bctntlvn (68).pdf

1,013 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,013
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
21
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

bctntlvn (68).pdf

  1. 1. Luận văn tốt nghiệpĐề tài: " Nghiên cứu và thiết kế mô hình điều khiển nhiệt độ trong nhà lưới"
  2. 2. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 Më ®Çu 1. ®Æt vÊn ®Ò B−íc sang thÕ kû XXI kû nguyªn cña c«ng nghÖ th«ng tin vµ c«ng nghÖ sinhhäc nguån tµi nguyªn cña thÕ giíi ®ang dÇn c¹n kiÖt do sù khai th¸c thiÕu quyho¹ch cña con ng−êi, cïng víi nã lµ n¹n « nhiÔm m«i tr−êng vµ sù tµn ph¸ cñathiªn nhiªn diÔn ra ë kh¾p mäi n¬i trªn thÕ giíi do qu¸ tr×nh ®« thÞ ho¸ vµ c«ngnghiÖp ho¸. Lµm cho diÖn tÝch ®Êt canh t¸c n«ng nghiÖp ngµy cµng bÞ thu hÑp dÇn.ThÕ nh−ng d©n sè thÕ giíi ngµy cµng t¨ng nhanh vµ nhu cÇu h−ëng thô cña conng−êi còng ngµy cµng cao. Lµm cho thÕ giíi sÏ kh«ng ®ñ c¸c s¶n phÈm n«ngnghiÖp ®Ó cung cÊp cho mäi ng−êi nÕu ho¹t ®éng lao ®éng chØ thuÇn tuý lµ thñc«ng, nhá lÎ. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy th× con ®−êng duy nhÊt lµ øng dông nh÷ng tiÕn békhoa häc kü thuËt vµo s¶n xuÊt ®Æc biÖt lµ øng dông tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt n«ngngiÖp. Trªn thÕ giíi ®· cã nhiÒu n−íc sím nhËn biÕt ®−îc ®iÒu nµy vµ hä ®· øngdông thµnh c«ng tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt n«ng nghiÖp vµ hä ®· ®¹t ®−îc nh÷ngkÕt qu¶ rÊt cao vÒ n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng s¶n phÈm n«ng nghiÖp, ngµy nay hä vÉn®ang lµ nh÷ng c−êng quèc vÒ s¶n xuÊt n«ng nghiÖp nh−: Hµ Lan, Ph¸p, Israel,Trung Quèc, NhËt B¶n.v.v… Cßn víi n−íc ta, n−íc ta thuéc nhãm n−íc ®ang ph¸t triÓn víi mét nÒn kinhtÕ n«ng nghiÖp truyÒn thèng, tr¶i qua 20 n¨m ®æi míi nhÊt lµ sau nghÞ quyÕt kho¸n10 cña Bé chÝnh trÞ (th¸ng 1 n¨m 1989) tíi nay nÒn n«ng nghiÖp n−¬c ta ®· cãnh÷ng b−íc ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµ ngµy cµng v÷ng ch¾c. Ngµy nay víi sù ph¸t triÓn nh− vò b·o cña khoa häc c«ng nghÖ vµ xu h−íngtoµn cÇu ho¸ nÒn kinh tÕ. NÒn kinh tÕ thÕ giíi vµ ViÖt Nam ®ang cã xu h−íngchuyÓn m¹nh sang c¸c ngµnh c«ng nghiÖp vµ dÞch vô, ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ th«ngtin. Víi ViÖt Nam nãi riªng th× n«ng nghiÖp vÉn lµ mét ngµnh kinh tÕ quan träng vµcã nh÷ng ®ãng gãp rÊt lín vµo tæng thu nhËp quèc d©n (HiÖn nay trªn 70% d©n c−lao ®éng trong ngµnh n«ng nghiÖp vµ ®ãng gãp kho¶ng 30% GDP). ChÝnh v× vËyKhoa c¬ ®iÖn -1- Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  3. 3. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46mµ n«ng nghiÖp n−íc ta lu«n lu«n ®−îc sù quan t©m cña §¶ng vµ Nhµ N−íc, sau§¹i héi §¹i BiÓu Toµn Quèc lÇn thø VII cña §¶ng(th¸ng 6 n¨m 1991) víi chñtr−¬ng ®Èy nhanh vµ m¹nh c«ng nghiÖp ho¸_hiÖn ®¹i ho¸ n«ng nghiÖp n«ng th«nViÖt Nam, nÒn n«ng nghiÖp n−íc ta d· ®¹t ®−îc kÕt qu¶ v« cïng to lín tõ chç thiÕu®ãi ph¶i nhê tíi sù trî gióp cña céng ®ång quèc tÕ tíi nay ViÖt Nam ®· tù cung cÊp®ñ l−¬ng thùc cho ng−êi d©n vµ v−¬n lªn trë thµnh mét n−íc xuÊt khÈu g¹o ®øng®Çu thÕ giíi (Mçi n¨m ViÖt Nam xuÊt khÈu kho¶ng trªn 4.5 triÖu tÊn g¹o). MÆc dï ®· ®¹t ®−îc nh÷ng thµnh qu¶ cao vÒ mÆt s¶n l−îng nh−ng vÒ mÆtchÊt l−îng s¶n phÈm n«ng nghiÖp cña ViÖt Nam vÉn cßn nhiÒu vÊn ®Ò cÇn ph¶igi¶i quyÕt nh−: Tån d− ho¸ chÊt trong s¶n phÈm cßn nhiÒu do sö dông thuèc b¶o vÖthùc vËt bõa b·i thiÕu khoa häc cña ng− êi n«ng d©n. V× vËy ®Ó ®¶m b¶o c¶ vÒ mÆt n¨ng suÊt còng nh− chÊt l−îng s¶n phÈm n«ngnghiÖp ®Ó c¸c s¶n phÈm n«ng nghiÖp cña ViÖt Nam cã thÓ c¹nh ®¸p øng ®−îc nhucÇu cña ng−êi d©n trong n−íc vµ cã thÓ c¹nh tranh ®−îc trªn thÞ tr−êng quèc tÕ th×chóng ta nªn lùa chän gi¶i ph¸p øng dông c«ng nghÖ cao vµo s¶n xuÊt n«ng nghiÖp,trong ®ã Tù §éng Ho¸ ®ãng vai trß v« cïng quan träng vÒ mÆt kü thuËt phôc vôs¶n xuÊt n«ng nghiÖp chÊt l−îng cao, nã ®¶m b¶o cho c¸c kh©u t−íi tiªu, ®iÒu tiÕtnhiÖt ®é, ®é Èm.v.v…Do tÇm quan träng cña viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊtn«ng nghiÖp mµ chóng t«i tiÕn hµnh nghiªn cøu ®Ò tµi:”Nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ m«h×nh ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é trong nhµ l−íi”. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi chóng t«i ®· tiÕn hµnh kh¶o s¸t m« h×nhthùc tÕ,nghiªn cøu mét sè m« h×nh thùc nghiÖm víi phÇn mÒm ®iÒu khiÓnSIMATIC S7_200. Qua nhiÒu lÇn thÝ nghiÖm vµ trªn c¬ së tÝnh to¸n lý thuyÕtchóng t«i kh¼ng ®Þnh m« h×nh chóng t«i x©y dùng ®¶m b¶o tÝnh thùc tÕ vµ cã thÓøng dông trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp ë n−íc ta hiÖn nay.2. môc ®Ých cña ®Ò tµi - Nghiªn cøu m« h×nh ®iÒu tiÕt khÝ hËu tù ®éng trong nhµ l−íi phôc vô s¶nxuÊt rau an toµn, tõ ®ã thiÕt kÕ m« h×nh thùc nghiÖm trªn c¬ së sö dông c¸c thiÕt bÞcã s½n ë trong n−íc.Khoa c¬ ®iÖn -2- Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  4. 4. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 -Nghiªn cøu c¬ së lý thuyÕt ®Ó x©y dùng m« h×nh dùa trªn phÇn mÒm lËptr×nh SIMATIC S7-200. - øng dông phÇn mÒm SIMATIC S7-200 ®Ó x©y dùng ch−¬ng tr×nh ®iÒukhiÓn.3. Néi dung ®Ò tµi. - Tæng quan ®Ò tµi. - X©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn m« h×nh. - Chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn, thiÕt bÞ nhËp, xuÊt. X©y dùng m« h×nh thùc nghiÖm vµlËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é trong nhµ l−íi.4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu §Ó thùc hiÖn ®−îc néi dung ®Ò tµi nghiªn cøu, chóng t«i tiÕn hµnh ph−¬ngph¸p nghiªn cøu sau: • C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu kÕ thõa. - KÕ thõa c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu cña thÕ hÖ tr−íc vÒ c¬ së lý thuyÕt cñac¸c phÇn mÒm lËp tr×nh, cô thÓ lµ phÇn mÒm lËp tr×nh simatic S7-200. - KÕ thõa c¸c m« h×nh s¶n xuÊt ®· cã trong thùc tiÔn. • §Þnh h−íng nghiªn cøu. - Nghiªn cøu phÇn mÒm lËp tr×nh trªn m¸y tÝnh. - Thay ®æi ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh ®Ó t×m ra ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n, dÔ södông vµ hiÖu qu¶ nhÊt. - X©y dùng ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. • Ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖp kiÓm chøng. - Ch¹y thö m« h×nh nhiÒu lÇn, kiÓm tra ph¸t hiÖn lçi cña m« h×nh vµ lçi cñach−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, råi tõ ®ã hoµn thiÖn hÖ thèng. • ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm. - M¸y tÝnh PC. - Bé ®iÒu khiÓn SIMATIC S7 - 200 víi khèi xö lý cpu224. - Bé m« pháng, hÖ thèng c¸p, d©y nèi.Khoa c¬ ®iÖn -3- Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  5. 5. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 ch−¬ng i tæng quan1.1. thùc tr¹ng s¶n xuÊt rau ë viÖt nam1.1.1. Thùc tr¹ng ViÖt Nam n»m trong khu vùc chÞu ¶nh h−ëng cña khÝ hËu nhiÖt ®íi giã mïado n»m tr¶i dµi trªn nhiÒu vÜ ®é, ®Þa h×nh bÞ chia c¾t nªn cã nhiÒu lo¹i khÝ hËu. V×vËy chñng lo¹i c©y trång rÊt phong phó vµ ®a d¹ng, ®iÒu ®ã t¹o cho n«ng nghiÖpViÖt Nam rÊt nhiÒu ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó ph¸t triÓn. §Õn nay ngµnh n«ng nghiÖpcña n−íc ta vÉn chiÕm mét vÞ trÝ quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n. §−îc sùquan t©m cña §¶ng vµ Nhµ N−íc qua h¬n 10 n¨m ®æi míi chÝnh s¸ch n«ng nghiÖp,ngµnh n«ng nghiÖp n−íc ta ®· cã nh÷ng b−íc ph¸t triÓn v÷ng ch¾c vµ ®¹t ®−îcnh÷ng thµnh tùu v« cïng to lín tõ chç thiÕu l−¬ng thùc tíi nay n−íc ta kh«ngnh÷ng ®· ®¶m b¶o ®−îc an ninh l−¬ng thùc mµ cßn v−¬n lªn trë thanh mét trongnh÷ng n−íc xuÊt khÈu g¹o ®øng hµng ®Çu thÕ giíi. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y do khoa häc kü thuËt ph¸t triÓn c¸c viÖn nghiªncøu, c¸c trung t©m nghiªn cøu n«ng nghiÖp ®· t¹o ra nh÷ng gièng c©y trång míi cãn¨ng suÊt vµ chÊt l−îng cao h¬n ®Ó thay thÕ cho c¸c lo¹i c©y trång truyÒn thèng.Cïng víi sù ph¸t triÓn cña ®Êt n−íc nhu cÇu vÒ rau cña ng−êi d©n còng t¨ng lªn, ®Ó®¸p øng nh÷ng nhu cÇu ®ã c¸c vïng chuyªn canh c©y rau, c©y hoa mÇu ng¾n ngµy®· thay thÕ c¸ch thøc trång rau truyÒn thèng b»ng c¸ch ¸p dông nh÷ng tiÕn békhoa häc kü thuËt trång rau theo ph−¬ng thøc ®a canh, xen canh…, nh÷ng thay ®æinµy còng t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó cho nhiÒu lo¹i s©u bÖnh ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµcã thÓ bïng ph¸t thµnh dÞch. §Ó ®Ò phßng s©u bÖnh h¹i c©y trång, ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt chÊt l−îng s¶nphÈm con ng−êi ®· nghiªn cøu vµ ®−a vµo øng dông nhiÒu c¸ch thøc trång c©y,ch¨m sãc c©y mµ ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ trång c©y kh«ng dïng ®Êt trong nhµ l−íi vµKhoa c¬ ®iÖn -4- Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  6. 6. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46trong nhµ kÝnh ®−îc tù ®éng ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu. Khi ®êi sèng cña nh©n d©n ngµycµng ®−îc n©ng cao th× yªu cÇu vÒ chñng lo¹i rau ph¶i phong phó vµ ®a d¹ng, ®ñ vÒsè l−îng, tèt vÒ chÊt l−îng vµ an toµn ®èi víi søc kháe con ng−êi. Trong ( §Ò ¸n ph¸t triÓn rau, qu¶ vµ hoa c©y c¶nh thêi kú 1999 - 2010) cñaBé n«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n ®−îc thñ t−íng chÝnh phñ phª duyÖt ngµy03/09/1999. Cã x¸c ®Þnh môc tiªu cho ngµnh s¶n xuÊt rau hoa qu¶ lµ:’’§¸p øngnhu cÇu rau cã chÊt l−îng cao cho nhu cÇu tiªu dïng trong n−íc, nhÊt lµ c¸c khud©n c− tËp chung (®« thÞ, khu c«ng nghiÖp) vµ xuÊt khÈu. PhÊn ®Êu ®Õn n¨m 2010®¹t møc tiªu thô b×nh qu©n ®Çu ng−êi 100 ÷ 110kg rau/n¨m, gi¸ trÞ kim ng¹ch suÊtkhÈu ®¹t 690 triÖu USD”.