng

2.5.4 ỨNG DỤNG CỦA PLC

Hình 2.16: Ứng dụng PLC

Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cảtrong công nghiệp và dân dụng Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơngiản, chỉ có chức năng đóng/mở (ON/OFF) thông thường đến các úng dụng cho cáclĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trìnhsản xuất

2.6 SQL SERVER VÀ DATABASE

2.6.1 SQL SERVER

- SQL Server là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ (Relational Database Management System (RDBMS) sử dụng câu lệnh SQL (Transact-SQL) để trao đổi dữ liệu giữa máy Client và máy cài SQL Server Một RDBMS bao gồm databases,

database engine và các ứng dụng dùng để quản lý dữ liệu và các bộ phận khác nhau trong RDBMS

- SQL Server được tối ưu để có thể chạy trên môi trường cơ sở dữ liệu rất lớn (Very Large Database Environment) lên đến Tera-Byte và có thể phục vụ cùng lúc cho hàng ngàn user SQL Server có thể kết hợp “ăn ý” với các server khác như Microsoft Internet Information Server (IIS), E-Commerce Server, Proxy Server

2.6.2 DATABASE SERVER

Database server hay máy chủ dữ liệu là một kho dữ liệu dùng để lưu trữ website,các dữ liệu và thông tin Một database server là một máy tính mạng LAN dành riêng

cho lưu trữ, duy trì và khôi phục cơ sở dữ liệu Database server bao gồm hệ thốngquản trị cơ sở dữ liệu Database Management System (DBMS) và cơ sở dữ liệu Dựatrên yêu cầu từ các máy khách, Database server sẽ tìm kiếm database cho các bản ghiđược chỉ định và chuyển lại chúng qua mạng.

Một database server có thể được xác định như một máy chủ chuyên dụng cungcấp các dịch vụ database và cũng có thể như một máy chủ chạy phần mềm dữ liệu.Chúng ta thường sẽ thấy database server trong môi trường client-server, đây là nơicung cấp thông tin mà các hệ thống khách tìm kiếm

 Đặc điểm của database

Đặc điểm của database (cơ sở dữ liệu) chính là có thể truy xuất thông tin, dữ liệutheo nhiều cách khác nhau, thông tin từ cơ sở dữ liệu được đảm bảo nhất và toàn vẹn

dữ liệu, không hề có sự trùng lặp thông tin, nếu có thì tỷ lệ rất thấp Một cơ sở dữ liệudatabase có thể có nhiều người sử dụng cùng một lúc

Hình 2.17: Đặc điểm của database

Như vậy từ đặc điểm của cơ sở dữ liệu database ta có thể thấy nó có nhiều ưuđiểm và hạn chế nhất định

Về mặt ưu điểm của cơ sở dữ liệu database đó chính là nhờ vào việc thông tin lưutrữ không bị trùng lặp giúp đảm bảo tính thông nhất cũng như toàn vẹn của dữ liệu.Nhờ việc không bị trùng lặp giúp giảm thời gian xử lý dữ liệu, cũng như tránh khỏinhững sai sót trong quá trình kiểm tra cơ sở dữ liệu database Ngoài ra, nhờ vào việc

có thể truy xuất từ các cách khác nhau nên nhiều người có thể sử dụng cơ sở dữ liệucùng một lúc mà không phải qua các khâu rườm rà phức tạp Từ đó tạo điều kiện thuận

lợi cho việc sử dụng, quản lý, truy cập dữ liệu… Bên cạnh đó cơ sở dữ liệu databasecũng có thể được lưu trữ dưới nhiều dạng khác nhau như ổ cứng, usd hay đĩa CD.Tuy vậy, cơ sở dữ liệu database cũng có những hạn chế nhất định, vì nhiều ngườichung quyền sử dụng, khai thác cơ sở dữ liệu, nên chủ quyền của người người sử dụngkhác nhau có thể bị xâm phạm, ngoài ra vấn đề bảo mật cũng thực sự đáng quan tâmkhi mà ai cũng có thể xâm nhập vào cơ sở dữ liệu database, từ đó dẫn đến nguy cơ bịtấn công, đánh cắp dữ liệu Điều này thường gặp nhiều nhất ở các công ty cung cấphosting dùng chung, sau khi lập trình web, thiết kế website xong thì người ta thườnghay đặt website của mình lên các hosting này vì giá thành rẻ, nhưng đó lại là điểm yếu,chỉ cần một cơ sở dữ liệu database của một website bị tấn công sẽ làm liên lụy đếnnhững trang khác Đó còn là chưa kể đến những ảnh hưởng từ việc thiết bị lưu trữ cơ

sở dữ liệu bị hư hỏng, làm mất toàn bộ dữ liệu của người dùng Do đó khi sử dụng cơ

sở dữ liệu database thì việc bạn cần làm đó là phải backup dữ liệu một cách thườngxuyên, đừng trông chờ vào các nhà cung cấp như công ty hositng Đây cũng là lờikhuyên của những chuyên gia lập trình database

