- Trang Chủ
- Luận Văn - Báo Cáo
- Đề tài: Giáo trình vận hành những phát minh khoa học kỹ thuật vào mô hình điều tiết khí hậu tự động trong nhà lưới (part 10)
Xem mẫu
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
n
∑ (Y − a. X k ) = S = min. (3.35)
k
k =1
LÊy vi ph©n theo a ta cã:
n
-2 ∑ (Yk − a. X k ) .Xk = 0 (3.36)
k =1
2
n n
⇒ a. ∑ X = ∑X .Yk
k
k =1 k =1
k
2
n n
.Yk / ∑ X víi Xk.Yk = 96,82.
∑X
⇒a= k
k =1
k =1 k
96,82
Thay sè vµo ta cã: a = = 5470.
0,0177
VËy ta cã: Y = 5470.X .
1
Thay y = Y vµ x = ta cã hµm sè biÓu diÔn sù t−¬ng quan cña hai ®¹i
X
l−îng x vµ y lµ:
5470
y=
x
Tõ hµm trªn ta vÏ ®−îc ®å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña ®iÖn ¸p vµo c−êng
®é ¸nh s¸ng chiÕu vµo quang trë, h×nh 3.21.
®iÖn ¸p (mV )
700
600
500
400
300
200
100
0
800 c −êng ®é s¸ng
0 200 400 600
(X100) lux
H×nh 3.21: §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña ®iÖn ¸p cña quang trë
vµo c−êng ®é ¸nh s¸ng.
Khoa c¬ ®iÖn - 109 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
Do ®Ò tµi cña ta chØ nghiªn cøu vÒ mét sè lo¹i c©y rau thuéc lo¹i C3 cho nªn
c−êng ®é ¸nh s¸ng phï hîp cho c¸c lo¹i c©y nµy lµ tõ 30000÷80000 lux.
Nh−ng do trong ®Ò khi tµi ta lµm thÝ nghiÖm ta chØ lµm víi bãng ®Ìn sîi ®èt
cã c«ng suÊt lµ 60W nªn c−êng ®é ¸nh s¸ng kh«ng ®ñ ®−îc 80000 lux
3.3. thuËt to¸n ®iÒu khiÓn m« h×nh
3.3. 1. Ho¹t ®éng cña hÖ thèng.
S¬ ®å tæng thÓ m« h×nh hÖ thèng.
H×nh 3.22: S¬ ®å tæng thÓ m« h×nh hÖ thèng.
Trong m« h×nh ta sö dông:
• M¸y tÝnh c¸ nh©n PC.
• Bé lËp tr×nh PLC S7 _ 200.
• Hai ®éng c¬: - §éng c¬ phun s−¬ng cã c«ng suÊt 0,37 KW.
- §éng c¬ cuèn m¸i.
Khoa c¬ ®iÖn - 110 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
• HÖ thèng c¶m biÕn gåm: - Hai c¶m biÕn nhiÖt.
- Mét c¶m biÕn quang.
• HÖ thèng ®−êng èng dÉn vµ c¸c vßi phun s−¬ng.
• BÓ ®Ó cung cÊp n−íc s¹ch cho ®éng c¬.
C¶m KhuÕch ChuyÓn Xö lý ®iÒu
®¹i tÝn ®æi tÝn tÝn hiÖu khiÓn
biÕn hiÖu hiÖu (PLC) m¸y b¬m
Nguån M¸y tÝnh
nu«i pc
H×nh 3.23:S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é trong nhµ l−íi
∗ Ho¹t ®éng cña hÖ thèng:
Khi ng−êi ®iÒu khiÓn Ên Start th× hÖ thèng b¾t ®Çu lµm viÖc.
