Nghiên cứu hệ thống tưới hoa lan tự động sử dụng PLC S7 – 1200

Thông tin tài liệu

Trong những năm trở lại đây, nghề trồng cây, hoa cảnh rất phát triển mang lại nguồn lợi kinh tế cao mà không đòi hỏi nhiều công lao động, chăm sóc. Nhưng lại cần sự tỉ mỉ là chính xác cao trong quá trình chăm sóc. Hoa lan là loại cây cảnh có giá trị về thẩm mỹ và kinh tế rất cao không chỉ trong nước mà còn có thể xuất khẩu ra thị trường nước ngoài. Hiện nay, nghề trồng hoa lan rất phổ biến, đa số mọi vùng đều có thể trồng được. Trồng hoa lan không đòi hỏi diện tích quá rộng nhưng đòi hỏi cao vầ kỹ thuật trồng và chăm sóc. Người trồng phải tuân thủ những quy tắc khắt khắt khe khi trồng. Tuy khó khăn là vậy nhưng không ít người đã đi lên làm giàu từ hai bàn tay trắng nhờ những cành lan.Trong thể kỳ XX và XXI chúng ta đã chứng kiến sự phát triển vượt bậc của công nghệ trong nhiều lĩnh vực. Các ngành tự động hóa cũng nằm trong số đó, xu thế của hiện tại là giảm tối đa sức lao động của con người vào quá trình sản xuất. Thay vào đó là những hệ thống, cơ cấu được điều khiển tự động do con người lập trình, thay con người làm việc. Góp phần giải phóng sức lao động. Tự động hóa đã góp phần không nhỏ thúc đẩy sự phát triển của nông nghiệp, hướng đến một ngành nông nghiệp không còn sự tham gia trực tiếp của con người vào quá trình sản xuất. Ứng dụng các loại cảm biến và hệ thống tự động hóa vào quá trình chăm sóc cây trồng không còn gì xa lạ mà ngày càng được ưa chuộng để hướng đến một ngành nông nghiệp hoàn toàn tự động.Tuy nhiên, việc ứng dụng một hệ thống tự động vào việc chăm sóc và nuôi trồng hoa chưa phổ biến ở Việt Nam. Chính vì những lý do đó, chúng em đã quyết định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống tưới hoa lan tự động sử dụng PLC S7 – 1200” để làm đề tài cho học phần: Đồ án tự động hóa trong Công Nghiệp.

ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm trở lại đây, nghề trồng cây, hoa cảnh rất phát triển mang lại nguồn lợi kinh tế cao mà không đòi hỏi nhiều công lao động, chăm sóc Nhưng lại cần sự tỉ mỉ là chính xác cao quá trình chăm sóc Hoa lan là loại cảnh có giá trị về thẩm mỹ và kinh tế rất cao không chỉ nước mà còn có thể xuất khẩu thị trường nước ngoài Hiện nay, nghề trồng hoa lan rất phô biến, đa số mọi vùng đều có thể trồng được Trồng hoa lan không đòi hỏi diện tích quá rộng đòi hỏi cao vầ kỹ thuật trồng và chăm sóc Người trồng phải tuân thủ những quy tắc khắt khắt khe trồng Tuy khó khăn là vậy không ít người đã lên làm giàu từ hai bàn tay trắng nhờ những cành lan Trong thể kỳ XX và XXI chúng ta đã chứng kiến sự phát triển vượt bậc của công nghệ nhiều lĩnh vực Các ngành tự động hóa cũng nằm số đó, xu thế của hiện tại là giảm tối đa sức lao động của người vào quá trình sản xuất Thay vào đó là những hệ thống, cấu được điều khiển tự động người lập trình, thay người làm việc Góp phần giải phóng sức lao động Tự động hóa đã góp phần không nhỏ thúc đẩy sự phát triển của nông nghiệp, hướng đến một ngành nông nghiệp không còn sự tham gia trực tiếp của người vào quá trình sản xuất Ứng dụng các loại cảm biến và hệ thống tự động hóa vào quá trình chăm sóc trồng không còn gì xa lạ mà ngày càng được ưa chuộng để hướng đến một ngành nông nghiệp hoàn toàn tự động Tuy nhiên, việc ứng dụng một hệ thống tự động vào việc chăm sóc và nuôi trồng hoa chưa phô biến ở Việt Nam Chính vì những lý đó, chúng em đã quyết định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống tưới hoa lan tự động sử dụng PLC S7 – 1200” để làm đề tài cho học phần: Đồ án tự động hóa Công Nghiệp Vì kiến thức và thời gian hoàn thành báo cáo còn hạn hẹp nên kính mong thầy thông cảm và bô sung thêm những kiến thức em còn thiếu Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đăng Khang đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đúng tiến độ báo cáo này! THAY MẶT NHÓM THỰC HIỆN GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 – 300 CỦA SIEMENS PLC viết tắt của Progammable Logic Control là thiết bị điều khiển logic khả trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số Trên sở phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật tin học, cụ thể là kỹ thuật máy tính, kỹ thuật điều khiển lôgíc khả lập trình đã phát triển mạnh và ngày càng chiếm vai trò quan trọng nền kinh tế quốc dân, không những thay thế cho kỹ thuật điều khiển bằng cấu cam, kỹ thuật Rơle trước mà chiếm lĩnh nhiều chức phụ khác chức chuẩn đoán v.v Kỹ thuật này điều khiển có hiệu quả với từng máy làm việc độc lập cũng với các hệ thống máy sản xuất linh hoạt phức tạp khác Căn cứ theo lịch sử phát triển của kỹ thuật máy tính và cấu trúc chung của một bộ điều khiển khả trình PLC (dựa sở của bộ vi xử lý) chúng ta có thể thấy rằng kỹ thuật điều khiển sử dụng PLC đời vào khoảng những năm 1960 - 1970 Và từ đó kỹ thuật này đã từng bước phát triển và tiếp cận dần tới các nhu cầu công nghiệp Trong giai đoạn đầu thì các thiết bị khả trình yêu cầu người sử dụng phải nắm vững kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao ngày thì các thiết bị PLC đã phát triển mạnh mẽ và có mức độ phô cập cao và dần được thay thế cho hệ thống điều khiển Rơle và các hệ thống điều khiển lôgíc cô điển khác Ngày lĩnh vực điều khiển được mở rộng đến cả quá trình sản xuất phức tạp, đến các hệ thống điều khiển tông thể với các mạch vòng kín, đến các hệ thống xử lý số liệu và điều khiển kiểm tra tập trung hoá Hệ thống điều khiển lôgíc thông thường không thể thực hiện điều khiển tông thể được Do vậy các bộ điều khiển khả lập trình điều khiển bằng máy vi tính đã trở nên cần thiết và chúng ta gặp nhiều ứng dụng của các thiết bị này các thiết bị sản xuất tự động cũng những hệ thống điều khiển hiện đại khác Đặc trưng của kỹ thuật PLC là việc sử dụng vi mạch để xử lý thông tin Các ghép nối logic cần thiết quá trình điều khiển được xử lý bằng phần mềm người sử dụng lập nên và cài đặt vào Chính đặc tính này mà người GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ sử dụng có thể giải quyết nhiều bài toán về tự động hóa khác cùng một bộ điều khiển và hầu không phải biến đôi gì ngoài việc nạp những chương trình khác Với chương trình điều khiển mình, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đôi thuật toán và đặc biệt dễ trao đôi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác với máy