 Hoạt động của database server

Hình 2.18: Hoạt động của database server

Trong Database Network, máy khách sẽ xử lý các yêu cầu SQL (Structure QueryLanguage) từ database server Network Database Server xử lý các yêu cầu từ cơ sở dữliệu máy khách và các trả lời cho các lệnh SQL sẽ được tải về thông qua máy tính nốimạng Xét theo tổng thể, database server sử dụng nguồn lực của chính nó để xử lý yêucầu hoặc tìm kiếm kết quả cho yêu cầu Database server đôi khi còn được biết đến như

Tất cả các chức năng của database được kiểm soát bởi database server Bất kỳloại máy tính nào cũng có thể sử dụng làm database server: máy vi tính, máy tính minihay máy tính công suất lớn Trong các tổ chức lớn, máy tính công suất lớn thườngđược sử dụng làm server.

 Các chức năng của database server

Trong nhiều trường hợp, các tính năng chính của hệ thống quản trị cơ sở dữ liệuDBMS được coi như các chức năng back-end, các chương trình ứng dụng trên máykhách là chương trình front-end Máy khách có thể là ứng dụng dùng để giao tiếp vớiDBMS, trong khi máy chủ cơ sở dữ liệu là DBMS

Database server quản lý các dịch vụ bảo mật phục hồi của DBMS Databaseserver thực thi các ràng buộc được chỉ định bên trong DBMS Database server cũngkiểm soát và quản lý tất cả các máy khách kết nối tới nó, xử lý toàn bộ truy cập dữ liệu

và các chức năng điều khiển

Database server cung cấp tính năng kiểm soát truy cập đồng thời, bảo mật chặtchẽ hơn, máy chủ ẩn các DBMS từ các máy khách Ngoài ra, database server còn cungcấp môi trường đa người dùng (multi-user) Nhiều người dùng có thể truy cập cơ sở dữliệu cùng một lúc Tất cả dữ liệu đều được lưu trữ trên máy chủ dữ liệu, do đó DBA cóthể dễ dàng tạo bản sao lưu của cơ sở dữ liệu

 Lợi ích của database server

- Một database server thường rất hữu ích trong trường hợp tổ chức có nhu cầu xử

lý khối lượng dữ liệu rất lớn khi vận hành công việc hàng ngày

- Nếu áp dụng kiến trúc client-server (máy khách-máy chủ) và máy khách cần xử

lý dữ liệu thường xuyên, sử dụng một database server cũng mang lại hiệu quả làm việctốt hơn

- Tốc độ chính là ưu điểm chủ yếu của database server, trong đó tất cả các côngviệc "nặng nhọc" đều sẽ được xử lý trên cùng một máy tính thực sự chứa các file dữliệu Nhờ vậy mà tốc độ trở nên nhanh hơn đáng kể

- Độ tin cậy cũng là một trong số các ưu điểm nổi bật Phần mềm database serverđược thiết kế để bảo vệ dữ liệu trước các lỗi hệ thống, sự cố và mất điện đột ngột

- Một database server thường hoạt động hiệu quả hơn file server rất nhiều

2.6.3 LƯU TRỮ DỮ LIỆU

-SQL Server dữ dụng page để lưu trữ data (cụ thể hơn là rows-các dòng sự kiện

trong bảng) data file của database được chia nhỏ thành các pages và được đánh số thứ

tự tăng dần từ 0 – page đầu tiên đến page n cuối file và page này cũng là đơn vị củaviêc đọc, ghi trên đĩa cứng (disk I/O) nghĩa là SQL Server đọc data hoặc ghi data theođơn vị page, dù bạn có đọc/ghi một row trong page đó

Mỗi data page có kích thước cố định là 8KB hay là 8192 bytes và được chia làm

ba thành phần chính đó là page header với kích thước 96 bytes, data row và row offset

array là phần còn lại 8096 bytes

Hình 2.19: Cấu trúc Data page

2.7 VISUAL STUDIO VÀ THIẾT KẾ WEBSITE

Visual studio là một trong những công cụ hỗ trợ lập trình rất nổi tiếng nhất hiệnnay của Mcrosoft và chưa có một phần mềm nào có thể thay thế được nó VisualStudio được viết bằng 2 ngôn ngữ đó chính là C# và VB+ Đây là 2 ngôn ngữ lập trìnhgiúp người dùng có thể lập trình được hệ thống một các dễ dàng và nhanh chóng nhấtthông qua Visual Studio