C¶m biÕn nhiÖt ®Æt trong nhµ l−íi nhËn tÝn hiÖu b»ng c¸ch c¶m biÕn nhiÖt ®é
kh«ng khÝ trong nhµ l−íi do nhµ l−íi hÊp thô nhiÖt cña ¸nh n¾ng mÆt trêi chiÕu
xuèng. Khi c¶m biÕn nhËn ®−îc tÝn hiÖu nhiÖt ®−a qua bé biÕn ®æi t−¬ng tù sè sau
®ã ®−îc ®−a vµo PLC ®Ó diÒu khiÓn. NÕu nhiÖt ®é lín h¬n nhiÖt ®é giíi h¹n ®Ó c©y
sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn (Ta ®Æt t > 300C) th× PLC ph¸t tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®éng c¬
b¬m s−¬ng ho¹t ®éng. Trong qu¸ tr×nh ®éng c¬ phun s−¬ng ho¹t ®éng th× c¶m biÕn
nhiÖt ®é vÉn ho¹t ®éng b×nh th−êng nã vÉn c¶m biÕn nhiÖt ®é trong nhµ l−íi vµ
cung cÊp tÝn hiÖu vÒ cho PLC nÕu nhiÖt ®é gi¶m tíi giíi h¹n cho phÐp (t < 250C)
th× PLC sÏ ph¸t tÝn hiÖu ®Ó ng¾t nguån cung cÊp cho ®éng c¬ phun s−¬ng, lóc ®ã
®éng c¬ phun s−¬ng sÏ dõng.
C¶m biÕn quang ®−îc ®Æt trªn m¸i cña nhµ l−íi nh»m môc ®Ých lµ c¶m biÕn
c−êng ®é ¸nh s¸ng mÆt trêi chiÕu xuèng. Khi c−êng ®é ¸nh s¸ng mÆt trêi chiÕu
Khoa c¬ ®iÖn - 111 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
xuèng nhá h¬n giíi h¹n cho phÐp, ®èi víi c¸c lo¹i c©y C3 (C¸c c©y rau C3 nh− cµ
chua, khoai t©y,cñ c¶i...) lµ 30000 ÷ 80000 lux. ( Tµi liÖu Trång Trät §¹i C−¬ng
do Hµ ThÞ Thanh B×nh chñ biªn).
Nh−ng trong ®Ò tµi ta ®Æt ë ng−ìng 40000 lux. Khi c−êng ®é ¸nh s¸ng mÆt
trêi chiÕu xuèng nhá h¬n 40000 lux (t−¬ng ®−¬ng ®iÖn ¸p ra ë ch©n cña c¶m biÕn
quang lµ lín h¬n 73 mV), th× tÝn hiÖu ®−îc ®−a qua bé so s¸nh sau ®ã truyÒn tÝn
hiÖu tíi PLC , PLC sÏ truyÒn tÝn hiÖu ra ®iÒu khiÓn ®éng c¬ cuèn m¸i, cuèn m¸i
l¹i.
Khi c¶m biÕn quang c¶m biÕn ®−îc c−êng ®é ¸nh s¸ng mÆt trêi lín h¬n
40000 lux (t−¬ng ®−¬ng ®iÖn ¸p ra ë ch©n cña c¶m biÕn quang lµ nhá h¬n 73 mV)
th× tÝn hiÖu truyÒn qua bé so s¸nh sau ®ã truyÒn tíi PLC , PLC sÏ truyÒn tÝn hiÖu
ra ®iÒu khiÓn ®éng c¬ cuèn m¸i ®¶o chiÒu quay vµ tr¶i m¸i ra che l¹i.
3.3. 2. Giíi h¹n cña ®Ò tµi.
Do m« h×nh ta chØ sö dông 1m3 cho nªn viÖc ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é sÏ chÞu ¶nh
h−ëng rÊt lín cña m«i tr−êng v× thÕ mµ trong qu¸ tr×nh phun s−¬ng nhiÖt ®é cã thÓ
sÏ kh«ng gi¶m tíi nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó cho c©y sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn lµ tõ 180C
÷ 240C mµ chØ gi¶m ®−îc vµi ®é C.
ViÖc ta sö dông c¶m biÕn quang ë trªn m¸i còng gÆp ph¶i mét sè nh−îc
®iÓm nh−: Nh÷ng h«m trêi cã giã t©y dï c−êng ®é ¸nh s¸ng cña mÆt trêi yÕu nh−ng
kh«ng khÝ rÊt nãng, lóc ®ã c¶m biÕn nhËn tÝn hiÖu b¸o vÒ cho PLC, PLC ®iÒu khiÓn
®éng c¬ cuèn m¸i vµo ®iÒu ®ã sÏ cã h¹i cho c©y rau.
