đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

1
Mở đầu

1. đặt vấn đề
Từ xa xa con ngời chỉ sinh sống với dụng cụ rất thô sơ nh rìu, búa
bằng đá, dùng các dụng cụ tự nhiên, nhng khi đó là dân số con ngời còn
thấp, tài nguyên thiên nhiên còn dồi dào. Nhng khi xã hội phát triển thì nhu
cầu sống của con ngời ngày càng tăng, nhng tài nguyên thiên nhiên thì ngày
càng cạn kiệt, chính điều đó thúc đẩy con ngời phải lao động để tạo ra của
cải vật chất phục vụ đời sống. Thế nhng ngày nay thế giới đã bớc vào thế kỷ
XXI tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt môi trờng ô nhiễm khắp nơi,
nhng nhu cầu sống và hởng thụ của con ngời lại ngày càng cao, dân số thế
giới vẫn tăng vọt, làm cho thế giới sẽ không đủ các sản phẩm để cung cấp cho
mọi ngời nếu hoạt động lao động chỉ là thủ công. Để giải quyết vấn đề đó chỉ
có con đờng duy nhất là ứng dụng tự động hoá vào sản xuất .
Các nớc trên thế giới đã sớm nhận biết điều này và đã ứng dụng tự
động hoá vào sản xuất từ rất sớm, kết quả là họ sớm có một nền sản suất đại
công nghiệp đa ra thị trờng hàng loạt sản phẩm số lợng lớn, chất lợng cao
tăng thu nhập cho quốc gia, nh Anh, Pháp, Mỹ. chính công nghệ tự động
hoá cao ứng dụng vào sản xuất đã đa các quốc gia này trở thành các cờng
quốc giàu mạnh có vị thế cao trên trờng quốc tế.
Nớc ta thuộc nhóm các nớc đang phát triển với một nền kinh tế nông
nghiệp truyền thống, qua nhiều thập niên trở lại đây nền nông nghiệp của việt
nam ngày càng phát triển vững mạnh, và đến nay nền kinh tế thế giới đang
chuyển mạnh sang các ngành công nghiệp và dịch vụ đặc biệt là công nghệ
thông tin, với việt Nam nông nghiệp vẫn là một ngành có đóng góp đáng kể
vào tổng thu nhập quốc dân. Chính vì vậy mà nền nông nghiệp nớc ta luôn

tiễn từ đó thiết kế mô hình thực nghiệm trên cơ sở sử dụng các thiết bị có sẵn
ở trong nớc.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết để xây dựng mô hình dựa trên phần mềm
lập trình simatic S7-200
- ứng dụng phần mềm simatic S7-200 để xây dựng chơng trình điều
khiển hệ thống.

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

3
3. Nội dung đề tài.
- Tổng quan đề tài.
- Xây dựng thuật toán điều khiển mô hình.
- Chọn thiết bị điều khiển, thiết bị nhập xuất. Xây dựng mô hình thực
nghiệm và lập trình điều khiển hệ thống tới tự động phục vụ sản xuất rau an toàn.
4. Phơng pháp nghiên cứu
Để thực hiện đợc nội dung đề tài nghiên cứu, chúng tôi tiến hành phơng
pháp nghiên cứu sau:
* Các kết quả nghiên cứu kế thừa:
- Kế thừa các công trình nghiên cứu của thế hệ trớc về cơ sở lý thuyết
của các phần mềm lập trình, cụ thể là phần mềm lập trình simatic S7-200.
- Kế thừa các mô hình sản xuất đã có trong thực tiễn.
* Định hớng nghiên cứu.
- Nghiên cứu phần mềm lập trình trên máy tính.
- Thay đổi phơng pháp lập trình để tìm ra phơng pháp đơn giản, dễ sử
dụng và hiệu quả nhất.
- Xây dựng chơng trình điều khiển.
* Phơng pháp thực nghiệp kiểm chứng:
- Chạy thử mô hình nhiều lần, kiểm tra phát hiện lỗi của mô hình và lỗi

cơ, chất khoáng, vitamin Con ngời yêu cầu về rau ngày càng cao thì chủng
loại rau ngày càng phong phú, đa dạng, đủ về số lợng, tốt về chất lợng và
nhất là phải an toàn vệ sinh thực phẩm.
Trong (Đề án phát triển rau, quả và hoa cây cảnh thời kỳ 1999 - 2010)
của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn đợc thủ tớng chính phủ phê
duyệt ngày 03/09/1999. Có xác định mục tiêu cho ngành sản xuất rau hoa quả
là:Đáp ứng nhu cầu rau có chất lợng cao cho nhu cầu tiêu dùng trong nớc,
nhất là các khu dân c tập chung(đô thị, khu công nghiệp) và suất khẩu. Phấn