Hình 2.20: Visual Studio

Visual Studio là một phần mềm lập trình hệ thống được sản xuất trực tiếp từMicrosoft Từ khi ra đời đến nay, Visual Studio đã có rất nhiều các phiên bản sử dụngkhác nhau Điều đó, giúp cho người dùng có thể lựa chọn được phiên bản tương thíchvới dòng máy của mình cũng như cấu hình sử dụng phù hợp nhất

Bên cạnh đó, Visual Studio còn cho phép người dùng có thể tự chọn lựa giao diệnchính cho máy của mình tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng

 Một số tính năng của phần mềm Visual Studio:

Biên tập mã

Giống như bất kỳ một IDE khác, Visual Studio gồm có một trình soạn thảo mã hỗtrợ tô sáng cú pháp và hoàn thiện mả bằng các sử dụng IntelliSense không chỉ cho cáchàm, biến và các phương pháp mà còn sử dụng cho các cấu trúc ngôn ngữ như: Truyvấn hoặc vòng điều khiển

Bên cạnh đó, các trình biên tập mã Visual Studio cũng hỗ trợ cài đặt dấu trangtrong mã để có thể điều hướng một cách nhanh chóng và dễ dàng Hỗ trợ các điềuhướng như: Thu hẹp các khối mã lệnh, tìm kiếm gia tăng…

Visual Studio còn có tính năng biên dịch nền tức là khi mã đang được viết thì phầnmềm này sẽ biên dịch nó trong nền để nhằm cung cấp thông tin phản hồi về cú phápcũng như biên dịch lỗi và được đánh dấu bằng các gạch gợn sóng màu đỏ

Trình gỡ lỗi

Visual Studio có một trình gỡ lỗi có tính năng vừa lập trình gỡ lỗi cấp máy và gỡlỗi cấp mã nguồn Tính năng này hoạt động với cả hai mã quản lý giống như ngôn ngữmáy và có thể sử dụng để gỡ lỗi các ứng dụng được viết bằng các ngôn ngữ được hỗtrợ bởi Visual Studio

Thiết kế

- Windows Forms Designer

Được sử dụng với mục đích xây dựng GUI sử dụng Windows Forms, được bố trídùng để xây dựng các nút điều khiển bên trong hoặc cũng có thể khóa chúng vào bêncạnh mẫu Điều khiển trình bày dữ liệu có thể được liên kết với các nguồn dữ liệu như:

Cơ sở dữ liệu hoặc truy vấn

- WPF Designer

Tính năng này cũng giống như Windows Forms Designer có công dụng hỗ trợ kéo

và thả ẩn dụ Sử dụng tương tác giữa người và máy tính nhắm mục tiêu vào WindowsPresentation Foundation

Quá trình truyền nhận dữ liệu:

Truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 được thực hiện không đồng bộ Do vậy nêntại một thời điểm chỉ có một bit được truyền (1 kí tự) Bộ truyền gửi một bit bắt đầu(bit start) để thông báo cho bộ nhận biết một kí tự sẽ được gửi đến trong lần truyền bittiếp theo Bit này luôn bắt đầu bằng mức 0 Tiếp theo đó là các bit dữ liệu (bits data)được gửi dưới dạng mã ASCII (có thể là 5,6,7 hay 8 bit dữ liệu) Sau đó là một Paritybit (Kiểm tra bit chẵn, lẻ hay không) và cuối cùng là bit dừng - bit stop có thể là 1, 1,5hay 2 bit dừng

2.8.2 CHUẨN RS485

Cũng giống như chuẩn RS232, chuẩn RS485 được coi là phiên bản nâng cấp củachuẩn RS232 Liên kết RS485 được hình thành cho việc thu nhận dữ liệu ở khoảngcách xa và điều khiển cho những ứng dụng Những đặc điểm nổi trội của RS485 là cóthể hỗ trợ một mạng lên tới 32 trạm thu phát trên cùng một đường truyền, tốc độ baud

có thể lên tới 115.200 cho một khoảng cách là 4000 feet (1200m)

2.8.3 CHUẨN ETHERNET

Ethernet là 1 công nghệ mạng cục bộ (LAN) nhằm chuyển thông tin giữa các máytính với tốc độ từ 10 đến 100 triệu bit một giây (Mbps) Hiện thời công nghệ Ethernetthường được sử dụng nhất là công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10-Mbps Công nghệtruyền thông 10-Mbps sử dụng hệ thống cáp đồng trục cỡ lớn, hoặc cáp đôi, cáp sợiquang Tốc độ chuẩn cho hệ thống Ethernet hiện nay là 100-Mbps