Mét giíi h¹n n÷a cña ®Ò tµi lµ: Ta chØ ®iÒu tiÕt tõ nhiÖt ®é cao xuèng nhiÖt ®é
thÊp mµ kh«ng ®iÒu tiÕt theo h−íng ng−îc l¹i, v× thÕ mµ khi gÆp ph¶i nh÷ng h«m
nhiÖt ®é ngoµi trêi h¹ thÊp xuèng d−íi nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó c©y sinh tr−ëng vµ ph¸t
triÓn th× hÖ thèng ngõng lµm viÖc vµ ph¶i sö dông tíi biÖn ph¸p kh¸c ®Ó gi÷ Êm cho
c©y rau.
Do ®Ò tµi cña ta chØ nghiªn cøu vÒ mét sè lo¹i c©y rau thuéc lo¹i C3 cho nªn
c−êng ®é ¸nh s¸ng phï hîp cho c¸c lo¹i c©y nµy lµ tõ 30000÷80000 lux.
Khoa c¬ ®iÖn - 112 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
Nh−ng do trong ®Ò khi tµi ta lµm thÝ nghiÖm ta chØ lµm víi bãng ®Ìn sîi ®èt
cã c«ng suÊt lµ 60W nªn c−êng ®é ¸nh s¸ng kh«ng ®ñ ®−îc 80000 lux.
NÕu ta sö dông lo¹i bãng ®Ìn cã c«ng suÊt lín h¬n thi nhiÖt ®é táa vµo quang
trë sÏ lín ®iÒu ®ã sÏ lµm gi¶m ®é nh¹y cña quang trë .
MÆt kh¸c do ®éng c¬ ta sö dông ®Ó cuèn m¸i lµ ®éng c¬ mét chiÒu víi ®iÖn
¸p ®Þnh møc lµ 24V, nªn trong ®Ò tµi ta ®Æt cho c¶m biÕn quang ë ng−ìng c−êng ®é
¸nh s¸ng ®Ó PLC t¸c ®éng lµ 40000 lux. NÕu c¶m biÕn quang nhËn ®−îc tÝn hiÖu lµ
c−êng ®é ¸nh s¸ng ë møc thÊp h¬n 40000 lux (t−¬ng ®−¬ng ®iÖn ¸p ra ë ch©n cña
c¶m biÕn quang lµ nhá h¬n 73 mV) th× PLC t¸c ®éng vµo ®éng c¬ cuèn m¸i cuèn
m¸i l¹i, cßn khi c¶m biÕn quang nhËn ®−îc tÝn hiÖu lµ c−êng ®é ¸nh s¸ng ë møc
trªn 40000 lux (t−¬ng ®−¬ng ®iÖn ¸p ra ë ch©n cña c¶m biÕn quang lµ lín h¬n 73
mV) th× PLC t¸c ®éng vµo ®éng c¬ cuèn m¸i ®¶o chiÒu quay vµ tr¶i m¸i ra che l¹i.
3.4. Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é trong nhµ l−íi
3.4.1. Ph©n ®Þnh nh÷ng ®Çu vµo vµ nh÷ng ®Çu ra
PH©n c«ng tÝn hiÖu vµo
Ký hiÖu §Þa chØ PhÇn tö
ON I0.0 Nót Ên khëi ®éng, th−êng më.
I0.1 C«ng t¾c hµnh tr×nh trong, th−êng ®ãng.
I0.2 C«ng t¾c hµnh tr×nh ngoµi, th−êng më.
S1 AIW0 C¶m biÕn nhiÖt ®é.
S2 AIW2 C¶m biÕn quang.
PH©n c«ng tÝn hiÖu ra
Ký hiÖu §Þa chØ PhÇn tö
M1 Q0.0 §éng c¬ b¬m s−¬ng.
M2 Q0.1 §éng c¬ cuèn m¸i cuèn cuèn m¸i l¹i.
M3 Q0.2 §éng c¬ cuãn m¸i tr¶i m¸i ra.
3.4.2. L−u ®å thuËt to¸n
Khoa c¬ ®iÖn - 113 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
S1=1 khi nhiÖt ®é trong nhµ l−íi lín h¬n 250C.
