BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ KÍNH 400 m2 Họ tên sinh viên: NGUYỄN THANH TỒNG TRẦN THANH SÁNG Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ Niên khóa: 2007-2011 Tháng 6/2011 i THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ KÍNH 400 m2 Tác giả SV NGUYỄN THANH TỒNG TRẦN THANH SÁNG Khóa luận đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Cơ điện tử Giáo viên hướng dẫn: KS ĐÀO DUY VINH TS NGUYỄN VĂN HÙNG Tháng năm 2011 ii CẢM TẠ Sau ba tháng thực đề tài tốt nghiệp, đến đề tài hồn thành Trong q trình thực hiện, em học hỏi rút nhiều kinh nghiệm quý báo trước trường Em xin bày tỏ lòng biết ơn: Q thầy giáo Khoa Cơ Khí – Trường Đại Học Nơng Lâm TPHCM tận tình bảo em suốt trình học tập làm đề tài Cám ơn TS.Nguyễn Văn Hùng giúp đỡ chúng em trình thực Cám ơn KS.Đào Duy Vinh hướng dẫn chúng em trình thực Cám ơn KS Nguyễn Trung Trực giúp đỡ chúng em trình thực Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, anh chị động viên suốt trình học tập thực đề tài TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2011 Sinh Viên: Nguyễn Thanh Tồng Trần Thanh Sáng iii TÓM TẮT Nhà lưới phương pháp sản xuất nông nghiệp đại, từ khảo sát hệ thống nhà kính cơng ty tiếng lắp đặt Việt Nam tiến hành đề tài: “ Thiết kế hệ thống nhà kính 400 m2 ” Đề tài gồm phần sau: - Thiết kế nhà kính - Chế tạo xưởng - Lắp đặt Đề tài nghiêm cứu “Thiết kế hệ thống nhà kính 400 m2 ” tiến hành chế tạo xưởng CK6 thuộc Khoa Cơ Khí trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM khu phố phường Linh Trung quận Thủ Đức TP.HCM, thời gian thực từ tháng 11/2010 đến tháng 6/2011 Thí nghiệm bố trí theo kiểu hệ thống Kết thu lắp đặt thành công nhà lưới 400 m2 huyện Phú Giáo tỉnh Bình Dương iv MỤC LỤC CẢM TẠ iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC v DANH SÁCH CÁC HÌNH viii DANH SÁCH CÁC BẢNG x Chương ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Dẫn Nhập 1.2 Mục đích Chương TỔNG QUAN 2.1 Các kiểu cấu trúc bảo vệ 2.1.1 Nhà kính (Green houses) 2.1.2 Nhà nhựa Plastic ( Pastic houses) 2.1.3 Nhà lưới (Screen houses) Chương 18 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 18 3.1 Nội dung nghiên cứu 18 3.1.1 Phương pháp tiếp cận: 18 3.1.2 Phương tiện nghiên cứu: 18 3.2 Đối tượng nghiên cứu 18 Chương 19 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 4.1 Thiết kế hệ thống nhà kính 18m x 24m x 5,5m 19 4.1.Yêu cầu thiết kế 19 4.1.2 Lựa chọn mơ hình 19 4.1.3 Tính tốn thơng số nhà kính 20 4.2 Thiết kế kết cấu nhà kính 21 Chương 41 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41 5.1 Kết Luận 41 5.2 Đề nghị 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị Tên gọi T 0C Nhiệt độ thực T1 - Nhiệt độ cài đặt mức nhà kính T2 - Nhiệt độ cài đặt mức nhà kính RH % Ẩm độ thực RH1 - Ẩm độ cài đặt mức nhà kính RH2 - Ẩm độ cài đặt mức nhà kính Rdir W/m2 Nhiệt xạ trực tiếp từ mặt trời Rlw - Nhiệt xạ có bước dài