tính) Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu nhớ bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình (khối OB, FC FB) và được thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét (scan) Để thực hiện một chương trình điều khiển tất nhiên PLC phải có chức một máy tính nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và phải có các công vào để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đôi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó để phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm các khối chức đặc biệt khác là bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer) và các khối hàm chuyên dụng Bộ nhớ chương trình Bộ đệm vào/ Khối vi xử lý trungtâm + Hệ điều hành Timer Bộ đếm Bit cờ Bus PLC Cổng vào onboard Quản lý ghép nối Cổng ngắt đếm tốc độ cao GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Hình 1.1: Nguyên lý chung về cấu trúc của PLC 1.1 Cấu tạo chung PLC 1.1.1 Cấu tạo PLC PLC có hai kiểu cấu tạo bản là: kiểu hộp đơn và kiểu modulle nối ghép: - Kiểu hộp đơn thường dùng cho các PLC cỡ nhỏ và được cung cấp dưới dạng ổ cáp nối với bên oooooooooooo Chân cắm vào oooooooooooo Chân cắm Hình1.2: Cấu tạo PLC kiểu hộp đơn nguyên chiếc hoàn chỉnh gồm bộ nguồn, bộ xử lý, bộ nhớ và các giao diện vào/ra Kiểu hộp đơn thường có khả ghép nối được với các module ngoài để mở rộng khả của PLC Kiểu hộp đơn hình 1.2 - Kiểu module gồm các module riêng cho chức module nguồn, module xử lý trung tâm, module ghép nối, module vào/ra, module mờ, module PID các module được lắp các rãnh và được kết nối với Kiểu cấu tạo này có thể được sử dụng cho các thiết bị điều khiển lập trình với mọi kích cỡ, có nhiều bộ chức khác được gộp vào các module riêng biệt Việc sử dụng các module tuỳ thuộc công dụng cụ thể Kết cấu này khá linh hoạt, cho phép mở rộng số lượng đầu nối vào/ra bằng cách bô sung các module vào/ra tăng cường bộ nhớ bằng cách tăng thêm các đơn vị nhớ (Hình 1.3) Bộ nguồnBộ xử lýCác module5 vào/ra GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG Hình Kiểu module ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 1.1.2 Cấu hình phần cứng Hệ thống PLC thông dụng có năm bộ phận bản gồm: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, giao diện vào/ra và thiết bị lập trình Sơ đồ hệ thống Hình 46 Thiết bị lập trình Bộ nhớ Giao diện vào Giao diện Bộ xử lý Nguồn cung cấp Hình 1.4: Cấu hình phần cứng 1.1.3 Giao diện vào/ra Giao diện vào là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin đến các thiết bị bên ngoài Nút bấm Bộ cácchuyển công tắcmạch, logic côngCác tắc tham hành trình, giới hạnnhư t0 số điều khiển áptín suất, ápbáo lực động Các hiệu Bộ PLC Các cuộn hút Các van Các đèn Hình 1.5: Sơ đồ khối tín hiệu vào/ra PLC GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Tín hiệu vào có thể từ các công tắc, các bộ cảm biến nhiệt độ, các tế bào quang điện Tín hiệu có thể cung cấp cho các cuộn dây công tắc tơ, các rơle, các van điện từ, các động nhỏ Tín hiệu vào/ra có thể là tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên tụctín hiệu logic Các tín hiệu vào/ra có thể thể hiện hình 3-14 Các kênh vào/ra đã có các chức cách ly và điều hoá tín hiệu cho các bộ cảm biến và các bộ tác động có thể nối trực tiếp với chúng mà không cần thêm mạch điện khác Hình 1.6: Nguyên lý cách ly tín hiệu vào của PLC GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Hình 1.7: Nguyên lý cách ly tín hiệu Tín hiệu vào thường được ghép cách điện (cách ly) nhờ linh kiện quang hình 3-15 Dải tín hiệu nhận vào cho các PLC cỡ lớn có thể là 5V, 24V, 110V, 220V Các PLC nhỏ thường chỉ nhận tín hiệu 24V Tín hiệu cũng được ghép cách ly, có thể cách ly kiểu rơle Hình 49a, cách ly kiểu quang hình 49b Tín hiệu có thể là tín hiệu chuyển mạch 24v, 100mA; 110v, 1A một chiều; thậm chí 240v, 1A xoay chiều tuỳ loại PLC Tuy nhiên, với PLC cỡ lớn dải tín hiệu có thể thay đôi bằng cách lựa chọn các module thích hợp 1.1.2 Các modul PLC S7-300 PLC Step 7-300 thuộc họ Simatic hãng Siemens sản xuất Đây là loại PLC đa khối Thông thường dể tăng tính mềm dẻo ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào đầu cũng chủng loại tín hiệu vào khác mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình Chúng được chia nhỏ thành các modul Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng bài toán Song tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul chính là modul CPU Còn modul còn lại là những modul nhận , truyền tín hiệu với đối tượng điêù khiển ác modul chức chuyên dụng PID, điêù khiển động Chúng được gọi chung lá modul mở rộng Tất cả các modul được giá những ray ( Rack ) Các module mở rộng Giá đỡ (Rack) Module CPU Cổng nối tiếp RS485 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Hình 1.8: PLC S7-300 bao gồm nhiều Module 1.1.2.1 Modul CPU Modul CPU là loại modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điêù hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm , công truyền thông (RS485) và có thể còn có một vài công vào số Các công vào số có modul CPU được gọi là công vào onboard Trong họ PLC S7 – 300 có nhiều loại modul CPU khác Nói chung chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý có nó modul CPU 312, modul CPU 314, modul CPU 315 Những modul cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý khác về công vào onboard cũng các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các công vào onboard này được phân biệt với tên gọi bằng thêm cụm chữ cái IFM ( viết tắt của Intergated Function Modul ) RUN-P Simatic RUN Ngoài còn cóS7các loại modul CPU với hai công truyền thông, đó công - 300 truyền thông thứ có chứcSTOP chính là phục vụ việc nối mạng phân tán Tất 314-1AE00-OABO nhiên kèm theo MRES công truyền thông thứ hai này là những phần mềm tiện dụng thích hợp cũng đã được cài hệ điêù hành Các loại modul CPU được phân biệt với những modul CPU khác bằng thêm cụm từ DP tên gọi Modul CPU 314: siemens CPU 314 SF BAF DC 5v FRCE RUN STOP GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG Hình 1.9: Hình khối mặt trước CPU 314 ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Trong đó: Các đèn báo: + Đèn SF: báo lỗi CPU + Đèn BAF: Báo nguồn ắc qui + Đèn DC 5v: Báo nguồn 5v + Đèn RUN: Báo chế độ PLC làm việc + Đèn STOP: Báo PLC ở chế độ dừng Công tắc chuyển đôi chế độ: + RUN-P: Chế độ vừa chạy vừa sửa chương trình + RUN: Đưa PLC vào chế độ làm việc + STOP: Để PLC ở chế độ nghỉ + MRES: Vị trí chỉ định chế độ xoá chương trình CPU (Muốn xoá chương trình thì giữ nút bấm về vị trí MRES để đèn STOP nhấp nháy, không nhấp nháy thì nhả tay Làm lại nhanh một lần nữa (không để ý đèn STOP) nếu đèn vàng nháy nhiều lần là xong, nếu không thì phải làm lại) 1.1.2.2 Modul mở rộng Các modul mở rộng được chia làm loại chính: 1, PS ( Powe supply ) : Modul nguồn nuôi Có ba loại 2A, 5A và 10A 2, SM ( Signal module ) : Modul mở rộng công tín hiệu vào bao gồm : - DI ( Digital input ) : Modul mở rộng các công vào số Số các công vào số mở rộng có thể là , 16 32 tuỳ thuộc vào từng loại modul 10 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI • KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Dải nhiệt độ thay đổi trở kháng theo nhiệt độ LM35 Các bộ biến đôi (Transducer) chuyển đôi các đại lượng vật lý ví dụ nhiệt độ, cường độ ánh sáng, lưu tốc và tốc độ thành các tín hiệu điện phụ thuộc vào bộ biến đôi mà đầu mà tín hiệu có thể là dạng điện áp, dòng, trở kháng hay dung kháng Ví dụ, nhiệt độ được biến đôi thành các tín hiệu điện sử dụng một bộ biến đôi gọi là Thermistor (bộ cảm biến nhiệt), một bộ cảm biến nhiệt đáp ứng sự thay đôi nhiệt độ bằng cách thay đôi trở kháng đáp ứng của nó không tuyến tính Bảng 2.1.Trở kháng cảm biến nhiệt theo nhiệt độ Nhiệt độ (độ C) 25 50 75 100 Trở kháng của cảm biến (kΩ) 29.490 10.000 3.893 1.700 0.817 Bảng 2.2.Hướng dẫn chọn loại cảm biến nhiệt họ LM35 Mã sản phẩm LM35A LM35 LM35CA LM35C LM35D Dải nhiệt độ -55°C to +150°C -55°C to +150°C -40°C to +110°C -40°C to +110°C 0°C to +100°C Độ chính xác +1.0°C +1.5°C +1.0°C +1.5°C +2.0°C Đầu 10mV/F 10mV/F 10mV/F 10mV/F 10mV/F Loạt các bộ cảm biến LM35 là bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính xác cao mà điện áp đầu của nó tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius Chúng cũng không yêu cầu chỉnh ngoài vì vốn chúng đã được chỉnh Chúng đưa điện áp 10mV cho sự thay đôi 1°C 30 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 2.2.3.2 Tìm hiểu cảm biến độ ẩm HS1101 Trong các ứng dụng hàng ngày, nhu cầu theo dõi nhiệt độ và độ ẩm ngày càng trở nên phô biến và thiết thực, chúng sử dụng trong: • • • • Sản xuất và chế biến nông nghiệp Hiển thị và thực thi điều khiển (quạt gió, máy sấy, điều hòa… hay báo động) Datalog dữ liệu về môi trường tại một khu vực… Theo dõi môi trường, chế độ làm việc của một số dây truyền, thiết bị có yêu cầu cao Trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến độ, nhiệt độ: SHT75, SHT11, HS1101… với độ chính xác và giá thành khác Tuy nhiên, để đạt tiêu chí kinh tế và độ chính xác yêu cầu với hệ thống thì cảm biến độ ẩm HS1101 là tối ưu nhất, với độ chính xác về độ ẩm 2%RH Cảm biến độ ẩm HS1101 31 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ + Kích thước cảm biến + Cấu tạo nguyên lý hoạt động Cảm biến HS1101 bản là tụ biến dung theo độ ẩm Khi độẩm thay đôi, điện dung của HS1101 thay đôi Do vậy, để đo được độ ẩm người ta thiết kế mạch đo điện dung của HS1101 Trong thực tế, người ta thường ghép nối HS1101 và IC NE555 Khi đó giá trị điện dung của HS1101 thay đôi thì làm thay đôi tần số đầu của IC555 Như vậy chỉ cần đo tần số đầu là có thể đo được điện dung của HS1101 Giá trị điện dung của HS1101 thay đôi thì làm thay đôi tần số đầu của IC55 bài toán của chúng ta bây giờ chính là đo tần số tại đầu của 555 từ đó tham chiếu đến datasheet của HS1101 để tìm độ ẩm hiện tại Nguyên lý mạch là tạo dao động và tần số thay đôi tương ứng theo giá trị điện dung hay chính là độ ẩm môi trường 32 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Sơ đồ ghép nối HS1101 với NE555 + Thông số kỹ thuật về cảm biến độ ẩm HS1101 33 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI Đánh giá KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Ký hiệu Giá trị Đơn vị Nhiệt độ hoạt động Ta -40 – 100 o Nhiệt độ bảo quản Tstg -165 o Vs 10 VAC t 10 s Nguồn Hàn với T=260oC 34 C C GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 35 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Ký hiệu GTNN Dải đo RH Nguồn Vs Điện dung 55% TH* C 177 Loại GTLN Đơn vị 99 % 10 V 180 183 pF Tcc 0.04 pF/oC ∆C/%RH 0.34 pF/%RH Dòng dò (vcc = 5V) Ix nA Thời gian phục hội sau 150h ngưng tụ tr 10 s +/-1.5 % 0.5 %RH/yr s =/-2 %RH Hệ số nhiệt độ Độ nhạy trung bình 33 – 75% RH Độ ẩm trễ Ổn định lâu dài Thời gian phản hồi (33 to 76 % RH, still air @ 63%) ta Độ lệch tới đường phản hồi (10% to 90% RH) 36 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ + Cách thức đo độ ẩm Ta có công thức tính tần số: F Trong đó: + F là tần số + C@%RH: độ ẩm + R2 = 576K, R4 = 49.9k Ta có công thức liên hệ giữa độ ẩm và điện dung: C (pf) = C@55% (1.2510-7RH3- 1.3610-5RH2 + 2.1910-3RH +9.010-1) Trong đó: + C@55% = 180pF ( tài liệu của hãng ) + C(pf) chính là điện dung đo được Từ (1) và (2) ta có liên hệ giữa tần số và độ ẩm Giải pháp tính toán: Ta thấy hàm độ ẩm là hàm mũ 3, nên rất khó tính toán mối liên hệ F và RH Ta thấy hàm C(pf) là hàm đồng biến với RH Do vậy ta F nghịch biến với RH Từ đó ta có phương pháp tính độ ẩm bằng phương pháp tra bảng ( bảng 1) Ta dùng bảng Excel bảng 1, tạo mối quan hệ RH và F, ta thu được bảng F[100] = {7410;7392;….;6019} Mảng này có 100 phần tử tương đương với độ ẩm từ 0-100% Như vậy, ta đo được tần số F, ta chọn F>=F và sát nhất với F Khi đó Độ ẩm RH = i% 37 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Bảng 1: Bảng tính giá trị độ ẩm qua tần số: `2.3.3 Vẽ sơ đồ đấu dây: 2.2.4 Thiết lập lưu đồ thuật toán viết chương trình 38 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 2.2.4.1 Thiết lập lưu đồ thuật toán: Start Đọcgiátrịđộẩmnhiệtđộ Chuyểnđổi ADC T>30oC H>80% S Đ Bậtquạt T2 Có dung lượng Là ô nhớ lưu giá t Có giá trị từ 0>>2 Có dung lượng  Chương trình 40 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 41 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 42 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 2.2.5 Mô WinCC 43 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN Sau quá trình nghiên cứu và tìm hiểu hệ thống “Tưới hoa lan tự động sử dụng PLC S7 – 1200” nhóm chúng em đã hiểu được thêm về PLC S7 – 1200 cùng các cảm biến Phương thức hoạt động, cách ghép nối PLC và các thiết bị ngoại vi Hệ thống tương lai có thể được phát triển thêm các công nghệ khác bón phân tự động… Vì thời gian hoàn thành báo cáo và kiến thức còn hạn hẹp nên báo cáo còn nhiều thiếu sót Kính mong thầy thông cảm và bô sung những kiến thức còn thiếu để báo cáo của chúng em được hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực hiện: Đỗ Thái Công Bùi Quang Thắng Phạm Văn Đức Nguyễn Văn Huy Trịnh Hoàng Anh Ngô Việt Cường 44 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG [...]