LỜI MỞ ĐẦU

Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây nghề trồng hoa lan đã có những bước phát triển

đáng kể, và thâm nhập vào ngành nông nghiệp một cách mạnh mẽ, hoa lan đã

trở thành một mặt hàng có giá trị trong kinh doanh, xuất khẩu trên thế giới.

Hiện nay, nghề trồng hoa lan khá phát triển ở khắp cả nước, không ít nông

dân đã khấm khá nhờ trồng lan. Thuận lợi của trồng lan là không cần diện tích

đất lớn, nếu chăm sóc tốt thu nhập mang lại khá cao. Tuy nhiên, lan là loại

cây trồng đòi hỏi cao về kỹ thuật, vì vậy người trồng phải tuân thủ kỹ các biện

pháp trồng và chăm sóc.

Trước sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, kéo theo sự phát

triển của tất cả các ngành, nghề và đòi hỏi tất cả các ngành các lĩnh vực phải

hỗ trợ lẫn nhau cùng phát triển. Các ngành tự động hóa, kỹ thuật điện tử,

công nghệ thông tin cũng có những bước phát triển nhảy vọt theo, các ứng

dụng của các ngành này vào các ngành khác ngày càng nhiều và việc ứng

dụng vào nuôi trồng hoa cũng không còn xa lạ. Nó đã góp phần tích cực vào

nâng cao năng suất lao động cho con người, đặt biệt là trong lĩnh vực xuất

khẩu, nó giúp đáp ứng được các tiêu chuẩn về chất lượng của quốc tế.

Trong các hệ thống sản xuất, hệ thống điều khiển đóng vai trò điều phối

toàn bộ các hoạt động của máy móc thiết bị. Các hệ thống máy móc và thiết bị

sản xuất thường rất phức tạp, có rất nhiều đại lượng vật lý phải điều khiển để

có thể hoạt động đồng bộ hoặc theo một trình tự công nghệ nhất định nhằm

tạo ra một sản phẩm mong muốn. Từng đại lượng vật lý đơn lẻ có thể được

điều khiển bằng một mạch điều khiển cơ sở dạng tương tự hay gián đoạn.

Điều khiển nhiều đại lượng vật lý đồng thời chúng ta không thể dùng các

mạch điều khiển tương tự mà phải sử dụng hệ thống điều khiển lô gíc. Trước

đây các hệ thống điều khiển lô gíc được sự dụng là hệ thống lô gíc rơ le. Nhờ

sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử, các thiết bị điều khiển lô gíc

khả lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đã xuất hiện vào năm

1969 đã dần thay thế các hệ thống điều khiển rơ le.

Đồng thời, với sự phát triển chưa từng thấy của công nghệ tin học, đã cho

ra đời các phần mền kết hợp với các phần cứ vật lý như PLC tạo ra các hệ

thống hoàn hảo cho sinh hoạt cũng như trong sản xuất. Phần mền WinCC là

một ứng dụng cụ thế.

Chính vì thế mà hiện nay sự kết hợp giữa PLC và WinCC được nhiều

chuyên gia, kỹ sư thiết kế, kỹ thuật viên,chuyên viên, công nhân bậc cao

tham gia nghiên cứu để ứng dụng vào thực tế.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế cũng như muốn làm quen với việc điều khiển

hệ thống nuôi trồng hoa lan bằng PLC kết hợp với tạo giao diện giao tiếp

dùng WinCC, em thực hiện đề tài Thiết Kế Hệ Thống Giám Sát Nuôi Trồng

Hoa Lan dùng PLC và phần mền WinCC để nghiên cứu cho đề tài tốt nghiệp,

nhằm lĩnh hội những tri thức cần thiết và cơ bản về PLC và thiết kế giao tiếp

tren máy tính trong việc tự động hoá hệ thống nuôi trồng hoa lan.

Nhiệm vụ đề tài

 Nghiên cứu các ứng dụng của PLC Siemens vào điều khiển chu trình

chăm sóc nuôi trồng hoa lan

 Thiết kế giao diện người dùng trên WInCC cho hệ thống giám sát nuôi

trồng chăm sóc hoa lan đồng thời tìm hiểu giao thức kết nối giữa WinCC

và PLC

 Xây dựng mô hình thực tế dùng PLC Siemens điều khiển hệ thống và

WinCC làm giao diện giao tiếp

Đặc điểm, yêu cầu điều khiển hệ thống nuôi trồng chăm sóc hoa

lan

Hệ thống gồm có 4 máy bơm ,1 hệ thống đèn sưởi ấm, 1 hệ thống quạt

làm mát, làm khô không khí, 2 điện trở mô phỏng nhiệt độ và độ ẩm. Ngoài ra

hệ trống còn có ống dẫn, van, mô hình nhà kính.

Hệ thống sẽ điều khiển 4 role cho 4 máy bơm và 2 hệ thống đèn sưởi ấm

và quạt làm mát, làm khô. Đồng thời nhận tín hiệu từ 2 điện trở nhằm tính xử

lý tưới nước, sưởi ấm hay làm mát, làm khô.

Hệ thống sẽ hoạt động theo hai chế độ: thời gian thực [ tự dộng ] hoặc chế

độ điều khiển riêng biệt.

Mục tiêu nghiên cứu

Điều khiển lập trình PLC và thiết kế giao diện trên WinCC mang tính

mềm dẻo và linh hoạt, điều khiển dựa vào chương trình và thực hiện lệnh

logic. Em hy vọng sau khi nghiên cứu đề tài này sẽ lĩnh hội nhiều hơn về các

vấn đề liên quan đến PLC và phần mền WinCC như: cấu hình phần cứng, tập

lệnh của PLC, WinCC, xây dựng lưu đồ và viết chương trình điều khiển hệ

thống cũng như các giao thức kết nối giữa chúng.

Để đảm bảo cho chương trình viết ra có khả năng hoạt động ổn định

nhóm thực hiện đề tài đã chọn PLC S7200 để điều khiển, phần mền Step7

Micro Win V4.0 để viết chương trình nạp, phần mền WinCC V7.0 để thiết kế

giao diện người dùng và phần mền PC Access để có thể kết nối PLC với

WinCC

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống nuôi trồng chăm sóc hoa lan, nguyên lý

hoạt động của PLC, phần mền WinCC, ngôn ngữ lập trình hình thang (LAD),

cách truyền dữ liệu giữa chúng. Từ đó xây dựng chương trình điều khiển hệ

thống bằng PLC Siemens và phần mền WinCC

Nội dung nghiên cứu

Siemens là một tập đoàn Điện và điện tử lớn, chuyên sản xuất các thiết bị

tự động hoá. Khi thực hiện đề tài đã tiến hành nghiên cứu sơ lược các nội

dung cơ bản của PLC S7 – 200 và phần mền WinCC, cụ thể gồm các nội

dung sau:

 Giới thiệu tổng quát về PLC và Kỹ thuật lập trình cho PLC S7-200.

 Giới thiệu và làm việc với phần mềm Step7 Micro Win v4.0.

 Viết chương trình ứng dụng điều khiển hệ thống nuôi trồng chăm sóc hoa

lan.

 Thiết kế giao diên giao tiếp người dùng trên WinCC.

 Xây dựng mô hình thực tế .

 Hướng phát triển của hệ thống