(Gi¸o tr×nh C¢Y RAU cña t¸c gi¶ T¹ Thu Cóc). Theo t¸c gi¶ T¹ Thu Cóc dù tÝnh t×nh h×nh s¶n xuÊt rau ë ViÖt Nam tõ n¨m2000 ®Õn n¨m 2010. B¶ng 1.1: Dù tÝnh diÖn tÝch rau cho c¸c vïng trong c¶ n−íc (§¬n vÞ:1000ha) Tªn vïng N¨m N¨m N¨m Tèc ®é t¨ng tr−ëng 2000 2005 2010 2000-2005 2005-2010 C¶ n−íc 437.0 574.0 729.0 5.31 5.14 MiÒn nói trung du BB 77.0 97.0 114.0 4.73 3.93 §ång b»ng B¾c Bé 105.0 130.0 161.0 4.39 4.39 Khu 4 cò 49.0 61.0 75.0 4.65 4.77 Duyªn h¶i Trung Bé 3.0 44.0 54.0 4.39 4.39 T©y Nguyªn 32.0 39.0 58.0 3.71 5.97 §«ng Nam Bé 42.0 56.0 75.0 5.82 5.82 §ång b»ng s«ng CL 93.0 135.0 177.0 7.73 6.70 B¶ng 1.2: Dù tÝnh n¨ng suÊt rau ë c¸c vïng trong c¶ n−íc (§¬n vÞ:tÊn/ha) Tªn vïng N¨m N¨m N¨m Tèc ®é t¨ng tr−ëng 2000 2005 2010 2000-2005 2005-2010 C¶ n−íc 13.7 14.8 15.8 1.4 1.4 MiÒn nói trung du BB 11.8 12.73 13.6 1.4 1.4 §ång b»ng B¾c Bé 17.4 18.6 19.9 1.3 1.4Khoa c¬ ®iÖn -5- Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  7. 7. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 Khu 4 cò 9.1 9.7 10.4 2.1 2.1 Duyªn h¶i Trung Bé 11.1 11.9 12.8 1.4 1.4 T©y Nguyªn 15.7 17.2 18.3 1.8 1.5 §«ng Nam Bé 14.4 15.4 16.6 1.4 1.4 §ång b»ng s«ng CL 14.5 15.6 16.8 1.4 1.4 B¶ng 1.3: Dù tÝnh s¶n l−îng rau ë c¸c vïng trong c¶ n−íc (§¬n vÞ:1000 tÊn) Tªn vïng N¨m N¨m N¨m Tèc ®é t¨ng tr−ëng 2000 2005 2010 2000-2005 2005-2010 C¶ n−íc 6040 8424 11594 6.9 6.7 MiÒn nói trung du BB 911 1233 1545 6.2 5.4 §ång b»ng B¾c Bé 1824 2408 3206 5.7 5.8 Khu 4 cò 445 621 876 6.9 7.0 Duyªn h¶i Trung Bé 393 523 697 5.9 5.9 T©y Nguyªn 510 670 1058 5.6 7.6 §«ng Nam Bé 610 869 1239 7.3 7.3 §ång b»ng s«ng CL 1347 2100 2973 9.3 8.2 Qua 3 b¶ng trªn ta thÊy vïng §ång B»ng B¾c Bé vµ vïng §ång B»ng s«ngCöu Long lµ vïng trång rau lín nhÊt n−íc ta vÒ c¶ diÖn tÝch gieo trång vµ s¶n l−îngrau. Cïng víi vïng trång rau T©y Nguyªn ( chñ yÕu lµ §µ L¹t _ L©m §ång) c¶ 3vïng trång rau trªn lµ n¬i cung cÊp nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp chÕ biÕn vµ xuÊtkhÈu quan träng nhÊt n−íc ta. Vïng s¶n xuÊt rau chuyªn canh ven thµnh phè vµ khu c«ng nghiÖp chiÕm38% ÷ 40% diÖn tÝch vµ 45% ÷ 50% s¶n l−îng. T¹i ®©y phôc vô cho tiªu dïng cñad©n c− tËp trung lµ chñ yÕu, chñng lo¹i rau vïng nµy rÊt ®a d¹ng phong phó vµn¨ng suÊt cao. • HiÖn nay rau ®ang bÞ « nhiÔm nghiªm träng do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸cnhau trong ®ã cã: - ¤ nhiÔm do ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt. Theo ViÖn B¶o VÖ Thùc VËt (1998)hiÖn nay ë ViÖt Nam ®· vµ ®ang sö dông 270 lo¹i thuèc trõ bÖnh, 160 lo¹i thuèc trõcá, 12 lo¹i thuèc diÖt chuét, 26 lo¹i thuèc kÝch thÝch sinh tr−ëng víi sè l−îng ngµyKhoa c¬ ®iÖn -6- Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  8. 8. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46cµng t¨ng. Cßn theo Gi¸o s−. Ph¹m §×nh QuyÒn (Trung t©m nghiªn cøu tµi nguyªn vµm«i tr−êng §¹i Häc Quèc Gia Hµ Néi (CRES)): NÕu cuèi thËp kû 80 l−îng thuècb¶o vÖ thùc vËt ë ViÖt Nam míi chØ lµ 10.000 tÊn/n¨m, th× thËp kû 90 t¨ng gÊp ®«i21.000 tÊn/n¨m (1992), thËm chÝ gÊp 3 lÇn-30.000 tÊn/n¨m (1995). ¤ng cho r»ngkh«ng d−íi 90% ®Êt canh t¸c toµn quèc ®−îc phun thuèc b¶o vÖ thùc vËt. Tuy chñng lo¹i nhiÒu song do thãi quen hoÆc sî rñi do cïng víi sù thiÕuhiÓu biÕt hoÆc hiÓu biÕt cßn h¹n chÕ møc ®é ®éc h¹i cña ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËtnªn ®a sè hé n«ng d©n hay dïng mét sè lo¹i thuèc quen cã ®éc tè cao, thËm chÝ bÞcÊm nh−: monitor, wofatox, DDT. DÉn tíi ngµy cµng lµm cho s¶n phÈm rau ngµycµng « nhiÔm nÆng. - Hµm l−îng (NO3-) trong rau qu¸ cao. Theo fao/who th× hµm l−îng (NO3-) ëliÒu l−îng 4g/ngµy g©y ngé ®éc cßn 8g/ngµy th× cã thÓ g©y chÕt ng−êi. ë n−íc taviÖc sö dông ph©n ho¸ häc kh«ng cao so víi c¸c n−íc trong khu vùc nh−ng ¶nhh−ëng cña ph©n ho¸ häc tíi sù tÝch luü (NO3-) trong rau lµ nguyªn nh©n lµm raukh«ng s¹ch. N−íc ta quy ®Þnh hµm l−îng (NO3-) trong rau nh− sau: c¶i b¾p500mg/kg, cµ chua 150mg/kg, d−a chuét 150mg/kg. - Tån d− kim lo¹i nÆng trong s¶n phÈm rau. Do sù l¹m dông ho¸ chÊt b¶o vÖthùc vËt cïng víi ph©n bãn c¸c lo¹i ®· lµm mét l−îng N, P, K, vµ ho¸ chÊt b¶o vÖthùc vËt röa tr«i x©m nhËp vµo m¹ch n−íc lµm « nhiÔm m¹ch n−íc ngÇm. TheoPh¹m B×nh Qu©n (1994) th× hµm l−îng kim lo¹i nÆng, ®Æc biÖt lµ asen (as) ë MaiDÞch trong c¸c m−¬ng t−íi cao h¬n h¼n so víi ruéng lóa n−íc c¸c kim lo¹i nÆngtiÒm Èn trong ®Êt hoÆc tõ c¸c nguån n−íc « nhiÔm qua n−íc t−íi ®−îc rau hÊp thô. - Vi sinh vËt g©y h¹i trong rau do sö dông n−íc t−íi cã vi sinh vËt g©y h¹i( ecoli, salmonella, trøng giun.) tuy ch−a ®−îc thèng kª, song t¸c h¹i cña nã lµ rÊtlín. - Do rau lµ nguån thùc phÈm quan träng ®èi víi ®êi sèng con ng−êi nªn gi¶i ph¸pduy nhÊt ®èi víi ngµnh trång rau lµ nhanh chãng ®−a tiÕn bé vµo s¶n suÊt.Khoa c¬ ®iÖn -7- Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  9. 9. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 §Æc ®iÓm chung cña c¸c c©y rau lµ yªu cÇu ®é Èm rÊt cao th−êng tõ 85-95%,nÕu thiÕu n−íc c©y rau sÏ kh«ng sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn ®−îc vµ chóng cÇn métnhiÖt ®é æn ®Þnh, do vËy ®−a c©y rau vµo s¶n xuÊt thuû canh kh«ng dïng ®Êt vµ kÕthîp víi ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu trong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh lµ rÊt phï hîp. Ph−¬ngph¸p nµy sÏ n©ng cao mét c¸ch ®¸ng kÓ vÒ n¨ng xuÊt vµ c¶i thiÖn t−¬ng ®èi vÒ mÆt« nhiÔm b¶o ®¶m an toµn cho ng−êi sö dông. §Ó thùc hiÖn ®−îc ph−¬ng ph¸p thuû canh kh«ng dïng ®Êt vµ kÕt hîp víi®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu nµy th× kh©u quan träng lµ cung cÊp dung dÞch cho c©y vµ cãnh÷ng ph−¬ng ph¸p ®iÒu tiÕt khÝ hËu hîp lý, nªn viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸, cô thÓlµ hÖ thèng t−íi tù ®éng vµ hÖ thèng tù ®éng ®iÒu tiÕt khÝ hËu sÏ t¹o mét b−íc ®étph¸ míi cho ngµnh s¶n xuÊt rau an toµn ë n−íc ta hiÖn nay.1.1.2. Trång rau trong nhµ l−íi ë ViÖt Nam vµ trªn thÕ giíi• øng dông s¶n xuÊt rau s¹ch trong nhµ l−íi ë ViÖt Nam. Tõ nh÷ng n¨m 80 cña thÕ kû XX n−íc ta ®· nhËp kü thuËt ch¨m sãc c©yb»ng mµng che phñ, x©y dùng mét sè nhµ l−íi che phñ b¨ng PE. Trong nh÷ng n¨m qua, khi ch−¬ng tr×nh vµ c¸c dù ¸n s¶n xuÊt rau s¹ch ®−îcmë réng ë c¸c thµnh phè lín cña n−íc ta th× c«ng nghÖ s¶n xuÊt rau s¹ch trong nhµl−íi dÇn ®−îc giíi thiÖu vµ ®−îc s¶n xuÊt thö ë mét sè c¬ së s¶n xuÊt: ViÖn NghiªnCøu Rau Qu¶, Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I, vïng trång rau lín §µ L¹t.v.v… ëmét sè vïng nµy ®ang s¶n xuÊt rau s¹ch trong nhµ l−íi theo c«ng nghÖ cña §µiLoan, Ca Na §a, Israel… HiÖn nay ë ViÖn Nghiªn Cøu Rau Qu¶, Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I cßn¸p dông c«ng nghÖ s¶n xuÊt rau s¹ch trång rau trong dung dÞch (trång rau thñycanh hoÆc trång rau kh«ng dïng ®Êt) theo c«ng nghÖ cña Israel vµ cña Ca Na §a. Trång c©y trong nhµ l−íi lµ mét biÖn ph¸p kü thuËt rÊt cã triÓn väng vµ phïhîp víi ®iÒu kiÖn kinh tÕ cña ng−êi n«ng d©n ViÖt Nam hiÖn nay. V× vËy cÇn ®Èym¹nh nghiªn cøu vµ tuyªn truyÒn réng r·i tíi mäi ng−êi d©n ®Ó c«ng nghÖ nµyd−îc øng dông réng r·i vµo s¶n xuÊt rau s¹ch ®Ó phôc vô ®êi sèng cña ng−êi d©n vµKhoa c¬ ®iÖn -8- Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  10. 10. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46lµm nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp chÕ biÕn vµ xuÊt khÈu.• øng dông s¶n xuÊt rau s¹ch trong nhµ l−íi trªn thÕ giíi ë Mü, ®Õn thêi kú ®Çu nh÷ng n¨m 80 cña thÕ kû XX ®· cã h¬n 1000 khukhoa häc c«ng nghÖ ®−îc ph©n bè trªn c¸c bang, víi diÖn tÝch lªn tíi hµng tr¨mngh×n ha. ë Anh nh÷ng khu v−ên øng dông c«ng nghÖ s¶n xuÊt rau b»ng mµng che phñPE ®−îc x©y dùng tõ nh÷ng n¨m 1930, ®Õn n¨m 1998 ®· cã trªn 400 khu, víi diÖntÝch h¬n 20.000ha. ë Israel ®Õn gi÷a thËp kû 80 cña thÕ kû XX ®· x©y dùng ®−îc hµng tr¨mkhu, víi diÖn tÝch hµng ngµn ha. ë NhËt tõ nh÷ng n¨m ®Çu cña thËp kû 60 hä ®· ¸p dông c«ng nghÖ s¶n xuÊtrau nµy vµ tíi ngµy nay hä ®· x©y dùng ®−îc nhiÒu khu v−ên s¶n xuÊt rau s¹chc«ng nghÖ cao víi diÖn tÝch lín vµ n¨ng suÊt rÊt cao. ë Trung Quèc, theo thèng kª cña bé n«ng nghiÖp Trung Quèc tíi n¨m 1997®· cã 450 khu øng dông c«ng nghÖ s¶n xuÊt rau s¹ch trong nhµ l−íi cña Hµ Lan,Ph¸p, Israel, §µi Loan.v.v.. víi diÖn tÝch mçi khu tõ 50 ha tíi 165 ha. Ngoµi ra cßn cã nhiÒu n−íc kh¸c còng øng dông c«ng nghÖ s¶n xuÊt rau vµhoa nh−:Hµ Lan, Ph¸p, §øc… ë mét sè n−íc nh−: Hµ Lan, Ph¸p, §øc, Israel, Anh,Nga.v.v…ngoµi c«ng nghÖ trång c©y trong nhµ l−íi cã ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é, hä cßn ¸pdông c«ng nghª s¶n xuÊt rau vµ hoa kh«ng dïng ®Êt trong nhµ kÝnh vµ ®· thu ®−îcnh÷ng kÕt qu¶ rÊt cao, hä ®· trë thµnh nh÷ng n−íc xuÊt khÈu c«ng nghÖ vµ xuÊtkhÈu rau vµ hoa lín nh−: Hµ Lan, Mü, Trung Quèc.v.v… (Tµi liÖu: b¸o c¸o t×nh h×nh s¶n xuÊt n«ng nghiÖp ë ViÖt Nam vµ trªn thÕgiíi cña T¸c gi¶: Ph¹m Gia Trung vµ Vò Quèc H»ng. Nhµ xuÊt b¶n N«ngnghiÖp 2004).• ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p trång c©y trong nhµ l−íi cã ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é. + Cã thÓ chñ ®éng ®−îc thêi vô gieo trång. + H¹n chÕ t¸c h¹i cña thêi tiÕt tiÕt kh¾c nhiÖt.Khoa c¬ ®iÖn -9- Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  11. 11. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 + Ýt bÞ cá d¹i, s©u bÖnh h¹i c©y trång. + N¨ng suÊt cao h¬n tõ 20 ®Õn 30% so víi trång ngoµi ®ång ruéng, s¶n phÈm®¶m b¶o vÖ sinh an toµn thùc phÈm. + Kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr−êng do kh«ng sö dông thuèc b¶o vÖ thùc vËt. • Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p trång c©y trong nhµ l−íi cã tù ®éng ®iÒutiÕt nhiÖt ®é. + Vèn ®Çu t− ban ®Çu lín, chi phÝ s¶n xuÊt lín. + Gi¸ thµnh s¶n phÈm cao. + Kü thuËt phøc t¹p.1.2.Nh÷ng ¶nh h−ëng cña ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh ®Õn s¶n xuÊt rau. Ng−êi trång rau muèn thµnh c«ng trong s¶n xuÊt rau th× ®iÒu quan träng ®Çutiªn lµ ph¶i hiÓu ®−îc mét c¸ch s©u s¾c vµ toµn diÖn c¸c yÕu tè m«i tr−êng, yªu cÇuvµ kh¶ n¨ng thÝch nghi cña c©y rau ®èi víi ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh trong qu¸ tr×nhsinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn. Mét sè yÕu tè vÒ m«i tr−êng nh− ®Þa h×nh, khÝ hËu vµ thêitiÕt lµ nh÷ng yÕu tè c¬ b¶n g©y ra khã kh¨n, trë ng¹i kh«ng nhá trong qu¸ tr×nh s¶nxuÊt rau.1.2.1. ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é Trong s¶n xuÊt rau nhiÖt ®é lµ yÕu tè h¹n chÕ rÊt lín. ë 00C sÏ lµm mét sèc©y chÕt rÐt, ë nhiÖt ®é 400C sÏ lµm cho nhiÒu c©y bÞ kh« hÐo vµ cã thÓ bÞ chÕt. §èi víi nhiÒu lo¹i rau cã thÓ tån t¹i trong thêi gian dµi ë nhiÖt ®é 150C, thËmchÝ 100C. HiÖu suÊt quang hîo cña hÇu hÕt c¸c lo¹i rau ngõng ë 300C. NhiÒu c©yrau thùc hiÖn chøc n¨ng quang hîp cã hiÖu qu¶ tõ 12 ÷ 240C. §èi víi mét sè loµikh¸c th× quang hîp cã hiÖu qu¶ ë nhiÖt ®é 18 ÷ 210C hoÆc lµ 240C. Tèc ®é sinh tr−ëng c©y rau phô thuéc vµo sù cung cÊp ®Çy ®ñ c¸c chÊt dinhd−ìng, ®é Èm víi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é thÝch hîp nhÊt. Khi nhiÖt ®é v−ît qu¸ giíi h¹n, khÝ khæng sÏ ®ãng l¹i ¶nh h−ëng tíi qu¸tr×nh trao ®æi khÝ CO2, qu¸ tr×nh quang hîp.v.v... dÉn ®Õn c©y sinh tr−ëng kÐm. NÕut×nh tr¹ng ®ã kÐo dµi c©y cã thÓ bÞ chÕt. NhiÖt ®é thay ®æi theo vÜ ®é ®Þa lý, theo mïa, theo ngµy vµ gi÷a ngµy -Khoa c¬ ®iÖn - 10 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  12. 12. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46®ªm. Yªu cÇu cña c©y rau ®èi víi nhiÖt ®é phô thuéc vµo nguån gèc , gièng, küthuËt trång trät vµ sù thuÇn hãa båi dôc cña con ng−êi.v.v... §èi víi mçi lo¹i rau ®Òu yªu cÇu nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó sinh tr−ëng, ph¸ttriÓn. Khi v−ît qu¸ giíi h¹n nhiÖt ®é thÝch hîp c©y rau sinh tr−ëng ph¸t triÓn kÐm,lµm gi¶m n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng. NhiÖt ®é qu¸ cao hoÆc qu¸ thÊp sÏ lµm c©yngõng sinh tr−ëng vµ chÕt. ThÝ dô: NhiÖt ®é thÝch hîp cho c©y cµ chua lµ 220 C ÷ 240 C, nhiÖt ®é tèi caolµ 350C, nhiÖt ®é tèi thÊp lµ 100. Trªn cïng mét c©y rau nh−ng ë thêi kú kh¸c nhau, yªu cÇu ®èi víi nhiÖt ®écòng thay ®æi. ThÝ dô,c©y khoai t©y : NÈy mÇm tèt ë nhiÖt ®é : 18 ÷ 200 C Sinh tr−ëng th©n l¸ : 20 ÷ 220 C H×nh thµnh th©n cñ : 16 ÷ 180 C Theo I.B.Libner Nonneck ph©n lo¹i rau theo yªu cÇu vµ kh¶ n¨ng thÝch nghivíi nhiÖt ®é nh− sau : B¶ng 1.4: Ph©n lo¹i rau theo yªu cÇu ®èi víi nhiÖt ®é ®Ó sinh tr−ëng (0 C) Giíi h¹n trung b×nh Giíi h¹n réng Tªn rau Cao ThÊp Tªn rau Cao ThÊp Cµ 18÷ 30 -12 Sóp l¬ xanh 8÷ 27 -19 ít 18÷ 30 -12 §Ëu tÇm 5÷ 25 -20 CÇn T©y 10÷ 22 -12 Bixen 10÷ 30 -20 Spinach 12÷ 25 -13 C¶i B¾p 10÷ 30 -20 M¨ng T©y 15÷ 30 -15 Tái T©y 10÷ 30 -20 D−a chuét 20÷ 30 -15 Hµnh T©y 10÷ 30 -20 BÝ Ng« 15÷ 30 -15 Cµ chua 15÷ 35 -20 Ng« §−êng 15÷ 30 -15 Cµ Rèt 8÷ 30 -22 C¶i Cñ 14÷ 30 -16 Cñ C¶i §á 8÷ 30 -22 §Ëu B¾p 18÷ 35 -17Khoa c¬ ®iÖn - 11 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  13. 13. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 Chóng ta cÇn hiÓu râ yªu cÇu cña c©y rau ®èi víi nhiÖt ®é qua tõng thêi kú®Ó cã biÖn ph¸p kü thuËt thÝch hîp thóc ®Èy sù sinh tr−ëng, ph¸t triÓn cña c©y theoh−íng cã lîi. • Thêi kú h¹t n¶y mÇm HÇu hÕt c¸c h¹t gièng rau ®Òu n¶y mÇm nhanh ë nhiÖt ®é 25 ÷ 300 C. Lo¹i rau chÞu rÐt, h¹t b¾t ®Çu n¶y mÇm ë nhiÖt ®é 10 ÷ 150 C, nhiÖt ®é thÝchhîp lµ 18 ÷ 200 C. NhiÖt ®é, n−íc vµ oxy trong ®Êt lµ ®iÒu kiÖn quan träng cho qu¸tr×nh nÈy mÇm trong ®ã nhiÖt ®é lµ yÕu tè quyÕt ®Þnh nhÊt. NÕu nhiÖt ®é trong ®Êtqu¸ thÊp h¹t gièng sÏ kh«ng hót ®−îc n−íc, thêi gian nhiÖt ®é thÊp kÐo dµi, h¹tgièng n»m l©u trong ®Êt cã thÓ do thiÕu oxy hoÆc do sù x©m nhiÔm cña s©u bÖnhh¹i sÏ bÞ thèi. • Thêi kú c©y con ë thêi kú nµy c©y ®ßi hái nhiÖt ®é thÊp h¬n so víi nhiÖt ®é n¶y mÇm. NhiÖt®é thÝch hîp cho nhiÒu lo¹i rau ë thêi kú nµy lµ tõ 18 ÷ 200C. NhiÖt ®é cao lµm choc©y h« hÊp m¹nh, tiªu hao chÊt dù tr÷, do ®ã c©y nhá bÐ, cßi cäc, cuèi cïng choc©y gièng xÊu. • Thêi kú sinh tr−ëng sinh d−ìng ë thêi kú nµy khèi l−îng th©n l¸ t¨ng tr−ëng rÊt nhanh, nhiÖt ®é cao mét chótcã lîi cho qu¸ tr×nh quang hîp. NhiÖt ®é cao cßn thuËn lîi cho c©y thùc hiÖn c¸cnhiÖm vô kh¸c nh− h« hÊp,qu¸ tr×nh hót n−íc cña c©y.v.v… Nh÷ng c©y −u thÝch khÝ hËu m¸t l¹nh th× nhiÖt ®é thÝch hîp cho qu¸ tr×nhtÝch lòy chÊt dinh d−ìng lµ 17 ÷ 180C. NÕu nhiÖt ®é cao trªn 250C th× sÏ g©y trëng¹i cho c¶i b¾p, c¶i bÑ…nhiÖt ®é cao trªn 300C th× nô hoa sóp l¬, th©n cñ khoait©y khã hÝnh thµnh vµ ph¸t triÓn. Nh÷ng c©y rau −u thÝch khÝ hËu Êm ¸p, chÞu nhiÖt ®é cao nh− cµ, ít, cµchua… nhiÖt ®é thÝch hîp lµ 20 ÷ 300C. NhiÖt ®é thÊp sÏ g©y trë ng¹i cho lo¹i raunµy sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn.Khoa c¬ ®iÖn - 12 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  14. 14. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 • Thêi kú sinh tr−ëng sinh thùc NhiÖt ®é thÝch hîp ë thêi kú nµy lµ 20cC, nhiÖt ®é qu¸ cao hoÆc qu¸ thÊp ®Òu¶nh h−ëng kh«ng tèt ®Õn qu¸ tr×nh thô phÊn, tinh dÉn ®Õn rông nô, rông hoa. ThÝ dô khi nhiÖt ®é thÊp tíi (-10 ÷ -20C)sÏ lµm cho bÇu qu¶ cña nhiÒu lo¹irau bÞ chÕt rÐt. C¸c c©y thuéc hä cµ, hä bÇu bÝ khi ra hoa, kÕt h¹t yªu cÇu nhiÖt ®étõ 20 ÷ 300C. NÕu nhiÖt ®é ban ®ªm cao h¬n 220C hoÆc thÊp h¬n 150C, c©y cµ chuadÔ bÞ rông nô, rung hoa.1.2.2. ¶nh h−ëng cña ¸nh s¸ng ¸nh s¸ng lµ yªu tè rÊt cÇn thiÕt ®èi víi s¶n xuÊt rau v× ¸nh s¸ng ®ãng vai trßquan träng trong qu¸ tr×nh quang hîp.Chóng ta ®· biÕt 90 ÷ 95% n¨ng suÊt c©ytrång lµ do quang hîp. Kh«ng cã ¸nh s¸ng, c©y xanh kh«ng thÓ tiÕn hµnh quanghîp. V× ¸nh s¸ng thay ®æi sÏ lµm diÔn biÕn c¸c qu¸ tr×nh quan träng nh−:quangtæng hîp, sù n¶y mÇm cña h¹t,sù lín lªn cña l¸, sù tho¸t h¬i n−íc vµ sù rahoa.v.v… ¸nh s¸ng ®Çy ®ñ ssÏ lµm t¨ng bÒ dÇy cña m«, t¨ng hµm l−îng diÖp lôc, thóc®Èy qu¸ tr×nh quang hîp. Tr¸i l¹i,trong ®iÒu kiÖn thiÕu ¸nh s¸ng c©y sinh tr−ëngkhã kh¨n, hµm l−îng diÖp lôc gi¶m,thÞt l¸ mÒm vµ xèp, gian bµo chøa ®Çy n−íc, do®ã lµm gi¶m kh¶ n¨ng chèng chÞu víi ®iÒu kiÖn bÊt lîi. Qu¸ tr×nh quang hîp cña c©y bÞ ngõng ë c−êng ®é ¸nh s¸ng 4,31 lux. §iÓmbï s¸ng cña nhiÒu lo¹i rau lµ 1080 lux.1.2.3.¶nh h−ëng cña n−íc N−íc lµ nguyªn nh©n h¹n chÕ lín nhÊt ®Õn n¨ng suÊt v¸ chÊt l−îng rau h¬nbÊt kú mét yÕu tè nµo kh¸c. N−íc ®ãng vai trß quan trong trong ®íi sèng c©y rau, hµm l−îng n−íc trongrau chiÕm tõ 75 ÷ 95%.Theo I.B.Libner Nonneck th× hµm l−îng n−íc tõ 85 ÷ 95%.Khoa c¬ ®iÖn - 13 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  15. 15. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 Cung cÊp ®Çy ®ñ n−íc cho rau trong qu¸ tr×nh sinh tr−ëng lµ biÖn ph¸p c¬b¶n ®Ó ®¹t n¨ng suÊt cao, chÊt l−îng tèt (c©y rau t−¬i, ngon vµ cã h−¬ng vÞ). N−ícthiÕu c©y rau sinh tr−ëng kÐm,thÊp bÐ , cßi cäc, n¨ng suÊt chÊt l−îng gi¶m. N−ícthõa trong qu¸ tr×nh sinh tr−ëng lµm cho c©y mÒm yÕu, nång ®é ®−êng thÊp, nång®é c¸c chÊt hßa tan gi¶m… dÉn ®Õn chÊt l−îng kÐm. N−íc lµ yÕu tè c¬ b¶n ®Ó quang hîp,¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh trao ®æi chÊttrong c©y, ®Õn tr¹ng th¸i chÊt nguyªn sinh.n−íc cßn cã t¸c dông quan träng trongqu¸ tr×nh vËn chuyÓn, ®iÒu chØnh sù ®ãng më khÝ khæng, sù gi·n në vµ sù lín lªncña l¸. V× vËy n−íc co vai trß trong quyÕt ®Þnh ®Õn sù sinh tr−ëng ph¸t triÓn cñac©y rau. Cã n−íc th× c©y míi thùc hiÖn ®−îc c¸c ho¹t ®éng sèng, nªn cã thÓ nãikh«ng cã n−íc th× kh«ng cã sù sèng. N−íc lµ thµnh phÇn c¬ b¶n cÊu t¹o nªn chÊtnguyªn sinh. C¸c qu¸ tr×nh trao ®ái chÊt trong c©y ®Òu cÇn cã n−íc tham gia nh−tæng hîp vµ ph©n gi¶i chÊt h÷u c¬. N−íc lµ nguyªn liÖutham gia vµo qu¸ tr×nhquang hîp, n−íc cÇn thiÕt cho sù vËn chuyÓn vËt chÊt trong c©y, lµ dung m«i hßatan c¸c chÊt, duy tr× ®é c¨ng cña tÕ bµo, lµm cho c©y ë tr¹ng th¸i c©n b»ng.v.v… C¸c tr¹ng th¸i c©n b»ng n−íc trong c©y:thÓ hiÖn b»ng tû sè gi÷a l−îng n−ícbay h¬i (T) vµ l−îng n−íc c©y hót(A): + C©n b»ng n−íc d−¬ng T/A=1. + C©n b»ng n−íc ©m T/A>1. + §iÒu kiÖn tèi thÝch T/A<1. Khi ®Çy ®ñ vµ c©n b»ng n−íc (T/A=1) th× tÊt c¶ c¸c ho¹t ®éng ®Òu thùc hiÖntèt, c©y sinh tr−ëng b×nh th−êng. Khi trong ®Êt thiÕu Èm hoÆc sù tho¸t h¬i n−íc quakhÝ khæng qu¸ møc c©y kh«ng ®−îc cung cÊp n−íc kÞp thêi, c©y lu«n ë t×nh tr¹ngkhñng ho¶ng n−íc vµ sinh tr−ëng kÐm. HÇu hÕt c¸c lo¹i rau ®Òu cã nh÷ng thêi kúsinh tr−ëng tíi h¹n riªng. NÕu khñng ho¶ng n−íc vµo c¸c thêi kú sinh tr−ëng tíih¹n ®ã th× sÏ ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng.1.2.4 ¶nh h−ëng cña chÊt dinh d−ìng vµ ®é phKhoa c¬ ®iÖn - 14 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  16. 16. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 Nh×n chung trong qu¸ tr×nh sinh tr−ëng c©y rau hÊp thu 70%N, 20%P vµ80%K bãn vµo ®Êt trong suèt vô trång. Rau lµ c©y trång cã thêi gian sinh tr−ëng ng¾n, chÊt dinh d−ìng phong phó,n¨ng suÊt cao. Thêi vô khÈn tr−¬ng, vô nä tiÕp vô kia, mét n¨m gieo trång 2 ÷ 3 vô. C©y rau hót thu ®−îc chÊt dinh d−ìng trong ®Êt phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè:nhiÖt ®é, oxy, vµ n−íc trong ®Êt. Yªu cÇu cña c©y rau víi chÊt dinh d−ìng còng thay ®æi theo qu¸ tr×nh sinhtr−ëng.Thêi kú nay mÇm c©y lín lªn nhê chÊt dù tr÷ trong h¹t,khi c©y cã 4 ÷ 5 l¸thËt, kh¶ n¨ng quang hîp cña c©y yÕu v× vËy cÇn cã dinh d−ìng tõ m«i tr−êng ®Êt.Thêi kú nµy hÖ dÔ rÊt mÉn c¶m víi nång ®é dung dÞch ®Êt.Thêi kú h×nh thµnh c¸cc¬ quan sö dông(b¾p, th©n, cñ,rÔ, qu¶,…) lµ thêi kú tèc ®é sinh tr−ëng rÊt m¹nh,cÇn cung cÊp ®Çy ®ñ chÊt dinh d−ìng, ®Æc biÖt lµ c¸c chÊt dinh d−ìng hßa tan. Víi c¸c rau kh¸c nhau yªu cÇu víi c¸c nguyªn tè ®a l−îng còng thay ®æi:Lo¹i rau hót nhiÒu chÊt dinh d−ìng nh− c¶i b¾p gièng trung vµ gièng muén; lo¹irau hót dinh d−ìng trung b×nh nh− cµ chua,cµ…; lo¹i rau hót Ýt chÊt dinh d−ìngnh−: xµ l¸ch, rau diÕp.v.v… Ngoµi nh÷ng yÕu tè trªn c©y trång cßn chÞu ¶nh h−ëng cña giã, cña vËt h¹inh− cá d¹i, s©u h¹i.v.v…1.3 øng dông tù ®éng hãa vµo thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é trong nhµl−íi1.3.1. Kh¸i qu¸t vÒ lÞch sö ph¸t triÓn cña ngµnh tù ®éng ho¸ Kh«ng chØ ngµy nay con ng−êi míi ph¸t minh ra c¸c lo¹i m¸y mãc tù ®éngs¶n xuÊt lµm viÖc thay thÕ con ng−êi mµ ngay tõ khi x· héi cßn ch−a ph¸t triÓn,c«ng cô lao ®éng cßn th« s¬ con ng−êi ®· mong muèn ®iÒu ®ã nªn ngay tõ tr−ícc«ng nguyªn c¸c m¸y tù ®éng c¬ häc vµ ®ång hå n−íc cã phao ®iÒu chØnh ®· xuÊthiÖn ë Ai cËp cæ ®¹i vµ Hy l¹p. B−íc sang thêi kú trung cæ albert ®· chÕ t¹o ra m¸ytù ®éng c¬ khÝ thùc hiÖn chøc n¨ng cña ng−êi g¸c cæng. Tuy nhiªn c¸c lo¹i m¸ymãc thêi kú nµy kh«ng cã ¶nh h−ëng g× ®Õn c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt thêi ®ã.Khoa c¬ ®iÖn - 15 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  17. 17. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 Tù ®éng ho¸ chØ thùc sù ®−îc øng dông vµo s¶n xuÊt khi mét thî c¬ khÝmartop ng−êi Nga ®· chÕ t¹o thµnh c«ng m¸y tiÖn chÐp h×nh ®Ó tiÖn c¸c chi tiÕt®Þnh h×nh vµo n¨m 1712 vµ ®Õn n¨m 1765, p«nzul«p ng−êi Nga ®· chÕ t¹o ®−îc hÖdiÒu chØnh møc ®Çu tiªn, nã ®−îc øng dông ®Ó gi÷ cè ®Þnh møc n−íc trong nåi h¬ikh«ng phô thuéc vµo l−îng tiªu hao h¬i n−íc. N¨m 1784, james watt ng−êi Anh ®· sö dông bé ®iÒu tèc ly t©m trong m¸yh¬i n−íc, dïng ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é cña m¸y h¬i n−íc. Tõ ®ã, tù ®éng ho¸ ®· trëthµnh mét lÜnh vùc quan träng trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu ph¸t triÓn s¶n xuÊt. B−íc sang ®Çu thÕ kû XIX nhiÒu c«ng tr×nh cã môc ®Ých hoµn thiÖn c¸c c¬ cÊu®iÒu chØnh tù ®éng cña m¸y h¬i n−íc ®· ®−îc thùc hiÖn. Cho ®Õn cuèi thÕ kû nµy ®·xuÊt hiÖn thªm c¸c c¬ cÊu ®iÒu chØnh tù ®éng cho tuabin h¬i n−íc. N¨m 1873, Spender ®· chÕ t¹o ®−îc m¸y tiÖn tù ®éng cã æ cÊp ph«i mangc¸c cam. N¨m 1880 nhiÒu h·ng trªn thÕ giíi nh− Pittler Luding Lower cña §øc, h·ngRSK cña Anh… ®· chÕ t¹o ®−îc m¸y tiÖn dïng ph«i thÐp thanh. N¨m 1887, §.G St«le«p ®· chÕ t¹o ®−îc phÇn tö c¶m quang ®Çu tiªn, méttrong nh÷ng phÇn tö hiÖn ®¹i quan trong nhÊt trong kü thuËt tù ®éng ho¸. Còngtrong thêi gian nµy c¸c c¬ së lý thuyÕt ®iÒu khiÓn vµ ®iÒu chØnh tù ®éng b¾t ®Çu®−îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn m¹nh mÏ. N¨m 1876 - 1877, I.A V−snhegratxki ®· cho ®¨ng t¶i c¸c c«ng tr×nh " lýthuyÕt c¬ së cña c¸c c¬ cÊu ®iÒu chØnh" vµ "C¸c c¬ cÊu ®iÒu chØnh t¸c ®éng trùctiÕp". C¸c ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ æn ®Þnh vµ chÊt l−îng cña qu¸ tr×nh qu¸ ®é do «ng®Ò xuÊt vÉn ®−îc dïng cho ®Õn ngµy nay. C¸c thµnh tùu ®¹t ®−îc trong lÜnh vùc tù ®éng ho¸ ®· cho phÐp trong nh÷ngthËp kû ®Çu cña thÕ kû XX xuÊt hiÖn nhiÒu lo¹i m¸y tù ®éng hiÖn ®¹i. còng trongthêi gian nµy sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c¸c hÖ thèng truyÒn tin ®· gãp phÇn ®Èym¹nh sù ph¸t triÓn vµ øng dông cña tù ®éng ho¸ vµo c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Vµo kho¶ng gi÷a thÕ kû XX, tù ®éng ho¸ kh«ng chØ ¸p dông trong s¶n xuÊtKhoa c¬ ®iÖn - 16 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  18. 18. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46mµ cßn ®−îc ®−a vµo c¸c cuéc chiÕn tranh v× môc ®Ých c¸ nh©n, nhiÒu n−íc ®· ¸pdông thµnh tùu cña tù ®éng ho¸ vµo chiÕn tranh ®Ó m−u lîi riªng do vËy mµ tù®éng ho¸ cµng ®−îc hä thóc ®Èy ph¸t triÓn, tõ yªu cÇu n©ng cao tØ lÖ b¾n tróng cñaph¸o phßng kh«ng, nguyªn lý ®iÒu khiÓn ph¶n håi ®· ®−îc ®Ò xuÊt ®−a kü thuËt tù®éng ho¸ b−íc sang mét trang ph¸t triÓn míi. Cuèi thÕ kû XX, do nhu cÇu vÒ l−¬ng thùc cña thÕ giíi mµ c¸c n−íc ph¸ttriÓn ®· cho ra ®êi c¸c m¸y tù ®éng s¶n xuÊt trong n«ng nghiÖp. §Çu nh÷ng n¨m 80ë Nga ®· xuÊt hiÖn c¸c m¸y sÊy ®Ó b¶o qu¶n n«ng s¶n, ë NhËt cho ra ®êi c¸c m¸ytù ®éng nu«i c¸… Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, c¸c n−íc cã nÒn c«ng nghiÖp ph¸t triÓn tiÕn hµnhr«ng r·i tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt lo¹i nhá. §iÒu nµy ph¶n ¸nh xu thÕ chung cñanÒn kinh tÕ thÕ giíi tõ s¶n xuÊt lo¹i lín vµ hµng khèi sang s¶n xuÊt lo¹i nhá vµhµng khèi thay ®æi. Nhê c¸c thµnh tùu to lín cña c«ng nghÖ th«ng tin vµ c¸c lÜnhvùc khoa häc kh¸c, ngµnh c«ng nghiÖp gia c«ng c¬ cña thÕ giíi trong nh÷ng n¨mcuèi cua thÕ kû XX ®· cã sù thay ®æi s©u s¾c. Sù xuÊt hiÖn cña mét lo¹t c¸c c«ngnghÖ mòi nhän nh− kü thuËt linh ho¹t( Agile Engineening) hÖ ®iÒu hµnh s¶n xuÊtqua mµn h×nh( Visual Manufacturing System) kü thuËt t¹o mÉu nhanh ( RapidPrototyping) c«ng nghÖ Nan« ®· cho phÐp tù ®éng ho¸ toµn phÇn kh«ng chØ trongs¶n xuÊt hµng khèi mµ cßn trong san xuÊt lo¹i nhá vµ ®¬n chiÕc. ChÝnh sù thay ®æinhanh cña s¶n xuÊt ®· liªn kÕt chÆt chÏ c«ng nghÖ th«ng tin víi c«ng nghÖ chÕ t¹om¸y, lµm xuÊt hiÖn mét lo¹t c¸c thiÕt bÞ vµ hÖ thèng tù ®éng ho¸ hoµn toµn míinh− c¸c lo¹i m¸y mãc ®iÒu khiÓn sè, c¸c trung t©m gia c«ng, c¸c hÖ tèng ®iÒukhiÓn theo ch−¬ng tr×nh l«gic PLC ( Programmable Logic Control), c¸c hÖ thèngs¶n xuÊt linh ho¹t FMS( Flexble Manufacturing Systems), c¸c hÖ thèng s¶n xuÊttÝch hîp CIM( Computer Integadted Manufacturing) cho phÐp chuyÓn ®æi nhanhs¶n phÈm gia c«ng víi thêi gian chuÈn bÞ s¶n xuÊt Ýt, rót ng¾n chu kú s¶n phÈm,®¸p øng tèt tÝnh thay ®æi nhanh cua s¶n phÈm hiÖn ®¹i. VÒ mÆt kü thuËt, lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng ho¸ ph¸t triÓn qua 3 giai ®o¹n: • Giai ®o¹n 1: Cho ®Õn nh÷ng n¨m 1940. Trong giai ®o¹n nµy c¬ së lýKhoa c¬ ®iÖn - 17 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  19. 19. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®«ng ®−îc h×nh thµnh. Khi ®ã c¸c ph−¬ng ph¸p kh¶o s¸t hÖ“mét ®Çu vµo, mét ®Çu ra – Siso” nh−: Hµm truyÒn vµ biÓu ®å Bode ®Ó kh¶o s¸t ®¸pøng tÇn sè vµ æn ®Þnh; biÓu ®å Nyquist vµ dù tr÷ ®é lîi/pha ®Ó ph©n tÝch tÝnh æn®Þnh cña hÖ kÝn. Vµo cuèi nh÷ng n¨m 1940 vµ ®Çu nh÷ng n¨m 1950 ph−¬ng ph¸p®å thÞ thùc nghiÖm cña Evans ®· ®−îc hoµn thiÖn. Giai ®o¹n nµy ®−îc coi lµ “®iÒukhiÓn cæ ®iÓn”. • Giai ®o¹n 2: Xung quanh nh÷ng n¨m 1960, lµ giai ®o¹n ph¸t triÓn cña küthuËt ®iÒu khiÓn ®−îc gäi lµ “®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i” (Modern control). HÖ kü thuËt ngµycµng trë lªn phøc t¹p, cã “nhiÒu ®Çu vµo,nhiÒu ®Çu ra-MIMO”. §Ó m« h×nh ho¸ thuécd¹ng nµy ph¶i cÇn ®Õn mét tËp c¸c ph−¬ng tr×nh m« t¶ mèi liªn quan gi÷a c¸c tr¹ngth¸i cña hÖ. Vµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ng biÕn tr¹ng th¸i ®−îc h×nh thµnh. Còngtrong thêi gian nµy, lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tèi −u cã nh÷ng b−íc ph¸t triÓn lín dùa trªnnÒn t¶ng nguyªn lý cùc ®¹i cña POLTRYAGIN vµ lËp tr×nh ®éng lùc häc cñaBellman. §ång thêi, häc thuyÕt Kalman ®−îc hoµn thiÖn vµ nhanh chãng trë thµnhc«ng cô chuÈn, ®−îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc ®Ó −íc l−îng trang th¸i bªn trongcña hÖ tõ tËp nhá tÝn hiÖu ®ã ®−îc. • Giai ®o¹n 3: Giai ®o¹n “®iÒu khiÓn bÒn v÷ng” ®−îc b¾t ®Çu tõ nh÷ng n¨m1980. øng dông nh÷ng thµnh tùu cña toµn häc, c¸c nghiªn cøu vÒ ®iÒu khiÓn ®· ®−ara ®−îc c¸c ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ bé ®iÒu khiÓn ®Ó mét hÖ kü thuËt vÉn ®¶m b¶o®−îc kü n¨ng sö dông khi cã t¸c ®éng cña nhiÔu vµ sai sè. Trong hai thËp kû cuèi,nhiÒu nh¸nh míi vÒ ®iÒu khiÓn còng ®· h×nh thµnh, ®ã lµ: ThÝch nghi, phi tuyÕn,h«n hîp, mê, neural.1.3.2. Vai trß cña C«ng nghÖ th«ng tin trong tù ®éng ho¸ mÆc dï c¸c nguyªn lý vµ m¸y mãc ®iÒu khiÓn tù ®éng xuÊt hiÖn tr−íc m¸ytÝnh ®iÖn tö rÊt l©u nh−ng sù ra ®êi cña m¸y tÝnh ®iÖn tö nhÊt lµ sù ph¸t triÓn cña küthuËt vi xö lý ®· ®−a tù ®éng ho¸ c«ng nghiÖp ®Õn viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸ trongmäi mÆt cña x· héi loµi ng−êi. C«ng nghÖ th«ng tin hiÓu n«m na lµ c«ng nghÖ phÇn cøng vµ c«ng nghÖ phÇnKhoa c¬ ®iÖn - 18 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  20. 20. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46mÒm cña m¸y tÝnh vµ m¹ng m¸y tÝnh ®iÖn tö. C¸c hÖ thèng tù ®éng ho¸ ®· ®−îc chÕ t¹o trªn nhiÒu c«ng nghÖ kh¸c nhau.Ta cã thÓ thÊy c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc tù ®éng b»ng c¸c cam chèt c¬ khÝ, c¸c hÖthèng tù ®éng ho¹t ®éng b»ng nguyªn lý khÝ nÐn, thuû lùc, r¬le c¬ ®iÖn, m¹ch ®iÖntö t−¬ng tù, m¹ch ®iÖn tö sè... C¸c thiÕt bÞ hÖ thèng nµy cã chøc n¨ng xö lý vµ møc tù ®éng thÊp so víic¸c hÖ thèng tù ®éng hiÖn ®¹i ®−îc x©y dùng trªn nÒn t¶ng cña c«ng nghÖ th«ngtin. Trong khi c¸c hÖ thèng tin häc sö dông m¸y tÝnh ®Ó hç trî vµ tù ®éng ho¸qu¸ tr×nh qu¶n lý, th× c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng dïng m¸y tÝnh ®Ó ®iÒu khiÓnvµ tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. ChÝnh v× vËy c¸c thµnh tùu cña c«ng nghÖphÇn cøng vµ c«ng nghÖ phÇn mÒm cña m¸y tÝnh ®iÖn tö ®−îc ¸p dông vµ ph¸t triÓncã chän läc vµ hiÖu qu¶ cho c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng. Vµ sù ph¸t triÓn nh−vò b·o cña c«ng nghÖ th«ng tin kÐo theo sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña lÜnh vùc tù®éng ho¸. Ta cã thÓ thÊy qu¸ tr×nh c«ng nghÖ th«ng tin th©m nhËp vµo tõng phÇn tö,thiÕt bÞ thuéc lÜnh vùc tù ®éng ho¸ nh− ®Çu ®o, c¬ cÊu chÊp hµnh, thiÕt bÞ giao diÖnvíi ng−êi vËn hµnh thËm chÝ vµo c¶ c¸c r¬le, contacto, nót bÊm mµ tr−íc kia hoµntoµn lµm b»ng c¬ khÝ. Tr−íc kia ®Çu ®o gåm phÇn tö biÕn ®æi tõ th©m sè ®o sang tÝn hiÖu ®iÖn,m¹ch khuyÕch ®¹i, m¹ch läc vµ m¹ch biÕn ®æi sang chuÈn 4 ÷ 20mA ®Ó truyÒn tÝnhiÖu ®o vÒ trung t©m xö lý. HiÖn nay ®Çu ®o ®· tÝch hîp c¶ chip vi xö lý, biÕn ®æiadc, bé truyÒn d÷ liÖu sè víi phÇn mÒn ®o ®¹c, läc sè, tÝnh to¸n vµ truyÒn kÕt qu¶trªn m¹ng sè vÒ th¼ng m¸y tÝnh trung t©m. Nh− vËy ®Çu ®o ®· ®−îc sè ho¸ vµ ngµycµng th«ng minh do c¸c chøc n¨ng xö lý tõ m¸y tÝnh trung t©m tr−íc kia nay ®·chuyÓn xuèng xö lý t¹i chç b»ng ch−¬ng tr×nh nhóng trong ®Çu ®o. T−¬ng tù nh− vËy víi c¬ cÊu chÊp hµnh nh− m«-t¬ ®· ®−îc chÕ t¹o g¾n kÕth÷u c¬ víi c¶ bé Servo víi c¸c thuËt to¸n ®iÒu chØnh pid t¹i chç vµ kh¶ n¨ng nèiKhoa c¬ ®iÖn - 19 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  21. 21. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46m¹ng sè tíi m¸y tÝnh chñ. C¸c tñ r¬le ®iÒu khiÓn chiÕm diÖn tÝch lín trong c¸c phßng ®iÒu khiÓn nµy®−îc co gän trong c¸c PLC (programable logic Controller). C¸c bµn ®iÒu khiÓn víi hµng lo¹i c¸c ®ång hå chØ b¸o, c¸c phÝm, c¸c nóm®iÒu khiÓn, c¸c bé tù ghi trªn giÊy cång kÒnh nay ®−îc thay thÕ b»ng mét vµi PC( Personal Computer ). HÖ thèng c¸p truyÒn tÝn hiÖu analog 4 ÷ 20mA, 10V tõ c¸c ®Çu ®o, c¬ cÊuchÊp hµnh vÒ trung t©m ®iÒu khiÓn nh»ng nhÞt tr−íc ®©y ®· ®−îc thay thÕ b»ng vµic¸p ®ång trôc hoÆc c¸p quang truyÒn d÷ liÖu sè. Cã thÓ nãi c«ng nghÖ th«ng tin ®· "chiÕm phÇn ngµy cµng nhiÒu vµo c¸cphÇn tö, hÖ thèng tù ®éng ho¸ . §å thÞ d−íi ®©y cho ta thÊy chøc n¨ng xö lý ë c¸c hÖ thèng tù ®éng ho¸trong 70 n¨m qua ph¸t triÓn nh− nµo. 108 1010 HÖ §K ph©n tÇn 106 HÖ tù tæ chøc 104 HÖ §K ph©n cÊp PLC 102 R¬le B¸n dÉn 100 1930 40 50 60 70 80 90 2000 H×nh 1.1: §å thÞ biÓu diÔn chøc n¨ng xö lý ë c¸c hÖ thèng T§H trong 70 n¨m qua Vµo nh÷ng n¨m 30 c¸c hÖ thèng tù ®éng b»ng cam chèt c¬ khÝ th−êng ho¹t®éng ®¬n lÎ víi mét chøc n¨ng xö lý. C¸c hÖ thèng tù ®éng dïng r¬le ®iÖn tõ xuÊthiÖn vµo nh÷ng n¨m 40 cã møc xö lý kho¶ng 10n chøc n¨ng. C¸c hÖ thèng tù ®éngKhoa c¬ ®iÖn - 20 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  22. 22. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46dïng b¸n dÉn ho¹t ®éng theo nguyªn lý t−¬ng tù (Analog) cña thËp kû 60 cã møcxö lý kho¶ng 30 chøc n¨ng. Vµo nh÷ng n¨m 70 c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn kh¶ tr×nhPLC ra ®êi víi møc ®é xö lý lªn hµng tr¨m vµ vµo nh÷ng n¨m 80 víi sù tham giacña c¸c m¸y tÝnh ®iÖn tö main frame mini ®· h×nh thµnh c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓnph©n cÊp víi sè chøc n¨ng xö lý lªn tíi 105. Sang thËp kû 90 víi sù ph¸t triÓn cñac«ng nghÖ phÇn cøng còng nh− phÇn mÒm, c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn ph©n t¸n ra ®êicho møc xö lý lªn tíi 107. Vµ sang thÕ kû 21, nh÷ng hÖ thèng tù ®éng cã tÝnh tæchøc, cã t− duy hîp t¸c sÏ cã møc xö lý lªn tíi 109. Tuy nhiªn ®Ó ®¹t ®−îc ®éth«ng minh nh− nh−ng sinh vËt sèng cßn cÇn nhiÒu thêi gian h¬n n÷a vµ c¸c hÖthèng tù ®éng ho¸ cßn cÇn tÝch hîp trong nã nhiÒu c«ng nghÖ cao kh¸c nh− c«ngnghÖ c¶m biÕn, c«ng nghÖ vËt liÖu míi, c«ng nghÖ quan vµ laser §©y lµ xu thÕ ph¸ttriÓn cña c¸c hÖ thèng tù ®éng lµ ngµy cµng sö dung nhiÒu c«ng nghÖ míi h¬ntrong cÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña m×nh. Tr−íc kia c¸c hÖ thèng tù ®éng ho¸ thiÕt kÕ cad th−êng lµ c¸c hÖ thèng södông m¸y tÝnh lín rÊt ®¾t tiÒn nªn chØ ë mét sè lÜnh vùc quan träng míi ®−îc ¸pdông. Ngµy nay víi chøc n¨ng sö lý ®å ho¹ ngµy cµng nhanh vµ m¹nh cña PC, thªmvµo ®ã gi¸ thµnh cña c¸c hÖ thèng cad trªn PC ngµy cµng rÎ nªn cad ®· ®i s©u len láivµo tÊt c¶ c¸c ngµnh nghÒ vµ tíi mäi ngãc ng¸ch cña cuéc sèng tõ c¸c bµi tËp thiÕtkÕ cña sinh viªn ®Õn thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh x©y dùng lín... Trong ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh c«ng nghÖ, viÖc ¸p dông c«ng nghÖ th«ng tin®· t¹o ra kh¶ n¨ng tù ®éng ho¸ toµn bé d©y truyÒn s¶n xuÊt. KiÕn tróc hÖ thèng®iÒu khiÓn tr−íc kia tËp trung xö lý t¹i mét m¸y tÝnh th× nay c¸c ®Çu ®o, c¬ cÊuchÊp hµnh, giao diÖn víi ng−êi vËn hµnh ®Òu ®−îc th«ng minh ho¸ cã nhiÒuchøc n¨ng xö lý t¹i c¸c ®Çu ®o, c¬ cÊu chÊp hµnh, giao diÖn víi ng−êi vËn hµnh®Òu ®−îc th«ng minh ho¸ cã nhiÒu chøc n¨ng xö lý t¹i chç vµ kh¶ n¨ng nèim¹ng nhanh t¹o thµnh hÖ thèng m¹ng m¸y ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng theo chÕ ®éthêi gian thùc. Ngoµi c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn vµ gi¸m s¸t d©y chuyÒn s¶n xuÊthÖ thèng cßn cã nhiÒu c¬ së d÷ liÖu, kh¶ n¨ng tù x¸c ®Þnh vµ kh¾c phôc hánghãc, kh¶ n¨ng thèng kª, b¸o c¸o vµ kÕt hîp víi m¹ng m¸y tÝnh qu¶n lý, lËp kÕKhoa c¬ ®iÖn - 21 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  23. 23. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46ho¹ch, thiÕt kÕ vµ kinh doanh t¹o thµnh hÖ thèng tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt toµn côc. Trong lÜnh vùc robot, víi sù ¸p dông c¸c thµnh tùu cña c«ng nghÖ th«ng tinrobot ®· cã thÞ gi¸c vµ xóc gi¸c. ViÖc ¸p dông trÝ kh«n nh©n t¹o vµo robot ®· ®−arobot tõ øng dông chñ yÕu trong c«ng nghiÖp sang c¸c lÜnh vùc dÞch vô vµ y tÕ. KÕthîp víi c¸c thµnh tùu cña c¬ ®iÖn tö, robot ngµy cµng uyÓn chuyÓn vµ th«ng minhh¬n. Trong t−¬ng lai robot kh«ng chØ thay thÕ ho¹t ®éng c¬ b¾p cña con ng−êi mµcßn thay thÕ c¸c c«ng viÖc ®ßi hái ho¹t ®éng trÝ n·o cña con ng−êi. Lóc nµy hÖthèng ®iÒu khiÓn cña robot kh«ng chØ lµ c¸c vi xö lý m¹ch mµ con cã sù hç trî cñam¸y tÝnh m¹ng n¬ron nh©n t¹o, xö lý song song nhóng trong robot.1.3.3. vai trß cña tù ®éng ho¸ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt LÞch sö hoµn thiÖn cña c«ng cô vµ ph−¬ng tiÖn s¶n xuÊt trong x· héi v¨nminh ph¸t triÓn trªn c¬ së c¬ giíi ho¸, ®iÖn khÝ ho¸. Khi cã nh÷ng ®ét ph¸ míitrong lÜnh vùc c«ng nghÖ vËt liÖu vµ tiÕp theo lµ ®iÖn tö vµ tin häc th× c«ng nghÖ tù®éng cã c¬ héi ph¸t triÓn m¹nh mÏ, ®em l¹i mu«n vµn lîi Ých thiÕt thùc cho x· héi.§ã lµ mÊu chèt cña n¨ng suÊt, chÊt l−îng vµ gi¸ thµnh. Trong thùc tiÔn khi ¸p dông tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt sÏ mang l¹i nh÷ng hiÖuqu¶ kh«ng nhá: cho phÐp gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm vµ n©ng cao n¨ng suÊt lao ®éng,c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt nh− æn ®Þnh vÒ giê giÊc, chÊt l−îng gia c«ng ..., ®¸p øngc−êng ®é cao cña s¶n xuÊt hiÖn ®¹i, thùc hiÖn chuyªn m«n ho¸ vµ ho¸n ®æi s¶n xuÊt.Tõ ®ã sÏ t¨ng cao kh¶ n¨ng c¹nh tranh, ®¸p øng yªu cÇu s¶n xuÊt, t¨ng thÞ phÇn vµkh¶ n¨ng b¸n hµng cho nhµ s¶n xuÊt. Trong mét t−¬ng lai rÊt gÇn tù ®éng ho¸ sÏ ®ãng mét vai trß v« cïng quanträng vµ kh«ng thÓ thiÕu, bëi v× nã kh«ng chØ øng dông trong s¶n xuÊt mµ nã cßn®−îc øng dông ®Ó phôc vô ®êi sèng con ng−êi. Trong s¶n xuÊt no sÏ thay thÕ conng−êi trong nh−ng c«ng viÖc c¬ b¾p nÆng nhäc, nh÷ng c«ng viÖc nguy hiÓm, ®éc h¹ihay c¶ nh÷ng c«ng viÖc tinh vi hiÖn ®¹i…, cßn trong ®êi sèng con ng−êi nh÷ng c«ngnghÖ nµy sÏ ®−îc øng dông ®Ó phôc vô cho nhu cÇu sèng, nã sÏ lµ nh−ng ph−¬ngtiÖn kh«ng thÓ thiÕu trong ®êi sèng cña chóng ta.Khoa c¬ ®iÖn - 22 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  24. 24. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H461.3.4. øng dông cña tù ®éng ho¸ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Tù ®éng ho¸ cã mÆt trong hÇu hÕt tÊt c¶ c¸c lÜnh vùc cña s¶n xuÊt vµ ®êisèng. Mçi øng dông co mét ®Æc ®iÓm vµ tÇm quan träng riªng, sau ®©y chóng t«ixin giíi thiÖu øng dông cña nã trong mét sè lÜnh vùc chÝnh: • Tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt ( factory automation ), trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt cñac¸c ngµnh gang thÐp, dÇu má, ho¸ chÊt, n«ng nghiÖp, ng− nghiÖp, ch¨n nu«i,th−êng dïng c¸c lo¹i ®ång hå tù ®éng ho¸ vµ c¸c thiÕt bÞ tù ®éng ho¸ ®Ó ®iÒu khiÓnc¸c th«ng sè s¶n xuÊt, thùc hiÖn tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ thiÕt bÞ s¶n xuÊt.Trong nh÷ng n−íc kinh tÕ ph¸t triÓn, tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt ®· ®¹t ®Õn tr×nh ®é rÊtcao, trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt hä ®· sö dông réng r·i kü thuËt ®iÒu khiÓn tù ®éng.Tõ nh÷ng n¨m 1960 ®Õn nay tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt ®· ph¸t triÓn nhanh chãng ënh÷ng mÆt: Ng−êi m¸y c«ng nghiÖp, hÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t, hÖ thèng qu¶n lýth«ng tin, kü thuËt nhãm, tù ®éng ho¸ kho tµng, nhµ m¸y tù ®éng ho¸ kh«ng cÇnc«ng nh©n, l¾p r¸p tù ®éng vµ phô trî m¸y tÝnh. • Tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh ( process automation ), lÜnh vùc nµy dïng trong c¸chÖ thèng phøc t¹p h¬n, ®o l−êng vµ khèng chÕ c¸c ®¹i l−îng biÕn ®æi liªn tôc nh−l−u l−îng, ¸p suÊt, nhiÖt ®é, tèc ®é, dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p. Nã cã mÆt trong c¸c ngµnhc«ng nghiÖp nÆng vµ c¸c c«ng ®o¹n quan träng cña d©y truyÒn c«ng nghiÖp nhÑ. • Qu¶n lý cao èc, Kh¸ch s¹n, Trung t©m th−¬ng m¹i ( building control,building management), trong c¸c toµ nhµ cao èc, ng−êi ta bè trÝ dµy ®Æc kh¾p n¬ic¸p ®iÖn th«ng tin vµ do c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn ®iÖn tö tiÕn hµnh qu¶n lý tù ®éngho¸ ®èi víi hÖ thèng ®iÒu hoµ nhiÖt ®é cña mçi phßng, hÖ thèng chiÕu s¸ng vµ hÖthèng phßng ho¶, chèng trém, tù ®éng ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ liªn quan, chÕ t¹on−íc l¹nh cÇn dïng cho thiÕt bÞ khëi ®éng ®iÒu hoµ nhiÖt ®é. Tr×nh ®é tù ®éng hoacña toµ nhµ rÊt cao, cã thÓ hót n−íc th¶i, dïng giã nãng sÊy kh« c¸c vËt Èm... • Tù ®éng ho¸ c¸c khu vùc c«ng céng, nhµ ga, s©n bay ( public systemautomation), t¹i c¸c nhµ ga, s©n bay, viÖc qu¶n lý b¸n vÐ vµ kiÓm tra hµnh lý ®Òu®−îc tù ®éng ho¸ mÆt kh¸c t¹i c¸c n¬i nµy viÖc phßng ch¸y lµ cùc kú quan träng,Khoa c¬ ®iÖn - 23 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  25. 25. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46do ®ã hÖ thèng phßng ch¸y còng ®−îc tù ®éng ho¸ ... • Tù ®éng ho¸ v¨n phßng (office automation ), lîi dông c¸c thiÕt bÞ v¨nphßng tù ®éng ho¸, tù ®éng hoµn thµnh c¸c viÖc khëi th¶o, söa ch÷a, hiÖu ®Ýnh,ph©n ph¸t, l−u tr÷…, thùc hiÖn tù ®éng ho¸ toµn diÖn v¨n phßng. Môc tiªu chñ yÕutù ®éng ho¸ v¨n phßng lµ tù ®éng ho¸ qu¶n lý xÝ nghiÖp. • Tù ®éng ho¸ gia ®×nh ( home automation), khi m¸y tÝnh tiÕn vµo c¸c gia®×nh, cuéc sèng gia ®×nh sÏ thay ®æi toµn diÖn, con ng−êi sÏ ®−îc gi¶i phãng kháilao ®éng c«ng viÖc gia ®×nh phiÒn to¸i, xuÊt hiÖn mét c¸ch sèng míi mÎ cã tÝnhs¸ng t¹o, gia ®×nh cµng thªm an ninh, cuéc sèng cµng thªm thuËn tiÖn dÔ chÞu vµ®Çy høng thó. • D−íi sù ®iÒu khiÓn cña m¸y tÝnh sÏ cã thÓ tù ®éng khëi ®éng ®iÒu chØnhtheo giê giÊc, c¸c viÖc gia ®×nh nh− ®un n−íc, nÊu c¬m… sÏ cã thÓ ®iÒu khiÓn tõ xa®Ó thùc hiÖn. Khi v¾ng nhµ, cã thÓ dïng ®iÖn tho¹i th«ng b¸o cho hÖ thèng ®iÒukhiÓn trong nhµ lµm tr−íc c¸c viÖc chuÈn bÞ. NÕu nh− liªn kÕt m¸y tÝnh gia ®×nh víim¸y tÝnh cöa hµng, ngµnh giao th«ng, ng©n hµng vµ bÖnh viÖn…, th× cã thÓ ngåi t¹inhµ cã thÓ tham gia c¸c ho¹t ®éng nh− b×nh th−êng. • Trong n«ng nghiÖp: C«ng tr−êng thùc vËt lµ c¨n cø ®Þa s¶n xuÊt n«ng nghiÖp cña c«ng nghiÖpho¸. NhiÖt ®é, ®é Èm cña c«ng tr−êng thùc vËt, thËm chÝ toµn bé qu¸ tr×nh −¬mgièng ®Òu cã thÓ sö dông ®iÒu khiÓn tù ®éng, ®Ó gi¶m bít søc ng−êi n©ng cao s¶nl−îng. Do ®ã, trong n«ng nghiÖp tù ®éng ho¸ còng ®· ®−îc øng dông tõ rÊt l©u. §Çu nh÷ng n¨m 80 Liªn X« (cò) ®· chÕ t¹o ra mét lo¹i m¸y tù ®éng øngdông trong n«ng nghiÖp. Khi lµm viÖc lo¹i m¸y nµy cã thÓ tù ®éng quan s¸t ®é Èmcña thæ nh−ìng nhiÖt ®é kh«ng khÝ vµ søc giã…, nã cã thÓ x¸c ®Þnh ph−¬ng ph¸pt−íi vµ tiÕn hµnh t−íi cho c©y trång, nhê mét lo¹i m¸y lµm m−a nh©n t¹o kh¸c. Còng cuèi nh÷ng n¨m 80 NhËt ®· ph¸t minh ra mét lo¹i m¸y tù ®éng −¬mgièng khoai t©y vµ mét lo¹i m¸y sö dông m¸y tÝnh diÒu khiÓn øng dông vµo viÖcnu«i c¸ n−íc ngät, lo¹i m¸y nµy sÏ tù ®éng kiÓm tra nhiÖt ®é n−íc, hµm l−îngKhoa c¬ ®iÖn - 24 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  26. 26. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46muèi trong n−íc vµ ®×nh ra ph−¬ng ph¸p cÊp thøc ¨n cho c¸. Trong ch¨n nu«i gia sóc, gia cÇm còng co nh÷ng lo¹i m¸y øng dông trongc«ng viÖc nµy, nh− lo¹i m¸y tù ®éng ch¨n nu«i do Liªn X« ( cò) chÕ t¹o lo¹i m¸ynµy cã thÓ chuÈn bÞ thøc ¨n gia sóc, ph©n ph¸t thøc ¨n gia sóc, v¾t s÷a, ®ì ®Î cholîn n¸i... MÆc dï tù ®éng ho¸ trong n«ng nghiÖp ®· ®−îc øng dông tõ l©u, song nã chØph¸t triÓn ë mét sè n−íc ph¸t triÓn, cßn ®èi víi c¸c n−íc chËm ph¸t triÓn, tuy conÒn n«ng nghiÖp chiÕm tû lÖ lín nh−ng viÖc øng dông tù ®éng ho¸ vµo n«ng nghiÖpvÉn cßn rÊt chËm. HiÖn nay, ®−îc sù trî gióp cña n−íc ngoµi c¸c n−íc ®ang ph¸ttriÓn ®· ®−a dÇn tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, ®Æc biÖt lµ c¸c n−íc §«ngNam ¸ trong ®ã cã ViÖt Nam.1.3.5. thµnh tùu cña tù ®éng ho¸ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ThÕ giíi ®ang ngµy cµng ph¸t triÓn, cuéc sèng con ng−êi ngµy c¸ng thay ®æi,hµng lo¹t c¸c m¸y mãc tù ®éng ®· vµ ®ang xuÊt hiÖn, robot ®−îc chÕ t¹o ra thay thÕcon ng−êi ë nhiÒu mÆt…, ®ã lµ nh÷ng thµnh tùu cña ngµnh tù ®éng ho¸ mang l¹i.Trong 40 n¨m qua nã ®· mang l¹i nh÷ng thµnh qu¶ to lín: • DÉn h−íng vµ ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ trong kh«ng gian, bao gåm m¸y bay d©ndông, tªn löa, m¸y bay chiÕn ®Êu, tµu vËn t¶i, vÖ tinh.HÖ thèng ®iÒu khiÓn nµy ®·®¶m b¶o ®−îc tÝnh æn ®Þnh vµ chÝnh x¸c d−íi t¸c ®éng cña nhiÔu m«i tr−êng vµ cñachÝnh hÖ thèng. • HÖ thèng ®iÒu khiÓn trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp, tõ m¸y tù ®éng ®Õn m¹chtÝch hîp.Nh÷ng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh ®· cã ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ vµ l¾pr¸p rÊt cao ®Ó t¹o ra nhiÒu s¶n phÈm cã chÊt l−îng tèt. • HÖ thèng ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp, vÝ dô trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊthydrocacbon vµ nhiÒu chÊt ho¸ häc kh¸c. HÖ ®iÒu khiÓn nµy ®· xö lý hµng ngµnth«ng tin lÊy tõ c¶m biÕn ®Ó ®iÒu khiÓn hµng tr¨m c¬ cÊu chÊp hµnh : van, cÊpnhiÖt, b¬m…, ®Ó cho ra s¶n phÈm víi yªu cÇu kh¾t khe vÒ tÝnh n¨ng kü thuËt. • §iÒu khiÓn hÖ thèng truyÒn th«ng bao gåm: hÖ thèng ®iÖn tho¹i vµ internet.Khoa c¬ ®iÖn - 25 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  27. 27. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46HÖ thèng ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô kiÓm so¸t møc n¨ng l−îng ë ®Çu vµo, ®Çu ra vµkhi truyÒn dÉn, th«ng b¸o nh÷ng sù cè ®a d¹ng, phøc t¹p th−êng x¶y ra trongtruyÒn th«ng.1.3.6. Môc ®Ých vµ ý nghÜa cña viÖc thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu tiÕt khÝ hËu trongnhµ l−íi Kü thuËt trång c©y kh«ng dïng ®Êt lµ kü thuËt trång c©y tiªn tiÕn vµ hiÖn®¹i, ngµy nay kü thuËt nµy ®−îc kÕt hîp víi tù ®éng ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu trongnhµ l−íi vµ nhµ kÝnh ®· vµ ®ang ®−îc øng dông réng r·i trªn thÕ giíi. Trång raub»ng ph−¬ng thøc kh«ng dïng ®Êt kÕt hîp víi tù ®éng ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËutrong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh lµ gi¶i ph¸p cã hiÖu qu¶ nhÊt hiÖn nay trong viÖc s¶nxuÊt rau an toµn mµ kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr−êng, tËn dông ®−îc mÆt b»ngkh«ng gian (ngay c¶ trªn ®Êt nghÌo dinh d−ìng, nhiÔm ®éc, nhiÔm mÆn), h¹nchÕ ®−îc nh÷ng t¸c h¹i cña thêi tiÕt kh¾c nghiÖt, tiÕt kiÖm ®−îc c«ng lao ®éng,gi¶i phãng ®−îc søc lao ®éng nÆng nhäc khi trång c©y ngoµi ®Êt,chñ ®éng trång®−îc nhiÒu vô trong n¨m, cã thÓ t¨ng sè vô gÊp 3 ÷ 4 lÇn vµ n¨ng suÊt cã thÓ caogÊp 20 lÇn so víi trång trªn ®Êt. ChÝnh v× nh÷ng lîi Ých to lín ®ã mµ vÊn ®Ò ¸p dông tù ®éng hãa vµo ®iÒu tiÕttiÓu khÝ hËu trong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh lµ v« cïng quan träng, cïng víi kü thuËttrång c©y kh«ng dïng ®Êt th× hai biÖn ph¸p kü thuËt nµy sÏ lµ gi¶i ph¸p mÊu chèt®−a nÒn n«ng nghiÖp n−íc ta vèn l¹c hËu sang mét giai ®o¹n míi, giai ®o¹n cñanÒn n«ng nghiÖp tiªn tiÕn, hiÖn ®¹i, gãp phÇn chung trong c«ng cuéc c«ng nghiÖphãa hiÖn ®¹i hãa n«ng nghiÖp n«ng th«n hiÖn nay. Nh− vËy chóng ta ®· thÊy râ vai trß quan träng cña tù ®éng hãa trong ®êisèng con ng−êitrong mäi lÜnh vùc: Tõ y tÕ,vui ch¬i gi¶i trÝ, ®Õn c«ng nghiÖp,n«ng nghiÖp… Do ®ã viÖc øng dông tù ®éng hãa vµo ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËutrong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh nµy cµng trë nªn cÊp thiÕt, cïng víi kü thuËt trångc©y kh«ng dïng ®Êt th× hai biÖn ph¸p kü thuËt nµy cÇn ®−îc nghiªn cøu kü l−ìng®Ó sím ®−a vµo øng trong thùc tiÔn s¶n xuÊt n«ng nghiÖp chÊt l−îng cao ë ViÖtKhoa c¬ ®iÖn - 26 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  28. 28. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46Nam.1.4.kÕt luËn ch−¬ng I Ngµy nay, trong mäi lÜnh vùc, mäi c«ng nghÖ s¶n xuÊt cô thÓ ®Òu cã sù gãpmÆt cña tù ®éng ho¸. Ng−êi ta nãi tù ®éng ho¸ g¾n víi n¨ng xuÊt, chÊt l−îng s¶nphÈm, c«ng nghÖ tù ®éng ho¸ ®· gãp phÇn lín vµo qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña x· héi,c¶i thiÖn ®êi sèng con ng−êi. Tõ ®ã mµ chóng ta nªn ®Ò cao vai trß cña nã ®Ó tiÕptôc häc tËp vµ nghiªn cøu ®Ó øng dông chóng mét c¸ch hiÖu qu¶ h¬n vµ h÷u Ýchh¬n. §èi víi n−íc ta, theo chñ ch−¬ng chÝnh s¸ch cña §¶ng vµ Nhµ N−íc, ®Èym¹nh c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ n«ng nghiÖp n«ng th«n ®Ó ®Õn 2010 ®−an−íc ta thµnh mét n−íc c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸. Th× c«ng nghÖ tù ®éngho¸ cµng trë nªn quan träng ®èi víi chóng ta, vµ cÇn cã nhiÒu c«ng tr×nh h¬nn÷a nghiªn cøu vÒ tù ®éng ho¸ ®Ó cã thÓ øng dông vµo thùc tÕ mét c¸ch ®¬ngi¶n vµ hiÖu qu¶ nhÊt. Tõ nh÷ng ph©n tÝch trong ch−¬ng I nµy cho thÊy mét triÓn väng to lín cña hÖthèng trång rau s¹ch trong nhµ l−íi cã tù ®éng ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu, cïng víi küthuËt trång c©y kh«ng dïng ®Êt, trång rau trong dung dÞch hay trång rau thñy canh.Sù kÕt hîp c¸c biÖn ph¸p kü thuËt nµy lµ rÊt hîp lý vµ kinh tÕ. V× ph−¬ng ph¸p ®iÒutiÕt khÝ hËu trong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh sÏ ®¶m b¶o cho c©y trång sinh tr−ëng vµph¸t triÓn ë mét nhiÖt ®é phï hîp víi sinh lý cña c©y. Cßn ph−¬ng ph¸p thñy canh,hÖ thèng t−íi nhá giät kh«ng chØ cung cÊp n−íc cho c©y mµ cßn kÌm theo c¶ chÊtdinh d−ìng cÇn thiÕt cho c©y, sö dông ph−¬ng ph¸p t−íi nhá giät sÏ tiÕt kiÖm ®−îcdung dÞch, cung cÊp cho c©y chÝnh x¸c kh«ng l·ng phÝ, h¬n n÷a theo ph−¬ng ph¸pnµy c©y sÏ ®−îc trång trong nhµ l−íi, kh«ng tiÕp xóc víi ®Êt sÏ tr¸nh ®−îc c¸c mÇmbÖnh vµ kh«ng ph¶i dïng thuèc b¶o vÖ thùc vËt, n«ng s¶n sÏ ®−îc ®¶m b¶o an toµn,m«i tr−êng kh«ng bÞ « nhiÔm, rót ng¾n mïa vô, gi¶m bít c«ng lao ®éng, n¨ng suÊtcao, hiÖu qu¶ kinh tÕ lín, cã thÓ ¸p dông s¶n xuÊt ®¹i trµ. §©y sÏ lµ mòi nhän cñangµnh n«ng nghiÖp hiÖn ®¹i.Khoa c¬ ®iÖn - 27 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  29. 29. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 Ch−¬ng II giíi thiÖu vÒ simatic s7-2002.1. chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn Trong ®Ò tµi nµy chóng t«i chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓnlogic kh¶ tr×nh PLC S7 - 200 víi khèi xö lý cpu 224.Khoa c¬ ®iÖn - 28 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  30. 30. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H462.1.1. Giíi thiÖu chung vÒ S7 – 200. S7 - 200 lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh lo¹i nhá cña h·ng Siemens(CHLB §øc), cã cÊu tróc theo kiÓu module vµ cã c¸c module më réng. C¸c modulenµy ®−îc sö dông cho nhiÒu nh÷ng øng dông lËp tr×nh kh¸c nhau. Thµnh phÇn c¬b¶n cña S7 - 200 lµ khèi vi xö lý trung t©m CPU. HiÖn t¹i, nhê tiÕn bé cña khoa häcc«ng nghÖ ®· cho ra ®êi c¸c thÕ hÖ S7 - 200 øng víi c¸c CPU212, CPU214,… ®ÕnCPU221, CPU222, CPU224, CPU226 . VÒ h×nh thøc bªn ngoµi, sù kh¸c nhau cñac¸c lo¹i CPU nµy ®−îc nhËn biÕt nhê sè ®Çu vµo/ra vµ nguån cung cÊp. VÝ dô: - CPU212 cã 8 cæng vµo vµ 6 cæng ra vµ cã kh¶ n¨ng ®−îc më réngb»ng 2 module më réng. - CPU214 cã 14 cæng vµo vµ 10 cæng ra vµ cã kh¶ n¨ng ®−îc më réngb»ng 7 module më réng. S7 - 200 cã nhiÒu lo¹i module më réng kh¸c nhau. Sau ®©y lµ h×nh ¶nh mét sè S7 - 200 víi c¸c CPU t−¬ng øng: 2.1a 2.1b2.2. nghiªn cøu PhÇn mÒm Simatic S7 – 2002.2.1. Vßng quÐt PLC thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh theo mét chu tr×nh lÆp mçi vßng lÆp lµ mét vßngquÐt (scan cycle). Mçi vßng quÐt ®−îc b¾t ®Çu b»ng giai ®o¹n ®äc d÷ liÖu tõ c¸ccæng vµo vïng bé ®Õm ¶o, tiÕp ®Õn lµ giai ®o¹n thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh sau ®ã lµKhoa c¬ ®iÖn - 29 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  31. 31. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46giai ®o¹n truyÒn th«ng néi bé vµ kiÓm tra lçi, kÕt thóc vßng quÐt lµ giai ®o¹nchuyÓn néi dung cña bé ®Öm ¶o tíi c¸c cæng.trong tõng vßng quÐt ch−¬ng tr×nh®−îc thùc hiÖn b»ng lÖnh ®Çu tiªn vµ lÖnh kÕt thóc t¹i lÖnh kÕt thóc (MEND). Thêi gian quÐt phô thuéc ®é dµi cña ch−¬ng tr×nh, kh«ng ph¶i vßng quÐt nµothêi gian quÐt còng b»ng nhau mµ nã phô thuéc c¸c lÖnh tho¶ m·n trong ch−¬ngtr×nh. Trong thêi gian thùc hiÖn vßng quÐt nÕu cã tÝn hiÖu b¸o ng¾t ch−¬ng tr×nh sÏdõng l¹i ®Ó thùc hiÖn xö lý ng¾t, tÝn hiÖu b¸o ng¾t cã thÓ thùc hiÖn ë bÊt kú giai®o¹n nµo T¹i thêi ®iÓm thùc hiÖn lÖnh vµo/ra. Th«ng th−êng c¸c lÖnh kh«ng lµm viÖctrùc tiÕp víi cæng vµo ra mµ chØ th«ng qua c¸c bé ®Öm ¶o cña cæng trong vïng nhítham sè. ViÖc truyÒn th«ng gi÷a bé ®Öm ¶o víi ngo¹i vi trong giai ®o¹n ®Çu vµ cuèido CPU ®¶m ®−¬ng. 4. TruyÒn d÷ liÖu 1. NhËp d÷ liÖu tõ bé ®Öm ¶o ra tõ ngo¹i vi vµo ngo¹i vi bé ®Öm ¶o 3. TruyÒn th«ng 2. Thùc hiÖn vµ tù kiÓm tra lçi ch−¬ng tr×nh H×nh 2.2: Vßng quÐt2.2.2. Ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh S7-200 lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh. Th«ng qua S7-200 mµ ng−êi sö dông th«ng tin®−îc víi bé diÒu khiÓn PLC bªn ngoµi. S7-200 biÓu diÔn mét m¹ch logic cøngb»ng mét d·y c¸c lÖnh lËp tr×nh. - C¸ch lËp tr×nh cho S7 -200 nãi riªng vµ cho bé PLC cña siemen nãi chungdùa trªn hai ph−¬ng ph¸p c¬ b¶n . - Ph−¬ng ph¸p h×nh thang: (lader logic viÕt t¾t lµ LAD) ®©y lµ ph−¬ng ph¸p®å ho¹ thÝch hîp ®èi víi nh÷ng ng−êi quen thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn logic, nh÷ngKhoa c¬ ®iÖn - 30 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  32. 32. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46kü s− ngµnh ®iÖn. - Ph−¬ng ph¸p liÖt kª: STL(Statement list) ®©y lµ d¹ng ng«n ng÷ lËp tr×nhth«ng th−êng cña m¸y tÝnh. Bao gåm c¸c c©u lÖnh ®−îc ghÐp l¹i theo mét thuËtto¸n nhÊt ®Þnh ®Ó t¹o mét ch−¬ng tr×nh. Ph−¬ng ph¸p nµy phï hîp víi c¸c kü s− lËptr×nh. Mét ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt theo ph−¬ng ph¸p LAD cã thÓ ®−îc chuyÓn sangd¹ng STL tuy nhiªn kh«ng ph¶i ch−¬ng tr×nh nµo viÕt theo d¹ng STL còng cã thÓ®−îc chuyÓn sang d¹ng LAD. Trong qu¸ tr×nh lËp tr×nh ®iÒu khiÓn chóng t«i viÕt theo ph−¬ng ph¸p LADdo vËy khi chuyÓn sang STL th× bé lÖnh cña STL cã chøc n¨ng t−¬ng øng nh− c¸ctiÕp ®iÓm, c¸c cuén d©y vµ c¸c hép d©y dïng trong LAD. §Ó lµm quen vµ hiÓu biÕt c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n trong LAD vµ STL ta cÇnn¾m v÷ng c¸c ®Þnh nghÜa c¬ b¶n sau. - §Þnh nghÜa vÒ LAD: LAD lµ mét ng«n ng÷ lËp tr×nh b»ng ®å ho¹. Nh÷ngthµnh phÇn dïng trong LAD t−¬ng øng víi c¸c thµnh phÇn cña b¶ng ®iÒu khiÓnb»ng r¬le. Trong ch−¬ng tr×nh LAD c¸c phÇn tö c¬ b¶n dïng ®Ó biÓu diÔn lÖnhlogic sau. +TiÕp ®iÓm: lµ biÓu t−îng (symbol) m« t¶ c¸c tiÕp ®iÓm cña r¬le. C¸c tiÕp®iÓm ®ã cã thÓ lµ th−êng më hoÆc th−êng ®ãng. +Cuén d©y (Coil): Lµ biÓu t−îng m« t¶ r¬le ®−îc m¾c theo chiÒu dßng ®iÖncung cÊp cho r¬le. +Hép(Box): Lµ biÓu t−îng m« t¶ c¸c hµm kh¸c nhau nã lµm viÖc khi cãdßng ®iÖn ch¹y ®Õn hép. Nh÷ng d¹ng hµm th−êng biÓu diÔn b»ng hép lµ c¸c béthêi gian (Timer), bé ®Õm (Counter) vµ c¸c hµm to¸n häc.Cuén d©y vµ c¸c hép ph¶im¾c theo ®óng chiÒu dßng ®iÖn. ChiÒu dßng ®iÖn trong m¹ng LAD ®i tõ ®−êng nguån bªn tr¸i sang ®−êngnguån bªn ph¶i. §−êng nguån bªn tr¸i lµ d©y nãng ®−êng nguån bªn ph¶i lµ d©ytrung hoµ hay lµ ®−êng trë vÒ cña nguån cung cÊp (Khi sö dông ch−¬ng tr×nh tiÖnKhoa c¬ ®iÖn - 31 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  33. 33. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46dïng Step 7 Micro / Dos hoÆc Step 7 Micro / Win th× ®−êng nguån bªn ph¶i kh«ng®−îc thùc hiÖn ). Dßng ®iÖn ch¹y tõ tr¸i qua c¸c tiÕp ®iÓm ®ãng ®Õn c¸c cuén d©yhoÆc c¸c hép trë vÒ nguån bªn ph¶i. - §Þnh nghÜa vÒ STL: Ph−¬ng h¸p liÖt kª lÖnh lµ ph−¬ng ph¸p thÓ hiÖnch−¬ng tr×nh d−íi d¹ng tËp hîp c¸c c©u lÖnh. Mçi c©u lÖnh trong ch−¬ng tr×nh kÓc¶ c¸c lÖnh h×nh thøc biÓu diÔn mét chøc n¨ng cña PLC . §Ó t¹o ra ch−¬ng tr×nh STL, ng−êi lËp tr×nh cÇn ph¶i hiÓu râ ph−¬ng thøc södông 9 bit ng¨n xÕp logic cña S7-200. Ng¨n xÕp logic lµ mét khèi gåm 9 bit chånglªn nhau. TÊt c¶ c¸c thuËt to¸n liªn quan ®Õn ng¨n xÕp ®Òu lµm viÖc víi bit ®Çu tiªnhoÆc víi bit ®Çu vµ bit thø hai cña ng¨n xÕp. Gi¸ trÞ logic míi ®Òu cã thÓ ®−îc göi (hoÆc ®−îc nèi thªm) vµo ng¨n xÕp. Khi phèi hîp hai bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp, th×ng¨n xÕp sÏ ®−îc kÐo lªn mét bit. Ng¨n xÕp vµ tõng bit cña ng¨n xÕp ®−îc biÓudiÔn nh− sau: S0 Stack 0 - bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp (bit trªn cïng) S1 Stack 1- bit thø hai cña ng¨n xÕp S2 Stack 2- bit thø ba cña ng¨n xÕp S3 Stack 3- bit thø t− cña ng¨n xÕp S4 Stack 4- bit thø n¨m cña ng¨n xÕp S5 Stack 5- bit thø s¸u cña ng¨n xÕp S6 Stack 6- bit thø b¶y cña ng¨n xÕp S7 Stack 7- bit thø t¸m cña ng¨n xÕp S8 Stack 8- bit thø chÝn cña ng¨n xÕp2.2.3. Có ph¸p lÖnh S7-200 Trong S7-200 cã mét khèi l−îng lÖnh t−¬ng ®èi lín chóng ®−îc chia lµm banhãm chÝnh. - Nhãm c¸c lÖnh mµ khi thùc hiÖn th× lµm viÖc ®éc lËp kh«ng phô thuéc vµogi¸ trÞ logic cña ng¨n xÕp.Khoa c¬ ®iÖn - 32 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  34. 34. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 - Nhãm c¸c lÖnh chØ thùc hiÖn ®−îc khi bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp cã gi¸ trÞb»ng 1. - Nhãm c¸c nh·n lÖnh ®¸nh dÊu vÞ trÝ trong tËp lÖnh. Do c¸c lÖnh trong S7 – 200 lµ rÊt lín nªn chóng t«i chØ ®−a ra mét sè lÖnhcÇn thiÕt cho qu¸ tr×nh lËp tr×nh.2.2.3.1. LÖnh vµo/ra - Load (LD): LÖnh LD n¹p gi¸ trÞ logic cña mét tiÕp ®iÓm vµo trong bit ®Çutiªn cña ng¨n xÕp, c¸c gi¸ trÞ logic cò cßn l¹i trong ng¨n xÕp bÞ ®Èy lïi xuèng métbÝt. - Load Not (LDN): Lµ lÖnh n¹p gi¸ trÞ logic nghÞch ®¶o cña mét tiÕp ®iÓmvµo trong bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp, c¸c gi¸ trÞ cò cßn l¹i trong ng¨n xÕp bÞ ®Èy lïixuèng mét bit . Khi biÓu diÔn LAD c¸c lÖnh ®−îc thÓ hiÖn nh− sau: - TiÕp ®iÓm th−êng më sÏ ®−îc ®ãng nÕu n=1. - TiÕp ®iÓm th−êng ®ãng sÏ më nÕu n=1. - TiÕp ®iÓm th−êng më sÏ ®ãng tøc thêi khi n=1. - TiÕp ®iÓm th−êng ®ãng sÏ më tøc thêi khi n=1. C¸c lÖnh ®−îc biÓu diÔn trong STL nh− sau: - LD n lÖnh n¹p gi¸ trÞ logic cña ®iÓm n vµo bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. - LDN n lÖnh n¹p gi¸ logic nghÞch ®¶o cña ®iÓm n vµo bit ®Çu tiªn trongng¨n xÕp. - LDI n lÖnh n¹p tøc thêi gi¸ trÞ logic cña ®iÓm n vµo bit ®Çu tiªn trong ng¨nxÕp. - LDNI n lÖnh n¹p gi¸ trÞ nghÞch ®¶o cña ®iÓm n vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨nxÕp. Trong ®ã n lµ to¸n h¹ng . §èi víi c¸c lÖnh th−êng më, th−êng ®ãng, LD, LDN th× n lµ to¸n h¹ng ®Çuvµo, ®Çu ra, bé nhí, bé ®Õm, bé thêi gian vµ miÒn .Khoa c¬ ®iÖn - 33 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  35. 35. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 §èi víi c¸c lÖnh th−êng më ®ãng tøc thêi , th−êng ®ãng më tøc thêi, LDI,DNI th× n lµ to¸n h¹ng ®Çu vµo.2.2.3.2. C¸c lÖnh ghi xo¸ gi¸ trÞ cho tiÕp ®iÓm - SET (S): lÖnh dïng ®Ó ®ãng c¸c ®iÓm gi¸n ®o¹n ®· ®−îc thiÕt kÕ. - RESET (R): LÖnh dïng ®Ó ng¾t c¸c ®iÓm gi¸n ®o¹n ®· ®−îc thiÕt kÕ. Trong LAD, logic ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn ®ãng hoÆc ng¾t c¸c cuén d©y ®Çu ra.Khi dßng ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c cuén d©y th× c¸c cuén d©y ®ãng hoÆc më c¸c tiÕp®iÓm (hoÆc mét d·y c¸c tiÕp ®iÓm).Trong STL, lÖnh truyÒn tr¹ng th¸i bit ®Çu cña ng¨n xÕp c¸c ®iÓm thiÕt kÕ. NÕu bitnµy cã gi¸ trÞ b»ng 1, c¸c lÖnh S vµ R sÏ ®ãng ng¾t tiÕp ®iÓm hoÆc mét d·y c¸c tiÕp®iÓm (giíi h¹n tõ 1 ®Õn 255). Néi dung cña ng¨n xÕp kh«ng bÞ thay ®æi bëi c¸clÖnh nµy.2.2.3.3. C¸c lÖnh logic ®¹i sè Boolean Lµ c¸c lÖnh mµ khi thùc hiÖn th× lµm viÖc ®éc lËp kh«ng phô thuéc gi¸ trÞlogic cña ng¨n xÕp. C¸c lÖnh tiÕp ®iÓm cña ®¹i sè Boolean cho phÐp t¹o lËp ®−îcc¸c m¹ch logic (kh«ng cã nhí ). Khi thùc hiÖn c¸c lÖnh tiÕp ®iÓm ®¹i sè Booleantrong LAD th× c¸c lÖnh nµy ®−îc biÓu diÔn th«ng qua cÊu tróc m¹ch , m¾c nèi tiÕphay song song c¸c tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng vµ c¸c tiÕp ®iÓm th−êng më. Cßn trongSTL c¸c tiÕp ®iÓm ®−îc thay b»ng c¸c lÖnh A ( And ) vµ O ( Or ) cho c¸c hµm hëhoÆc c¸c lÖnh AN (And not), ON (Or not) cho c¸c hµm kÝn. Gi¸ trÞ cña ng¨n xÕpthay ®æi phô thuéc vµo tõng lÖnh . Ngoµi nh÷ng lÖnh lµm viÖc trùc tiÕp víi tiÕp ®iÓm, S7-200 cßn cã 5 lÖnh ®ÆcbiÖt biÓu diÔn c¸c phÐp tÝnh cña ®¹i sè Boolean cho c¸c bit trong ng¨n xÕp, ®−îcgäi lµ c¸c lÖnh Stack logic. §ã lµ c¸c lÖnh ALD (And load), OLD (Or load), LPS(Logic push), LRD (Logic read) vµ LPP (Logic pop). LÖnh Stack logic ®−îc dïng®Ó tæ hîp, sao chôp hoÆc xo¸ c¸c mÖnh ®Ò logic. LAD kh«ng cã bé ®Õm dµnh cholÖnh Stack logic. STL sö dông c¸c lÖnh Stack logic ®Ó thùc hiÖn ph−¬ng tr×nh tængthÓ cã nhiÒu biÓu thøc con.Khoa c¬ ®iÖn - 34 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  36. 36. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 B¶ng lÖnh logic ®¹i sè boolean LÖnh Chøc n¨ng To¸n h¹ng O n LÖnh thùc hiÖn to¸n tö ^ (A) vµ V (O) gi÷a gi¸ n: trÞ logic cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bÝt ®Çu tiªn I,Q,M,SM, A n trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®−îc ghi vµo bÝt ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. T,C,V AN n LÖnh thùc hiÖn to¸n tö ^ (A) vµ V (O) gi÷a gi¸ trÞ logic nghÞch ®¶o cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bÝt ON n ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®−îc ghi l¹i vµo bit ®Çu cña ng¨n xÕp. AI n LÖnh thùc hiÖn tøc thêi to¸n tö ^ (A) vµ V (O) n: I gi÷a gi¸ trÞ logic cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bit (bit) OI n ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®−îc ghi l¹i vµo bit ®Çu cña ng¨n xÕp. ANI n LÖnh thùc hiÖn to¸n tö ^ (A) vµ V(O) gi÷a gi¸ trÞ N: I lo gic nghÞch ®¶o cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bÝt (bit) ONI n ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®−îc ghi lai vµo bÝt ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. B¶ng 2.1: B¶ng lÖnh logic ®¹i sè boolean C¸c lÖnh Stack logic nh− c¸c lÖnh: - LÖnh ALD ( And Load): LÖnh tæ hîp gi¸ trÞ cña bit ®Çu tiªn vµ bit thø haicña ng¨n xÕp b»ng phÐp tÝnh logic A. KÕt qu¶ ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn trong ng¨nxÕp gi¸ trÞ cßn l¹i cña ng¨n xÕp ®−îc kÐo lªn mét bit. VÝ dô: S¬ ®å h×nh thang LiÖt kª lÖnh LD I 1.0 I1.0 I1.1 Q1.1 LD I 1.1 O I 1.2 ADL I1.2 = Q 1.1Khoa c¬ ®iÖn - 35 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  37. 37. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 - LÖnh OLD ( Or Load): LÖnh tæ hîp gi¸ trÞ cña bit ®Çu tiªn vµ bit thø haitrong ng¨n xÕp b»ng phÐp tÝnh logic O. KÕt qu¶ ®−îc ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn trongng¨n xÕp, gi¸ trÞ cßn l¹i cña ng¨n xÕp ®−îc kÐo lªn mét bit. VÝ dô: S¬ ®å h×nh thang LiÖt kª lÖnh LD I0.1 I0.1 I0.2 Q0.1 LD I0.2 LD I0.3 A I0.4 I0.3 I0.4 OLD AND = Q0.1 Tuy nhiªn trong nhiÒu tr−êng hîp ta cã thÓ dùa vµo tÝnh giao ho¸n cña c¸cphÐp tÝnh A vµ O trong ®¹i sè Boolean cã thÓ biÕn ®æi m¹ch logic phøc t¹p thµnhm¹ch logic ®¬n gi¶n sao cho khi lËp tr×nh Simatic S7-200 chóng ta kh«ng cÇn dïngc¸c lÖnh Stack logic n÷a.2.2.3.4. C¸c lÖnh so s¸nh. Khi lËp tr×nh, nÕu c¸c quyÕt ®Þnh vÒ ®iÒu khiÓn ®−îc thùc hiÖn dùa trªn kÕtqu¶ cña viÖc so s¸nh th× cã thÓ sö dông lÖnh so s¸nh theo byte, tõ hay tõ kÐp cña S7- 200. LAD sö dông lÖnh so s¸nh ®Ó so s¸nh c¸c gi¸ trÞ cña byte, tõ vµ tõ kÐp ( gi¸trÞ thùc hoÆc nguyªn). Nh÷ng lÖnh so s¸nh th−êng lµ: so s¸nh b»ng (=), lín h¬nhoÆc b»ng (>=), nhá h¬n hoÆc b»ng (<=). KÕt qu¶ cña phÐp so s¸nh cã gi¸ trÞ b»ng0 (nÕu ®óng) vµ b»ng 1 (nÕu sai) do ®ã chóng ®−îc kÕt hîp víi c¸c lÖnh logic LD,A, O ®Ó t¹o ra ®−îc c¸c phÐp so s¸nh nh−: kh¸c (<>), lín h¬n (>), nhá h¬n (<). BiÓu diÔn c¸c lÖnh so s¸nh trong LAD nh− sau: - LÖnh so s¸nh b»ng. n1 n2Khoa c¬ ®iÖn - 36 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  38. 38. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 ==x TiÕp ®iÓm ®ãng khi n1 = n2. Trong ®ã: x lµ B (byte); I (Integer); D (double Integer); R (Real). N to¸n h¹ng theo byte: VB, IB, QB, MB, SMB. - LÖnh so s¸nh > = n1 n2 >=x TiÕp ®iÓm ®ãng khi n1>=n2. Trong ®ã n lµ to¸n h¹ng: VW, QW, IW, MW, SMW - LÖnh so s¸nh < = n1 n2 <=x TiÕp ®iÓm ®ãng khi n1<=n2. Trong ®ã to¸n h¹ng n: VD, ID, QD, SMD, MD, h»ng sè.2.2.3.5. LÖnh ®iÒu khiÓn Timer Timer lµ t¹o thêi gian trÔ gi÷a tÝn hiÖu vµo vµ tÝn hiÖu ra nªn trong ®iÒu khiÓnvÉn th−êng ®−îc gäi lµ kh©u trÔ. Lµ nhãm lÖnh chØ thùc hiÖn ®−îc khi bit ®Çu tiªncña ng¨n xÕp cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. S7-200 cã 64 Timer (víi CPU 212), 128 Timer (víi CPU 214) ®−îc chia lµmhai lo¹i kh¸c nhau hoÆc 256 Timer (víi CPU224) ®ã lµ: Timer t¹o thêi gian trÔ kh«ng cã nhí (On –Delay Timer) ký hiÖu lµ TON. - Timer t¹o thêi gian trÔ cã nhí (Retentive On Delay Timer) ký hiÖu lµ TONR. Hai lo¹i TON vµ TONR sÏ lµm viÖc ®Ó t¹o thêi gian trÔ mong muèn khi tÝnhiÖu t¹i thêi ®iÓm cã s−ên lªn ë tÝn hiÖu ®Çu vµo, tøc lµ khi tÝn hiÖu ®Çu vµo chuyÓntr¹ng th¸i logic tõ 0 lªn 1 ®−îc gäi lµ thêi ®iÓm Timer ®−îc kÝch. §èi víi bé timerkiÓu TON nã sÏ tù ®éng reset khi ®Çu vµo cã gi¸ trÞ logic b»ng 0, cßn ®èi víi bétimer kiÓu TONR th× nã kh«ng tù ®éng reset mµ viÖc reset l¹i chØ ®−îc thùc hiÖnb»ng lÖnh R. Timer TON ®−îc dïng ®Ó t¹o thêi gian trÔ trong mét kho¶ng thêi gianKhoa c¬ ®iÖn - 37 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  39. 39. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46( miÒn liªn th«ng), cßn ®èi víi Timer TONR thêi gian trÔ sÏ ®−îc t¹o ra trongnhiÒu kho¶ng thêi gian kh¸c nhau. Khi sö dông Timer TON hoÆc Timer TONR chóng ta ph¶i chó ý ®Õn ®é ph©ngi¶i cña chóng ®Ó ®Æt thêi gian sao cho phï hîp. Timer TON vµ Timer TONR baogåm ba lo¹i víi ba ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau: ®é ph©n gi¶i 1ms, 10ms vµ 100ms. Thêigian trÔ ®−îc t¹o ra chÝnh lµ tÝch cña ®é ph©n gi¶i cña bé Timer ®−îc chän vµ gi¸trÞ ®Æt tr−íc cho Timer. VÝ dô: Khi ta cho bé timer cã ®é ph©n gi¶i 10ms vµ gi¸ trÞ ®Æt tr−íc lµ60 th× thêi gian trÔ lµ: =60*10ms =600ms. Timer cña S7-200 cã nh÷ng tÝnh chÊt c¬ b¶n sau: - C¸c bé Timer ®−îc ®iÒu khiÓn bëi mét cæng vµo vµ gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi. Gi¸trÞ ®Õm tøc thêi cña Timer ®−îc nhËp trong thanh ghi 2 Byte (gäi lµ T-Word) cñaTimer, x¸c ®Þnh kho¶ng thêi gian trÔ kÓ tõ khi Timer ®−îc kÝch. Gi¸ trÞ ®Æt tr−íccña c¸c bé Timer ®−îc ký hiÖu trong LAD vµ STL lµ PT. Gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi cñathanh ghiT- Word th−êng xuyªn ®−îc so s¸nh víi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc cña Timer. - Mçi bé Timer ngoµi thanh ghi 2 byte T-Word l−u gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi cßncã mét bit, ký hiÖu lµ T- bit, chØ tr¹ng th¸i logic ®Çu ra. Gi¸ trÞ logic cña bit nµy phôthuéc vµo kÕt qu¶ so s¸nh gi÷a gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi víi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc. - Trong kho¶ng thêi gian tÝn hiÖu x(t) cã gi¸ trÞ logic 1, gi¸ trÞ ®Õm tøc thêiT-Word lu«n ®−îc cËp nhËt vµ thay ®æi t¨ng dÇn cho ®Õn khi nã ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i.Khi gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi lín h¬n hay b»ng gi¸ trÞ ®Æt tr−íc th× T- bit cã gi¸ trÞlogic 1. øng víi mçi lo¹i CPU vµ ®é ph©n gi¶i chóng ta cã gi¸ trÞ giíi h¹n cña béTimer vµ ®−îc ký hiÖu riªng, tuú theo ta sö dông lÖnh ton hay TONR. B¶ng 2.2: Gi¸ trÞ giíi h¹n cña bé timer nh− sau: §é Gi¸ trÞ LÖnh ph©n CPU212 CPU214 CPU224 cùc ®¹i gi¶i 1ms 32,767s T32 T32, T96 T32, T96 T33÷T36, T33÷T36, 10ms 327,67s T33 ÷T36 TON T97 ÷T100 T97 ÷T100 T37÷T63, T37÷T63, 100ms 3276,7s T37÷T63 T101÷T127 T101÷T255 TONR 1ms 32,767s T0 T0, T64 T0, T64Khoa c¬ ®iÖn - 38 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  40. 40. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46 T1 ÷ T4, T1÷T4, 10ms 327,67s T1÷T4 T65 ÷T68 T65 ÷T68 T5 ÷T31, T5÷T31, 100ms 3276,7s T5÷T31 T69 ÷T95 T69÷T952.2.3.6. LÖnh ®iÒu khiÓn bé ®Õm Counter Counter lµ bé ®Õm thÓ hiÖn chøc n¨ng ®Õm theo s−ên xung trong S7 – 200. Bé ®Õm Counter ®−îc chia lµm hai lo¹i: bé ®Õm tiÕn, ký hiÖu (CTU) vµ bé®Õm tiÕn lïi, ký hiÖu (CTUD). Bé ®Õm tiÕn CTU ®Õm sè s−ên lªn cña tÝn hiÖu logic ®Çu vµo tøc lµ ®Õm sèlÇn thay ®æi tr¹ng th¸i logic 0 lªn 1 cña tÝn hiÖu. Sè s−ên xung ®Õm d−îc ghi vµothanh ghi 2 byte cña bé ®Õm giä lµ C_Word. C_Word ®−îc gäi lµ gi¸ trÞ ®Õm tø thêi cña bé ®Õm vµ nã lu«n ®−îc so s¸nhvíi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc cña bé ®Õm d−îc ký hiÖu lµ PV. Khi gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi b»nghoÆc lín h¬n gi¸ trÞ ®Æt tr−íc th× bé ®Õm b¸o ra ngoµi b»ng c¸ch ®Æt gi¸ trÞ logic 1vµo bit ®Æc biÖt C_bit. Bé ®Õm tiÕn còng nh− bé ®Õm tiÕn lïi ®Òu cã ph©n lèi víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓnxo¸ ®Ó thùc hiÖn viÖc ®Æt l¹i chÕ ®ä khëi ph¸t ban ®Çu (Reset) cho bé ®Õm ®−îc kýhiÖu b»ng ch÷ c¸i ®Çu R trong LAD hoÆc qui ®Þnh lµ tr¹ng th¸i logic bit ®Çu tiªncña ng¨n xÕp trong STL.Bé ®Õm ®−îc Reset khi tÝn hiÖu xo¸ cã tÝn hiÖu logic lµ 1 hoÆc khi lÖnh R ®−îcthùc hiÖn víi C_bit. Víi tÝnh n¨ng ®a d¹ng, linh ho¹t vµ dÔ sö dông cña Simatic S7 – 200 chóngt«i øng dông nã ®Ó thµnh lËp ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.2.2.4. So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh lËp tr×nh trªn phÇn mÒm S7 – 200 PhÇn mÒm Step 7 - Micro/Win 32, ng−êi dïng t¹o ra c¸c ch−¬ng tr×nh vµ cÊuh×nh d−íi d¹ng mµ hä thÝch: biÓu ®å thang LAD (Ladder diagram), danh s¸ch lÖnhSTL (Statement list), biÓu ®å c¸c khèi chøc n¨ng (Function block diagram). MéthoÆc hai dù ¸n cã thÓ so¹n th¶o song song cïng mét lóc. ViÖc lËp tr×nh ®−îc ®¬ngi¶n ho¸ mét c¸ch ®¸ng kÓ nhê chøc n¨ng “kÐo vµ th¶” (drag and drop), c¾t, d¸nKhoa c¬ ®iÖn - 39 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  41. 41. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46nhê sö dông bµn phÝm hoÆc con chuét. Mét sè chøc n¨ng míi cho phÐp viÖc t×m vµthay thÕ tù ®éng, xem tr−íc b¶n in (print preview), b¶ng th«ng tin vÒ c¸c biÓut−îng cã c¸c ®Þa chØ, biÓu t−îng còng nh− c¸c ®Þa chØ ®−îc hiÓn thÞ cho mçi phÇn tötrong qu¸ tr×nh lµm viÖc vµ gi¸m s¸t t×nh tr¹ng lµm viÖc.2.2.4.1. §Þnh cÊu h×nh lËp tr×nh §©y lµ b−íc quan träng ®Çu tiªn cÇn thùc hiÖn gåm cã c¸c b−íc sau: - Lùa chän trªn thanh thùc ®¬n Tools Options nh− trªn h×nh ? - Hép tho¹i Options xuÊt hiÖn cho phÐp ta lùa chän ph−¬ng thøc lËp tr×nh thÝchhîp nh−: Lùa chän cöa sæ so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh, ng«n ng÷ viÕt ch−¬ng tr×nh….. - §Ó kÕt thóc ta nhÊn nót ENTER hoÆc kÝch vµo nót “OK” ®Ó x¸c nhËnnh÷ng sù lùa chän ®ã. H×nh 2.3: Lùa chän cÊu h×nh lËp tr×nh2.2.4.2. T¹o vµ l−u tr÷ mét Project • C¸c thµnh phÇn cña mét Project Mét Project bao gåm nh÷ng thµnh phÇn sau: + Progam Block : Bao gåm c¸c m· hãa cã thÓ thùc hiÖn ®−îc vµ c¸c lêi chóthÝch. M· hãa cã thÓ thùc hiÖn ®−îc bao gåm ch−¬ng tr×nh chÝnh hay c¸c ng¾t vµKhoa c¬ ®iÖn - 40 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
  42. 42. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ LípT§H46ch−¬ng tr×nh con. M· hãa ®−îc t¶i ®Õn PLC cßn c¸c chó thÝch ch−¬ng tr×nh th×kh«ng. + Data Block: Khèi d÷ liÖu bao gåm c¸c d÷ liÖu ( nh÷ng gi¸ trÞ bé nhí ban®Çu, nh÷ng h»ng sè ) vµ c¸c lêi chó thÝch. D÷ liÖu ®−îc t¶i ®Õn PLC , c¸c lêi chóthÝch th× kh«ng. + Symtem Block: Symtem Block chøa c¸c th«ng tin vÒ cÊu h×nh nh− lµ c¸cth«ng sè truyÒn th«ng, c¸c d¶i d÷ liÖu l−u gi÷, c¸c bé läc ®Çu vµo sè vµ t−¬ng tù vµth«ng tin mËt khÈu. C¸c th«ng tin nµy ®−îc t¶i ®Õn PLC. + Symbol Table: Symbol Table cho phÐp ch−¬ng tr×nh sö dông nh÷ng ®Þa chØt−îng tr−ng. Nh÷ng ®Þa chØ nµy ®«i khi tiÖn Ých h¬n cho ng−êi lËp tr×nh vµ lµm choch−¬ng tr×nh dÔ theo dâi h¬n . Ch−¬ng tr×nh biªn dÞch t¶i tíi PLC sÏ chuyÓn c¸c ®ÞachØ t−îng tr−ng thµnh ®Þa chØ thùc. Th«ng tin trong Symbol Table sÏ kh«ng ®−îc t¶itíi PLC. + Status Chart : Status Chart cho phÐp theo dâi c¸ch thøc xö lý d÷ liÖu ¶nhh−ëng tíi viÖc thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh . Status Chart kh«ng ®−îc t¶i ®Õn PLC ,chóng®¬n gi¶n lµ c¸ch thøc qu¶n lý ho¹t ®éng cña PLC. + Cross Reference: Cöa sæ Cross Reference cho phÐp kiÓm tra nh÷ng b¶ngchøa x¸c to¸n h¹ng sö dông trong ch−¬ng tr×nh vµ còng lµ vïng nhí ®· ®−îc g¸n (BitUsage vµ Bye Usage) . Trong khi ch−¬ng tr×nh so¹n th¶o ë chÕ ®é RUN, ta cã thÓkiÓm tra nh÷ng sè (EU, ED) ®ang ®−îc sö dông trong ch−¬ng tr×nh. Th«ng tin trongCross Reference vµ Usage kh«ng ®−îc t¶i ®Õn PLC. • C¸ch t¹o ra mét Project §Ó t¹o mét Project míi ta chØ cÇn kÝch ho¹t vµo biÓu t−îng Step7 - Micro/Win32 th× mét Project míi sÏ ®−îc t¹o ra. Ta cã thÓ t¹o mét Project míi sö dông thanh thùc ®¬n b»ng c¸ch lùa chänFile New hoÆc Ên tæ hîp phÝm Ctr+N. §Ó më mét Project cã s½n b»ng c¸ch lùa chän File Open hoÆc Ên tæ hîpphÝm Ctr+O vµ lùa chän tªn Project muèn më.Khoa c¬ ®iÖn - 41 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi

×