2.8.4 SO SÁNH CÁC CHUẨN KẾT NỐI

Bảng 2.7: Bảng so sánh các chuẩn kết nối

Format

Number of devices (Max)

Length (max,feet)

Speed (max,bits/sec)

=> Kết luận ta dùng chuẩn Ethernet

2.9 PHƯƠNG THỨC KẾT NỐI GIỮA PLC VÀ BẢNG ĐIỀU KHIỂN

Giao tiếp giữa máy tính và mạng internet yêu cầu hoạt động ổn định trong thờigian dài, phổ biến và dễ dàng thay đổi và sửa chữa

2.9.1 KẾT NỐI WIFI

Đây là chuẩn kết nối phổ biến giữa máy tính và mạng internet hiện nay với tốc độtruyền và sự ổn định khá cao Ta chọn chuẩn kết nối 802.11n là chuẩn kết nối phổ biếnhiện nay với các thông số:

- Tốc độ truyền nhận tối đa 450 Mbps

- Tần số hoạt động 2.4 GHz và 5GHz

- Phạm vi 30-50m

2.9.2 KẾT NỐI DÂY ETHERNET

Cáp xoắn Ethernet cấu tạo từ 8 sợi dây đồng, được xoắn vào với nhau theo từngcặp tạo thành 4 cặp dây Loại có vỏ bọc chống nhiễu ngoài các lớp cao su bên ngoàicùng và bên ngoài mỗi sợi riêng lẻ, còn được bổ sung một lớp bọc chống nhiễu trêntừng cặp dây này Nhờ vào lớp bảo vệ nên kết nối dây nổi trội hơn ở các mặt như khảnăng chống nhiễu và tác động của môi trường, tín hiệu truyền ổn định

Kết luận:

Ta chọn chuẩn kết nối wifi để giảm số lượng dây nối trong hệ thống

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 3.1 QUY TRÌNH VẬN HÀNH

- Bồn chứa nước đo có 2 ngăn, 1 ngăn để đựng nước lấy mẫu và 1 ngăn đựng nước sạch

để rửa đầu dò và bảo quản

- Hồ giả lập có kích thước lớn hơn bồn chứa nước đo và nước sạch, có lỗ siêu phong ởgiữa hồ

- Phần đế đỡ được bồn chứa nước, chiều cao đủ để đặt tủ điện phía dưới

- Gá đỡ cảm biến đặt cao để cảm biến không bị va chạm với thành bồn chứa nước

- Hộp đèn gắn cao hơn gá đỡ cảm biến để dễ dàng quan sát

- Các khớp nối của ống nước không bị chảy nước trong lúc hoạt động

3.2.2 TÍNH TOÁN VÀ BẢN VẼ

3.2.2.1 Đế đỡ, bồn đựng nước đo và nước sạch

Lượng nước tối thiểu để các cảm biến có thể đo chính xác là 500ml, tuy nhiên đểtăng độ chính xác cũng như có thể loại bỏ được lượng nước còn dư trong ống nước củaquá trình bơm trước đó, nhóm thực hiện đã thiết kế bồn chứa có thể chứa trên 10 lít.Với kích thước:

Chiều dài: 30cmChiều rộng: 22 cmChiều cao: 20 cm

Bên cạnh đó, để rửa đầu dò cũng như bảo quản thì cần có bồn đựng nước sạch.Tiêu chí đặt ra là nước sạch sau khoảng 1 đến 2 tuần mới thay nên cần thiết kế bồn đủrộng để có thể dùng trong thời gian nêu trên:

Chiều dài: 30 cmChiều rộng: 18 cmChiều cao: 20 cmPhần đế phải đặt được bồn chứa nước lên trên, đồng thời chiều cao đủ để đặt tủđiện:

Chiều dài: 56 cmChiều rộng: 41 cmChiều cao: 52 cm

Hình 3.1: Bản vẽ phần đế và bồn chứa nước

3.2.2.2 Gá đỡ cảm biến

- Mô hình sử dụng 3 cảm biến pH, DO, nhiệt độ có các đường kính tương ứng 12.78

mm, 22.09 mm và 3.9 mm, 3 cảm biến xếp ngang

- Chiều dài tối thiểu: 12.78 + 22.09 + 3.9 = 38.77 mm

- Chiều rộng tối thiểu: 22.1 mm

- Để đáp ứng việc lắp các cảm biến vào gá và lắp vào xi lanh thì chúng tôi thiết kế gá đỡvới các thông số như sau:

+ Chiều dài: 179 mm

+ Chiều rộng: 95 mm