S2=1 khi c−êng ®é ¸nh s¸ng lín h¬n 40000 lux
Start
S1 S2
Sai Sai
S1=1 S2=1
§óng §óng
Q0.0 =1 Q0.1 = 1 Q0.1 = 0
Q0.2 = 0 Q0.2 = 1
Stop
3.4.3. Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn
//Chuong trinh dieu khien
//Dang STL
NETWORK 1 //Bat dong co bom suong
LD I0.0
AW>= AIW0, +19200
S Q0.0, 1
Khoa c¬ ®iÖn - 114 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
NETWORK 2 //Tat dong co bom suong
LD I0.0
AW
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
3.5. KÕt luËn ch−¬ng iiI.
Qua nghiªn cøu vµ t×m hiÓu lý thuyÕt ë ch−¬ng III nµy chóng t«i ®· lµm
®−îc mét sè c«ng viÖc nh−:
- T×m hiÓu vÒ mét sè ph−¬ng ph¸p ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é phæ biÕn ®−îc sö dông
hiÖn nay. Tõ ®ã chóng t«i quyÕt ®Þnh chän ph−¬ng ph¸p phun s−¬ng ®Ó phôc vô
cho ®Ò tµi nµy.
- TÝnh to¸n, thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ra hai c¶m biÕn: C¶m biÕn quang vµ C¶m biÕn
nhiÖt ®é.
- còng ë trong ch−¬ng III nµy, chóng t«i ®· x©y dùng ®−îc thuËt to¸n ®iÒu
khiÓn cña m« h×nh lµ c¬ së quan träng cho kh©u tiÕp theo lµ lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ
thèng.
Tuy nhiªn, do cßn nhiÒu h¹n chÕ nªn m« h×nh ch−a hoµn toµn nh− thùc tÕ,
nh−ng ®©y sÏ lµ phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®Ó cã thÓ x©y dùng ®−îc hÖ thèng ®iÒu tiÕt
nhiÖt ®é trong nhµ l−íi.
Khoa c¬ ®iÖn - 116 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ
1. KÕt luËn
Sau mét thêi gian nghiªn cøu ®Ò tµi, mÆc dï gÆp nhiÒu khã kh¨n nh−ng víi
nç lùc cña b¶n th©n cïng víi sù h−íng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o ThS. Ng« TrÝ
D−¬ng ®Õn nay ®Ò tµi tèt nghiÖp cña t«i ®· c¬ b¶n hoµn thµnh. Tõ kÕt qu¶ nghiªn
cøu ®−îc trong ®Ò tµi: "Nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é trong
nhµ l−íi ”. Chóng t«i ®−a ra mét sè kÕt luËn vµ ®Ò nghÞ sau:
• MÆt tÝch cùc.
- §Ò tµi ®· nªu ®−îc qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña ngµnh tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n
xuÊt ë trong n−íc vµ trªn thÕ giíi, ph©n tÝch vai trß, ý nghÜa øng dông còng nh− h¹n
chÕ cña nã trong s¶n xuÊt, ®Æc biÖt lµ trong lÜnh vùc n«ng nghiÖp.
- Nghiªn cøu vµ t×m hiÓu vÒ mét sè lo¹i c¶m biÕn: C¶m biÕn nhiÖt vµ c¶m
Khoa c¬ ®iÖn - 117 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
biÕn quang. Tõ ®ã tÝnh to¸n, thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ra hai c¶m biÕn nµy víi ®é chÝnh
x¸c t−¬ng ®èi cao.
- Nghiªn cøu vÒ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn cô thÓ lµ bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh
PLC S7-200 víi khèi xö lý CPU224.
- Nghiªn cøu phÇn mÒm S7-200. Tõ ®ã lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng víi s¬
®å c«ng nghÖ thùc tiÔn.
- X©y dùng m« h×nh thùc, ch¹y thö nghiÖm lÊy kÕt qu¶ so s¸nh víi lý thuyÕt.
• MÆt h¹n chÕ.
- Do cßn rÊt nhiÒu h¹n chÕ vÒ mÆt thiÕt bÞ vµ dông cô nªn c¸c c¶m biÕn nhiÖt
®é vµ c¶m biÕn quang sö dông trong m« h×nh ®−îc chØnh ®Þnh ch−a thùc sù chuÈn
theo lý thuyÕt nªn ë ®Çu ra vÉn cã nh÷ng sai sè nhÊt ®Þnh.