Hs - Nhiệt đối lưu trồng khơng khí Rref - Nhiệt xạ có bước ngắn Hw - Ẩn nhiệt thoát từ P W Năng lượng quang hợp M W Năng lượng thải từ hô hấp P N Phản lực tiếp tuyến tác dụng lên trục nt Vòng/ph Số vòng quay trục dẫn D mm Đường kính bánh xích kéo lưới N kW Công suất truyền trục thu –giăng vi Η % Hiệu suất truyền chung Nct W Công suất cần thiết ηx % Hiệu suất truyền xích η2 % Hiệu suất truyền bánh trụ η cl η ol Hiệu suất truyền lăn % Hiệu suất cặp ổ lăn ic Tỷ số truyền chung hệ dẫn động Z1 Số đĩa xích dẫn Z2 Số đĩa xích bị dẫn Pc mm bước xích A mm khoảng cách trục X số mắt xích u Lần Số lần va đập lề xích giây E l/min Lượng nước bay V m/s Vận tốc gió F l/min Lượng nước tiêu thụ B l/min Lượng nước xã P l/min Lượng nước bơm lên vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Nhà kính đại khu vực Silou, Đài loan Hình 2.2 Nhà vòm với nhựa plastic AVRDC .4 Hình 2.3 Nhà lưới trồng rau ăn Silou, Đài Loan Hình 2.4 Giải pháp làm mát nhà kính Hình2.5 Lưới cắt nắng .9 Hình 2.6 Vòi phun sương làm mát nhà kính 10 hình 2.7 Cấu trúc cooling pad 10 Hình 2.8 Quạt thổi khí cho cooling pad 11 Hình 2.10 a Thơng thống tự nhiên b Thơng thống cưỡng dùng quạt .11 Hình 2.11 Cấu trúc rèm mái rèm hơng .12 Hình 2.12 Rờle .12 Hình 2.13 Transitor n-p-n 13 Hình 2.14 Transitor p-n-p 13 Hình 2.15 IRF 14 Hình 2.16 Opto 14 Hình 2.17 Động điện 15 Hình 2.18 Bộ truyền xích 15 Hình 2.19 Thanh bánh 16 Hình 2.20 a) Quạt ly tâm- b) Quạt hướng trục (vuông)- c) Quạt hướng trục (tròn) .17 Hình 4.2 a) Hệ thống nhà kính 400 m2 -b) Hệ thống lắp đặt phú giáo 20 Hình 4.3 Vị trí cử thơng thống 23 Hình 4.4 Cơ cấu nâng hạ cửa thơng thống 23 Hình 4.5 Lưới cắt nắng thu vào .24 Hình 4.6 Lưới cắt nắng mở .24 Hình 4.7 Sơ đồ cấu tạo coolingpad 30 Hình 4.8 Các loại cooling pad .32 Hình 4.9 Sơ đồ hòa trộn khơng khí .34 Hình 4.10.Đồ thị khơng khí ẩm Carrier .36 viii Hình 4.11 Sơ đồ mạch rơle điều khiển động 46 Hình 4.12 Sơ đồ kết nối chân điều khiển 47 ix DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1Tính tốn nhiệt lượng thơng thống 22 Bảng 4.2 Số lần đập cho phép xích [i] giây .28 Bảng 4.3 Lựa chọn bước xích P theo cơng suất cho phép 28 Bảng 4.4 Thơng số cooling pad hình 4.8 32 Bảng 4.5 Mẫu phân tích .33 x Mô tả : hệ thống hoạt đông điều khiển ẩm độ 4.3.3 Sơ đồ khối: 4.3.4 Nguyên tắc hoạt động: Cảm biến lấy tín hiệu nhà kính, chuyền liệu 16 bit cho pic 16F877a thông qua chuẩn I2C Pic sử lý vừa hiển thị lên LCD vừa truyền cho CPU CPU dùng PLC S7 200 Tại cpu nhận liệu bit nên lưu theo kểu dồn Sau cpu truyền liệu qua chuẩn MPI để sử lý Trong PC dùng mạng điều khiển tự động, HMI thường dùng cho chế tay  Nhận xét: Do thời gian có hạn nên thực thiết kế sở tính tốn số cấu nhà kính lắp đặt Bình Dương Đạt kết sau: - Lắp đặt thành công nhà lưới - Tính tốn số phân chính: hệ thống lưới cắt nắng; hệ thống cooling pad  Hạn chế: Nhà lưới chưa hồn tất nên chưa có điều kiện khảo nghiệm 40 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết Luận Sau thiết kế tham gia chế tạo để hồn thiện hệ thống nhà kính, rút kết luận sau: Đã thiết kế, tính tốn phận nhà kính như:  Thiết kế phận nâng hạ cửa thơng thống  Thiết kế, tính tốn phận lưới cắt nắng  Thiết kế, tính tốn cooling pad  Lắp đặt thành cơng tồn phận khí  Tham gia thiết kế chế tạo phận điều khiển tự động 5.2 Đề nghị Do thời gian có hạn, nên số yếu tố khác ảnh hưởng đến môi trường tiểu khí hậu bên nhà kính chưa nghiên cứu hàm lượng CO2 khảo nghiệm Do đề nghị nghiên cứu tiếp tục vấn đề nêu 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] PGS.TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển, 2006 Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Nhà xuất Giáo Dục, Tập 1-272 trang; tập 2- 228 trang [2] ThS Phạm Đức Dũng, 2008 Giáo trình chi tiết máy Đại Học Nơng Lâm TPHCM, 229 trang [3] Bùi Hải – Tính tốn thiết kế hệ thống điều h.a khơng khí theo phương pháp NXB Khoa học kỹ thuật 2005 [4] Nguyễn Văn Hùng - Giáo Trình Thiết kế máy - ĐH Nông Lâm TP.HCM 1999 110 trang [5] Nguyễn Văn Hùng - Giáo Trình Phương pháp số Matlab ứng dụng - ĐH Nông Lâm TP.HCM - 2008 152 trang [6] Nguyễn Văn Hùng 2007 Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị giám sát, đo lường, điều khiển ứng dụng cho hệ thống chế biến nông sản thực phẩm Đề tài cấp thành phố 2005-2007 80 trang [7] Trần San, Nguyễn Ngọc Phương, 2008 PLC lập trình ứng dụng cơng nghiệp Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 127 trang [8] Lựa chọn cấu trúc nhà lưới phù hợp với điều kiện sản xuất rau an toàn, KS Nguyễn Văn Hiệu, TT N/c Máy thuỷ khí & CGH tưới tiêu,Viện Cơ Điện NN Cơng nghệ STH [9] Một số yêu cầu cần thiết thiết kế nhà kính trồng rau, hoa Việt Nam, KS Nguyễn Viết Long, KS Nguyễn Văn Hiệu, Viện Cơ Điện NN CNSTH, Bộ NN PTNT 42 Phụ lục Phụ lục 1: Chương trình điều khiển Chương trình + Netword 1:LD SM0.1 MOVD +0, VD196 MOVW +7, VW250 MOVW +2048, VW252 MOVW +80, VW8 MOVW 65, VW16 MOVW +5000, AQW0 MOVW 30, VW32 MOVW 20, VW24 + Netword 2: LD SM0.0 MOVW AIW0, VW200 -I VW252, VW200 DIV VW250, VD198 MUL +1, VD196 DIV VW250, VD196 MOVW VW198, VW160 MOVW +0, VW198 MUL +1, VD198 +I VW160, VW200 80 MOVW VW200, VW116 MOVW AIW2, VW302 DIV +275, VD300 + Netword : LDW>= VW200, VW32 AB= VB34, CALL ha_nhiet:SBR0 43 + Netword : LDW= VW302, VW8 AB= VB34, CALL ha_am:SBR2 + Netword : LDW= VW302, VW8 TON T44, +70 + Netword 5: LDW>= VW302, VW8 A T44 AN emergency AN ctht_thong_thoang_len R dong_cua_thong_thoang, = mo_cua_thong_thoang + Netword 6: LDW>= VW302, VW8 TON T45, +100 84 + Netword 7: LD T45 AN emergency = quat Chương trình tăng ẩm + Netword 1: LDW>= VW302, VW16 R T46, R T45, R T47, R T48, + Netword 2: LD SM0.0 TON T46, +50 46 + Netword 3: LD T46 R quat, + Netword 4: LD SM0.0 TON T47, +70 + Netword 5: LDW40 Then MsgBox "Xin vui long nhap gia tri tu 20 den 40 C" Elseif objtag1.Value =20 And objTag1.Value