... Xác định yêu cầu công nghệ cần điều khiển của hệ thống tưới hoa lan tự động 2.2.2.1 Đặc tính và các yếu tố sinh trưởng của hoa lan (hoa lan Oncidium) Lan Oncidium có khoảng 400-600 loài, xuất xứ từ châu Mỹ và vùng cận nhiệt đới Cành hoa có thể lưu giữ được từ 35 đến 45 ngày Điều đặc biệt là hoa có thể nở tất cả các mùa trong năm + Ánh sáng: Loài lan này ưa bóng mát... GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP 2 NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Hình 1.16: Hình ảnh thực tế PLC s7 - 300 25 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP 2 NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI HOA LAN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7 – 300 CỦA SIEMENS 2.1 Đặc tính của bài toán điều khiển nhiệt độ Ở đề tài này, ta sử dụng phương pháp điều khiển nhiệt... 20 • 0 Hệ thống quạt hoạt động để làm mát hoặc giảm độ ẩm đến nhiệt độ hoặc độ ẩm tiêu chuẩn thì tự động dừng Hệ thống đèn sưởi hoạt động để làm tăng nhiệt độ đến nhiệt độ tiêu chuẩn thì dừng Nếu: + Độ ẩm H% < 70 % Hệ thống tưới hoạt động để đưa độ ẩm đến độ ẩm tiêu chuẩn 2.2.3 Tính chọn thiết bị và vẽ sơ đồ đấu dây Ở hệ thống này, em sử dụng các thiết bị sau:      Simatic PLC S7 – 300... giá thành thấp nên thường sử dụng cho hệ thống nhỏ - Công suất giữa các kỳ dao động lớn Nên không thích hợp cho hệ thống lớn và điều khiển chính xác 26 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP 2 NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 2.2 Ghép bài toán điều khiển nhiệt độ với thực tiễn 2.2.1 Sơ đồ khối của hệ thống Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm PLC S7 -1200 Quạt, Bơm và Đèn SIEMENS... sớm hoặc chiều mát Oncidium là giống Lan thích nghi được với biên độ sinh thái khá rộng, chúng có thể trồng được ở khắp nơi: các tfnh phía Nam, phía Bắc và trên vùng cao nguyên Nhiệt độ thích hợp là từ 20 – 30oC 27 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP 2 NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 2.2.2.2 Yêu cầu công nghệ của hệ thống Từ các đặc tính sinh trưởng trên... phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC vớiNguồn nhau hoặcCPU PLC vớiIM máySM tính.SM SM SM SM CP FM FM Slot 1 2 3 4 5 6 711 8GVHD: 9 Th.S 10 PHẠM 11 VĂN HÙNG Hình 1.10: Cấu hình một thanh rack của trạm PLC S7- 300 ĐỒ ÁN HP 2 NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Xác định địa chỉ cho modul mở rộng Một trạm PLC được hiểu là một modul CPU ghép nối cùng với các modul mở rộng... là độ ẩm môi trường 32 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP 2 NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Sơ đồ ghép nối HS1101 với NE555 + Thông số kỹ thuật về cảm biến độ ẩm HS1101 33 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP 2 NỘI Đánh giá KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Ký hiệu Giá trị Đơn vị Nhiệt độ hoa t động Ta -40 – 100 o Nhiệt độ bảo quản Tstg -165 o Vs 10 VAC t 10 s Nguồn Hàn... phần chứ không cần phải toàn bộ DB 1.1.4 Cấu trúc chương trình Chương trình cho S7 – 300 được lưu trong bộ nhớ của PLC ở vùng dành riêng cho chương trình và có thể được lập với hai dạng cấu trúc khác nhau: 1.1.4.1 Lập trình tuyến tính 20 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP 2 NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Hình 1.14: Lập trình tuyến tính Toàn bộ chương trình... vào từng chủng loại modul CPU mà ta sử dụng Ví dụ với modul CPU 314 thì số lệnh gọi lồng nhau nhiều nhất có thể cho phép là 8 Nếu số lần gọi lồng nhau mà vượt quá con số giới hạn cho phép PLC sẽ tự chuyển sang chế độ STOP vá đặt cờ báo lỗi 1.1.4.3 Những khối OB đặc biệt 22 GVHD: Th.S PHẠM VĂN HÙNG ĐỒ ÁN HP 2 NỘI KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ Trong khi... KHOA ĐIỆN – ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ 5, DINT: Gồm 4 bytes, dùng để biểu diễn một số nguyên từ -2147483648 đến 2147483647 Ví dụ: L L#930 L DW#16#3A2 6, REAL: Gồm 4 bytes, dùng để biểu diễn một số thực dấu phẩy động Ví dụ: L 1.234567e+13 L 930.0 7, S5T (hay S5TIME): Khoảng thời gian, được tính theo giờ/phút/giây/miligiây Ví dụ: L S5T#2h_1m_0s_5ms Là lệnh tạo trễ khoảng ... cấu trúc của PLC 1.1 Cấu tạo chung PLC 1.1.1 Cấu tạo PLC PLC có hai kiểu cấu tạo bản là: kiểu hộp đơn và kiểu modulle nối ghép: - Kiểu hộp đơn thường dùng cho các PLC cỡ nhỏ và... xoay chiều tuỳ loại PLC Tuy nhiên, với PLC cỡ lớn dải tín hiệu có thể thay đôi bằng cách lựa chọn các module thích hợp 1.1.2 Các modul PLC S 7-3 00 PLC Step 7-3 00 thuộc họ Simatic... CÔNG NGHIỆP HÀ - DO ( Digital output ) : Modul mở rộng các công số Số các công số mở rộng có thể là , 16 32 tuỳ thuộc vào từng loại modul - DI/DO : Modul mở rộng các công