- MÆt kh¸c do thêi gian cã h¹n nªn viÖc ®iÒu khiÓn ®éng c¬ phun s−¬ng ë
trong m« h×nh míi chØ dõng l¹i ë møc lµ ®ãng më cho ®éng c¬ ho¹t ®éng mµ ch−a
®iÒu khiÓn ®−îc c«ng suÊt (Tèc ®é) cña ®éng c¬ phun s−¬ng lín hay nhá theo sù
thay ®æi cña nhiÖt ®é lín hay nhá ë trong nhµ l−íi.
• MÆt nhËn thøc.
- Qua qu¸ tr×nh nghiªn cøu, t×m hiÓu c¸c tµi liÖu ®Ó thùc hiÖn ®Ò tµi ngoµi
nh÷ng hiÓu biÕt v« cïng quan träng vÒ sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ tù ®éng ho¸,
viÖc øng dông cña tù ®éng ho¸ vµo mäi lÜnh vùc cña ®êi sèng x· héi … §Ò tµi cßn
gióp t«i tiÕp cËn víi nh÷ng kiÕn thøc vÒ ®iÒu khiÓn logic vµ c¸c phÇn mÒm lËp tr×nh
®ang ®−îc øng dông réng r·i trong c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng hiÖn nay nh−:
simatic, psoc, matlab…
- H¬n thÕ n÷a ®Ò tµi cßn gióp t«i cã thªm kiÕn thøc thùc tÕ vÒ ¸p dông tù
®éng ho¸ vµo trong n«ng nghiÖp, mét lÜnh vùc v« cïng quan träng ®ang ®−îc §¶ng
vµ Nhµ n−íc rÊt quan t©m vµ ®©y còng lµ nhiÖm vô rÊt quan träng cña mét kü s− tù
Khoa c¬ ®iÖn - 118 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
- §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46
®éng ho¸ n«ng nghiÖp, nh»m gióp nÒn n«ng nghiÖp n−íc nhµ ph¸t triÓn ®Ó héi nhËp
víi khu vùc vµ thÕ giíi.
2. §Ò nghÞ.
Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn do thêi gian vµ nhËn thøc cßn h¹n chÕ
nªn viÖc t×m hiÓu x©y dùng m« h×nh ch−a ®óng víi m« h×nh s¶n xuÊt thùc tÕ. MÆc dï vËy
em rÊt mong ®Ò tµi cña m×nh ®−îc c¸c b¹n khãa sau tiÕp tôc nghiªn cøu, hoµn thiÖn vµ
ph¸t triÓn thªm nh÷ng mÆt mµ ®Ò tµi ch−a lµm ®−îc.
Qua t×m hiÓu em nhËn thÊy mét triÓn väng rÊt to lín cña hÖ thèng trång rau
s¹ch cã sù kÕt hîp gi÷a c¸c biÖn ph¸p kü thuËt: ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu vµ kü thuËt trång
c©y kh«ng dïng ®Êt, trång rau trong dung dÞch (hay trång rau thñy canh) trong nhµ
l−íi vµ nhµ kÝnh. V× thÕ em rÊt mong c¸c b¹n khãa sau t×m hiÓu, nghiªn cøu theo h−íng
kÕt hîp c¶ hai biÖn ph¸p kü thuËt nµy. §Ó nã nhanh chãng ®−îc hoµn thiÖn vµ ®−îc øng
dông réng r·i vµo trong n«ng nghiÖp, ®Ó n«ng nghiÖp n−íc ta cã ®ñ s¶n phÈm rau s¹ch vµ
an toµn ®Ó cung cÊp cho ng−êi tiªu dïng.
Cuèi cïng em kÝnh mong quý thÇy c« trong bé m«n §iÖn kü thuËt, cïng quý thÇy
c« trong khoa C¬ §iÖn t¹o ®iÒu kiÖn tèt h¬n n÷a vÒ thêi gian còng nh− thiÕt bÞ vµ tµi liÖu
®Ó ®Ò tµi cã thÓ hoµn thµnh tèt h¬n vµ cã tÝnh øng dông thùc tÕ cao.
Khoa c¬ ®iÖn - 119 - Tr−êng §HNNI_ Hµ
Néi
nguon tai.lieu . vn