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

5
đấu đến năm 2010 đạt mức tiêu thụ bình quân đầu ngời 85kg rau/năm, giá trị
kim ngạch suất khẩu đạt 690 triệu USD.
Trong những năm gần đây sản suất nông nghiệp đợc Đảng và nhà
nớc quan tâm nên đã giải quyết đợc vần đề an ninh lơng thực, thực phẩm.
Trong sự phát triển chung của ngành Nông nghiệp, ngành sản xuất rau cũng
đợc quan tâm và phát triển mạnh, theo thống kê diện tích trồng rau năm 2000
là 450.000 ha tăng 70% so với năm 1990. Trong đó các tỉnh phía Bắc có
249.000 ha, chiếm 56% diện tích cả nớc, các tỉnh phía Nam có 196.000 ha
chiếm 44% diện tích canh tác. Sản lợng rau trên đất nông nghiệp đợc hình
thành từ hai vùng sản xuất chính.
Vùng sản xuất rau chuyên canh ven thành phố và khu công nghiệp
chiếm 38 - 40% diện tích và 45 - 50% sản lợng. Tại đây phục vụ cho tiêu
dùng của dân c tập trung là chủ yếu, chủng loại rau vùng này rất đa dạng
phong phú và năng suất cao.
Vùng sản xuất luân canh với cây trồng khác chủ yếu trong vụ Đông -
xuân tại các tỉnh phía Bắc, miền Đông Nam Bộ. Đây là vùng sản xuất rau lớn
cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến và xuất khẩu.

-
) trong
rau nh sau: cải bắp 500mg/kg, cà chua 150mg/kg, da chuột 150mg/kg.
- Tồn d kim loại nặng trong sản phẩm rau. Do sự lạm dụng hoá chất
bảo vệ thực vật cùng với phân bón các loại đã làm một lợng N, P, K, và hoá
chất bảo vệ thực vật rửa trôi xâm nhập vào mạch nớc làm ô nhiễm mạch nớc
ngầm. Theo Phạm Bình Quân (1994) thì hàm lợng kim loại nặng, đặc biệt là
asen (as) ở Mai Dịch trong các mơng tới cao hơn hẳn so với ruộng lúa nớc
các kim loại nặng tiềm ẩn trong đất hoặc từ các nguồn nớc ô nhiễm qua nớc
tới đợc rau hấp thụ.
- Vi sinh vật gây hại trong rau do sử dụng nớc tới có vi sinh vật gây
hại ( ecoli, salmonella, trứng giun.) tuy cha đợc thống kê, song tác hại của
nó là rất lớn.
- Do rau là nguồn thực phẩm quan trọng đối với đời sống con ngời nên giải
pháp duy nhất đối với ngành trồng rau là nhanh chóng đa tiến bộ vào sản suất.
Đặc điểm chung của các cây rau là yêu cầu độ ẩm rất cao thờng từ 85-
95%, nếu thiếu nớc cây rau sẽ không sinh trởng và phát triển đợc và chúng
cần một nhiệt độ ổn định, do vậy đa cây rau vào sản xuất thuỷ canh không
dùng đất là rất phù hợp. Phơng pháp này sẽ nâng cao một cách đáng kể về
năng xuất và cải thiện tơng đối về mặt ô nhiễm.
Để thực hiện đợc phơng pháp thuỷ canh này thì khâu quan trọng là
cung cấp dung dịch cho cây, nên việc áp dụng tự động hoá, cụ thể là hệ thống
tới tự động sẽ tạo một bớc đột phá mới cho ngành sản xuất rau an toan ở
nớc ta hiện nay.

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

7
1.1.2. Trồng cây không dùng đất ở Việt Nam và trên thế giới phơng


8
- Hệ thống thuỷ canh nổi: cây trồng trên các bè vật liệu chất dẻo nhẹ nằm
trên mặt dinh dỡng chảy tuần hoàn và đợc sục khí.
-Hệ thống trồng cây trong nớc sâu tuần hoàn: rễ cây hoàn toàn chìm sâu
trong dung dịch dinh dỡng lu chuyển đợc thông khí liên tục.
- Kỹ thuật màng mỏng dinh dỡng NFT: rễ cây tạo thành lớp nệm mỏng
trên đáy máng và chỉ dùng một dòng dung dịch rất nông chảy qua.
-Màn sơng dinh dỡng: rễ cây đợc đặt trong môi trờng bão hoà với
các giọt dinh dỡng liên tục hay gián đoạn dới dạng sơng mù.
-Hệ thống thuỷ canh phổ biến: vật đựng dung dịch là hộp xốp, chậu nhựa,
thùng gỗ giá thể là chấu cát, than đá
- Hệ thống thuỷ canh của AVRDC: vật chứa dung dịch là hộp xốp, giá
thể chấu hun đợc đựng trong các rọ nhựa.
* Ưu nhợc điểm của phơng pháp trồng không dùng đất.
- Ưu điểm:
+ Không phải làm đất, không có cỏ dại.
+ Trồng dợc nhiều vụ trong năm, có thể trồng trái vụ.
+ Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh, thuốc trừ cỏ.
+ Năng suất cao hơn từ 25-50%.
+ Sản phẩm hoàn toàn sạch và đồng nhất.
+ Ngời già yếu, trẻ em có thể tham gia có hiệu quả.
+ Không tích luỹ chất độc, không gây ô nhiễm môi trờng.
- Nhợc điểm:
+ Đầu t ban đầu lớn.
+Yêu cầu kỹ thuật phức tạp.
* ứng dụng thuỷ canh trên Thế giới.
Kỹ thuật trồng không dùng đất đã và đang đợc áp dụng trên thế giới đặc
biệt là các nớc phát triển.


ở Việt Nam kỹ thuật này còn mới mẻ, đang ở giai đoạn nghiên cứu
thử nghiệm.
Đầu năm 1993, ông Grahan Warburtop- giám đốc R and D Hồng Kông