Ngày đăng: 07/04/2016, 09:31

Xem thêm: Nghiên cứu hệ thống tưới hoa lan tự động sử dụng PLC S7 – 1200, Nghiên cứu hệ thống tưới hoa lan tự động sử dụng PLC S7 – 1200, CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 – 300 CỦA SIEMENS, 1 Cấu tạo chung của PLC, Hình 1.7: Nguyên lý cách ly tín hiệu ra, PLC S7 – 300 CỦA SIEMENS, 2 Ghép bài toán điều khiển nhiệt độ với thực tiễn

Nghiên cứu hệ thống tưới hoa lan tự động sử dụng PLC S7 – 1200

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Mục lục

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 – 300 CỦA SIEMENS

1.1 Cấu tạo chung của PLC

1.1.1 Cấu tạo của PLC

1.1.2 Cấu hình phần cứng

1.1.3 Giao diện vào/ra

Hình 1.7: Nguyên lý cách ly tín hiệu ra

1.1.2 Các modul của PLC S7-300

1.1.3 Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ

1.1.4 Cấu trúc chương trình

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

TƯỚI HOA LAN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG

PLC S7 – 300 CỦA SIEMENS

2.1 Đặc tính của bài toán điều khiển nhiệt độ

2.2 Ghép bài toán điều khiển nhiệt độ với thực tiễn

2.2.1 Sơ đồ khối của hệ thống

2.2.2 Xác định yêu cầu công nghệ cần điều khiển của hệ thống tưới hoa lan tự động

2.2.2.1 Đặc tính và các yếu tố sinh trưởng của hoa lan (hoa lan Oncidium)

2.2.2.2 Yêu cầu công nghệ của hệ thống

2.2.3 Tính chọn thiết bị và vẽ sơ đồ đấu dây

2.2.3.1 Tìm hiểu về cảm biến độ ẩm LM35

2.2.3.2 Tìm hiểu về cảm biến độ ẩm HS1101

`2.3.3 Vẽ sơ đồ đấu dây:

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan