bctntlvn (68).pdf

Luận văn tốt nghiệp

Đề tài: " Nghiên cứu và thiết kế mô hình điều khiển nhiệt độ

trong nhà lưới"

§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46

Khoa c¬ ®iÖn - 1 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi

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 sinh

häc nguån tµi nguyªn cña thÕ giíi ®ang dÇn c¹n kiÖt do sù khai th¸c thiÕu quy

ho¹ch cña con ng−êi, cïng víi nã lµ n¹n « nhiÔm m«i tr−êng vµ sù tµn ph¸ cña

thiªn nhiªn diÔn ra ë kh¾p mäi n¬i trªn thÕ giíi do qu¸ tr×nh ®« thÞ ho¸ vµ c«ng

nghiÖp 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 con

ng−êi còng ngµy cµng cao. Lµm cho thÕ giíi sÏ kh«ng ®ñ c¸c s¶n phÈm n«ng

nghiÖp ®Ó cung cÊp cho mäi ng−êi nÕu ho¹t ®éng lao ®éng chØ thuÇn tuý lµ thñ

c«ng, nhá lÎ.

§Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy th× con ®−êng duy nhÊt lµ øng dông nh÷ng tiÕn bé

khoa häc kü thuËt vµo s¶n xuÊt ®Æc biÖt lµ øng dông tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt n«ng

ngiÖp.

Trªn thÕ giíi ®· cã nhiÒu n−íc sím nhËn biÕt ®−îc ®iÒu nµy vµ hä ®· øng

dông thµnh c«ng tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt n«ng nghiÖp vµ hä ®· ®¹t ®−îc nh÷ng

kÕt 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 kinh

tÕ n«ng nghiÖp truyÒn thèng, tr¶i qua 20 n¨m ®æi míi nhÊt lµ sau nghÞ quyÕt kho¸n

10 cña Bé chÝnh trÞ (th¸ng 1 n¨m 1989) tíi nay nÒn n«ng nghiÖp n−¬c ta ®· cã

nh÷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−íng

toµn cÇu ho¸ nÒn kinh tÕ. NÒn kinh tÕ thÕ giíi vµ ViÖt Nam ®ang cã xu h−íng

chuyÓn m¹nh sang c¸c ngµnh c«ng nghiÖp vµ dÞch vô, ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ th«ng

tin. Víi ViÖt Nam nãi riªng th× n«ng nghiÖp vÉn lµ mét ngµnh kinh tÕ quan träng vµ

cã 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× vËy



mµ 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 chñ

tr−¬ng ®Èy nhanh vµ m¹nh c«ng nghiÖp ho¸_hiÖn ®¹i ho¸ n«ng nghiÖp n«ng th«n

ViÖt 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 mÆt

chÊt l−îng s¶n phÈm n«ng nghiÖp cña ViÖt Nam vÉn cßn nhiÒu vÊn ®Ò cÇn ph¶i

gi¶i quyÕt nh−: Tån d− ho¸ chÊt trong s¶n phÈm cßn nhiÒu do sö dông thuèc b¶o vÖ

thùc 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«ng

nghiÖp ®Ó çc s¶n phÈm n«ng nghiÖp cña ViÖt Nam cã thÓ c¹nh ®¸p øng ®−îc nhu

cÇu 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 vô

s¶n xuÊt n«ng nghiÖp chÊt l−îng cao, nã ®¶m b¶o cho çc kh©u t−íi tiªu, ®iÒu tiÕt

nhiÖt ®é, ®é Èm.v.v…Do tÇm quan träng cña viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt

n«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×nh

thùc tÕ,nghiªn cøu mét sè m« h×nh thùc nghiÖm víi phÇn mÒm ®iÒu khiÓn

SIMATIC S7_200. Qua nhiÒu lÇn thÝ nghiÖm vµ trªn c¬ së tÝnh to¸n lý thuyÕt

chóng t«i kh¼ng ®Þnh m« h×nh chóng t«i x©y dùng ®¶m b¶o tÝnh thùc tÕ vµ cã thÓ

øng 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¶n

xuÊt rau an toµn, tõ ®ã thiÕt kÕ m« h×nh thùc nghiÖm trªn c¬ së sö dông çc thiÕt bÞ

cã s½n ë trong n−íc.



-Nghiªn cøu c¬ së lý thuyÕt ®Ó x©y dùng m« h×nh dùa trªn phÇn mÒm lËp

tr×nh SIMATIC S7-200.

- øng dông phÇn mÒm SIMATIC S7-200 ®Ó x©y dùng ch−¬ng tr×nh ®iÒu

khiÓn.

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 vµ

lËp 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−¬ng

ph¸p nghiªn cøu sau:

• Çc kÕt qu¶ nghiªn cøu kÕ thõa.

- KÕ thõa çc c«ng tr×nh nghiªn cøu cña thÕ hÖ tr−íc vÒ c¬ së lý thuyÕt cña

çc phÇn mÒm lËp tr×nh, cô thÓ lµ phÇn mÒm lËp tr×nh simatic S7-200.

- KÕ thõa çc 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 sö

dông 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 cña

ch−¬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 çp, d©y nèi.



ch−¬ng i tæng quan

1.1. thùc tr¹ng s¶n xuÊt rau ë viÖt nam

1.1.1. Thùc tr¹ng

ViÖt Nam n»m trong khu vùc chÞu ¶nh h−ëng cña khÝ hËu nhiÖt ®íi giã mïa

do 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 nghiÖp

ViÖt Nam rÊt nhiÒu ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó ph¸t triÓn. §Õn nay ngµnh n«ng nghiÖp

cña n−íc ta vÉn chiÕm mét vÞ trÝ quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n. §−îc sù

quan 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 ®−îc

nh÷ng thµnh tùu v« cïng to lín tõ chç thiÕu l−¬ng thùc tíi nay n−íc ta kh«ng

nh÷ng ®· ®¶m b¶o ®−îc an ninh l−¬ng thùc mµ cßn v−¬n lªn trë thanh mét trong

nh÷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 çc viÖn nghiªn

cøu, çc trung t©m nghiªn cøu n«ng nghiÖp ®· t¹o ra nh÷ng gièng c©y trång míi cã

n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng cao h¬n ®Ó thay thÕ cho çc 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 çc vïng chuyªn canh c©y rau, c©y hoa mÇu ng¾n ngµy

®· thay thÕ çch thøc trång rau truyÒn thèng b»ng çch ¸p dông nh÷ng tiÕn bé

khoa häc kü thuËt trång rau theo ph−¬ng thøc ®a canh, xen canh…, nh÷ng thay ®æi

nµy còng t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó cho nhiÒu lo¹i s©u bÖnh ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµ

cã 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¶n

phÈm con ng−êi ®· nghiªn cøu vµ ®−a vµo øng dông nhiÒu çch 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 vµ



trong nhµ kÝnh ®−îc tù ®éng ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu. Khi ®êi sèng cña nh©n d©n ngµy

cµng ®−îc n©ng cao th× yªu cÇu vÒ chñng lo¹i rau ph¶i phong phó vµ ®a d¹ng, ®ñ vÒ

sè 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) cña

Bé n«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n ®−îc thñ t−íng chÝnh phñ phª duyÖt ngµy

03/09/1999. Cã x¸c ®Þnh môc tiªu cho ngµnh s¶n xuÊt rau hoa qu¶ lµ:’’§¸p øng

nhu cÇu rau cã chÊt l−îng cao cho nhu cÇu tiªu dïng trong n−íc, nhÊt lµ çc khu

d©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 suÊt

khÈu ®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¨m 2000 ®Õn n¨m 2010. B¶ng 1.1: Dù tÝnh diÖn tÝch rau cho çc vïng trong c¶ n−íc (§¬n vÞ:1000ha)

Tèc ®é t¨ng tr−ëng Tªn vïng N¨m

2000

N¨m

2005

N¨m

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 çc vïng trong c¶ n−íc

(§¬n vÞ:tÊn/ha)

Tèc ®é t¨ng tr−ëng Tªn vïng N¨m 2000

N¨m 2005

N¨m 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 1.4



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)

Tèc ®é t¨ng tr−ëng Tªn vïng N¨m 2000

N¨m 2005

N¨m 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«ng

Cöu Long lµ vïng trång rau lín nhÊt n−íc ta vÒ c¶ diÖn tÝch gieo trång vµ s¶n l−îng

rau. Cïng víi vïng trång rau T©y Nguyªn ( chñ yÕu lµ §µ L¹t _ L©m §ång) c¶ 3

vïng trång rau trªn lµ n¬i cung cÊp nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp chÕ biÕn vµ xuÊt

khÈu quan träng nhÊt n−íc ta.

Vïng s¶n xuÊt rau chuyªn canh ven thµnh phè vµ khu c«ng nghiÖp chiÕm

38% ÷ 40% diÖn tÝch vµ 45% ÷ 50% s¶n l−îng. T¹i ®©y phôc vô cho tiªu dïng cña

d©n c− tËp trung lµ chñ yÕu, chñng lo¹i rau vïng nµy rÊt ®a d¹ng phong phó vµ

n¨ng suÊt cao.

• HiÖn nay rau ®ang bÞ « nhiÔm nghiªm träng do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c

nhau 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 trõ

cá, 12 lo¹i thuèc diÖt chuét, 26 lo¹i thuèc kÝch thÝch sinh tr−ëng víi sè l−îng ngµy



cµng t¨ng.

Cßn theo Gi¸o s−. Ph¹m §×nh QuyÒn (Trung t©m nghiªn cøu tµi nguyªn vµ

m«i tr−êng §¹i Häc Quèc Gia Hµ Néi (CRES)): NÕu cuèi thËp kû 80 l−îng thuèc

b¶o vÖ thùc vËt ë ViÖt Nam míi chØ lµ 10.000 tÊn/n¨m, th× thËp kû 90 t¨ng gÊp ®«i

21.000 tÊn/n¨m (1992), thËm chÝ gÊp 3 lÇn-30.000 tÊn/n¨m (1995). ¤ng cho r»ng

kh«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 thiÕu

hiÓu biÕt hoÆc hiÓu biÕt cßn h¹n chÕ møc ®é ®éc h¹i cña ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt

nªn ®a sè hé n«ng d©n hay dïng mét sè lo¹i thuèc quen cã ®éc tè cao, thËm chÝ bÞ

cÊm nh−: monitor, wofatox, DDT. DÉn tíi ngµy cµng lµm cho s¶n phÈm rau ngµy

cµng « nhiÔm nÆng.

- Hµm l−îng (NO3-) trong rau qu¸ cao. Theo fao/who th× hµm l−îng (NO3

-) ë

liÒu l−îng 4g/ngµy g©y ngé ®éc cßn 8g/ngµy th× cã thÓ g©y chÕt ng−êi. ë n−íc ta

viÖc sö dông ph©n ho¸ häc kh«ng cao so víi çc n−íc trong khu vùc nh−ng ¶nh

h−ëng cña ph©n ho¸ häc tíi sù tÝch luü (NO3-) trong rau lµ nguyªn nh©n lµm rau

kh«ng s¹ch. N−íc ta quy ®Þnh hµm l−îng (NO3-) trong rau nh− sau: c¶i b¾p

500mg/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 vÖ

thùc vËt cïng víi ph©n bãn çc lo¹i ®· lµm mét l−îng N, P, K, vµ ho¸ chÊt b¶o vÖ

thùc vËt röa tr«i x©m nhËp vµo m¹ch n−íc lµm « nhiÔm m¹ch n−íc ngÇm. Theo

Ph¹m B×nh Qu©n (1994) th× hµm l−îng kim lo¹i nÆng, ®Æc biÖt lµ asen (as) ë Mai

DÞch trong çc m−¬ng t−íi cao h¬n h¼n so víi ruéng lóa n−íc çc kim lo¹i nÆng

tiÒm Èn trong ®Êt hoÆc tõ çc 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 rÊt

lín.

- Do rau lµ nguån thùc phÈm quan träng ®èi víi ®êi sèng con ng−êi nªn gi¶i ph¸p

duy nhÊt ®èi víi ngµnh trång rau lµ nhanh chãng ®−a tiÕn bé vµo s¶n suÊt.



§Æc ®iÓm chung cña çc 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 mét

nhiÖt ®é æn ®Þnh, do vËy ®−a c©y rau vµo s¶n xuÊt thuû canh kh«ng dïng ®Êt vµ kÕt

hîp víi ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu trong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh lµ rÊt phï hîp. Ph−¬ng

ph¸p nµy sÏ n©ng cao mét çch ®¸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 cã

nh÷ng ph−¬ng ph¸p ®iÒu tiÕt khÝ hËu hîp lý, nªn viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸, cô thÓ

lµ hÖ thèng t−íi tù ®éng vµ hÖ thèng tù ®éng ®iÒu tiÕt khÝ hËu sÏ t¹o mét b−íc ®ét

ph¸ 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©y

b»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 çc dù ¸n s¶n xuÊt rau s¹ch ®−îc

më réng ë çc thµnh phè lín cña n−íc ta th× c«ng nghÖ s¶n xuÊt rau s¹ch trong nhµ

l−íi dÇn ®−îc giíi thiÖu vµ ®−îc s¶n xuÊt thö ë mét sè c¬ së s¶n xuÊt: ViÖn Nghiªn

Cøu Rau Qu¶, Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I, vïng trång rau lín §µ L¹t.v.v… ë

mét sè vïng nµy ®ang s¶n xuÊt rau s¹ch trong nhµ l−íi theo c«ng nghÖ cña §µi

Loan, 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 thñy

canh 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 phï

hîp víi ®iÒu kiÖn kinh tÕ cña ng−êi n«ng d©n ViÖt Nam hiÖn nay. V× vËy cÇn ®Èy

m¹nh nghiªn cøu vµ tuyªn truyÒn réng r·i tíi mäi ng−êi d©n ®Ó c«ng nghÖ nµy

d−îc øng dông réng r·i vµo s¶n xuÊt rau s¹ch ®Ó phôc vô ®êi sèng cña ng−êi d©n vµ



lµm 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 khu

khoa häc c«ng nghÖ ®−îc ph©n bè trªn c¸c bang, víi diÖn tÝch lªn tíi hµng tr¨m

ngh×n ha.

ë Anh nh÷ng khu v−ên øng dông c«ng nghÖ s¶n xuÊt rau b»ng mµng che phñ

PE ®−îc x©y dùng tõ nh÷ng n¨m 1930, ®Õn n¨m 1998 ®· cã trªn 400 khu, víi diÖn

tÝch h¬n 20.000ha.

ë Israel ®Õn gi÷a thËp kû 80 cña thÕ kû XX ®· x©y dùng ®−îc hµng tr¨m

khu, 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 xuÊt

rau nµy vµ tíi ngµy nay hä ®· x©y dùng ®−îc nhiÒu khu v−ên s¶n xuÊt rau s¹ch

c«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 vµ

hoa 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 ¸p

dông c«ng nghª s¶n xuÊt rau vµ hoa kh«ng dïng ®Êt trong nhµ kÝnh vµ ®· thu ®−îc

nh÷ng kÕt qu¶ rÊt cao, hä ®· trë thµnh nh÷ng n−íc xuÊt khÈu c«ng nghÖ vµ xuÊt

khÈu 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 thÕ

giíi cña T¸c gi¶: Ph¹m Gia Trung vµ Vò Quèc H»ng. Nhµ xuÊt b¶n N«ng

nghiÖp 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.



+ 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 ®iÒu

tiÕt 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 ®Çu

tiªn lµ ph¶i hiÓu ®−îc mét çch s©u s¾c vµ toµn diÖn çc yÕu tè m«i tr−êng, yªu cÇu

vµ kh¶ n¨ng thÝch nghi cña c©y rau ®èi víi ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh trong qu¸ tr×nh

sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn. Mét sè yÕu tè vÒ m«i tr−êng nh− ®Þa h×nh, khÝ hËu vµ thêi

tiÕt lµ nh÷ng yÕu tè c¬ b¶n g©y ra khã kh¨n, trë ng¹i kh«ng nhá trong qu¸ tr×nh s¶n

xuÊt 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 sè

c©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, thËm

chÝ 100C. HiÖu suÊt quang hîo cña hÇu hÕt çc lo¹i rau ngõng ë 300C. NhiÒu c©y

rau thùc hiÖn chøc n¨ng quang hîp cã hiÖu qu¶ tõ 12 ÷ 240C. §èi víi mét sè loµi

kh¸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 çc chÊt dinh

d−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. NÕu

t×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 -



®ªm. Yªu cÇu cña c©y rau ®èi víi nhiÖt ®é phô thuéc vµo nguån gèc , gièng, kü

thuËt 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¸t

triÓn. 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©y

ngõng sinh tr−ëng vµ chÕt.

ThÝ dô: NhiÖt ®é thÝch hîp cho c©y cµ chua lµ 220 C ÷ 240 C, nhiÖt ®é tèi cao

lµ 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 ®é

còng 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 nghi víi 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 -17



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 theo

h−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 thÝch

hîp 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 ®Êt

qu¸ thÊp h¹t gièng sÏ kh«ng hót ®−îc n−íc, thêi gian nhiÖt ®é thÊp kÐo dµi, h¹t

gièng n»m l©u trong ®Êt cã thÓ do thiÕu oxy hoÆc do sù x©m nhiÔm cña s©u bÖnh

h¹i 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 cho

c©y h« hÊp m¹nh, tiªu hao chÊt dù tr÷, do ®ã c©y nhá bÐ, cßi cäc, cuèi cïng cho

c©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 chót

cã lîi cho qu¸ tr×nh quang hîp. NhiÖt ®é cao cßn thuËn lîi cho c©y thùc hiÖn c¸c

nhiÖm 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×nh

tÝch lòy chÊt dinh d−ìng lµ 17 ÷ 180C. NÕu nhiÖt ®é cao trªn 250C th× sÏ g©y trë

ng¹i cho c¶i b¾p, c¶i bÑ…nhiÖt ®é cao trªn 300C th× nô hoa sóp l¬, th©n cñ khoai

t©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, cµ

chua… nhiÖt ®é thÝch hîp lµ 20 ÷ 300C. NhiÖt ®é thÊp sÏ g©y trë ng¹i cho lo¹i rau

nµy sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn.



• 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 lo¹i

rau bÞ chÕt rÐt. C¸c c©y thuéc hä cµ, hä bÇu bÝ khi ra hoa, kÕt h¹t yªu cÇu nhiÖt ®é

tõ 20 ÷ 300C. NÕu nhiÖt ®é ban ®ªm cao h¬n 220C hoÆc thÊp h¬n 150C, c©y cµ chua

dÔ 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 trß

quan träng trong qu¸ tr×nh quang hîp.Chóng ta ®· biÕt 90 ÷ 95% n¨ng suÊt c©y

trång lµ do quang hîp. Kh«ng cã ¸nh s¸ng, c©y xanh kh«ng thÓ tiÕn hµnh quang

hîp.

V× ¸nh s¸ng thay ®æi sÏ lµm diÔn biÕn c¸c qu¸ tr×nh quan träng nh−:quang

tæng hîp, sù n¶y mÇm cña h¹t,sù lín lªn cña l¸, sù tho¸t h¬i n−íc vµ sù ra

hoa.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−ëng

khã 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. §iÓm

bï 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¬n

bÊt 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 trong

rau chiÕm tõ 75 ÷ 95%.Theo I.B.Libner Nonneck th× hµm l−îng n−íc tõ 85 ÷ 95%.



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−íc

thiÕu c©y rau sinh tr−ëng kÐm,thÊp bÐ , cßi cäc, n¨ng suÊt chÊt l−îng gi¶m. N−íc

thõa trong qu¸ tr×nh sinh tr−ëng lµm cho c©y mÒm yÕu, nång ®é ®−êng thÊp, nång

®é çc 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 chÊt

trong c©y, ®Õn tr¹ng th¸i chÊt nguyªn sinh.n−íc cßn cã t¸c dông quan träng trong

qu¸ tr×nh vËn chuyÓn, ®iÒu chØnh sù ®ãng më khÝ khæng, sù gi·n në vµ sù lín lªn

cña l¸. V× vËy n−íc co vai trß trong quyÕt ®Þnh ®Õn sù sinh tr−ëng ph¸t triÓn cña

c©y rau.

Cã n−íc th× c©y míi thùc hiÖn ®−îc çc ho¹t ®éng sèng, nªn cã thÓ nãi

kh«ng cã n−íc th× kh«ng cã sù sèng. N−íc lµ thµnh phÇn c¬ b¶n cÊu t¹o nªn chÊt

nguyªn sinh. Çc 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×nh

quang hîp, n−íc cÇn thiÕt cho sù vËn chuyÓn vËt chÊt trong c©y, lµ dung m«i hßa

tan çc chÊt, duy tr× ®é c¨ng cña tÕ bµo, lµm cho c©y ë tr¹ng th¸i c©n b»ng.v.v…

Çc tr¹ng th¸i c©n b»ng n−íc trong c©y:thÓ hiÖn b»ng tû sè gi÷a l−îng n−íc

bay 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¶ çc ho¹t ®éng ®Òu thùc hiÖn

tèt, c©y sinh tr−ëng b×nh th−êng. Khi trong ®Êt thiÕu Èm hoÆc sù tho¸t h¬i n−íc qua

khÝ khæng qu¸ møc c©y kh«ng ®−îc cung cÊp n−íc kÞp thêi, c©y lu«n ë t×nh tr¹ng

khñng ho¶ng n−íc vµ sinh tr−ëng kÐm. HÇu hÕt çc lo¹i rau ®Òu cã nh÷ng thêi kú

sinh tr−ëng tíi h¹n riªng. NÕu khñng ho¶ng n−íc vµo çc thêi kú sinh tr−ëng tíi

h¹n ®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 ph



Nh×n chung trong qu¸ tr×nh sinh tr−ëng c©y rau hÊp thu 70%N, 20%P vµ

80%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 sinh

tr−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 çc

c¬ 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 çc chÊt dinh d−ìng hßa tan.

Víi çc rau kh¸c nhau yªu cÇu víi çc 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; lo¹i

rau hót dinh d−ìng trung b×nh nh− cµ chua,cµ…; lo¹i rau hót Ýt chÊt dinh d−ìng

nh−: 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 h¹i

nh− 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 nhµ

l−íi

1.3.1. 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 çc lo¹i m¸y mãc tù ®éng

s¶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−íc

c«ng nguyªn çc m¸y tù ®éng c¬ häc vµ ®ång hå n−íc cã phao ®iÒu chØnh ®· xuÊt

hiÖn ë Ai cËp cæ ®¹i vµ Hy l¹p. B−íc sang thêi kú trung cæ albert ®· chÕ t¹o ra m¸y

tù ®éng c¬ khÝ thùc hiÖn chøc n¨ng cña ng−êi g¸c cæng. Tuy nhiªn çc lo¹i m¸y

mãc thêi kú nµy kh«ng cã ¶nh h−ëng g× ®Õn çc qu¸ tr×nh s¶n xuÊt thêi ®ã.



Tù ®éng ho¸ chØ thùc sù ®−îc øng dông vµo s¶n xuÊt khi mét thî c¬ khÝ

martop ng−êi Nga ®· chÕ t¹o thµnh c«ng m¸y tiÖn chÐp h×nh ®Ó tiÖn çc chi tiÕt

®Þnh h×nh vµo n¨m 1712 vµ ®Õn n¨m 1765, p«nzul«p ng−êi Nga ®· chÕ t¹o ®−îc hÖ

diÒu chØnh møc ®Çu tiªn, nã ®−îc øng dông ®Ó gi÷ cè ®Þnh møc n−íc trong nåi h¬i

kh«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¸y

h¬i n−íc, dïng ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é cña m¸y h¬i n−íc. Tõ ®ã, tù ®éng ho¸ ®· trë

thµnh 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 çc 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 çc 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 mang

çc cam.

N¨m 1880 nhiÒu h·ng trªn thÕ giíi nh− Pittler Luding Lower cña §øc, h·ng

RSK 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, mét

trong nh÷ng phÇn tö hiÖn ®¹i quan trong nhÊt trong kü thuËt tù ®éng ho¸. Còng

trong thêi gian nµy çc 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 çc c«ng tr×nh " lý

thuyÕt c¬ së cña çc c¬ cÊu ®iÒu chØnh" vµ "Çc c¬ cÊu ®iÒu chØnh t¸c ®éng trùc

tiÕp". Çc 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.

Çc thµnh tùu ®¹t ®−îc trong lÜnh vùc tù ®éng ho¸ ®· cho phÐp trong nh÷ng

thËp kû ®Çu cña thÕ kû XX xuÊt hiÖn nhiÒu lo¹i m¸y tù ®éng hiÖn ®¹i. còng trong

thêi gian nµy sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña çc hÖ thèng truyÒn tin ®· gãp phÇn ®Èy

m¹nh sù ph¸t triÓn vµ øng dông cña tù ®éng ho¸ vµo çc 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 xuÊt



mµ cßn ®−îc ®−a vµo çc cuéc chiÕn tranh v× môc ®Ých ç nh©n, nhiÒu n−íc ®· ¸p

dông 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 cña

ph¸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 çc n−íc ph¸t

triÓn ®· cho ra ®êi çc m¸y tù ®éng s¶n xuÊt trong n«ng nghiÖp. §Çu nh÷ng n¨m 80

ë Nga ®· xuÊt hiÖn çc m¸y sÊy ®Ó b¶o qu¶n n«ng s¶n, ë NhËt cho ra ®êi çc m¸y

tù ®éng nu«i ç…

Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, çc n−íc cã nÒn c«ng nghiÖp ph¸t triÓn tiÕn hµnh

r«ng r·i tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt lo¹i nhá. §iÒu nµy ph¶n ¸nh xu thÕ chung cña

nÒn kinh tÕ thÕ giíi tõ s¶n xuÊt lo¹i lín vµ hµng khèi sang s¶n xuÊt lo¹i nhá vµ

hµng khèi thay ®æi. Nhê çc thµnh tùu to lín cña c«ng nghÖ th«ng tin vµ çc lÜnh

vùc khoa häc kh¸c, ngµnh c«ng nghiÖp gia c«ng c¬ cña thÕ giíi trong nh÷ng n¨m

cuèi cua thÕ kû XX ®· cã sù thay ®æi s©u s¾c. Sù xuÊt hiÖn cña mét lo¹t çc c«ng

nghÖ mòi nhän nh− kü thuËt linh ho¹t( Agile Engineening) hÖ ®iÒu hµnh s¶n xuÊt

qua mµn h×nh( Visual Manufacturing System) kü thuËt t¹o mÉu nhanh ( Rapid

Prototyping) c«ng nghÖ Nan« ®· cho phÐp tù ®éng ho¸ toµn phÇn kh«ng chØ trong

s¶n xuÊt hµng khèi mµ cßn trong san xuÊt lo¹i nhá vµ ®¬n chiÕc. ChÝnh sù thay ®æi

nhanh cña s¶n xuÊt ®· liªn kÕt chÆt chÏ c«ng nghÖ th«ng tin víi c«ng nghÖ chÕ t¹o

m¸y, lµm xuÊt hiÖn mét lo¹t çc thiÕt bÞ vµ hÖ thèng tù ®éng ho¸ hoµn toµn míi

nh− çc lo¹i m¸y mãc ®iÒu khiÓn sè, çc trung t©m gia c«ng, çc hÖ tèng ®iÒu

khiÓn theo ch−¬ng tr×nh l«gic PLC ( Programmable Logic Control), çc hÖ thèng

s¶n xuÊt linh ho¹t FMS( Flexble Manufacturing Systems), çc hÖ thèng s¶n xuÊt

tÝch hîp CIM( Computer Integadted Manufacturing) cho phÐp chuyÓn ®æi nhanh

s¶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 lý



thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®«ng ®−îc h×nh thµnh. Khi ®ã çc 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 ®¸p

øng 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 “®iÒu

khiÓn cæ ®iÓn”.

• Giai ®o¹n 2: Xung quanh nh÷ng n¨m 1960, lµ giai ®o¹n ph¸t triÓn cña kü

thuËt ®iÒu khiÓn ®−îc gäi lµ “®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i” (Modern control). HÖ kü thuËt ngµy

cµng trë lªn phøc t¹p, cã “nhiÒu ®Çu vµo,nhiÒu ®Çu ra-MIMO”. §Ó m« h×nh ho¸ thuéc

d¹ng nµy ph¶i cÇn ®Õn mét tËp çc ph−¬ng tr×nh m« t¶ mèi liªn quan gi÷a çc tr¹ng

th¸i cña hÖ. Vµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ng biÕn tr¹ng th¸i ®−îc h×nh thµnh. Còng

trong thêi gian nµy, lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tèi −u cã nh÷ng b−íc ph¸t triÓn lín dùa trªn

nÒn t¶ng nguyªn lý cùc ®¹i cña POLTRYAGIN vµ lËp tr×nh ®éng lùc häc cña

Bellman. §ång thêi, häc thuyÕt Kalman ®−îc hoµn thiÖn vµ nhanh chãng trë thµnh

c«ng cô chuÈn, ®−îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc ®Ó −íc l−îng trang th¸i bªn trong

cña 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¨m

1980. øng dông nh÷ng thµnh tùu cña toµn häc, çc nghiªn cøu vÒ ®iÒu khiÓn ®· ®−a

ra ®−îc çc 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 çc nguyªn lý vµ m¸y mãc ®iÒu khiÓn tù ®éng xuÊt hiÖn tr−íc m¸y

tÝnh ®iÖn tö rÊt l©u nh−ng sù ra ®êi cña m¸y tÝnh ®iÖn tö nhÊt lµ sù ph¸t triÓn cña kü

thuËt vi xö lý ®· ®−a tù ®éng ho¸ c«ng nghiÖp ®Õn viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸ trong

mäi 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 phÇn



mÒm cña m¸y tÝnh vµ m¹ng m¸y tÝnh ®iÖn tö.

Çc hÖ thèng tù ®éng ho¸ ®· ®−îc chÕ t¹o trªn nhiÒu c«ng nghÖ kh¸c nhau.

Ta cã thÓ thÊy çc thiÕt bÞ m¸y mãc tù ®éng b»ng çc cam chèt c¬ khÝ, çc hÖ

thèng tù ®éng ho¹t ®éng b»ng nguyªn lý khÝ nÐn, thuû lùc, r¬le c¬ ®iÖn, m¹ch ®iÖn

tö t−¬ng tù, m¹ch ®iÖn tö sè...

Çc thiÕt bÞ hÖ thèng nµy cã chøc n¨ng xö lý vµ møc tù ®éng thÊp so víi

çc hÖ thèng tù ®éng hiÖn ®¹i ®−îc x©y dùng trªn nÒn t¶ng cña c«ng nghÖ th«ng

tin.

Trong khi çc hÖ thèng tin häc sö dông m¸y tÝnh ®Ó hç trî vµ tù ®éng ho¸

qu¸ tr×nh qu¶n lý, th× çc hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng dïng m¸y tÝnh ®Ó ®iÒu khiÓn

vµ tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. ChÝnh v× vËy çc thµnh tùu cña c«ng nghÖ

phÇn cøng vµ c«ng nghÖ phÇn mÒm cña m¸y tÝnh ®iÖn tö ®−îc ¸p dông vµ ph¸t triÓn

cã chän läc vµ hiÖu qu¶ cho çc 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 diÖn

víi ng−êi vËn hµnh thËm chÝ vµo c¶ çc r¬le, contacto, nót bÊm mµ tr−íc kia hoµn

toµn 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 tÝn

hiÖu ®o vÒ trung t©m xö lý. HiÖn nay ®Çu ®o ®· tÝch hîp c¶ chip vi xö lý, biÕn ®æi

adc, 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 ngµy

cµng th«ng minh do çc 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 kÕt

h÷u c¬ víi c¶ bé Servo víi çc thuËt to¸n ®iÒu chØnh pid t¹i chç vµ kh¶ n¨ng nèi



R¬le B¸n dÉn

PLC

HÖ §K ph©n cÊp

HÖ §K ph©n tÇnHÖ tù tæ chøc

1930 40 50 60 70 80 90 2000 100

102

104

106

108

1010

H×nh 1.1: §å thÞ biÓu diÔn chøc n¨ng xö lý ë çc hÖ thèng T§H trong 70 n¨m qua

m¹ng sè tíi m¸y tÝnh chñ.

Çc tñ r¬le ®iÒu khiÓn chiÕm diÖn tÝch lín trong çc phßng ®iÒu khiÓn nµy

®−îc co gän trong çc PLC (programable logic Controller).

Çc bµn ®iÒu khiÓn víi hµng lo¹i çc ®ång hå chØ b¸o, çc phÝm, çc nóm

®iÒu khiÓn, çc bé tù ghi trªn giÊy cång kÒnh nay ®−îc thay thÕ b»ng mét vµi PC

( Personal Computer ).

HÖ thèng çp truyÒn tÝn hiÖu analog 4 ÷ 20mA, 10V tõ çc ®Çu ®o, c¬ cÊu

chÊp hµnh vÒ trung t©m ®iÒu khiÓn nh»ng nhÞt tr−íc ®©y ®· ®−îc thay thÕ b»ng vµi

çp ®ång trôc hoÆc çp quang truyÒn d÷ liÖu sè.

Cã thÓ nãi c«ng nghÖ th«ng tin ®· "chiÕm phÇn ngµy cµng nhiÒu'' vµo çc

phÇn tö, hÖ thèng tù ®éng ho¸ .

§å thÞ d−íi ®©y cho ta thÊy chøc n¨ng xö lý ë çc hÖ thèng tù ®éng ho¸

trong 70 n¨m qua ph¸t triÓn nh− nµo.

Vµo nh÷ng n¨m 30 çc hÖ thèng tù ®éng b»ng cam chèt c¬ khÝ th−êng ho¹t

®éng ®¬n lÎ víi mét chøc n¨ng xö lý. Çc hÖ thèng tù ®éng dïng r¬le ®iÖn tõ xuÊt

hiÖn vµo nh÷ng n¨m 40 cã møc xö lý kho¶ng 10n chøc n¨ng. Çc hÖ thèng tù ®éng



dïng b¸n dÉn ho¹t ®éng theo nguyªn lý t−¬ng tù (Analog) cña thËp kû 60 cã møc

xö lý kho¶ng 30 chøc n¨ng. Vµo nh÷ng n¨m 70 çc thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn kh¶ tr×nh

PLC ra ®êi víi møc ®é xö lý lªn hµng tr¨m vµ vµo nh÷ng n¨m 80 víi sù tham gia

cña çc m¸y tÝnh ®iÖn tö main frame mini ®· h×nh thµnh çc hÖ thèng ®iÒu khiÓn

ph©n cÊp víi sè chøc n¨ng xö lý lªn tíi 105. Sang thËp kû 90 víi sù ph¸t triÓn cña

c«ng nghÖ phÇn cøng còng nh− phÇn mÒm, çc hÖ thèng ®iÒu khiÓn ph©n t¸n ra ®êi

cho møc xö lý lªn tíi 107. Vµ sang thÕ kû 21, nh÷ng hÖ thèng tù ®éng cã tÝnh tæ

chøc, cã t− duy hîp t¸c sÏ cã møc xö lý lªn tíi 109. Tuy nhiªn ®Ó ®¹t ®−îc ®é

th«ng minh nh− nh−ng sinh vËt sèng cßn cÇn nhiÒu thêi gian h¬n n÷a vµ çc hÖ

thèng tù ®éng ho¸ cßn cÇn tÝch hîp trong nã nhiÒu c«ng nghÖ cao kh¸c nh− c«ng

nghÖ c¶m biÕn, c«ng nghÖ vËt liÖu míi, c«ng nghÖ quan vµ laser §©y lµ xu thÕ ph¸t

triÓn cña çc hÖ thèng tù ®éng lµ ngµy cµng sö dung nhiÒu c«ng nghÖ míi h¬n

trong cÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña m×nh.

Tr−íc kia çc hÖ thèng tù ®éng ho¸ thiÕt kÕ cad th−êng lµ çc hÖ thèng sö

dông m¸y tÝnh lín rÊt ®¾t tiÒn nªn chØ ë mét sè lÜnh vùc quan träng míi ®−îc ¸p

dông. Ngµy nay víi chøc n¨ng sö lý ®å ho¹ ngµy cµng nhanh vµ m¹nh cña PC, thªm

vµo ®ã gi¸ thµnh cña çc hÖ thèng cad trªn PC ngµy cµng rÎ nªn cad ®· ®i s©u len lái

vµo tÊt c¶ çc ngµnh nghÒ vµ tíi mäi ngãc ng¸ch cña cuéc sèng tõ çc bµi tËp thiÕt

kÕ cña sinh viªn ®Õn thiÕt kÕ çc 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 çc ®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 çc ®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 nèi

m¹ng nhanh t¹o thµnh hÖ thèng m¹ng m¸y ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng theo chÕ ®é

thêi gian thùc. Ngoµi çc chøc n¨ng ®iÒu khiÓn vµ gi¸m s¸t d©y chuyÒn s¶n xuÊt

hÖ thèng cßn cã nhiÒu c¬ së d÷ liÖu, kh¶ n¨ng tù x¸c ®Þnh vµ kh¾c phôc háng

hãc, kh¶ n¨ng thèng kª, b¸o ço vµ kÕt hîp víi m¹ng m¸y tÝnh qu¶n lý, lËp kÕ



ho¹ch, 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 çc thµnh tùu cña c«ng nghÖ th«ng tin

robot ®· cã thÞ gi¸c vµ xóc gi¸c. ViÖc ¸p dông trÝ kh«n nh©n t¹o vµo robot ®· ®−a

robot tõ øng dông chñ yÕu trong c«ng nghiÖp sang çc lÜnh vùc dÞch vô vµ y tÕ. KÕt

hîp víi çc thµnh tùu cña c¬ ®iÖn tö, robot ngµy cµng uyÓn chuyÓn vµ th«ng minh

h¬n. Trong t−¬ng lai robot kh«ng chØ thay thÕ ho¹t ®éng c¬ b¾p cña con ng−êi mµ

cßn thay thÕ çc c«ng viÖc ®ßi hái ho¹t ®éng trÝ n·o cña con ng−êi. Lóc nµy hÖ

thèng ®iÒu khiÓn cña robot kh«ng chØ lµ çc vi xö lý m¹ch mµ con cã sù hç trî cña

m¸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¨n

minh ph¸t triÓn trªn c¬ së c¬ giíi ho¸, ®iÖn khÝ ho¸. Khi cã nh÷ng ®ét ph¸ míi

trong 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 hiÖu

qu¶ 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 øng

c−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 vµ

kh¶ 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 quan

träng 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 con

ng−êi trong nh−ng c«ng viÖc c¬ b¾p nÆng nhäc, nh÷ng c«ng viÖc nguy hiÓm, ®éc h¹i

hay c¶ nh÷ng c«ng viÖc tinh vi hiÖn ®¹i…, cßn trong ®êi sèng con ng−êi nh÷ng c«ng

nghÖ nµy sÏ ®−îc øng dông ®Ó phôc vô cho nhu cÇu sèng, nã sÏ lµ nh−ng ph−¬ng

tiÖn kh«ng thÓ thiÕu trong ®êi sèng cña chóng ta.



1.3.4. øng dông cña tù ®éng ho¸ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt

Tù ®éng ho¸ cã mÆt trong hÇu hÕt tÊt c¶ çc lÜnh vùc cña s¶n xuÊt vµ ®êi

sèng. Mçi øng dông co mét ®Æc ®iÓm vµ tÇm quan träng riªng, sau ®©y chóng t«i

xin 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 cña

çc ngµnh gang thÐp, dÇu má, ho¸ chÊt, n«ng nghiÖp, ng− nghiÖp, ch¨n nu«i,

th−êng dïng çc lo¹i ®ång hå tù ®éng ho¸ vµ çc thiÕt bÞ tù ®éng ho¸ ®Ó ®iÒu khiÓn

çc 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 rÊt

cao, 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 ë

nh÷ng mÆt: Ng−êi m¸y c«ng nghiÖp, hÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t, hÖ thèng qu¶n lý

th«ng tin, kü thuËt nhãm, tù ®éng ho¸ kho tµng, nhµ m¸y tù ®éng ho¸ kh«ng cÇn

c«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 çc

hÖ thèng phøc t¹p h¬n, ®o l−êng vµ khèng chÕ çc ®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 çc ngµnh

c«ng nghiÖp nÆng vµ çc 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 çc toµ nhµ cao èc, ng−êi ta bè trÝ dµy ®Æc kh¾p n¬i

çp ®iÖn th«ng tin vµ do çc thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn ®iÖn tö tiÕn hµnh qu¶n lý tù ®éng

ho¸ ®èi víi hÖ thèng ®iÒu hoµ nhiÖt ®é cña mçi phßng, hÖ thèng chiÕu s¸ng vµ hÖ

thèng phßng ho¶, chèng trém, tù ®éng ®iÒu khiÓn çc thiÕt bÞ liªn quan, chÕ t¹o

n−íc l¹nh cÇn dïng cho thiÕt bÞ khëi ®éng ®iÒu hoµ nhiÖt ®é. Tr×nh ®é tù ®éng hoa

cña toµ nhµ rÊt cao, cã thÓ hót n−íc th¶i, dïng giã nãng sÊy kh« çc vËt Èm...

• Tù ®éng ho¸ çc khu vùc c«ng céng, nhµ ga, s©n bay ( public system

automation), t¹i çc 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 çc n¬i nµy viÖc phßng ch¸y lµ cùc kú quan träng,



do ®ã hÖ thèng phßng ch¸y còng ®−îc tù ®éng ho¸ ...

• Tù ®éng ho¸ v¨n phßng (office automation ), lîi dông çc thiÕt bÞ v¨n

phßng tù ®éng ho¸, tù ®éng hoµn thµnh çc 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 yÕu

tù ®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 çc gia

®×nh, cuéc sèng gia ®×nh sÏ thay ®æi toµn diÖn, con ng−êi sÏ ®−îc gi¶i phãng khái

lao ®éng c«ng viÖc gia ®×nh phiÒn to¸i, xuÊt hiÖn mét çch sèng míi mÎ cã tÝnh

s¸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 chØnh

theo giê giÊc, çc 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 ®iÒu

khiÓn trong nhµ lµm tr−íc çc viÖc chuÈn bÞ. NÕu nh− liªn kÕt m¸y tÝnh gia ®×nh víi

m¸y tÝnh cöa hµng, ngµnh giao th«ng, ng©n hµng vµ bÖnh viÖn…, th× cã thÓ ngåi t¹i

nhµ cã thÓ tham gia çc 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 nghiÖp

ho¸. NhiÖt ®é, ®é Èm cña c«ng tr−êng thùc vËt, thËm chÝ toµn bé qu¸ tr×nh −¬m

gièng ®Òu cã thÓ sö dông ®iÒu khiÓn tù ®éng, ®Ó gi¶m bít søc ng−êi n©ng cao s¶n

l−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 øng

dông trong n«ng nghiÖp. Khi lµm viÖc lo¹i m¸y nµy cã thÓ tù ®éng quan s¸t ®é Èm

cña thæ nh−ìng nhiÖt ®é kh«ng khÝ vµ søc giã…, nã cã thÓ x¸c ®Þnh ph−¬ng ph¸p

t−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 −¬m

gièng khoai t©y vµ mét lo¹i m¸y sö dông m¸y tÝnh diÒu khiÓn øng dông vµo viÖc

nu«i ç n−íc ngät, lo¹i m¸y nµy sÏ tù ®éng kiÓm tra nhiÖt ®é n−íc, hµm l−îng



muèi trong n−íc vµ ®×nh ra ph−¬ng ph¸p cÊp thøc ¨n cho ç.

Trong ch¨n nu«i gia sóc, gia cÇm còng co nh÷ng lo¹i m¸y øng dông trong

c«ng viÖc nµy, nh− lo¹i m¸y tù ®éng ch¨n nu«i do Liªn X« ( cò) chÕ t¹o lo¹i m¸y

nµy cã thÓ chuÈn bÞ thøc ¨n gia sóc, ph©n ph¸t thøc ¨n gia sóc, v¾t s÷a, ®ì ®Î cho

lîn n¸i...

MÆc dï tù ®éng ho¸ trong n«ng nghiÖp ®· ®−îc øng dông tõ l©u, song nã chØ

ph¸t triÓn ë mét sè n−íc ph¸t triÓn, cßn ®èi víi çc n−íc chËm ph¸t triÓn, tuy co

nÒn n«ng nghiÖp chiÕm tû lÖ lín nh−ng viÖc øng dông tù ®éng ho¸ vµo n«ng nghiÖp

vÉn cßn rÊt chËm. HiÖn nay, ®−îc sù trî gióp cña n−íc ngoµi çc n−íc ®ang ph¸t

triÓn ®· ®−a dÇn tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, ®Æc biÖt lµ çc n−íc §«ng

Nam ¸ 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 çng thay ®æi,

hµng lo¹t çc m¸y mãc tù ®éng ®· vµ ®ang xuÊt hiÖn, robot ®−îc chÕ t¹o ra thay thÕ

con 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©n

dông, 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 cña

chÝnh hÖ thèng.

• HÖ thèng ®iÒu khiÓn trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp, tõ m¸y tù ®éng ®Õn m¹ch

tÝch hîp.Nh÷ng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh ®· cã ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ vµ l¾p

r¸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 xuÊt

hydrocacbon vµ nhiÒu chÊt ho¸ häc kh¸c. HÖ ®iÒu khiÓn nµy ®· xö lý hµng ngµn

th«ng tin lÊy tõ c¶m biÕn ®Ó ®iÒu khiÓn hµng tr¨m c¬ cÊu chÊp hµnh : van, cÊp

nhiÖt, 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.



HÖ thèng ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô kiÓm so¸t møc n¨ng l−îng ë ®Çu vµo, ®Çu ra vµ

khi truyÒn dÉn, th«ng b¸o nh÷ng sù cè ®a d¹ng, phøc t¹p th−êng x¶y ra trong

truyÒn th«ng.

1.3.6. Môc ®Ých vµ ý nghÜa cña viÖc thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu tiÕt khÝ hËu trong

nhµ 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 trong

nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh ®· vµ ®ang ®−îc øng dông réng r·i trªn thÕ giíi. Trång rau

b»ng ph−¬ng thøc kh«ng dïng ®Êt kÕt hîp víi tù ®éng ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu

trong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh lµ gi¶i ph¸p cã hiÖu qu¶ nhÊt hiÖn nay trong viÖc s¶n

xuÊt rau an toµn mµ kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr−êng, tËn dông ®−îc mÆt b»ng

kh«ng gian (ngay c¶ trªn ®Êt nghÌo dinh d−ìng, nhiÔm ®éc, nhiÔm mÆn), h¹n

chÕ ®−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 cao

gÊp 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 tiÕt

tiÓu khÝ hËu trong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh lµ v« cïng quan träng, cïng víi kü thuËt

trång 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 cña

nÒn n«ng nghiÖp tiªn tiÕn, hiÖn ®¹i, gãp phÇn chung trong c«ng cuéc c«ng nghiÖp

hãa 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 ®êi

sèng 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 hËu

trong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh nµy cµng trë nªn cÊp thiÕt, cïng víi kü thuËt trång

c©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 ViÖt



Nam.

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 gãp

mÆt cña tù ®éng ho¸. Ng−êi ta nãi tù ®éng ho¸ g¾n víi n¨ng xuÊt, chÊt l−îng s¶n

phÈm, 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 tiÕp

tôc häc tËp vµ nghiªn cøu ®Ó øng dông chóng mét çch hiÖu qu¶ h¬n vµ h÷u Ých

h¬n.

§èi víi n−íc ta, theo chñ ch−¬ng chÝnh s¸ch cña §¶ng vµ Nhµ N−íc, ®Èy

m¹nh c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ n«ng nghiÖp n«ng th«n ®Ó ®Õn 2010 ®−a

n−íc ta thµnh mét n−íc c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸. Th× c«ng nghÖ tù ®éng

ho¸ cµng trë nªn quan träng ®èi víi chóng ta, vµ cÇn cã nhiÒu c«ng tr×nh h¬n

n÷a nghiªn cøu vÒ tù ®éng ho¸ ®Ó cã thÓ øng dông vµo thùc tÕ mét çch ®¬n

gi¶n vµ hiÖu qu¶ nhÊt.

Tõ nh÷ng ph©n tÝch trong ch−¬ng I nµy cho thÊy mét triÓn väng to lín cña hÖ

thèng trång rau s¹ch trong nhµ l−íi cã tù ®éng ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu, cïng víi kü

thuËt trång c©y kh«ng dïng ®Êt, trång rau trong dung dÞch hay trång rau thñy canh.

Sù kÕt hîp çc biÖn ph¸p kü thuËt nµy lµ rÊt hîp lý vµ kinh tÕ. V× ph−¬ng ph¸p ®iÒu

tiÕt khÝ hËu trong nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh sÏ ®¶m b¶o cho c©y trång sinh tr−ëng vµ

ph¸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¶ chÊt

dinh d−ìng cÇn thiÕt cho c©y, sö dông ph−¬ng ph¸p t−íi nhá giät sÏ tiÕt kiÖm ®−îc

dung dÞch, cung cÊp cho c©y chÝnh x¸c kh«ng l·ng phÝ, h¬n n÷a theo ph−¬ng ph¸p

nµy c©y sÏ ®−îc trång trong nhµ l−íi, kh«ng tiÕp xóc víi ®Êt sÏ tr¸nh ®−îc çc mÇm

bÖnh 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 suÊt

cao, hiÖu qu¶ kinh tÕ lín, cã thÓ ¸p dông s¶n xuÊt ®¹i trµ. §©y sÏ lµ mòi nhän cña

ngµnh n«ng nghiÖp hiÖn ®¹i.



Ch−¬ng II

giíi thiÖu vÒ simatic s7-200

2.1. chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn

Trong ®Ò tµi nµy chóng t«i chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn

logic kh¶ tr×nh PLC S7 - 200 víi khèi xö lý cpu 224.



2.1.1. 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 çc module më réng. Çc module

nµy ®−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 häc

c«ng nghÖ ®· cho ra ®êi çc thÕ hÖ S7 - 200 øng víi çc CPU212, CPU214,… ®Õn

CPU221, CPU222, CPU224, CPU226 . VÒ h×nh thøc bªn ngoµi, sù kh¸c nhau cña

çc 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 réng

b»ng 2 module më réng.

- CPU214 cã 14 cæng vµo vµ 10 cæng ra vµ cã kh¶ n¨ng ®−îc më réng

b»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 çc CPU t−¬ng øng:

2.2. nghiªn cøu PhÇn mÒm Simatic S7 – 200

2.2.1. Vßng quÐt

PLC thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh theo mét chu tr×nh lÆp mçi vßng lÆp lµ mét vßng

quÐt (scan cycle). Mçi vßng quÐt ®−îc b¾t ®Çu b»ng giai ®o¹n ®äc d÷ liÖu tõ çc

cæng vµo vïng bé ®Õm ¶o, tiÕp ®Õn lµ giai ®o¹n thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh sau ®ã lµ

2.1a 2.1b



giai ®o¹n truyÒn th«ng néi bé vµ kiÓm tra lçi, kÕt thóc vßng quÐt lµ giai ®o¹n

chuyÓn néi dung cña bé ®Öm ¶o tíi çc 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 nµo

thêi gian quÐt còng b»ng nhau mµ nã phô thuéc çc lÖnh tho¶ m·n trong ch−¬ng

tr×nh. Trong thêi gian thùc hiÖn vßng quÐt nÕu cã tÝn hiÖu b¸o ng¾t ch−¬ng tr×nh sÏ

dõng 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 çc lÖnh kh«ng lµm viÖc

trùc tiÕp víi cæng vµo ra mµ chØ th«ng qua çc bé ®Öm ¶o cña cæng trong vïng nhí

tham sè. ViÖc truyÒn th«ng gi÷a bé ®Öm ¶o víi ngo¹i vi trong giai ®o¹n ®Çu vµ cuèi

do CPU ®¶m ®−¬ng.

H×nh 2.2: Vßng quÐt

2.2.2. 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 cøng

b»ng mét d·y çc lÖnh lËp tr×nh.

- Çch lËp tr×nh cho S7 -200 nãi riªng vµ cho bé PLC cña siemen nãi chung

dùa 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÷ng

2. Thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh

1. NhËp d÷ liÖutõ ngo¹i vi vµo bé ®Öm ¶o

3. TruyÒn th«ng vµ tù kiÓm tra lçi

4. TruyÒn d÷ liÖu tõ bé ®Öm ¶o ra ngo¹i vi



kü s− ngµnh ®iÖn.

- Ph−¬ng ph¸p liÖt kª: STL(Statement list) ®©y lµ d¹ng ng«n ng÷ lËp tr×nh

th«ng th−êng cña m¸y tÝnh. Bao gåm çc c©u lÖnh ®−îc ghÐp l¹i theo mét thuËt

to¸n nhÊt ®Þnh ®Ó t¹o mét ch−¬ng tr×nh. Ph−¬ng ph¸p nµy phï hîp víi çc kü s− lËp

tr×nh.

Mét ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt theo ph−¬ng ph¸p LAD cã thÓ ®−îc chuyÓn sang

d¹ng 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 LAD

do vËy khi chuyÓn sang STL th× bé lÖnh cña STL cã chøc n¨ng t−¬ng øng nh− çc

tiÕp ®iÓm, çc cuén d©y vµ çc hép d©y dïng trong LAD.

§Ó lµm quen vµ hiÓu biÕt çc thµnh phÇn c¬ b¶n trong LAD vµ STL ta cÇn

n¾m v÷ng çc ®Þnh nghÜa c¬ b¶n sau.

- §Þnh nghÜa vÒ LAD: LAD lµ mét ng«n ng÷ lËp tr×nh b»ng ®å ho¹. Nh÷ng

thµnh phÇn dïng trong LAD t−¬ng øng víi çc thµnh phÇn cña b¶ng ®iÒu khiÓn

b»ng r¬le. Trong ch−¬ng tr×nh LAD çc phÇn tö c¬ b¶n dïng ®Ó biÓu diÔn lÖnh

logic sau.

+TiÕp ®iÓm: lµ biÓu t−îng (symbol) m« t¶ çc tiÕp ®iÓm cña r¬le. Çc 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 ®iÖn

cung cÊp cho r¬le.

+Hép(Box): Lµ biÓu t−îng m« t¶ çc hµm kh¸c nhau nã lµm viÖc khi cã

dßng ®iÖn ch¹y ®Õn hép. Nh÷ng d¹ng hµm th−êng biÓu diÔn b»ng hép lµ çc bé

thêi gian (Timer), bé ®Õm (Counter) vµ çc hµm to¸n häc.Cuén d©y vµ çc hép ph¶i

m¾c theo ®óng chiÒu dßng ®iÖn.

ChiÒu dßng ®iÖn trong m¹ng LAD ®i tõ ®−êng nguån bªn tr¸i sang ®−êng

nguån bªn ph¶i. §−êng nguån bªn tr¸i lµ d©y nãng ®−êng nguån bªn ph¶i lµ d©y

trung hoµ hay lµ ®−êng trë vÒ cña nguån cung cÊp (Khi sö dông ch−¬ng tr×nh tiÖn



dïng 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 çc tiÕp ®iÓm ®ãng ®Õn çc cuén d©y

hoÆc çc hép trë vÒ nguån bªn ph¶i.

- §Þnh nghÜa vÒ STL: Ph−¬ng h¸p liÖt kª lÖnh lµ ph−¬ng ph¸p thÓ hiÖn

ch−¬ng tr×nh d−íi d¹ng tËp hîp çc c©u lÖnh. Mçi c©u lÖnh trong ch−¬ng tr×nh kÓ

c¶ çc 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 sö

dông 9 bit ng¨n xÕp logic cña S7-200. Ng¨n xÕp logic lµ mét khèi gåm 9 bit chång

lªn nhau. TÊt c¶ çc thuËt to¸n liªn quan ®Õn ng¨n xÕp ®Òu lµm viÖc víi bit ®Çu tiªn

hoÆc 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 biÓu

diÔn 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 xÕp

2.2.3. Có ph¸p lÖnh S7-200

Trong S7-200 cã mét khèi l−îng lÖnh t−¬ng ®èi lín chóng ®−îc chia lµm ba

nhãm chÝnh.

- Nhãm çc lÖnh mµ khi thùc hiÖn th× lµm viÖc ®éc lËp kh«ng phô thuéc vµo

gi¸ trÞ logic cña ng¨n xÕp.



- Nhãm çc lÖnh chØ thùc hiÖn ®−îc khi bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp cã gi¸ trÞ

b»ng 1.

- Nhãm çc nh·n lÖnh ®¸nh dÊu vÞ trÝ trong tËp lÖnh.

Do çc lÖnh trong S7 – 200 lµ rÊt lín nªn chóng t«i chØ ®−a ra mét sè lÖnh

cÇn 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 ®Çu

tiªn cña ng¨n xÕp, çc gi¸ trÞ logic cò cßn l¹i trong ng¨n xÕp bÞ ®Èy lïi xuèng mét

bÝt.

- Load Not (LDN): Lµ lÖnh n¹p gi¸ trÞ logic nghÞch ®¶o cña mét tiÕp ®iÓm

vµo trong bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp, çc gi¸ trÞ cò cßn l¹i trong ng¨n xÕp bÞ ®Èy lïi

xuèng mét bit .

Khi biÓu diÔn LAD çc 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.

Çc 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 trong

ng¨n xÕp.

- LDI n lÖnh n¹p tøc thêi gi¸ trÞ logic cña ®iÓm n vµo bit ®Çu tiªn trong ng¨n

xÕp.

- LDNI n lÖnh n¹p gi¸ trÞ nghÞch ®¶o cña ®iÓm n vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n

xÕp.

Trong ®ã n lµ to¸n h¹ng .

§èi víi çc lÖnh th−êng më, th−êng ®ãng, LD, LDN th× n lµ to¸n h¹ng ®Çu

vµo, ®Çu ra, bé nhí, bé ®Õm, bé thêi gian vµ miÒn .



§èi víi çc 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. Çc lÖnh ghi xo¸ gi¸ trÞ cho tiÕp ®iÓm

- SET (S): lÖnh dïng ®Ó ®ãng çc ®iÓm gi¸n ®o¹n ®· ®−îc thiÕt kÕ.

- RESET (R): LÖnh dïng ®Ó ng¾t çc ®iÓm gi¸n ®o¹n ®· ®−îc thiÕt kÕ.

Trong LAD, logic ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn ®ãng hoÆc ng¾t çc cuén d©y ®Çu ra.

Khi dßng ®iÒu khiÓn ®Õn çc cuén d©y th× çc cuén d©y ®ãng hoÆc më çc tiÕp

®iÓm (hoÆc mét d·y çc tiÕp ®iÓm).

Trong STL, lÖnh truyÒn tr¹ng th¸i bit ®Çu cña ng¨n xÕp çc ®iÓm thiÕt kÕ. NÕu bit

nµy cã gi¸ trÞ b»ng 1, çc lÖnh S vµ R sÏ ®ãng ng¾t tiÕp ®iÓm hoÆc mét d·y çc tiÕp

®iÓm (giíi h¹n tõ 1 ®Õn 255). Néi dung cña ng¨n xÕp kh«ng bÞ thay ®æi bëi çc

lÖnh nµy.

2.2.3.3. Çc lÖnh logic ®¹i sè Boolean

Lµ çc lÖnh mµ khi thùc hiÖn th× lµm viÖc ®éc lËp kh«ng phô thuéc gi¸ trÞ

logic cña ng¨n xÕp. Çc lÖnh tiÕp ®iÓm cña ®¹i sè Boolean cho phÐp t¹o lËp ®−îc

çc m¹ch logic (kh«ng cã nhí ). Khi thùc hiÖn çc lÖnh tiÕp ®iÓm ®¹i sè Boolean

trong LAD th× çc lÖnh nµy ®−îc biÓu diÔn th«ng qua cÊu tróc m¹ch , m¾c nèi tiÕp

hay song song çc tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng vµ çc tiÕp ®iÓm th−êng më. Cßn trong

STL çc tiÕp ®iÓm ®−îc thay b»ng çc lÖnh A ( And ) vµ O ( Or ) cho çc hµm hë

hoÆc çc lÖnh AN (And not), ON (Or not) cho çc hµm kÝn. Gi¸ trÞ cña ng¨n xÕp

thay ®æi phô thuéc vµo tõng lÖnh .

Ngoµi nh÷ng lÖnh lµm viÖc trùc tiÕp víi tiÕp ®iÓm, S7-200 cßn cã 5 lÖnh ®Æc

biÖt biÓu diÔn çc phÐp tÝnh cña ®¹i sè Boolean cho çc bit trong ng¨n xÕp, ®−îc

gäi lµ çc lÖnh Stack logic. §ã lµ çc 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¸ çc mÖnh ®Ò logic. LAD kh«ng cã bé ®Õm dµnh cho

lÖnh Stack logic. STL sö dông çc lÖnh Stack logic ®Ó thùc hiÖn ph−¬ng tr×nh tæng

thÓ cã nhiÒu biÓu thøc con.



B¶ng lÖnh logic ®¹i sè boolean

LÖnh Chøc n¨ng To¸n h¹ng

O n A n

LÖnh thùc hiÖn to¸n tö ^ (A) vµ V (O) gi÷a gi¸ trÞ logic cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bÝt ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®−îc ghi vµo bÝt ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp.

n: I,Q,M,SM, T,C,V

AN n ON 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 ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®−îc ghi l¹i vµo bit ®Çu cña ng¨n xÕp.

AI n OI n

LÖnh thùc hiÖn tøc thêi to¸n tö ^ (A) vµ V (O) gi÷a gi¸ trÞ logic cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®−îc ghi l¹i vµo bit ®Çu cña ng¨n xÕp.

n: I (bit)

ANI n ONI n

LÖnh thùc hiÖn to¸n tö ^ (A) vµ V(O) gi÷a gi¸ trÞ lo gic nghÞch ®¶o cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bÝt ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®−îc ghi lai vµo bÝt ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp.

N: I (bit)

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 hai

cña ng¨n xÕp b»ng phÐp tÝnh logic A. KÕt qu¶ ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn trong ng¨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

I1.0 I1.1 Q1.1

I1.2

LD I 1.0 LD I 1.1 O I 1.2 ADL = Q 1.1



- LÖnh OLD ( Or Load): LÖnh tæ hîp gi¸ trÞ cña bit ®Çu tiªn vµ bit thø hai

trong ng¨n xÕp b»ng phÐp tÝnh logic O. KÕt qu¶ ®−îc ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn trong

ng¨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

I0.1 I0.2 Q0.1

I0.3 I0.4

LD I0.1

LD I0.2

LD I0.3

A I0.4

OLD

AND

= Q0.1

Tuy nhiªn trong nhiÒu tr−êng hîp ta cã thÓ dùa vµo tÝnh giao ho¸n cña çc

phÐp tÝnh A vµ O trong ®¹i sè Boolean cã thÓ biÕn ®æi m¹ch logic phøc t¹p thµnh

m¹ch logic ®¬n gi¶n sao cho khi lËp tr×nh Simatic S7-200 chóng ta kh«ng cÇn dïng

çc lÖnh Stack logic n÷a.

2.2.3.4. Çc lÖnh so s¸nh.

Khi lËp tr×nh, nÕu çc quyÕt ®Þnh vÒ ®iÒu khiÓn ®−îc thùc hiÖn dùa trªn kÕt

qu¶ 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 çc 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¬n

hoÆc b»ng (>=), nhá h¬n hoÆc b»ng (<=). KÕt qu¶ cña phÐp so s¸nh cã gi¸ trÞ b»ng

0 (nÕu ®óng) vµ b»ng 1 (nÕu sai) do ®ã chóng ®−îc kÕt hîp víi çc lÖnh logic LD,

A, O ®Ó t¹o ra ®−îc çc phÐp so s¸nh nh−: kh¸c (<>), lín h¬n (>), nhá h¬n (<).

BiÓu diÔn çc lÖnh so s¸nh trong LAD nh− sau:

- LÖnh so s¸nh b»ng. n1 n2



= = 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 khiÓn

vÉn th−êng ®−îc gäi lµ kh©u trÔ. Lµ nhãm lÖnh chØ thùc hiÖn ®−îc khi bit ®Çu tiªn

cña 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 lµm

hai 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 tÝn

hiÖu t¹i thêi ®iÓm cã s−ên lªn ë tÝn hiÖu ®Çu vµo, tøc lµ khi tÝn hiÖu ®Çu vµo chuyÓn

tr¹ng th¸i logic tõ 0 lªn 1 ®−îc gäi lµ thêi ®iÓm Timer ®−îc kÝch. §èi víi bé timer

kiÓu TON nã sÏ tù ®éng reset khi ®Çu vµo cã gi¸ trÞ logic b»ng 0, cßn ®èi víi bé

timer kiÓu TONR th× nã kh«ng tù ®éng reset mµ viÖc reset l¹i chØ ®−îc thùc hiÖn

b»ng lÖnh R. Timer TON ®−îc dïng ®Ó t¹o thêi gian trÔ trong mét kho¶ng thêi gian



( miÒn liªn th«ng), cßn ®èi víi Timer TONR thêi gian trÔ sÏ ®−îc t¹o ra trong

nhiÒu kho¶ng thêi gian kh¸c nhau.

Khi sö dông Timer TON hoÆc Timer TONR chóng ta ph¶i chó ý ®Õn ®é ph©n

gi¶i cña chóng ®Ó ®Æt thêi gian sao cho phï hîp. Timer TON vµ Timer TONR bao

gåm ba lo¹i víi ba ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau: ®é ph©n gi¶i 1ms, 10ms vµ 100ms. Thêi

gian 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 lµ 60 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) cña Timer, x¸c ®Þnh kho¶ng thêi gian trÔ kÓ tõ khi Timer ®−îc kÝch. Gi¸ trÞ ®Æt tr−íc cña c¸c bé Timer ®−îc ký hiÖu trong LAD vµ STL lµ PT. Gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi cña thanh ghi T- 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 cßn cã mét bit, ký hiÖu lµ T- bit, chØ tr¹ng th¸i logic ®Çu ra. Gi¸ trÞ logic cña bit nµy phô thuéc 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 thêi T-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¸ trÞ logic 1. øng víi mçi lo¹i CPU vµ ®é ph©n gi¶i chóng ta cã gi¸ trÞ giíi h¹n cña bé Timer 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:

LÖnh §é

ph©n gi¶i

Gi¸ trÞ cùc ®¹i CPU212 CPU214 CPU224

1ms 32,767s T32 T32, T96 T32, T96

10ms 327,67s T33 ÷T36 T33÷T36, T97 ÷T100

T33÷T36, T97 ÷T100 TON

100ms 3276,7s T37÷T63 T37÷T63, T101÷T127

T37÷T63, T101÷T255

TONR 1ms 32,767s T0 T0, T64 T0, T64



10ms 327,67s T1÷T4 T1 ÷ T4, T65 ÷T68

T1÷T4, T65 ÷T68

100ms 3276,7s T5÷T31 T5 ÷T31, T69 ÷T95

T5÷T31, T69÷T95

2.2.3.6. 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 sè

lÇn thay ®æi tr¹ng th¸i logic 0 lªn 1 cña tÝn hiÖu. Sè s−ên xung ®Õm d−îc ghi vµo

thanh 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¸nh

víi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc cña bé ®Õm d−îc ký hiÖu lµ PV. Khi gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi b»ng

hoÆc lín h¬n gi¸ trÞ ®Æt tr−íc th× bé ®Õm b¸o ra ngoµi b»ng çch ®Æt gi¸ trÞ logic 1

vµo bit ®Æc biÖt C_bit.

Bé ®Õm tiÕn còng nh− bé ®Õm tiÕn lïi ®Òu cã ph©n lèi víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn

xo¸ ®Ó thùc hiÖn viÖc ®Æt l¹i chÕ ®ä khëi ph¸t ban ®Çu (Reset) cho bé ®Õm ®−îc ký

hiÖu b»ng ch÷ çi ®Çu R trong LAD hoÆc qui ®Þnh lµ tr¹ng th¸i logic bit ®Çu tiªn

cña ng¨n xÕp trong STL.

Bé ®Õm ®−îc Reset khi tÝn hiÖu xo¸ cã tÝn hiÖu logic lµ 1 hoÆc khi lÖnh R ®−îc

thùc hiÖn víi C_bit.

Víi tÝnh n¨ng ®a d¹ng, linh ho¹t vµ dÔ sö dông cña Simatic S7 – 200 chóng

t«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 çc ch−¬ng tr×nh vµ cÊu

h×nh d−íi d¹ng mµ hä thÝch: biÓu ®å thang LAD (Ladder diagram), danh s¸ch lÖnh

STL (Statement list), biÓu ®å çc khèi chøc n¨ng (Function block diagram). Mét

hoÆc hai dù ¸n cã thÓ so¹n th¶o song song cïng mét lóc. ViÖc lËp tr×nh ®−îc ®¬n

gi¶n ho¸ mét çch ®¸ng kÓ nhê chøc n¨ng “kÐo vµ th¶” (drag and drop), c¾t, d¸n



H×nh 2.3: Lùa chän cÊu h×nh lËp tr×nh

nhê sö dông bµn phÝm hoÆc con chuét. Mét sè chøc n¨ng míi cho phÐp viÖc t×m vµ

thay thÕ tù ®éng, xem tr−íc b¶n in (print preview), b¶ng th«ng tin vÒ çc biÓu

t−îng cã çc ®Þa chØ, biÓu t−îng còng nh− çc ®Þa chØ ®−îc hiÓn thÞ cho mçi phÇn tö

trong 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 çc 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 thÝch

hîp 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 nhËn

nh÷ng sù lùa chän ®ã.

2.2.4.2. T¹o vµ l−u tr÷ mét Project

• Çc thµnh phÇn cña mét Project

Mét Project bao gåm nh÷ng thµnh phÇn sau:

+ Progam Block : Bao gåm çc m· hãa cã thÓ thùc hiÖn ®−îc vµ çc lêi chó

thÝch. M· hãa cã thÓ thùc hiÖn ®−îc bao gåm ch−¬ng tr×nh chÝnh hay çc ng¾t vµ



ch−¬ng tr×nh con. M· hãa ®−îc t¶i ®Õn PLC cßn çc chó thÝch ch−¬ng tr×nh th×

kh«ng.

+ Data Block: Khèi d÷ liÖu bao gåm çc d÷ liÖu ( nh÷ng gi¸ trÞ bé nhí ban

®Çu, nh÷ng h»ng sè ) vµ çc lêi chó thÝch. D÷ liÖu ®−îc t¶i ®Õn PLC , çc lêi chó

thÝch th× kh«ng.

+ Symtem Block: Symtem Block chøa çc th«ng tin vÒ cÊu h×nh nh− lµ çc

th«ng sè truyÒn th«ng, çc d¶i d÷ liÖu l−u gi÷, çc bé läc ®Çu vµo sè vµ t−¬ng tù vµ

th«ng tin mËt khÈu. Çc th«ng tin nµy ®−îc t¶i ®Õn PLC.

+ Symbol Table: Symbol Table cho phÐp ch−¬ng tr×nh sö dông nh÷ng ®Þa chØ

t−îng tr−ng. Nh÷ng ®Þa chØ nµy ®«i khi tiÖn Ých h¬n cho ng−êi lËp tr×nh vµ lµm cho

ch−¬ng tr×nh dÔ theo dâi h¬n . Ch−¬ng tr×nh biªn dÞch t¶i tíi PLC sÏ chuyÓn çc ®Þa

chØ t−îng tr−ng thµnh ®Þa chØ thùc. Th«ng tin trong Symbol Table sÏ kh«ng ®−îc t¶i

tíi PLC.

+ Status Chart : Status Chart cho phÐp theo dâi çch thøc xö lý d÷ liÖu ¶nh

h−ëng tíi viÖc thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh . Status Chart kh«ng ®−îc t¶i ®Õn PLC ,chóng

®¬n gi¶n lµ çch thøc qu¶n lý ho¹t ®éng cña PLC.

+ Cross Reference: Cöa sæ Cross Reference cho phÐp kiÓm tra nh÷ng b¶ng

chøa x¸c to¸n h¹ng sö dông trong ch−¬ng tr×nh vµ còng lµ vïng nhí ®· ®−îc g¸n (Bit

Usage vµ Bye Usage) . Trong khi ch−¬ng tr×nh so¹n th¶o ë chÕ ®é RUN, ta cã thÓ

kiÓm tra nh÷ng sè (EU, ED) ®ang ®−îc sö dông trong ch−¬ng tr×nh. Th«ng tin trong

Cross Reference vµ Usage kh«ng ®−îc t¶i ®Õn PLC.

• Çch 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 çch lùa chän

File New hoÆc Ên tæ hîp phÝm Ctr+N.

§Ó më mét Project cã s½n b»ng çch lùa chän File Open hoÆc Ên tæ hîp

phÝm Ctr+O vµ lùa chän tªn Project muèn më.



• L−u tr÷ mét Project.

§Ó l−u tr÷ mét Project míi t¹o ra, ta lùa chän lÖnh trªn thanh thùc ®¬n

Project Save All hoÆc kÝch vµo biÓu tr−îng trªn thanh c«ng cô hoÆc

nhÊn tæ hîp phÝm Ctrl+S.

2.2.4.3. So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh

Step7 - Micro/Win32 cho phÐp t¹o mét ch−¬ng tr×nh mµ cã thÓ sö dông mét

trong 2 cöa sæ lµ: LAD hoÆc STL.

• So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong LAD.

Cöa sæ ®Ó so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh LAD cã d¹ng nh− sau:

§Ó so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh, ta tiÕn hµnh theo nh÷ng b−íc sau:

+ NhËp tiªu ®Ò cho vïng so¹n th¶o b»ng çch kÝch ®óp vµo dßng ch÷ xanh çc

Network.

+ §Ó so¹n th¶o çc phÇn tö thang, ta kÝch vµo biÓu t−îng t−¬ng øng trªn

thanh chØ dÉn hoÆc lùa chän trªn dang s¸ch chØ dÉn.

H×nh 2.4: Cöa sæ so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh LAD



H×nh 2.5: Cöa sæ so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh STL

+ NhËp vµo ®Þa chØ hoÆc tham sè trong mçi vïng ch÷ vµ Ên ENTER.

+ NhËp tªn, ®Þa chØ vµ gi¶i thÝch cho tõng ®Þa chØ b»ng çch vµo

View symbol Table.

• So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong STL.

Th«ng th−êng qu¸ tr×nh so¹n th¶o ®−îc viÕt b»ng ch−¬ng tr×nh LAD, sau ®ã

chuyÓn sang d¹ng STL, cöa sæ giao diÖn cña STL ®−îc minh häa nh− sau:

-

Çc b−íc ®Ó so¹n th¶o mét ch−¬ng tr×nh trong STL:

- Tr−íc hÕt chia çc ®o¹n ch−¬ng tr×nh nµy thµnh tõng m¶ng, vµ mçi m¶ng

ph¶i cã tõ khãa NETWORK.

- Tr−íc mçi lêi chó thÝch ph¶i cã mét ®−êng song ®«i (//). Khi thªm mçi

dßng có thÝch còng ph¶i b¾t ®Çu bëi ®−êng song ®«i.

- Çc lÖnh, to¸n h¹ng ®Þa chØ cña lÖnh vµ lêi chó thÝch ph¶i ®−îc ng¨n çch

bëi mét kho¶ng trèng hoÆc mét Tab.

- Gi÷a çc to¸n h¹ng vµ ®Þa chØ kh«ng ®−îc cã kho¶ng çch.

- Mçi to¸n h¹ng riªng biÖt ®−îc t¸ch rêi bëi mét dÊu phÈy, mét kho¶ng trèng



H×nh 2.6: Cµi ®Æt truyÒn th«ng gi÷a m¸y tÝnh vµ CPU

Cµi ®Æt truyÒn th«ng

Chän çp truyÒn th«ng

hoÆc mét Tab.

- Sö dông çc lêi trÝch dÉn ®Ó thay cho viÖc so¹n th¶o tªn ký hiÖu.

2.2.4.4. Ch¹y ch−¬ng tr×nh

Sau khi viÕt ch−¬ng tr×nh vµ l−u tr÷ vµo bé nhí ta tiÕn hµnh kÕt nèi vµ ch¹y ch−¬ng tr×nh theo çc b−íc nh− sau:

• Cµi ®Æt truyÒn th«ng.

Qu¸ tr×nh cµi ®Æt truyÒn th«ng ®Ó chän çp, cÊu h×nh CPU, çc ®Þa chØ truyÒn th«ng. Ta tiÕn hµnh nh− sau:

+ Tõ thanh thùc ®¬n View Communications nh− h×nh vÏ:

+ Sau khi hép tho¹i Communications Setup xuÊt hiÖn nh¸y ®óp vµo biÓu t−îng

trªn cïng bªn ph¶i. Hép tho¹i Setting the PG/PC xuÊt hiÖn. Trong hép tho¹i cã nhiÒu

øng dông kh¸c nhau nh− lµ STEP 7 vµ Win CC, v× thÕ ta cÇn ph¶i lùa chän øng dông

cÇn ®Æt tham sè. Khi ®· lùa chän “Micro/WIN” vµ ®· cµi ®Æt trong phÇn cøng, ta cÇn

®Æt thuéc tÝnh thùc sù cña viÖc kÕt nèi phÇn cøng. §Çu tiªn cÇn ph¶i x¸c ®Þnh giao thøc

®Þnh sö dông trong m¹ng. Nªn sö dông lo¹i PPI. Sau khi ®· lùa chän giao thøc sö dông

ph¶i lùa chän tham sè giao diÖn chÝnh x¸c trong hép tho¹i. Trong ®ã chøa s½n çc giao

diÖn ®¨ cµi ®Æt cïng víi lo¹i giao thøc trong ngoÆc ®¬n. Ch¼ng h¹n chän “PC/PPI

cable(PPI)”. Sau ®ã ta ph¶i lùa chän çc tham sè liªn quan víi cÊu h×nh hiÖn cã. KÝch

vµo nót “Properties....” trong hép tho¹i ®Ó lùa chän.



H×nh2.7: Hép tho¹i Set PG/PC Interface

• N¹p ch−¬ng tr×nh vµo CPU.

Sau khi cµi ®Æt truyÒn th«ng ta n¹p ch−¬ng tr×nh vµo CPU b»ng viÖc

Download ch−¬ng tr×nh.

2.2.4.5. C¸ch Download mét ch−¬ng tr×nh

NÕu ®· thiÕt lËp thµnh c«ng liªn kÕt gi÷a PC vµ PLC ta cã thÓ Download

ch−¬ng tr×nh tíi PLC ®ã.

• Chó ý: Khi Download ch−¬ng tr×nh tíi PLC néi dung cña nã sÏ ®−îc ghi ®Ì

lªn néi dung hiÖn thêi cña PLC .V× vËy ph¶i ch¾c ch¾n lµ muèn ghi ®Ì lªn tr−íc khi

b¾t ®Çu Download .

C¸c b−íc tiÕn hµnh:

+ Tr−íc khi Download ta ph¶i ch¾c ch¾n PLC ë chÕ ®é STOP . KiÓm tra ®Ìn

b¸o hiÖu cña PLC, nÕu ch−a ë tr¹ng th¸i ®ã ph¶i kÝch nut “STOP” trªn thanh c«ng

cô hoÆc chän PLC STOP .

+ KÝch nót trªn thanh c«ng cô hay chän PLC Download

+ Theo mÆc ®Þnh, hép kiÓm “Program Code Block”, “Data Block”, “CPU

conguartion” ®· ®−îc ®¸nh dÊu . NÕu kh«ng muèn Download khèi nµo cã thÓ xo¸

bá ®¸nh dÊu.

- KÝch vµo “OK” ®Ó b¾t ®Çu.

- NÕu Download thµnh c«ng hép tho¹i “Download Successful” xuÊt hiÖn.

- ChuyÓn tr¹ng th¸i cña PLC tõ STOP sang RUN tr−íc khi ch¹y ch−¬ng tr×nh

trªn PLC.



- NÕu Download kh«ng thµnh c«ng ta ph¶i thiÕt lËp l¹i truyÒn th«ng gi÷a

PLC vµ PC vµ thùc hiÖn l¹i çc b−íc nh− trªn.

2.3. nghiªn cøu PhÇn cøng Simatic S7 - 200

2.3.1. Kh¸i qu¸t chung vÒ PLC

ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh ®−îc (PLC) hiÖn nay cã øng dông rÊt réng

r·i. Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cña PLC cã thÓ thay thÕ c¶ mét m¶ng r¬le, h¬n thÕ n÷a,

PLC gièng nh− mét m¸y tÝnh nªn cã thÓ lËp tr×nh ®−îc. Ch−¬ng tr×nh cña PLC cã

thÓ thay thÕ rÊt dÔ dµng, çc ch−¬ng tr×nh con còng cã thÓ ®−îc söa ®æi nhanh

chãng. V× vËy kh«ng chØ cã çc chuyªn gia phÇn mÒm mµ ngay c¶ çc kü thuËt

viªn hay ng−êi vËn hµnh còng cã thÓ lËp tr×nh ®−îc cho PLC.

Trong c¹nh tranh c«ng nghiÖp th× hiÖu qu¶ cña nÒn s¶n xuÊt nãi chung lµ

ch×a kho¸ cña thµnh c«ng. HiÖu qu¶ cña nÒn s¶n xuÊt bao trïm nh÷ng lÜnh vùc nh−:

- Tèc ®é s¶n xuÊt ra mét s¶n phÈm cña thiÕt bÞ vµ cña d©y chuyÒn ph¶i

nhanh.

- Gi¸ nh©n c«ng vµ vËt liÖu lµm ra s¶n phÈm ph¶i h¹. - ChÊt l−îng cao vµ Ýt phÕ phÈm. - Thêi gian chÕt cña m¸y mãc lµ tèi thiÓu. - M¸y s¶n xuÊt cã gi¸ rÎ. Çc bé ®iÒu khiÓn ch−¬ng tr×nh ®¸p øng ®−îc hÇu hÕt çc yªu cÇu trªn vµ

nh− lµ yÕu tè chÝnh trong viÖc n©ng cao h¬n n÷a hiÖu qu¶ s¶n xuÊt trong c«ng

nghiÖp. Tr−íc ®©y th× viÖc tù ®éng ho¸ chØ ®−îc ¸p dông trong s¶n xuÊt hµng lo¹t

n¨ng suÊt cao. HiÖn nay cÇn thiÕt ph¶i tù ®éng ho¸ c¶ trong s¶n xuÊt nhiÒu lo¹i

kh¸c nhau víi sè l−îng kh«ng lín, ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt, chÊt l−îng vµ nh»m cùc

tiÓu ho¸ vèn ®Çu t− cho xÝ nghiÖp. Çc thÕ hÖ PLC míi, çc hÖ thèng s¶n xuÊt linh

ho¹t (FMS) bao gåm çc thiÕt bÞ nh− m¸y ®iÒu khiÓn sè, robot c«ng nghiÖp, d©y

truyÒn tù ®éng, m¸y tÝnh ho¸ c«ng nghiÖp ®· ®¸p øng rÊt tèt çc yªu cÇu nµy.

2.3.2. Sù ph¸t triÓn cña PLC.

Trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt, tr−íc ®©y ng−êi ta chØ ph©n

biÖt hai ph¹m trï kü thuËt ®iÒu khiÓn b»ng c¬ khÝ vµ ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn tö.

Tõ cuèi thÕ kû XX ng−êi ta ®· dïng nhiÒu chØ tiªu chi tiÕt ®Ó ph©n biÖt çc



lo¹i kü thuËt ®iÒu khiÓn, v× trong thùc tÕ s¶n xuÊt cßn ®ßi hái tæng thÓ nh÷ng hÖ

thèng m¸y chø kh«ng chØ ®iÒu khiÓn tõng m¸y ®¬n lÎ.

ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC ®−îc s¸ng t¹o tõ nh÷ng ý t−ëng ban

®Çu cña mét nhãm kü s− thuéc h·ng general motors vµo nh÷ng n¨m 1968-1970. Nã

ph¸t triÓn trªn c¬ së m¸y tÝnh vµ ®· tõng b−íc ph¸t triÓn tiÕp cËn theo çc nhu cÇu

cña c«ng nghÖ. Quy tr×nh lËp tr×nh lóc ban ®Çu ®−îc chuÈn bÞ ®Ó sö dông trong çc

xÝ nghiÖp ®iÖn tö mµ r¬le ®iÖn tõ ë ®ã kh«ng ®¸p øng ®−îc nh÷ng yªu cÇu ®iÒu

khiÓn cao.

Ngµy nay, do yªu cÇu cña nÒn s¶n xuÊt lµ cÇn ph¶i mét lóc cã thÓ ®iÒu khiÓn

®−îc nhiÒu quy tr×nh c«ng nghÖ. Do ®ã PLC ®· ph¸t triÓn rÊt m¹nh vÒ sè l−îng ®Çu

vµo/ra vµ çc bé nhí ch−¬ng tr×nh cña nã.

Lo¹i PLC cì võa m· hiÖu CQM1H cã tèi ®a 512 ®Çu vµo/ra, bé nhí

ch−¬ng tr×nh 15,2 kword, lín h¬n nhiÒu so víi çc bé ®iÒu khiÓn PLC tr−íc kia

chØ cã vµi chôc ®Çu vµo/ra vµ bé nhí ch−¬ng tr×nh chØ tèi ®a lµ 1kword ®Õn 2

kword.

§Ó cho phÐp ng−êi sö dông trao ®æi th«ng tin gi÷a çc m«i tr−êng lµm viÖc,

ng−êi ta con trang bÞ thªm cho PLC hÖ thèng th«ng tin, çc bé ®iÒu khiÓn kh¶ tr×nh

lo¹i nhá PLC S7-200 cña siemens hiÖn ®−îc thiÕt lËp çc chøc n¨ng c«ng nghÖ

th«ng tin. Çc chøc n¨ng nµy ®−îc cung cÊp bëi bé xö lý truyÒn th«ng c«ng nghiÖp

m¹ng ethernet. Çc chøc n¨ng th«ng tin ®Æc biÖt sÏ rÊt h÷u Ých trong çc øng dông

nh−: tù ®éng ho¸ trong toµ nhµ, çc tr¹m thuû ®iÖn, çc tr¹m ph¸t ®iÖn nhê søc giã

hay çc hÖ thèng giao th«ng vËn t¶i.

Ngoµi ra PLC hiÖn ®¹i cßn ®−îc trang bÞ h¹i lo¹i CS1 vµ CJ1 héi tô nh÷ng

tiÕn bé cña ngµnh c«ng nghÖ tù ®éng ho¸. CJ1 chØ cã kÝch th−íc rÊt khiªm tèn ch−a

cao b»ng chiÕc card visit nh−ng cã thÓ qu¶n lý tíi 2560 ®Çu vµo/ra. Khi sè ®Çu vµo

ra t¨ng lªn, ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn còng sÏ dµi ra vµ phøc t¹p h¬n, v× vËy dÉn tíi

thêi gian quÐt thùc thi ch−¬ng tr×nh sÏ chËm ®i. CJ1 cã thÓ xö lý nhanh h¬n tíi 30

lÇn so víi thÕ hÖ PLC tr−íc, nã cã thÓ thùc thi 30.000 lÖnh chØ trong thêi gian 1ms.



Lo¹i PLC míi nµy mang l¹i nh÷ng lîi Ých ®ã lµ tÝnh n¨ng hç trî nhiÒu ng−êi

lËp tr×nh, thËm trÝ lµ cïng mét lóc. Nh÷ng øng dông ®ßi hái thêi gian ®¸p øng cao

còng th−êng lµ nh÷ng øng dông phøc t¹p, yªu cÇu nhiÒu c«ng søc.

TÝnh hiÖu qu¶ cña PLC nµy cßn ®−îc thÓ hiÖn kh¶ n¨ng ph©n t¸n c¸c ®Çu vµo

ra trªn nhiÒu khu vùc kh¸c nhau nh−ng vÉn ®−îc qu¶n lý tËp trung. Ngoµi kh¶ n¨ng

gi¶m ®¸ng kÓ d©y dÉn kÕt nèi, t¨ng ®é tin cËy vµ gi¶m thêi gian söa lçi, PLC cßn

cã tÝnh n¨ng vµo ra th«ng minh. VÝ dô: mét ®Çu ra r¬le cã thÓ tù ghi l¹i sè lÇn ®ãng

më tiÕp ®iÓm. cpu cña PLC chÝnh cã thÓ ®äc th«ng tin nµy vµ th«ng b¸o cho nh©n

viªn b¶o d−ìng cÇn kiÓm tra hay thay thÕ tiÕp ®iÓm khi tuæi thä lµm viÖc ®Õn h¹n.

Lo¹i CS1D lµ mét lo¹i PLC míi cã tÝnh n¨ng dù phßng ë nhiÒu cÊp ®é:

- Dù phßng nguån.

- Dù phßng cpu.

- Dù phßng bus.

Khi bÊt kú mét thµnh phÇn nµo cña hÖ thèng cã dù phßng bÞ sù cè, ng−êi vËn

hµnh cã thÓ thay thÕ nã b»ng mét module míi mµ kh«ng cÇn t¾t nguån.

Sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ ®· gióp PLC ngµy mét m¹nh h¬n, th«ng minh

h¬n, nhá h¬n, trong khi ®ã sù c¹nh tranh cña thÞ tr−êng lai lµm cho gi¸ thµnh cña

nã ngay cµng gi¶m ®i dÉn ®Õn kh¶ n¨ng øng dông cña nã ngµy cµng cao vµ mang

l¹i mu«n vµn lîi Ých cho nh©n lo¹i.

2.3.3. Vai trß cña PLC.

Trong mét hÖ thèng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn tù ®éng, bé ®iÒu khiÓn PLC ®−îc coi

nh− bé n·o cã kh¶ n¨ng ®iÒu hµnh toµn bé hÖ thèng. Víi mét ch−¬ng tr×nh øng

dông ®iÒu khiÓn ( l−u gi÷ trong bé nhí PLC ) trong kh©u chÊp hµnh, PLC gi¸m s¸t

chÆt chÏ, æn ®Þnh chÝnh x¸c tr¹ng th¸i cña hÖ thèng th«ng qua tÝn hiÖu cña c¸c thiÕt

bÞ ®Çu vµo. Sau ®ã nã sÏ c¨n cø trªn ch−¬ng tr×nh logic ®Ó x¸c ®Þnh tiÕn tr×nh ho¹t

®éng ®ång thêi truyÒn tÝn hiÖu tíi thiÕt bÞ ®Çu ra.

PLC cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn nh÷ng thao t¸c øng dông ®¬n gi¶n,

lÆp ®i lÆp l¹i hoÆc mét vµi thiÕt bÞ trong sè chóng cã thÓ ®−îc nèi m¹ng cïng víi hÖ



thèng ®iÒu khiÓn trung t©m hoÆc nh÷ng m¸y tÝnh trung t©m th«ng qua mét phÇn

cña m¹ng truyÒn dÉn. Víi môc ®Ých ®Ó tæ hîp viÖc ®iÒu khiÓn mét qu¸ tr×nh xö lý

phøc t¹p.

Ngµy nay, víi nh÷ng tiÕn bé nhanh chãng trong c«ng nghÖ siªu nhá ®em l¹i

hiÖu n¨ng cao vµ tèi thiÓu ho¸ kÝch th−íc, chóng ®· më ra thÞ tr−êng míi cho PLC.

Çc phÇn cøng ®iÒu khiÓn hoÆc çc ®iÒu khiÓn dùa trªn m¸y tÝnh PC (Personal

Computer ) ®−îc më réng víi çc tÝnh n¨ng thùc, nay ®· cã thÓ ®iÒu khiÓn çc qu¸

tr×nh tù ®éng ho¸ phøc t¹p.

NhiÒu lo¹i PLC kh¸c nhau bao trïm nhiÒu chøc n¨ng, tõ çc m¸y tÝnh m¹ng

nhá vµ çc khèi ph©n t¸n cho tíi çc PLC hiÖu n¨ng cao, Ýt lçi, cã tÝnh modul. Chóng

kh¸c nhau vÒ tèc ®é xö lý, kh¶ n¨ng nèi m¹ng hoÆc çc modul vµo ra. Çc PC hiÖn ®¹i

®· cho phÐp ph¸t triÓn c«ng cô lËp tr×nh PLC nhanh chãng trong vßng 10 n¨m qua.

Çc ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh PLC truyÒn thèng nh− danh s¸ch lÖnh, logic b−íc hoÆc s¬

®å hµm hÖ thèng ®iÒu khiÓn, cho tíi nay ®ang ®−îc ¸p dông m¹nh mÏ vµ ®ang trªn

con ®−êng ®¹t tíi ®Ønh cao cña nã.

2.3.4. ¦u ®iÓm cña PLC.

Víi kh¶ n¨ng lËp tr×nh ®¬n gi¶n, cïng víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ m¸y

tÝnh. §Õn nay bé ®iÒu khiÓn PLC ®¹t ®−îc nh÷ng −u thÕ c¬ b¶n trong viÖc øng dông

®iÒu khiÓn çc d©y truyÒn c«ng nghÖ:

• ChuÈn bÞ vµo t¸c ®éng nhanh.

• §é tin cËy cao vµ ngµy cµng t¨ng.

• DÔ dµng thay ®æi hoÆc so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh.

• Sù ®¸nh gi¸ çc nhu cÇu lµ ®¬n gi¶n.

• Xö lý t− liÖu tù ®éng.

• Kh¶ n¨ng t¸i t¹o.

• TiÕt kiÖm kh«ng gian.

• Sù c¶i biÕn thuËn tiÖn.

• ThÝch øng trong m«i tr−êng kh¾c nghiÖt. • Cã thÓ tÝnh to¸n ®−îc gi¸ thµnh.



• øng dông ®iÒu khiÓn trong ph¹m vi réng. + So s¸nh víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn logic th«ng th−êng (d¹ng kinh ®iÓn) th× hÖ

thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC cã nh÷ng chØ tiªu −u viÖt h¬n h¼n:

ChØ tiªu §iÒu khiÓn Logic

kinh ®iÓn §iÒu khiÓn Logic

kh¶ tr×nh

PhÇn tö ®iÒu khiÓn (PhÇn cøng) Môc ®Ých ®Æc biÖt Môc ®Ých chung

Ph¹m vi ®iÒu khiÓn Nhá vµ trung b×nh Trung b×nh vµ lín

Thay ®æi hoÆc thªm bít Khã DÔ

B¶o tr× b¶o d−ìng Khã thùc hiÖn DÔ thùc hiÖn

§é tin cËy Phô thuéc vµo thiÕt kÕ

vµ chÕ t¹o Cao

HiÖu qu¶ kinh tÕ ¦u ®iÓm ë vïng ho¹t ®éng c«ng suÊt nhá

¦u ®iÓm víi mäi vïngho¹t ®éng

2.3.5. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña PLC.

Khi sö dông mét ph−¬ng ¸n nµo trong ®iÒu khiÓn tù ®éng th× ngoµi yÕu tè kü

thuËt chóng ta còng ph¶i xÐt ®Õn tÝnh kinh tÕ cña ph−¬ng ¸n ®ã ®Ó xem ph−¬ng ¸n

cã thÓ kh¶ thi hay kh«ng?. NÕu ph−¬ng ¸n ®ã kh¶ thi th× c¶ hai yÕu tè kinh tÕ kü

thuËt ®Òu ph¶i ®¶m b¶o.

Do PLC ra ®êi thay thÕ cho hÖ r¬le nªn viÖc so s¸nh PLC vµ hÖ r¬le ®· ®−îc

c¸c nhµ ®Çu t− tÝnh to¸n vµ ®−a ra kÕt qu¶ d−íi ®©y:



Tõ h×nh 2.3.5 cã thÓ thÊy r»ng: VÒ mÆt kinh tÕ, viÖc sö dông PLC kinh tÕ

h¬n hÖ R¬le rÊt nhiÒu ë quy m« s¶n xuÊt lín, v× tæng chi phÝ cña mét hÖ PLC thÊp

h¬n so víi tæng chi phÝ cho mét hÖ R¬le.

VÒ mÆt kü thuËt, th× viÖc sö dông bé PLC cã mét h¹n chÕ lµ ph¶i dïng ®éi

ngò nh©n viªn kü thuËt tr×nh ®é cao th× míi cã thÓ thiÕt kÕ lËp tr×nh vµ thao t¸c bé

PLC. Tuy nhiªn víi tÝnh n¨ng h¬n h¼n hÖ r¬le, ng−êi ta ®· sö dông PLC thay thÕ

cho hÖ r¬le. D−íi ®©y chóng t«i ®−a ra mét sè −u, nh−îc ®iÓm vÒ mÆt kü thuËt cña

hai hÖ ®iÒu khiÓn nµy:

§iÒu khiÓn b»ng R¬ Le §iÒu khiÓn b»ng PLC

¦u ®iÓm

+ N¾m biÕt ®−îc vµ ®é tin cËy

trong mét thêi gian dµi.

¦u ®iÓm

+ §é tin cËy cao nhê sö dông c¸c phÇn

tö tiÕp xóc.

H×nh 2.8: So s¸nh kinh tÕ R¬le vµ PLC



+ N¾m biÕt ®−¬c ®é tin cËy.

+ NhiÒu bé phËn ®· tiªu chuÈn

ho¸.

+ RÊt Ýt nh¹y c¶m víi nhiÔu.

+ Kinh tÕ nhÊt ®èi víi hÖ thèng

nhá.

+ Thay ®æi dÔ dµng qua c«ng nghÖ

phÝch c¾m.

+ L¾p ®Æt ®¬n gi¶n.

+ Thay ®æi nhanh quy tr×nh ®iÒu khiÓn

mµ kh«ng cÇn thay ®æi phÇn cøng.

+ KÝch th−íc nhá.

+ Cã thÓ nèi víi m¹ng m¸y tÝnh.

Nh−îc ®iÓm

+ Thêi gian l¾p ®Æt l©u ( nèi d©y,

nèi m¹ch).

+ Thay ®æi quy trinh rÊt khã

kh¨n do ph¶i ®æi l¹i phÇn cøng

cña hÖ thèng.

+ Khã theo dâi vµ kiÓm tra c¸c

hÖ thèng lín, phøc t¹p.

+ Cã h− hao trong sö dông, do ®ã

cÇn b¶o d−ìng th−êng xuyªn.

+ KÝch th−íc lín.

Nh−îc ®iÓm

+ Gi¸ thµnh t¹o dùng cao.

+ Ng«n ng÷ lËp tr×nh lµ ng«n ng÷

"®ãng", mçi h·ng s¶n xuÊt cã mét

ng«n ng÷ riªng, dÉn ®Õn khã kh¨n cho

viÖc trao ®æi ng«n ng÷ lËp tr×nh.

Nh÷ng −u ®iÓm trªn ®©y cña bé ®iÒu khiÓn PLC so víi bé ®iÒu khiÓn b»ng

r¬le ®· cho phÐp nã cã mÆt hÇu hÕt trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn tõng m¸y, thiÕt bÞ

s¶n xuÊt ®éc lËp hoÆc c¶ mét d©y chuyÒn s¶n xuÊt lín. Vµ ®Æc biÖt bé ®iÒu khiÓn

PLC ®· thay thÕ hoµn toµn bé ®iÒu khiÓn b»ng r¬le trong nh÷ng qu¸ tr×nh ®iÒu

khiÓn quan träng cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt.

2.3.6. øng dông cña PLC

§èi víi mçi hÖ thèng ®iÒu khiÓn, PLC ®Òu cã nh÷ng chøc n¨ng kh¸c nhau ®Ó



øng dông vµo hÖ thèng ®ã. D−íi ®©y chóng t«i xin tr×nh bµy chøc n¨ng cña PLC

®èi víi tõng kiÓu ®iÒu khiÓn.

KiÓu ®iÒu khiÓn Chøc n¨ng

§iÒu khiÓn chuyªn gia gi¸m s¸t

+ Thay cho ®iÒu khiÓn r¬le.

+ Thêi gian ®Õm.

+ Thay cho çc panel ®iÒu khiÓn m¹ch in.

+ §iÒu khiÓn tù ®éng, b¸n tù ®éng, b»ng. tay çc m¸y vµ çc qu¸ tr×nh.

§iÒu khiÓn d·y

+ Thùc hiÖn çc phÐp to¸n sè häc.

+ Cung cÊp th«ng tin.

+ §iÒu khiÓn liªn tôc (NhiÖt ®é ¸p xuÊt).

+ §iÒu khiÓn ®éng c¬ chÊp hµnh.

+ §iÒu khiÓn ®éng c¬ b−íc.

§iÒu khiÓn mÒm dÎo

+ §iÒu hµnh qu¸ tr×nh vµ b¸o ®éng.

+ Ph¸t hiÖn lçi vµ ®iÒu hµnh.

+ GhÐp nèi víi m¸y tÝnh (RS232/RS242).

+ GhÐp nèi víi m¸y in.

+ M¹ch tù ®éng ho¸ xÝ nghiÖp.

Trong viÖc ®iÒu khiÓn, chøc n¨ng cña PLC cßn ®−îc thÓ hiÖn ë chç:

- thu nhËn çc tÝn hiÖu ®Çu vµo, tÝn hiÖu ph¶n håi (Tõ çc c¶m biÕn).

- Liªn kÕt ghÐp nèi vµ ®ãng më m¹ch phï hîp víi ch−¬ng tr×nh.

- TÝnh to¸n vµ so¹n th¶o çc lÖnh ®iÒu khiÓn trªn c¬ së so s¸nh çc th«ng tin

thu ®−îc.

- Ph¸t triÓn çc lÖnh ®iÒu khiÓn ®ã ®Õn çc ®Þa chØ thÝch hîp.

• Chóng t«i cã thÓ liÖt kª mét sè øng dung th«ng dông cña PLC:

- HÖ thèng cÊp nhiªn liÖu.

- HÖ thèng ®iÒu khiÓn b¨ng truyÒn.

- §iÒu khiÓn d©y truyÒn ®ãng gãi.

- §iÒu khiÓn chuyÓn ®éng cña Robot.



- C«ng nghÖ giÊy.

- ChÕ t¹o kÝnh.

- S¶n xuÊt xi m¨ng.

- C«ng nghÖ in.

- Xö lý thùc phÈm.

- C¸c m¸y c«ng cô.

- S¶n xuÊt thuèc l¸.

- C«ng nghiÖp giÊy vµ nghiÒn.

- §iÒu khiÓn qu¸ tr×nh th¸o rãt.

- ThiÕt bÞ xö lý ho¸ chÊt.

- §iÒu khiÓn thiÕt bÞ ®iÒu hoµ kh«ng khÝ.

- §iÒu khiÓn thiÕt bÞ xö lý gi¸m s¸t.

- D©y truyÒn chÕ t¹o linh kiÖn ®iÖn - ®iÖn tö.

- Nhµ m¸y ho¸ dÇu.

- HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®Ìn giao th«ng.

- HÖ thèng ®iÒu khiÓn ga xe löa.

- Nhµ m¸y chÕ t¹o ¤t«.

- HÖ thèng ®iÒu khiÓn an toµn.

- HÖ thèng ®iÒu khiÓn thang m¸y.

- HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhµ m¸y ®iÖn.

- LuyÖn ph«i chÕ t¹o thÐp.

- Tù ®éng ho¸ trong x©y dùng.

- §iÒu khiÓn m¸y khoan.

- Tù ®éng ho¸ trong n«ng nghiÖp.

2.3.7. CÊu tróc c¬ b¶n cña PLC.

• CÊu tróc c¬ b¶n cña PLC nãi chung.

ThiÕt bÞ lËp tr×nh

Bé nhí

GiaoGiao



• Bé sö lý trung t©m (CPU).

§−îc x©y dùng tõ çc vi sö lý (8 bit, 12 bit hoÆc 32 bit) cã çc bé nhí

ch−¬ng tr×nh RAM, ROM. Th«ng th−êng nã cã 2 cæng giao diÖn víi thiÕt bÞ ngo¹i

vi lµ m¸y tÝnh (PC) vµ bé lËp tr×nh.

Bé xö lý trung t©m ghÐp nèi vµo - ra qua 3 BUS : BUS d÷ liÖu, BUS ®iÒu

khiÓn vµ BUS ®Þa chØ.

Chøc n¨ng cña bé vi xö lý trung t©m trong PLC lµ : §iÒu khiÓn vµ kiÓm so¸t

çc ch−¬ng tr×nh ®−îc l−u d÷ trong bé nhí mét çch tuÇn tù. Nã liªn kÕt çc tÝn

hiÖu l¹i víi nhau theo quy ®Þnh vµ tõ ®ã ®−a ra çc lÖnh cho ®Çu ra. Sù thao t¸c tuÇn

tù cña ch−¬ng tr×nh dÉn ®Õn 1 thêi gian trÔ, khi ®ã bé ®Õm cña ch−¬ng tr×nh quÐt

qua 1 ch−¬ng tr×nh ®Çy ®ñ råi sau ®ã l¹i lÆp l¹i. Thêi gian cña chu k× nµy ®−îc gäi

lµ "thêi gian quÐt" vµ phô thuéc vµo dung l−îng cña bé nhí.

• Bé nhí ch−¬ng tr×nh.

Th−êng lµ çc bé phËn l−u tr÷ ®iÖn tö nh− : RAM, PROM, hoÆc EPROM.

Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn khi t¶i xuèng tõ thiÕt bÞ lËp tr×nh, chóng sÏ ®−îc gi÷ l¹i

trong çc bé nhí nµy.

H×nh 2.9: S¬ ®å khèi cña PLC



§Ó duy tr× ch−¬ng tr×nh trong tr−êng hîp mÊt ®iÖn nguån ®ét ngét, ta ph¶i

cung çp 1 nguån dù phßng cho çc bé nhí nµy.

Trong thiÕt kÕ ng−êi ta th−êng chia bé nhí thµnh tõng modul ®Ó cho phÐp

®iÒu khiÓn çc ch−¬ng tr×nh cã kÝch th−êng kh¸c nhau. Khi cÇn më réng bé nhí chØ

cÇn c¾m thªm çc thÎ nhí ®iÖn tö vµo çc panel cña PLC.

• Modul ®Çu vµo.

Chøa çc bé läc vµ bé thÝch øng n¨ng l−îng. Nã cã chøc n¨ng chuÈn bÞ çc

tÝn hiÖu cña phÇn tö ®Çu vµo d−íi d¹ng tÝn hiÖu t−¬ng tù hoÆc sè, sau ®ã chuyÓn vµ

CPU ®Ó xö lý.

§Ó thuËn tiÖn trong viÖc ®iÒu khiÓn, çc modul ®Çu vµo ®−îc thiÕt kÕ ®Ó cã

thÓ nhËn nhiÒu ®Çu vµo vµ mçi ®Çu vµo th−êng ®−îc trang bÞ 1 ®ièt ph¸t quang ®Ó

kiÓm tra h− háng.

• Modul ®Çu ra.

®−îc cÊu t¹o nh− modul ®Çu vµo. Nã cã chøc n¨ng truyÒn çc th«ng tin ®Õn

çc phÇn tö kÝch ho¹t cho çc thiÕt bÞ lµm viÖc. V× vËy modul ®Çu ra ®−îc thiÕt kÕ

®Ó thÝch hîp víi nhiÒu m¹ch phèi ghÐp kh¸c nhau.

ViÖc kiÓm tra, quan s¸t trùc quan ®−îc thÓ hiÖn qua çc ®iot ph¸t quang ë

mçi ®Çu ra.

• Bé nguån cung cÊp.

th«ng th−êng nguån cung cÊp cho PLC ®−îc cÊp tõ nguån 220V ~ hoÆc

110V~ (tÇn sè 50 ÷ 60 Hz) hoÆc 24V 1 chiÒu. Bé nguån sÏ cho ra çc ngån æn ®Þnh

cao, cÊp cho CPU, hoÆc cho modul ®Çu vµo vµ modul ®Çu ra.

2.3.8. CÊu tróc c¬ b¶n cña PLC S7 - 200 víi khèi xö lý CPU224.

• KÕt nèi víi m¸y tÝnh:

§Ó cã thÓ lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng vµ n¹p S7-200 cÇn ph¶i kÕt nèi nã víi

m¸y tÝnh theo s¬ ®å nh− sau:

Q0.0 ÷ Q2.7

Module më réng



• CÊu h×nh cøng CPU 224.

Do thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn chóng t«i sö dông trong ®Ò tµi lµ CPU 224, v× vËy

chóng t«i chØ tr×nh bµy cÊu tróc cña CPU 224.

CPU 224 cã ®Çy ®ñ tÝnh n¨ng cña c¸c CPU phiªn b¶n tr−íc cïng víi nh÷ng

c¶i tiÕn ®¸ng kÓ vÒ kü thuËt.

• §Æc ®iÓm kü thuËt cña CPU 224.

H×nh2.11: M« h×nh phÇn cøng CPU224

§Ìn b¸o

Cæng truyÒn th«ng

§Çu ra

§Çu vµo

Nèi Modul më réng Nguån vµo

Hép c«ng t¾c



- Bé nhí ch−¬ng tr×nh : 8KB.

- Bé nhí d÷ liÖu: 5 KB.

- Ng«n ng÷ ch−¬ng tr×nh : LAD, FBD, STL.

- B¶o vÖ ch−¬ng tr×nh : 3 møc password b¶o vÖ.

- 256 bé ®Õm: 6 bé ®Õm tèc ®é cao(30 kHz), bé ®Õm A/B(tèi ®a 20 kHz), cã

thÓ sö dông ®Õm tiÕn, ®Õm lïi hoÆc c¶ ®Õm tiÕn vµ lïi.

- 128 bé Timer chia lµm 3 lo¹i cã ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau: 4 bé Timer 1ms,

16 bé Timer 10 ms, 236 Timer 100 ms.

- Sè ®Çu vµo ra: cã 14 ®Çu vµo sè, 10 ®Çu ra sè.

- Cã tèi ®a 94 ®Çu vµo sè, 74 ®Çu ra sè, 28 ®Çu vµo t−¬ng tù, 7 ®Çu ra t−¬ng

tù víi 7 modul më réng t−¬ng tù vµ sè.

- 2 bé ®iÒu chØnh t−¬ng tù.

- 2 ®Çu ph¸t xung tèc ®é cao, tÇn sè 20 kHz cho d·y xung kiÓu PTO hoÆc

PWM. ViÖc kÕt hîp ®Çu ra sè tèc ®é cao vµ bé ®Õm tèc ®é cao cã thÓ sö dông cho

çc øng dông cÇn ®iÒu khiÓn cã ph¶n håi tèc ®é.

- Tèc ®é xö lý logic 0.37 μs.

- Çc chÕ ®é ng¾t vµ xö lý ng¾t: ng¾t truyÒn th«ng, ng¾t theo s−ên lªn hoÆc

s−ên xuèng cña xung, ng¾t cña bé ®Õm tèc ®é cao, vµ ng¾t truyÒn xung.

• M« t¶ çc ®Ìn b¸o trªn CPU.

- SP(®Ìn ®á ): §Ìn ®á b¸o hiÖu hÖ thèng bÞ háng.

- RUN(®Ìn xanh): §Ìn xanh chØ ®Þnh PLC lµm viÖc vµ ch−¬ng tr×nh ®−îc

n¹p vµo m¸y.

- STOP:(®Ìn vµng): §Ìn vµng STOP chØ ®Þnh PLC ®ang ë chÕ ®é dõng, dõng

ch−¬ng tr×nh ®ang thùc hiÖn l¹i.

- Ix.x(®Ìn xanh): §Ìn xanh ë cæng vµo chØ tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng vµo

Ix.x. §Ìn nµy b¸o tÝn hiÖu tr¹ng th¸i cña tÝn hiÖu theo gi¸ trÞ logic cña cæng.

- Qx.x(®Ìn xanh): §Ìn nµy b¸o hiÖu tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng ra

Qx.x,tr¹ng th¸i tÝn hiÖu ®Çu ra theo gi¸ trÞ logic cña cæng.



• Cæng truyÒn th«ng.

S7 - 200 sö dông cæng RS485 víi phÝch nèi 9 ch©n ®Ó phôc vô cho viÖc ghÐp

nèi víi thiÕt bÞ lËp tr×nh hoÆc víi tr¹m PLC kh¸c.Tèc ®é truyÒn cho m¸y lËp tr×nh

(kiÓu PPI) lµ 9600 baud. Tèc ®é cung cÊp cña PLC theo kiÓu tù do lµ tõ 300 ®Õn

38400 baud.

S7 - 200 khi ghÐp nèi víi m¸y lËp tr×nh PG702 hoÆc çc m¸y lËp tr×nh thuéc

hä PG7xx cã thÓ sö dông çp nèi th¼ng qua MPI .Çp ®ã kÌm theo m¸y lËp tr×nh.

GhÐp nèi m¸y tÝnh PC qua cæng RS 232 cÇn cã çp nèi PC/PPI víi bé

chuyÓn ®æi RS232 /RS 485.

• C«ng t¾c chän chÕ ®é lµm viÖc cho CPU 224.

C«ng t¾c chän chÕ ®é lµm viÖc cã ba vÞ trÝ cho phÐp lùa chän çc chÕ ®é lµm

viÖc kh¸c nhau cho CPU 224

- RUN cho phÐp PLC thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh.PLC S7 200 sÏ rêi khái chÕ ®é

RUN vµ chuyÓn sang chÕ ®é STOP nÕu trong m¸y cã sù cè hoÆc trong ch−¬ng

tr×nh gÆp lÖnh STOP ,thËm chÝ ngay c¶ khi c«ng t¾c ë chÕ ®é RUN . Nªn quan

tr¹ng th¸i thùc t¹i cña PLC theo ®Ìn b¸o.

- STOP c−ìng bøc PLC dõng c«ng viÖc thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh ®ang ch¹y vµ

chuyÓn sang chÕ ®é STOP. ë chÕ ®é STOP PLC cho phÐp hiÖu chØnh l¹i ch−¬ng

tr×nh hoÆc n¹p l¹i ch−¬ng tr×nh míi.

- TERM cho phÐp m¸y lËp tr×nh quyÕt ®Þnh mét trong chÕ ®é lµm viÖc hoÆc ë

RUN hoÆc ë STOP.

• CÊu tróc bé nhí cña CPU 224.

Bé nhí cña PLC S7 200 ®−îc chia lµm 4 vïng víi mét tô cã nhiÖm vô duy tr×

d÷ liÖu trong kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh khi mÊt nguån.Bé nhí cña S7 200 cã tÝnh

n¨ng ®éng cao ,®äc vµ ghi trong toµn vïng, lo¹i trõ çc bit nhí ®Æc biÖt chØ cã thÓ

truy cËp ®Ó ®äc.

- Vïng ch−¬ng tr×nh: Lµ miÒn bé nhí ®−îc sö dông ®Ó l−u tr÷ çc lÖnh ch−¬ng

tr×nh. Vïng nµy thuéc kiÓu non- volatile ®äc ghi ®−îc.



- Vïng tham sè: Lµ miÒn l−u gi÷ çc tham sè nh− : tõ khãa, ®Þa chØ

tr¹m....Còng gièng nh− vïng ch−¬ng tr×nh ,vïng tham sè ®äc /ghi ®−îc.

- Vïng d÷ liÖu: §−îc sö dông ®Ó cÊt çc d÷ liÖu cña ch−¬ng tr×nh bao gåm çc

kÕt qu¶ çc phÐp tÝnh, h»ng sè ®−îc ®Þnh nghÜa trong ch−¬ng tr×nh,bé ®Öm truyÒn

th«ng.

- Vïng ®èi t−îng: Bao gåm Timer, bé ®Õm tèc ®é cao vµ çc ®Çu ra t−¬ng tù.

Vïng nµy kh«ng thuéc kiÓu non- volatile nh−ng ®äc /ghi ®−îc.

- Vïng d÷ liÖu: Vïng d÷ liÖu lµ vïng cã ý nghÜa quan träng trong viÖc thùc

hiÖn ch−¬ng tr×nh . Nã lµ miÒn nhí ®éng, cã thÓ truy cËp theo tõng bit, tõng byte,

tõ ®¬n hoÆc tõ kÐp.

Vïng d÷ liÖu l¹i chia thµnh nhiÒu miÒn nhí nhá víi çc c«ng dông kh¸c nhau.

Çc vïng ®ã gåm:

V - Variable memory (MiÒn nhí).

I - Input image register (Bé ®Öm cæng vµo).

O - Output image register (Bé ®Öm cæng ra).

M - Internal memory bits (Vïng nhí néi).

SM - Special memory bits (Vïng nhí ®Æc biÖt).

• KÕt nèi PLC.

- KÕt nèi d©y cung cÊp cho CPU vµ çc ®Çu vµo ra cña CPU.

ViÖc kÕt nèi d©y nguån cung cÊp cho CPU vµ nèi çc ®Çu vµo/ra cña CPU

®−îc m« t¶ nh− trªn h×nh vÏ:

H×nh2.12: S¬ ®å nèi I/O ®èi víi CPU 224 AC/DC/Relay



Qua s¬ ®å kÕt nèi chóng ta thÊy r»ng nguån cung cÊp cho çc ®Çu vµo, ®Çu

ra cña CPU lµ 24VDC

TÊt c¶ çc ®Çu cuèi cña S7-200 ®−îc nèi ®Êt ®Ó ®¶m b¶o an toµn vµ ®Ó khö

nhiÔu cho tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn.

Nguån cung cÊp cho c¶m biÕn còng lµ 24VCD còng lµ mét chiÒu cã thÓ sö

dông cho çc ®Çu vµo c¬ së, çc modul më réng vµ çc cuén d©y r¬ le më réng.

2.4 mét sè modul më réng

§Ó t¨ng tÝnh n¨ng cña bé ®iÒu khiÓn trong øng dông thùc tÕ mµ ë ®ã phÇn

lín çc ®èi t−îng ®iÒu khiÓn cã sè l−îng ®Çu vµo, ®Çu ra còng nh− chñng lo¹i tÝn

hiÖu vµo/ra kh¸c nhau mµ çc bé PLC ®−îc thiÕt kÕ kh«ng bÞ cøng ho¸ vÒ cÊu

h×nh.V× vËy chóng ®−îc chia nhá thµnh çc modul.

S7 - 200 cã nhiÒu lo¹i modul më réng kh¸c nhau. Çc modul më réng vµo/ra

sè hoÆc çc cæng vµo/ra t−¬ng tù, çc tÝn hiÖu ®Çu ra cã thÓ lµ ®iÖn ¸p 24 VDC hoÆc

r¬ le, cã çc tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ ®iÖn ¸p 24VDC.

B¶ng 2.3: Mét sè lo¹i modul më réng cña S7 – 200

Lo¹i

modul

Sè l−îng

®Çu vµo

Sè l−îng

®Çu ra

TÝn hiÖu

®Çu vµo

TÝn hiÖu ®Çu ra KÝch th−íc

réng x dµi x

cao

EM221 8 0 24VDC 0

EM222 8 0 0 24VDC hoÆc r¬le 46 x 80 x 62

EM223 4 ®Õn 16 4 ÷ 16 24 VDC 24VDC hoÆc r¬le (46 ÷ 173,3)

x80 x62

EM231 4 0 0 ÷ 20m A 0 71,2 x 80 x 62

EM232 0 2 0 ÷ 10 v 0 ÷ 20m A 46 x 80 x 62

EM235 4 1 0 ÷ 5 v 0 ÷ 20m A 71,2 x 80 x 62

Tïy theo tõng bµi to¸n ( ®èi t−îng cÇn ®iÒu khiÓn ) mµ ta cã thÓ sö dông sè

modul nhiÒu hay Ýt, nh−ng lu«n ph¶i cã modul chÝnh lµ modul CPU. Çc modul cßn

l¹i (çc modul më réng) cã nhiÖm vô nhËn truyÒn tÝn hiÖu víi ®èi t−îng ®iÒu khiÓn,



®iÒu khiÓn ®éng c¬ …

2.4.1.Modul m� r�ng EM 235

2.4.1.1. §Æc tÝnh chung

H×nh 2.13: S¬ ®å nèi ngoµi khèi më réng EM235

Modul vµo/ra EM 235 lµ lo¹i modul analog cã 4 ®Çu vµo vµ 1 ®Çu ra analog.

Nã cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®æi mét tÝn hiÖu vµo analog thµnh gi¸ trÞ sè t−¬ng ®−¬ng

trong 171 μs ®èi víi CPU 212 va 139 μs ®èi víi tÊt c¶ c¸c CPU S7_200 kh¸c. ViÖc

chuyÓn ®æi tÝn hiÖu vµo analog ®−îc thùc hiÖn mçi khi ®Çu vµo ®−îc truy cËp bëi

ch−¬ng tr×nh.

• §Æc tÝnh vËt lý:

- kÝch th−íc:( L3W3D) 90 x 80 x62

- khèi l−îng: 0,2 kg

- C«ng suÊt tiªu thô: 2 W

- Sè ®Çu vµo/ra: 4 ®Çu vµo analog

1 ®Çu ra analog

• §Æc tÝnh ®Çu ra:

- D¶i tÝn hiÖu: §iÖn ¸p: ± 10 V

Dßng ®iÖn: 0 ÷ 20 mA

- KiÎu d÷ liÖu: L−ìng cùc: -32000 ÷ 32000



§¬n cùc: 0 ÷ 32000

- Thêi gian æn ®Þnh: §iÖn ¸p ra: 100 μs

Dßng ®iÖn ra: 2 μs

- §iÖn ¸p cung cÊp: 24 V

• §Æc tÝnh ®Çu vµo:

- D¹ng ®Çu vµo: KiÓu vi ph©n

- §iÖn trë vµo: 100 MΩ

- §iÖn ¸p vµo cùc ®¹i: 30 V

- Dßng ®iÖn vµo cùc ®¹i: 32 mA

- §é ph©n gi¶i: Bé chuyÓn ®æi A/D 12 bits

- Kh«ng cã sù c¸ch ly

- Thêi gian chuyÓn ®æi A/D: < 250 μs

- D¶i d÷ liÖu: L−ìng cùc: -32000 ÷ 32000

§¬n cùc: 0 ÷ 32000

- Nguån cung cÊp më réng: 60 mA, céng víi dßng ®iÖn ra 20 mA, tõ khèi c¬

së hay nguån më réng.

• KiÓu ®Ìn chØ thÞ: LED, EXTF

• Lçi nguån cung cÊp: §iÖn ¸p thÊp h¬n hoÆc trªn 24 V.

H×nh 2.14: S¬ ®å khèi ®Çu vµo khèi më réng EM 235



2.4.1.2. §iÒu chØnh ®Çu vµo

CÇn phØa lùa chän d¶i ®Çu vµo t−¬ng øng víi d¶i sè nguyªn trong CPU b»ng

çch ®iÒu chØnh ®Çu vµo. ViÖc ®iÒu chØnh ®Çu vµo ¶nh h−ëng ®Õn çc ®Çu vµo vµ cã

thÓ cã sù kh¸c nhau trong viÖc ®äc tÝn hiÖu ë çc kªnh sau khi ®äc.

§Ó ®iÒu chØnh çc modul chÝnh x¸c th× ta ph¶i dïng ch−¬ng tr×nh ®−îc thiÕt

kÕ ®Ó tÝnh gi¸ trÞ trung b×nh tõ modul. Sö dông Analog Input Filtring wizad trong

Step7 – Micro Win32 ®Ó t¹o ch−¬ng tr×nh nµy víi 64 hay h¬n sè mÉu ®Ó tÝnh gi¸ trÞ

trung b×nh.

Çc b−íc cô thÓ nh− sau:

1. T¾t nguån cho modul. Lùa chän d¶i ®Çu vµo.

2. BËt nguån CPU vµ modul, ®Ó modul æn ®Þnh trong 15 phót

3. Sö dông mét sè nguån vµo dßng ®iÖn hoÆc ®iÖn ¸p, ®Æt gi¸ trÞ mét ®Çu

vµo b»ng kh«ng.

4. §äc gi¸ trÞ tõ CPU b»ng kªnh thÝch hîp

5. §iÒu chØnh OFFSET cho ®Õn khi ®äc ®−îc gi¸ trÞ kh«ng hay gi¸ trÞ cÇn

®Æt

6. §Æt mét gi¸ trÞ full – scale vµo trong mét trong nh÷ng ®Çu vµo. §äc gi¸ trÞ

H×nh 2.15: S¬ ®å khèi ®Çu ra khèi më réng EM 235.



tõ CPU.

- §iÒu chØnh GAIN cho ®Õn khi gi¸ trÞ ®äc lµ 32000 hay gi¸ trÞ cÇn ®Æt

- §iÒu chØnh l¹i OFFSET hay GAIN khi cÇn.

B¶ng 2.4: D¶i ®iÒu chØnh vµ ®é ph©n gi¶i c¸c gi¸ trÞ vµo

§¬n cùc

SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6

D¶i ®iÖn ¸p §é ph©n

gi¶i

ON OFF OFF ON OFF ON 0 ÷ 50 mV 12,5 μV

OFF ON OFF ON OFF ON 0 ÷ 100 mV 25 μV

ON OFF OFF OFF ON ON 0 ÷ 500 mV 125 μV

OFF ON OFF OFF ON ON 0 ÷ 1 V 250 μV

ON OFF OFF OFF OFF ON 0 ÷ 5 V 1,25 μV

ON OFF OFF OFF OFF ON 0 ÷ 20 mA 5 μA

OFF ON OFF OFF OFF ON 0 ÷ 10 mV 2,5 μV

L−ìng cùc

SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6

D¶i ®iÖn ¸p §é ph©n

gi¶i

ON OFF OFF ON OFF OFF ± 25 mV 12,5 μV

OFF ON OFF ON OFF OFF ± 50 mV 25 μV

OFF OFF ON ON OFF OFF ± 100 mV 50 μV

ON OFF OFF OFF ON OFF ± 250 mV 125 μV

OFF ON OFF OFF ON OFF ± 500 mV 250 μV

OFF OFF ON OFF ON OFF ± 1 V 500 μV

ON OFF OFF OFF OFF OFF ± 2.5 V 1,25 μV

OFF ON OFF OFF OFF OFF ± 5 V 2,5 μV

OFF OFF ON OFF OFF OFF ± 10 V 5 μV



2.4.1.3. Çch sö dông modul më réng EM 235

Chóng ta sö dông theo çc nguyªn t¾c sau sÏ ®¶m b¶o EM 235 lµm viÖc

chÝnh x¸c vµ tin cËy:

- §¶m b¶o nguån cung cÊp 24 VDC kh«ng cã nhiÔu vµ æn ®Þnh.

- §iÒu chØnh modul.

- Sö dông d©y c¶m biÕn cµng ng¾n cµng tèt.

- Sö dông cÆp d©y xo¾n cã b¶o vÖ cho d©y c¶m biÕn.

- Nèi ng¾n m¹ch nh÷ng ®Çu vµo kh«ng sö dông.

- Tr¸nh lµm gËp d©y.

- Sö dïng lo¹i d©y cho mét tuyÕn d©y.

- Tr¸nh ®Æt d©y tÝn hiÖu song song víi d©y ®iÖn cao thÕ cao.

-NÕu hai d©y gÆp nhau, ®Æt chóng t¹o thµnh gãc vu«ng.

2.5. Tr×nh tù thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn sö dông PLC. ViÖc lËp tr×nh cho PLC ®· ngµy cµng trë nªn phæ biÕn. ë ViÖt Nam hiÖn nay,

nhê sù phæ cËp PLC ®· cho rÊt nhiÒu øng dông. Ng−êi lËp tr×nh cã thÓ lËp tr×nh trªn m¸y tÝnh vµ viÕt ra çc ch−¬ng tr×nh theo yªu cÇu cô thÓ råi n¹p vµo PLC ®Ó ®iÒu khiÓn 1 hÖ thèng nµo ®ã.

• Quy tr×nh thùc hiÖn lµ: - Nghiªn cøu yªu cÇu ®iÒu khiÓn.

- Ph©n ®Þnh ®Çu vµo vµ ®Çu ra.

- ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.

- N¹p ch−¬ng tr×nh vµo bé nhí PLC.

- Cho PLC ch¹y thö ®Ó ®iÒu khiÓn ®èi t−îng.

2.5.1. Nghiªn cøu yªu cÇu ®iÒu khiÓn cña thiÕt bÞ. §iÒu ®Çu tiªn chóng ta ph¶i quyÕt ®Þnh thiÕt bÞ hoÆc hÖ thèng nµo mµ chóng

tao muèn ®iÒu khiÓn. Môc ®Ých chñ yÕu cña bé ®iÒu khiÓn ®−îc lËp tr×nh ho¸ lµ ®Ó ®iÒu khiÓn 1 hÖ thèng bªn ngoµi. HÖ thèng ®−îc ®iÒu khiÓn nµy cã thÓ lµ 1 thiÕt bÞ, m¸y mãc, hoÆc qu¸ tr×nh sö lý vµ th−êng ®−îc gäi lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn. 2.5.2. Ph©n ®Þnh nh÷ng ®Çu vµo vµ nh÷ng ®Çu ra.

TÊt c¶ çc thiÕt bÞ ®Çu vµo vµ ®Çu ra bªn ngoµi ®−îc nèi víi nh÷ng bé ®iÒu khiÓn PLC ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh. Nh÷ng thiÕt bÞ ®Çu vµo lµ nh÷ng chñng lo¹i chuyÓn m¹ch, thiÕt bÞ c¶m øng, nh÷ng thiÕt bÞ ®Çu ra lµ nh÷ng thiÕt bÞ tõ tÝnh, nh÷ng van ®iÖn tõ, ®éng c¬ vµ ®Ìn chØ b¸o.



2.5.3. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.

TiÕp theo, viÕt ch−¬ng tr×nh d−íi d¹ng s¬ ®å ladder th«ng qua thø tù thao t¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn nh− ®· x¸c ®Þnh, theo tõng b−íc 1. Tõ s¬ ®å ladder cã thÓ dÞch sang çc d¹ng kh¸c ®Ó tiÖn theo dâi ch−¬ng tr×nh. 2.5.4. N¹p ch−¬ng tr×nh vµo bé nhí.

Tõ ch−¬ng tr×nh ®· viÕt vµ çc ®Çu vµo/ra x¸c ®Þnh. Ta truy nhËp ch−¬ng tr×nh trong bé nhí hoÆc bµn phÝm lËp tr×nh hoÆc b»ng m¸y vi tÝnh víi sù trî gióp cña c«ng cô phÇn mÒm lËp tr×nh. 2.5.5. Ch¹y thö çc ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.

§Ó ®¶m b¶o cÊu tróc ch−¬ng tr×nh vµ çc tham sè ®· cµi ®Æt lµ chÝnh x¸c tr−íc khi ®−a vµo hÖ ®iÒu khiÓn, ta cÇn ch¹y thö ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.

Nèi tÊt c¶ thiÕt bÞ vµo / ra víi PLC

KiÓm tra tÊt c¶ çc d©y nèi

Ch¹y thö ch−¬ng tr×nh

Söa l¹i phÇn mÒm

Ch−¬ng tr×nh ®óng

L−u ch−¬ng tr×nh vµo EPROM

S¾p xÕp cã hÖ thèng tÊt c¶ çc b¶n vÏ

KÕt thóc

T×m hiÓu çc yªu cÇucña hÖ thèng ®iÒu khiÓn

Dùng mét l−u ®å chung cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn

Liªn kÕt çc ®Çu vµo / ra t−¬ng øng vìc çc ®Çu

I/O cña PLC

Phiªn dÞch l−u ®å sang gi¶n ®å thang

LËp tr×nh gi¶n ®å thang vµo PLC

Thay ®æi ch−¬ng tr×nh

M« pháng ch−¬ng tr×nh vµ kiÓm tra phÇn mÒm

Ch−¬ng tr×nh ®óng

Ò Ó



2.6. KÕt luËn ch−¬ng II.

Trong ch−¬ng II nµy chóng t«i tiÕn hµnh ®i t×m hiÓu vµ nghiªn cøu vÒ phÇn

cøng vµ phÇn mÒm cña SIMATIC S7- 200 víi khèi xö lý CPU 224.

Víi c¬ së lý thuyÕt ®· nghiªn cøu ë ch−¬ng nµy t¹o tiÒn ®Ò ®Ó chóng t«i ®i

x©y dùng thuËt to¸n vµ viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ë ch−¬ng III.



Ch−¬ng iiI

ThiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é trong nhµ l−íi

3.1. mét sè ph−¬ng ph¸p ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é

Trong mét vµi n¨m trë l¹i ®©y khi ch−¬ng tr×nh vµ çc dù ¸n s¶n xuÊt rau

s¹ch ®−îc më réng ë çc thµnh phè lín ë n−íc ta th× çc c«ng nghÖ s¶n xuÊt rau

s¹ch dÇn ®−îc giíi thiÖu vµ ®−îc øng dông vµo s¶n xuÊt thö ë mét sè c¬ së s¶n

xuÊt, viÖn nghiªn cøu rau qu¶ vµ tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I-Hµ Néi nh− c«ng

nghÖ s¶n xuÊt rau trong nhµ l−íi cña §µi Loan, Trung Quèc, Hµ Lan.v.v...

ë ViÖt Nam trong nh−ng th¸ng 5, 6, 7, 8 nhiÖt ®é trung b×nh th−êng tõ 26 0C÷

29 0C , nhiÖt ®é trung b×nh cao nhÊt lªn tíi 300C ÷ 320C, ®é Èm trung b×nh tõ 80% ÷

85% (Tµi liÖu: “§Æc ®iÓm khÝ hËu ë MiÒn B¾c n−íc ta” cña nha khÝ t−îng 1962).

Theo t¸c gi¶ PGS.TS T¹ Thu Cóc th× nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó cho c©y rau sinh

tr−ëng vµ ph¸t triÓn lµ tõ 18 ®Õn 240C vµ ®é Èm thÝch hîp lµ tõ 85÷ 95%.

Do ®ã ®Ó cho c©y rau cã thÓ sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn ®−îc trong nh÷ng ®iÒu

kiÖn vÒ nhiÖt ®é vµ ®é Èm thÝch hîp nhÊt th× chóng ta ¸p dông mét sè ph−¬ng ph¸p

nh»m h¹ thÊp nhiÖt ®é xuèng tíi nhiÖt ®é cho phÐp c©y rau sinh tr−ëng vµ ph¸t

triÓn nh− ph−¬ng ph¸p ®iÒu hoµ nhiÖt ®é trong nhµ kÝnh. Cßn trong nhµ l−íi th×

chóng ta sö dông mét sè ph−¬ng ph¸p nh−:

+ Ph−¬ng ph¸p phun s−¬ng.

+ Ph−¬ng ph¸p qu¹t th«ng giã.

+ Ph−¬ng ph¸p tæng hîp.

3.1.1. Ph−¬ng ph¸p phun s−¬ng

Phun s−¬ng lµ ph−¬ng ph¸p sö dông hÖ thèng bao gåm ®éng c¬ cã thÓ t¹o ra

¸p suÊt lín, èng dÉn n−íc vµ vßi phun ®Ó t¹o thµnh nh÷ng hat s−¬ng mï nh»m lµm

gi¶m nhiÖt ®é vµ lµm t¨ng ®é Èm.

- ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p phun s−¬ng:

+ Lµm gi¶m nhanh nhiÖt ®é trong nhµ l−íi.

+ §¶m b¶o vµ t¨ng c−êng thªm ®é Èm cho ®Êt.



- Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p phun s−¬ng:

+ Gi¸ thµnh ®Çu t− ®éng c¬, vßi phun, èng dÉn lín.

+ Cã thÓ lµm thõa ®é Èm cña ®Êt.

3.1.2. Ph−¬ng ph¸p qu¹t th«ng giã

Ph−¬ng ph¸p qu¹t th«ng giã lµ ph−¬ng ph¸p ®−îc sö dông réng r·i trong

ngµnh c«ng nghiÖp. Trong ngµnh n«ng nghiÖp th× ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc øng dông

vµo ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é trong nhµ l−íi, trong sÊy n«ng s¶n…

Nguyªn t¾c chÝnh cña Ph−¬ng ph¸p nµy lµ dïng hÖ thèng qu¹t giã nh»m lµm

trao ®æi ®èi l−u kk«ng khÝ gi÷a trong phßng vµ ngoµi trêi ®Ó lµm gi¶m nhiÖt ®é

trong phßng.

- ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p qu¹t giã:

+ HÖ thèng ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh thÊp.

- Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p qu¹t giã:

+ Lµm gi¶m ®é Èm trong nhµ l−íi.

+ NÕu ngoµi trêi nhiÖt ®é cao th× hiÖu qu¶ ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é kÐm.

3.1.3. Ph−¬ng ph¸p tæng hîp

Ph−¬ng ph¸p tæng hîp lµ ph−¬ng ph¸p kÕt hîp cña c¶ hai ph−¬ng ph¸p phun

s−¬ng vµ ph−¬ng ph¸p qu¹t th«ng giã. Khi ®éng c¬ phun s−¬ng ra th× ®−îc hÖ

thèng qu¹t giã qu¹t lµm s−¬ng khuÕch t¸n trong phßng nhanh lµm hiÖu qu¶ ®iÒu

tiÕt nhiÖt ®é t¨ng lªn.

- ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p tæng hîp:

+ HiÖu qu¶ ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é tèt.

+ §¶m b¶o ®−îc ®é Èm trong nhµ l−íi.

- Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p tæng hîp:

+ HÖ thèng phøc t¹p.

+ Gi¸ thµnh ®Çu t− ban ®Çu lín.



3.2. TÝnh to¸n, thiÕt kÕ chän thiÕt bÞ cho hÖ thèng ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é trong nhµ

l−íi.

Yªu cÇu cña hÖ thèng lµ ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é, do ®ã ta ph¶i cã thiÕt bÞ ®Ó ®o

®−îc nhiÖt ®é ë trong nhµ l−íi. MÆt kh¸c do yªu cÇu cña ®Ò tµi lµ ®o c−êng ®é ¸nh

s¸ng ®Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ cuèn m¸i. Do ®ã chóng t«i ®· tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ lµm

hai lo¹i c¶m biÕn lµ c¶m biÕn nhiÖt ®é vµ c¶m quang.

3.2.1. C¶m biÕn nhiÖt ®é.

§Ó cã thÓ ®iÒu tiÕt ®−îc nhiÖt ®é th× chóng ta cÇn ph¶i cã thiÕt bÞ ®Ó ®o ®−îc

nhiÖt ®é hiÖn t¹i.

Trong tÊt c¶ çc ®¹i l−îng vËt lý, nhiÖt ®é lµ mét trong sè nh÷ng ®¹i l−îng

®−îc quan t©m nhiÒu nhÊt. §ã lµ v× nhiÖt ®é cã vai trß quyÕt ®Þnh trong nhiÒu tÝnh

chÊt vËt chÊt. Mét trong nh÷ng ®Æc ®iÓm t¸c ®éng cña nhiÖt ®é lµ lµm thay ®æi mét

çch liªn tuc çc ®¹i l−îng chÞu sù ¶nh h−ëng cña nã, thÝ dô nh− ¸p suÊt vµ thÓ tÝch

cña mét chÊt khÝ, sù thay ®æi pha hay ®iÓm Curi cña çc vËt liÖu tõ tÝnh.Bëi vËy,

trong nghiªn cøu khoa häc, trong c«ng nghiÖpvµ trong ®êi sèng h»ng ngµy viÖc ®o

nhiÖt ®é lµ rÊt cÇn thiÕt.

Tuy nhiªn, ®Ó ®o ®−îc trÞ sè chÝnh x¸c cña mét nhiÖt ®é lµ vÊn ®Ò kh«ng

®¬n gi¶n. Cã nhiÒu çch ®o nhiÖt ®é, trong ®ã cã thÓ liÖt kª çc ph−¬ng ph¸p chÝnh

sau ®©y:

- Ph−¬ng ph¸p quang dùa trªn sù ph©n bè phæ bøc x¹ nhiÖt do dao ®éng

nhiÖt (hiÖu øng Doppler).

- Ph−¬ng ph¸p c¬ dùa trªn sù gi·n në cña vËt r¾n, cña chÊt láng hoÆc khÝ (víi

¸p suÊt kh«ng ®æi), hoÆc dùa trªn tèc ®é ©m.

- Ph−¬ng ph¸p ®iÖn dùa trªn sù phô thuéc cña ®iÖn trë vµo nhiÖt ®é, hiÖu øng

Seebeck, hoÆc dùa trªn sù thay ®æi tÇn sè dao ®éng cña th¹ch anh.

• ø ng víi mçi ph−¬ng ph¸p ®o nhiÖt ®é kh¸c nhau th× ng−êi ta l¹i sö dông

mét dông cô ®o nhiÖt ®é kh¸c nhau.



• Tr−íc tiªn chóng ta ®i t×m hiÓu vÒ lÞch sö ph¸t triÓn cña c¸c dông cô ®o

nhiÖt ®é:

+ Galileo ��c cho là ng��i ��u tiên phát minh ra thi�t b� �o nhi�t �� vào

kho�ng n�m 1592. Ông ta �ã làm thí nghi�m nh� sau: trên m�t b�n h� ch�a ��y

c�n, ông cho treo �ng thu� tinh dài có c� h�p, ��u trên c�a nó có b�u hình c�u

ch�a ��y không khí. Khi gia t�ng nhi�t ��, không khí trong bình n� ra và sôi

sùng s�c trong c�n. Còn khi l�nh thì không khí co l�i và c�n dâng lên trong lòng

�ng thu� tinh. Do �ó, s� thay ��i c�a nhi�t �� trong b�u có th� bi�t ��c b�ng

cách quan sát v� trí c�a c�n trong lòng �ng thu� tinh. Tuy nhiên, ng��i ta ch� bi�t

��c s� thay ��i c�a nhi�t �� ch� không bi�t nó là bao nhiêu vì ch�a có m�t t�m

�o cho nhi�t ��.

+ ��u nh�ng n�m 1700, Gabriel Fahrenheit, nhà ch� t�o thi�t b� �o ng��i

Hà Lan, �ã t�o ra m�t thi�t b� �o chính xác và cho phép l�p l�i nhi�u l�n. ��u

d��i c�a thi�t b� ��c gán là 0 ��, �ánh d�u v� trí c�a nhi�t �� n��c �á tr�n v�i

mu�i (hay ammonium chloride) vì �ây là nhi�t �� th�p nh�t th�i �ó. ��u trên c�a

thi�t b� ��c gán là 96 ��, �ánh d�u nhi�t �� c�a máu ng��i. T�i sao là 96 �� mà

không ph�i là 100 ��? Câu tr� l�i là b�i vì ng��i ta chia t� l� theo 12 ph�n nh�

các t� l� khác th�i �ó.

+ Kho�ng n�m 1742, Anders Celsius �� xu�t ý ki�n l�y �i�m tan c�a n��c

�á gán 0 �� và �� sôi c�a n��c gán 100 ��, chia làm 100 ph�n.

+ ��u nh�ng n�m 1800, William Thomson (Lord Kelvin) phát tri�n m�t t�m

�o ph� quát d�a trên h� s� giãn n� c�a khí lý t��ng. Kelvin thi�t l�p khái ni�m v�

�� không tuy�t ��i và t�m �o này ��c ch�n là tiêu chu�n �o nhi�t �� hi�n ��i.

Sau �ây là ph��ng trình chuy�n ��i c�a 4 lo�i t�m �o:

oC = 95 *(oF – 32) (3.1)

oF = 59 *oC + 32 (3.2)

oK = oC + 273,15 (3.3)

oR = oF +459,67 (3.4)

T�m �o Rankine (oR) ��n gi�n là t��ng ��ng c�a Fahrenheit theo t�m c�a

Kelvin, ��t tên theo W.J.M Rankine (ng��i tiên phong trong l�nh v�c nhi�t ��ng).



3.2.1.1. Mét sè lo�i c�m bi�n nhi�t �� hiÖn t�i.

Tu� theo l�nh v�c �o và �i�u ki�n th�c t� mà ta có th� ch�n m�t trong b�n

lo�i c�m bi�n: Thermocouple (nhi�t ng�u), RTD, Thermistor và IC bán d�n. M�i

lo�i ��u có �u �i�m và nh��c �i�m riêng c�a nó.

3.2.1.1.1 Thermocouple.

+ �u �i�m:

- Là thành ph�n tích c�c, t� cung c�p công su�t.

- ��n gi�n.

- R� ti�n.

- T�m thay ��i r�ng.

- T�m �o nhi�t �� r�ng.

+ Nh��c �i�m:

- Phi tuy�n.

- �i�n áp cung c�p th�p.

- �òi h�i �i�n áp tham chi�u.

- Kém �n ��nh nh�t.

- Kém nh�y nh�t.

3.2.1.1.2. RTD (Resistance Temperature Detector).

+ �u �i�m:

- �n ��nh nh�t.

- Chính xác nh�t.

- Tuy�n tính h�n Thermocouple.

+ Nh��c �i�m:

- ��t ti�n.

- C�n ph�i cung c�p ngu�n dòng.

- L��ng thay ��i �R nh�.



- �i�n tr� tuy�t ��i th�p.

- T� gia t�ng nhi�t.

3.2.1.1.3. Thermistor.

+ �u �i�m:

- Ngõ ra có giá tr� l�n.

- Nhanh.

- �o hai dây.

+ Nh��c �i�m:

- Phi tuy�n.

- Gi�i h�n t�m �o nhi�t ��.

- D� v�.

- C�n ph�i cung c�p ngu�n dòng.

- T� gia t�ng nhi�t.

3.2.1.1.4. IC bán d�n.

+ �u �i�m:

- Tuy�n tính nh�t.

- Ngõ ra có giá tr� cao nh�t.

- R� ti�n.

+ Nh��c �i�m:

- Nhi�t �� o th�p (d��i 200 oC).

- C�n cung c�p ngu�n cho c�m bi�n.

3.2.1.1.5. C�m bi�n nhi�t ®é lo�i IC bán d�n.

Trong thùc tÕ ng−êi ta ®· vµ ®ang sö dông rÊt nhiÒu dông cô vµ thiÕt bÞ kh¸c

nhau ®Ó ®o nhiÖt ®é.



T� nh�ng phân tích nh�ng �u �i�m và khuy�t �i�m c�a các ph��ng pháp �o

nãi trên, trong �� án này chúng tôi �� xu�t ph��ng án l�a ch�n c�m bi�n lo�i IC

bán d�n. Do �ó � �ây chúng tôi ch� �i sâu v� IC c�m bi�n nhi�t.

• Nguyên lý ho�t ��ng chung c�a IC �o nhi�t ��.

IC �o nhi�t �� là m�t m�ch tích h�p nh�n tín hi�u nhi�t �� chuy�n thành tín

hi�u �i�n d��i d�ng dòng �i�n hay �i�n áp. D�a vào ��c tính r�t nh�y c�a các

bán d�n v�i nhi�t ��: d��i tác ��ng c�a nhi�t �� ã t�o ra �i�n tích t� do và các

l� tr�ng trong ch�t bán d�n. B�ng s� phá v� các phân t�, b�t các electron thành

d�ng t� do di chuy�n qua vùng c�u trúc m�ng tinh th� t�o s� xu�t hi�n các l�

tr�ng. Làm cho t� l� �i�n t� t� do và l� tr�ng t�ng lên theo quy lu�t hàm s� m� v�i

nhi�t ��. T� �ó t�o ra �i�n áp hay dòng �i�n t� l� thu�n v�i nhi�t �� tuy�t ��i. �o

tín hi�u �i�n ta bi�t ��c giá tr� c�a nhi�t �� c�n �o.

• ��c tính c�a m�t s� IC �o nhi�t �� thông d�ng:

+ AD590.

- Ngõ ra là dòng �i�n.

- �� nh�y: 1A/oK.

- �� chính xác: +4oC

- Ngu�n cung c�p: 4 ÷ 30 V.

- Ph�m vi s� d�ng: -55oC ÷ 150oC.

+ LX5700.

- Ngõ ra là �i�n áp.

- �� nh�y: -10mV/oK.

- Ph�m vi s� d�ng: -55oC ÷ 150oC.

3.2.1.1.5. 1. c¶m biÕn nhiÖt ®é b¸n dÉn LM335



�ây là lo�i c¶m biÕn mà chúng tôi l�a ch�n trong tính toán, thi�t k� và ch�

t�o trong lu�n v�n này.

LM335 là c�m bi�n �o nhi�t �� c tích h�p t� các ch�t bán d�n có th� �o

nhi�t �� r�t chính xác và d� dàng chu�n hoá. Nó làm vi�c nh� m�t diode Zener,

LM335 có �i�n áp �ánh th�ng t� l� tr�c ti�p v�i nhi�t �� tuy�t ��i là 10mV/oK.

Khi ki�m tra � 25oC thì LM335 có sai s� nh� h�n 1oC.

Không gi�ng nh� các c�m bi�n khác, LM335 có ��u ra tuy�n tính.

§Æc tuyÕn cña nã ®−îc m« t¶ theo c«ng thøc sau:

U = 10.T (mV) = 2730 + 10.t (mV) (3.5)

LM335 ��c �ng d�ng trong ph�m vi nhi�t �� t� -40oC ÷ 100oC. Tr� kháng

th�p và ��u ra tuy�n tính �ã làm cho vi�c ghép n�i m�ch ra và m�ch �i�u khi�n

tr� nên r�t ��n gi�n.

• Các ��c tr�ng c�a LM335:

+ �o tr�c ti�p nhi�t �� Kelvin.

+ Dòng làm vi�c t� 400µA ÷ 5mA.

+ Tr� kháng ��ng nh� h�n 1�.

+ Ki�m tra d� dàng.

+ Ph�m vi nhi�t �� o r�ng.

+ R� ti�n.

• S¬ ®å cÊu t¹o cña vi m¹ch LM335



H×nh 3.1: S¬ ®å cÊu t¹o cña vi m¹ch LM335.

H×nh 3.2: S¬ ®å l¾p r¸p c¶m biÕn LM335 ®¬n gi¶n.

R1 lµ ®iÖn trë giíi h¹n dßng qua c¶m biÕn ®−îc tÝnh ë ®iÒu kiÖn chuÈn lµ ë

nhiÖt ®é t = 20 0C .NÕu chän dßng lµ I mA th× R1 ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:

R1 = I

E 2,0− . 103 (Ω) (3.6)

Trong ®ã: E lµ ®iÖn ¸p nguån (V).

Rt lµ ®iÖn trë t¶i (Ω).

§Ó ®¶m b¶o ®Æc tÝnh tuyÕn tÝnh cña chuyÓn ®æi ®o th× It << I. §é lÖch tuyÕn

tÝnh cña LM 335 cã thÓ ®¹t ±1 0C . Khi nhiÖt ®é ®o t = 0 0C th× tÝn hiÖu ®iÖn ¸p ra

U = 2,73 V.

§Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c cao nhÊt trong giíi h¹n ®o cÇn thiÕt, ®Ó khi nhiÖt

®é lµ t = 0 0C th× U = 0V ta sö dông m¹ch sau:



H×nh 3.3: M¹ch hiÖu chØnh LM335.

Trong ®ã: Rc lµ chiÕt ¸p.

C lµ tô läc nhiÔu cho c¶m biÕn.

- Connection diagram:

- Các ��nh m�c tuy�t ��i c�c ��i:

+ Dòng ng��c: 15mA. + Dòng thu�n: 10mA. + Ph�m vi nhi�t �� c tr�ng.

Liên t�c Không liên t�c

-40oC ÷ 100oC 100oC ÷ 125oC

- �� chính xác nhi�t ��:



LM335A LM335 Thông s� �i�u ki�n

Min Typ Max Min Typ Max ��n v�

�i�n áp ra Tc=25oC, IR=1mA

2.95 2.98 3.01 2.92 2.98 3.04 V

Sai s� không ��c l�y chu�n

Tc=25oC, IR=1mA

1 3 2 6 oC

Sai s� không ��c l�y chu�n

Tmin<TC<Tmax, IR=1mA

2 5 4 9 oC

Sai s� ��c l�y chu�n t�i 25oC

Tmin<TC<Tmax, IR=1mA

0.5 1 1 2 oC

Sai s� ��c l�y chu�n t�i nhi�t �� m� r�ng

TC=Tmax (intermittent) 2 2 oC

Không tuy�n tính 0.3 1.5 0.3 1.5 oC

B¶ng 3.1: �� chính xác nhi�t ��.

- Các tính ch�t �i�n:

LM335/LM335A Thông s� �i�u ki�n

Min Typ Max ��n v�

�i�n áp ��u ra thay ��i theo dòng

400µA<IR<5mA t�i TC=25oC 3 14 V

Tr� kháng IR=1mA 0.5 �

H� s� �i�n áp/ nhi�t �� u ra +10 mV/oC

H�ng s� th�i gian Still air 100 ft/ min air Sterred oil

80 10 1

Sec Sec Sec

�� b�n th�i gian TC=125oC 0.2 oC/khr

B¶ng 3.2: Các tính ch�t �i�n.

• C¸c tÝnh chÊt thùc thi ®iÓn h×nh:

Sù thay ®æi ®iÖn ¸p ng−îc §¸p øng thêi gian

theo dßng:



§iÖn trë nhiÖt t¹i chç nèi tíi §¸p øng nhiÖt trong thïng dÇu

kh«ng khÝ

Sai sè chuÈn hãa

Trë kh¸ng ®éng

H»ng sè thêi gian C¸c tÝnh chÊt thuËn



C¸c tÝnh chÊt ng−îc §iÖn ¸p nhiÔu

§¸p øng nhiÖt trong kh«ng khÝ tÜnh:



• Chu�n hoá LM335.

LM335 có m�t ph��ng pháp chu�n hoá

thi�t b� d� dàng cho �� chính xác cao. N�i nhánh

hi�u ch�nh c�a LM335 v�i m�t bi�n tr� 10K�.

B�i vì ��u ra c�a LM335 t� l� v�i nhi�t ��

tuy�t ��i. Do �ó v�i vi�c �i�u ch�nh bi�n tr�, ��u

ra c�m bi�n s� cho 0V t�i 0oK.

Sai s� �i�n áp ��u ra ch� là sai s� �� d�c

(do ��u ra tuy�n tính theo nhi�t ��). Vì v�y, chu�n hoá �� dèc t�i m�t nhi�t �� s�

làm �úng t�t c� các nhi�t �� khác.

�i�n áp ��u ra c�a c�m bi�n ��c tính theo công th�c:

VoutT = VoutT0 * 0TT (3.7)

Trong �ó: T là nhi�t �� ch�a bi�t.

T0 là nhi�t �� tham chi�u.

C� hai ��u tính b�ng nhi�t �� Kelvin.

B�ng cách chu�n hoá ��u ra t�i m�t nhi�t �� s� làm �úng ��u ra cho t�t c�

các nhi�t �� khác. Thông th��ng ��u ra ��c l�y chu�n là 10mV/oK.

Ví d� t�i 25oC ta s� có ��u ra có �i�n áp là 2,98V.

Tuy nhiên, LM335 c�ng nh� b�t k� lo�i c�m bi�n nào khác, s� t� làm nóng

có th� làm gi�m �� chính xác.

Ngoài ra, LM335 là lo�i c�m bi�n không th�m n��c. Vì v�y, khi ta phun

s−¬ng −ít sÏ kh«ng lµm ¶nh h−ëng tíi ®é chÝnh x¸c cña nã.

3.2.1.2. M¹ch ®o nhiÖt ®é sö dông c¶m biÕn nhiÖt ®é b¸n dÉn LM335.

Trong m¹ch ta sö dông mét sè thiÕt bÞ nh−: C¶m biÕn nhiÖt ®éLM335, bé

chuyÓn ®æi t−¬ng tù sè ADC 804, chÝp vi ®iÒu khiÓn 89C051, LED 7 v¹ch, m¹ch so

s¸nh.v.v...

VCC

R2

2.2K

R1

10K

13

2

D1LM335

1

3

2

Output

10mV/oK



3.2.1.2.1. S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å m¹ch in cña m¹ch c¶m biÕn nhiÖt ®é

(PhÇn phô lôc).

3.2.1.2.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch vµ tÝnh to¸n chän c¸c thiÕt bÞ cho

m¹ch.

• Nguyªn lý ho¹t ®éng vµ tÝnh to¸n chän thiÕt bÞ cho khèi m¹ch c¶m biÕn vµ

m¹ch gia c«ng:

M�ch gia công th�c hi�n hai ch�c n�ng là khu�ch ��i và hi�u ch�nh �� t�o

ra �i�n áp là 0V khi �o � 0oC.

Xét m�ch trên ta th�y:

Các khu�ch ��i thu�t toán ta s� d�ng lo�i OP07 là lo�i OA có offset th�p. U1

và U2 �óng vai trò là các b� ��m �i�n áp lý t��ng: có tr� kháng vào r�t l�n và tr�

kháng ra r�t nh�, không �� các ��u vào �nh h��ng l�n nhau.

Các t� C1, C2, C3 và C4 có tác d�ng ch�ng nhi�u và �n ��nh ngu�n nuôi cho

m�ch.

Ta có áp t�i chân 2 c�a c�m bi�n LM335 là:

Vs = K*Ta[oK] = K*(273 + ta[

oC]) v�i K = 10mV/oK. (3.8)

T�i 0oK, Vs = 0V, nên t�i 0oC => Vs = 2,73V.

=> Vs = 2,73 + K*ta[oC]. (3.9)

�� có giá tr� �i�n áp ra c�a LM335 t�i 0oC là 2,73V, trong th�c t� ta nhúng

c�m bi�n vào n��c �á và hi�u ch�nh R4 cho ��n khi �i�n áp ra c�a LM335 là

2,73V thì d�ng.

Do �ó nh�m t�o ra �i�n áp ��u ra là 0V t�i 0oC ta c�n có kh�i tr� ph�n �i�n áp

2,73V t�i 0oC mà LM335 t�o ra. Bi�n tr� R2 chính là ph�n bù tr� ph�n �i�n áp mà

ta nói � trên.

U3 �óng vai trò là b� c�ng có khu�ch ��i. Xét tr��ng h�p nó tuy�n tính, áp

d�ng ph��ng pháp x�p ch�ng cho t�ng kích thích ngõ vào, ng�n m�ch ngõ vào

còn l�i. G�i Vout1 là áp ngõ ra c�a U3 �ng v�i ngõ vào ��o, Vout2 là áp ngõ ra c�a

U3 �ng v�i ngõ vào không ��o. Hai thông s� này ��c tính nh� sau:



21 *56

Uout VRRV −= (3.10)

12 *)87(*5)65(*8

Uout VRRRRRRV

++

= (3.11)

Nh� v�y �i�n áp t�i ��u ra c�a U3 là:

Vout = Vout1 + Vout2 = 21 *56*

)87(*5)65(*8

UU VRRV

RRRRRR

−++

(3.12)

Ch�n R5 = R7, R6 = R8 ta ��c:

Vout = )(*)(*56

2121 UUVUU VVAVVRR

−=− (3.13)

Suy ra �i�n áp t�i ��u ra c�a m�ch (JH1) s� thay ��i AV*10mV khi nhi�t ��

thay ��i 1oC.

M�t khác �� phân gi�i c�a ADC0809 là 5/255 = 19,6 � 20mV. T�c là ADC

ch� thay ��i m�t digit sau khi áp thay ��i 20mV. Nh� v�y n�u ta ch�n AV = 1 thì

�ng v�i nhi�t thay ��i 2oC ADC m�i thay ��i 1 digit. �� nh�n bi�t ��c s� thay ��i

nhi�t �� là 1oC ta ph�i ch�n AV = 2.

Ch�n R6 = 20K� và R5 = 10K�.

�� tính ch�n R3, ta xét �i�u ki�n ho�t ��ng c�a LM335 � nhi�t ��

ta = 25oC, IR = 1mA thì �i�n áp ngõ ra c�a LM335 là 2,98V.

R3 = Ω=− KmA

VV 02,21

98,25 (3.14)

Ch�n R3 = 2.2K�. Ta c�ng ch�n R1 = 2.2K�.

Chú ý: các bi�n tr� trong m�ch c�m bi�n này s� d�ng bi�n tr� ch�nh tinh (hay

bi�n tr� �o l��ng), lo�i có c�u t�o g�m nhi�u vòng dây �i�n tr� xo�n bên trong,



không nên dùng bi�n tr� thông th��ng r�t khó ch�nh và không �n ��nh (khi va

ch�m nh� s� b� thay ��i giá tr�).

• Nguyªn lý ho¹t ®éng vµ tÝnh to¸n chän thiÕt bÞ cho khèi m¹ch chuyÓn ®æi vµ

khèi m¹ch vi xö lý.

Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn hiÓn thÞ trªn LED ®−îc n¹p vµo chÝp vi xö lý 89C51.

§Çu vµo JP5 cña khèi m¹ch nµy ®−îc ®Êu víi ®Çu ra JH1 cña khèi m¹ch c¶m

biÕn vµ m¹ch gia c«ng.

Ch©n Vref ®−îc nèi víi mét m¹ch æn ®Þnh ®iÖn ¸p gåm 1 chiÕt ¸p chØnh tinh

vµ 1 diode Zerner.

ë ch©n nµy ®iÖn ¸p ®Çu vµo ®−îc dïng lµm ®iÖn ¸p tham chiÕu. Quan hÖ gi÷a

®iÖn ¸p Vref/2 ®−îc thÓ hiÖn ë b¶ng 3.5.

§Çu JP10 ®−îc ®Êu víi ®Çu JP11. C¸c Tranzitor ®−îc sö dông ë ®©y lµ lo¹i

pnp.

org 0h

sjmp main

org 0Bh

ljmp ngat_timer0

main: mov sp,#30h

mov tmod,#01h

mov tl0,#low(-9216)

mov th0,#high(-9216)

setb tr0

mov ie,#82h

mov r2,#00h

mov 12h,#00h

mov 13h,#00h

mov 14h,#00h

loop: acall hienthi

acall kiemtra_1s

sjmp loop

hienthi: mov dptr,#bang_ma_led

;led1

mov p1,#11111110b

mov p2,#01000110b

acall delay

mov p2,#0ffh

acall delay

;led2

mov p1,#11111101b

mov p2,#00011100b

acall delay

mov p2,#0ffh

acall delay

;led3

mov p1,#11111011b



mov a,14h

movc a,@a+dptr

mov p2,a

acall delay

mov p2,#0ffh

acall delay

;led4

mov p1,#11110111b

mov a,13h

movc a,@a+dptr

mov p2,a

acall delay

mov p2,#0ffh

acall delay

;led5

mov p1,#11101111b

mov a,12h

movc a,@a+dptr

mov p2,a

acall delay

mov p2,#0ffh

acall delay

ret

delay: mov r7,#10h

again: djnz r7,again

ret

kiemtra_1s: cjne r2,#100,thoat

mov r2,#00h

mov p0,#0ffh

setb p3.7

clr p3.6

nop

nop

setb p3.6

again1: jb p3.7,again1

clr p3.5

mov a,p0

mov b,#100

div ab

mov 12h,a

mov a,b

mov b,#10

div ab

mov 13h,a

mov 14h,b

setb p3.5

thoat:

ret

ngat_timer0: inc r2

mov tl0,#low(-9216)

mov th0,#high(-9216)

setb tr0

reti

bang_ma_led: db

40h,79h,24h,30h,19h,12h,2h,78h,0h,1

0h

end.



• Nguyªn lý ho¹t ®éng vµ tÝnh to¸n chän thiÕt bÞ cho khèi m¹ch hiÓn thÞ. Çc ®Çu SV1 vµ SV7 lÇn l−ît ®−îc ®Êu víi çc ®Çu JP14 vµ ®Çu JP1 cña khèi m¹ch chuyÓn ®æi vµ khèi m¹ch vi xö lý.

Trong m¹ch nµy ta sö dông 5 ®Ìn LED 7 v¹ch nèi chung an«t. M¹ch ho¹t ®éng theo ph−¬ng ph¸p quÐt tøc lµ nã quÐt lÇn l−ît çc ®Ìn LED. Çc ®Ìn nµy ®−îc

quÐt liªn tôc, thêi gian quÐt mçi ®Ìn rÊt ng¾n kho¶ng vµi μs. Do hiÖn t−îng l−u ¶nh trªn vâng m¹c mµ m¾t ta c¶m nhËn nh− çc ®Ìn nµy kh«ng thay ®æi tr¹ng th¸i. Ch−¬ng tr×nh ®· ®−îc n¹p cho vi xö lý ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh nµy.

Çc ®iÖn trë tõ R1 ÷ R8 trong m¹ch ®Ó h¹n chÕ dßng cho ®Ìn LED

tõ 5 ÷ 20 mA. VÝ dô: Ta muèn hiÖn thÞ ch÷ C ë ®Ìn LED thø 5 tõ tr¸i s¸ng th× çc ®i èt a, f,

e, d ph¶i th«ng, khi ®ã cat«t cña çc ®i èt nµy ph¶i ®−îc nèi víi nguån. T−¬ng tù nÕu ta muèn hiÖn sè 3 ë ®Ìn thø 3 tõ tr¸i s¸ng th× çc ®i èt a, b, c, d, g ph¶i th«ng, khi ®ã cat«t cña çc ®i èt nµy ph¶i ®−îc nèi víi nguån. 3.2.1.2.3. Tæng quan vÒ chÝp vi ®iÒu khiÓn 89051. 3.2.1.2.3.1. CÊu t¹o bªn trong cña chÝp vi ®iÒu khiÓn 89051. Vµo n¨m 1981. H·ng Intel giíi thiÖu mét sè bé vi ®iÒu khiÓn ®−îc gäi lµ 8051. Bé vi ®iÒu khiÓn nµy cã 128 byte RAM, 4K byte ROM trªn chÝp, hai bé ®Þnh thêi, mét cæng nèi tiÕp vµ 4 cæng (®Òu réng 8 bit) vµo ra tÊt c¶ ®−îc ®Æt trªn mét chÝp.

8051 lµ mét bé xö lý 8 bit cã nghÜa lµ CPU chØ cã thÓ lµm viÖc víi 8 bit d÷ liÖu t¹i mét thêi ®iÓm. D÷ liÖu lín h¬n 8 bit ®−îc chia ra thµnh çc d÷ liÖu 8 bit ®Ó cho xö lý. 8051 cã tÊt c¶ 4 cæng vµo - ra I/O mçi cæng réng 8 bit (xem h×nh 3.2.2.3.1 ). MÆc dï 8051 cã thÓ cã mét ROM trªn chÝp cùc ®¹i lµ 64 K byte, nh−ng çc nhµ s¶n xuÊt lóc ®ã ®· cho xuÊt x−ëng chØ víi 4K byte ROM trªn chÝp.

B¶ng 3.4: Çc ®Æc tÝnh cña 8051 ®Çu tiªn.

§Æc tÝnh Sè l−îng ROM trªn chÝp RAM Bé ®Þnh thêi Çc ch©n vµo - ra Cæng nèi tiÕp Nguån ng¾t

4K byte 128 byte 2 32 1 6



H×nh 3.10: Bè trÝ bªn trong cña s¬ ®å khèi 8051.

3.2.1.2.3.2. M« t¶ ch©n cña chÝp vi ®iÒu khiÓn 89051.

Hä 89051®Òu cã 40 ch©n, víi hai hµng ch©n DIP cho c¸c chøc n¨ng kh¸c

nhau. S¬ ®å bè trÝ ch©n cña 89051

CO

UN

TER

OSC

INTERRUPT CONTROL

4 I/O PORTS

BUS CONTROL

SERIALPORT

EXTERNAL INTERRUPTS

CPU

ON - CHIPRAM

ETCTIMER 0TIMER 1

ADDRESS/DATA

TXD RXDP P P P

P1.0P1.1P1.2P1P1.4P1.5P1.6P1.7RST

P0.0 (AD0)Vcc1

23

56

4

789

1112

10

131415

1718

16

1920

403938

3635

37

343332

3029

31

282726

2423

25

2221

8051 (8031)

P0.1 (AD1)P0.2 (AD2)

P0.4 (AD4)P0.5 (AD5)

P0.3 (AD3)

PSEN

P0.6 (AD6)

P2.5 (A13)

P2.3 (A11)

P2.1 (A9)

P2.7 (A15)

P2.4(A12)

P2.6 (A14)

P2.0 (AB)

P2.2 (A10)

(RXD) P3.0(TXD) P3.1(NT0) P3.2(NT1) P3.3

(T0) P3.4(T1) P3.5

(WR) P3.6(RD) P3.7

XTAL2XTAL1

GND

P0.6 (AD6)EA/CPPALE/PROG



H×nh 3.11: S¬ ®å bè trÝ ch©n cña 89051

Trªn h×nh 3.11 lµ s¬ ®å bè trÝ ch©n cña 8051. Ta thÊy r»ng trong 40 ch©n th× cã

32 ch©n dµnh cho çc cæng P0, P1, P2 vµ P3 víi mçi cæng cã 8 ch©n. Çc ch©n cßn

l¹i ®−îc dµnh cho nguån VCC, ®Êt GND, çc ch©n dao ®éng XTAL1 vµ XTAL2 t¸i

lËp RST cho phÐp chèt ®Þa chØ ALE truy cËp ®−îc ®Þa chØ ngoµi EA , cho phÐp cÊt

ch−¬ng tr×nh PSEN . Trong 8 ch©n nµy th× 6 ch©n VCC , GND, XTAL1, XTAL2,

RST vµ EA ®−îc çc hä 8031 vµ 8051 sö dông. Hay nãi çch kh¸c lµ chóng ph¶i

®−îc nèi ®Ó cho hÖ thèng lµm viÖc mµ kh«ng cÇn biÕt bé vi ®iÒu khiÓn thuéc hä

8051 hay 8031. Cßn hai ch©n kh¸c lµ PSEN vµ ALE ®−îc sö dông chñ yÕu trong

çc hÖ thèng dùa trªn 8031.

1. Ch©n VCC: Ch©n sè 40 lµ VCC cÊp ®iÖn ¸p nguån cho chÝp. Nguån ®iÖn ¸p lµ

+5V.

2. Ch©n GND: Ch©n GND: Ch©n sè 20 lµ GND.

3. Ch©n XTAL1 vµ XTAL2:

8051 cã mét bé dao ®éng trªn chÝp nh−ng nã yªu cÇu cã mét xung ®ång hå

ngoµi ®Ó ch¹y nã. Bé dao ®éng Th¹ch Anh th−êng xuyªn nhÊt ®−îc nèi tíi çc

ch©n ®Çu vµo XTAL1 (ch©n 19) vµ XTAL2 (ch©n 18). Bé dao ®éng Th¹ch Anh

®−îc nèi tíi XTAL1 vµ XTAL2 còng cÇn hai tô ®iÖn gi¸ trÞ 30pF. Mét phÝa cña tô

®iÖn ®−îc nèi xuèng ®Êt nh− ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 3.12

C2

C1

30pF

XTAL2

XTAL1

GND

XTAL2

XTAL1

GND

NC

EXTERRNALOSCILLATAOR

SIGNAL



H×nh 3.12 a) Nèi XTAL tíi 8051 b) Nèi XTAL tíi nguån ®ång bé ngoµi.

CÇn ph¶i l−u ý r»ng cã nhiÒu tèc ®é kh¸c nhau cña hä 8051. Tèc ®é ®−îc coi

nh− lµ tÇn sè cùc ®¹i cña bé giao ®éng ®−îc nèi tíi ch©n XTAL. VÝ dô, mét chÝp

12MHz hoÆc thÊp h¬n. T−¬ng tù nh− vËy th× mét bé vi ®iÒu khiÓn còng yªu cÇu

mét tinh thÓ cã tÇn sè kh«ng lín h¬n 20MHz. Khi 8051 ®−îc nèi tíi mét bé giao

®éng tinh thÓ th¹ch anh vµ cÊp nguån th× ta cã thÓ quan s¸t tÇn sè trªn ch©n XTAL2

b»ng m¸y hiÖn sãng. NÕu ta quyÕt ®Þnh sö dông mét nguån tÇn sè kh¸c bé giao

®éng th¹ch anh ch¼ng h¹n nh− lµ bé dao ®éng TTL th× nã sÏ ®−îc nèi tíi ch©n

XTAL1, cßn ch©n XTAL2 th× ®Ó hë kh«ng nèi nh− h×nh 3.12b.

4. Ch©n RST:

Ch©n sè 9 lµ ch©n t¸i lËp RESET. Nã lµ mét ®Çu vµo vµ cã møc tÝch cùc cao

(b×nh th−êng ë møc thÊp). Khi cÊp xung cao tíi ch©n nµy th× bé vi ®iÒu khiÓn sÏ t¸i

lËp vµ kÕt thóc mäi ho¹t ®éng. §iÒu nµy th−êng ®−îc coi nh− lµ sù t¸i bËt nguån.

Khi kÝch ho¹t t¸i bËt nguån sÏ lµm mÊt mäi gi¸ trÞ trªn çc thanh ghi.

5. Ch©n EA :

Çc thµnh viªn hä 8051 nh− 8751, 98C51 hoÆc DS5000 ®Òu cã ROM trªn

chÝp l−u cÊt ch−¬ng tr×nh. Trong çc tr−êng hîp nh− vËy th× ch©n EA ®−îc nèi tíi

VCC. §èi víi çc thµnh viªn cñ hä nh− 8031 vµ 8032 mµ kh«ng cã ROM trªn chÝp

th× m· ch−¬ng tr×nh ®−îc l−u cÊt ë trªn bé nhí ROM ngoµi vµ chóng ®−îc n¹p cho

8031/32. Do vËy, ®èi víi 8031 th× ch©n EA ph¶i ®−îc nèi ®Êt ®Ó b¸o r»ng m·

ch−¬ng tr×nh ®−îc cÊt ë ngoµi. EA cã nghÜa lµ truy cËp ngoµi (External Access) lµ

ch©n sè 31 trªn vá kiÓu DIP. Nã lµ mét ch©n ®Çu vµo vµ ph¶i ®−îc nèi hoÆc víi VCC

hoÆc GND. Hay nãi çch kh¸c lµ nã kh«ng ®−îc ®Ó hë.

6. Ch©n PSEN :

§©y lµ ch©n ®Çu ra cho phÐp cÊt ch−¬ng tr×nh (Program Store Enable) trong

hÖ thèng dùa trªn 8051 th× ch−¬ng tr×nh ®−îc cÊt ë bé nhí ROM ngoµi th× ch©n nµy

®−îc nèi tíi ch©n OE cña ROM.



7. Ch©n ALE:

Ch©n cho phÐp chèt ®Þa chØ ALE lµ ch©n ®Çu ra vµ ®−îc tÝch cùc cao. Khi nèi

8051 tíi bé nhí ngoµi th× cæng 0 còng ®−îc cÊp ®Þa chØ vµ d÷ liÖu.

Hay nãi çch kh¸c 8051 dån ®Þa chØ vµ d÷ liÖu qua cæng 0 ®Ó tiÕt kiÖm sè

ch©n. Ch©n ALE ®−îc sö dông ®Ó ph©n kªnh ®Þa chØ vµ d÷ liÖu b»ng çch nèi tíi

ch©n G cña chÝp 74LS373.

8. Çc ch©n cæng vµo\ra vµ çc chøc n¨ng cña chóng.

Bèn cæng P0, P1, P2 vµ P3 ®Òu sö dông 8 ch©n vµ t¹o thµnh cæng 8 bÝt. TÊt c¶ çc

cæng khi RESET ®Òu ®−îc cÊu h×nh nh− çc ®Çu ra, s½n sµng ®Ó ®−îc sö dông nh−

çc cæng ®Çu ra. Muèn sö dông cæng nµo trong sè çc cæng nµy lµm ®Çu vµo th× nã

ph¶i ®−îc lËp tr×nh.

9. Cæng P0.

Cæng 0 chiÕm tÊt c¶ 8 ch©n (tõ ch©n 32 ®Õn 39). Nã cã thÓ ®−îc dïng nh− cæng ®Çu

ra, ®Ó sö dông çc ch©n cña cæng 0 võa lµm ®Çu ra, võa lµm ®Çu vµo th× mçi ch©n

ph¶i ®−îc nèi tíi mét ®iÖn trë kÐo bªn ngoµi 10kΩ. §iÒu nµy lµ do mét thùc tÕ lµ

cæng P0 lµ mét mµng më kh¸c víi çc cæng P1, P2 vµ P3. Kh¸i niÖm m¸ng më

®−îc sö dông trong çc chÝp MOS vÒ chõng mùc nµo ®ã nã gièng nh− C«-lec-t¬ hë

®èi víi çc chÝp TTL. Trong bÊt kú hÖ thèng nµo sö dông 89C51 ta th−êng nèi cæng

P0 tíi çc ®iÖn trë kÐo, b»ng çch nµy ta cã ®−îc çc −u ®iÓm cña cæng P0 cho c¶

®Çu ra vµ ®Çu vµo. Víi nh÷ng ®iÖn trë kÐo ngoµi ®−îc nèi khi t¸i lËp cæng P0 ®−îc

cÊu h×nh nh− mét cæng ®Çu ra.

a) Cæng P0 ®Çu vµo: Víi çc ®iÖn trë ®−îc nèi tíi cæng P0 nh»m ®Ó t¹o nã thµnh

cæng ®Çu vµo th× nã ph¶i ®−îc lËp tr×nh b»ng çch ghi 1 tíi tÊt c¶ çc bit. §o¹n m·

d−íi ®©y sÏ cÊu h×nh P0 lóc ®Çu lµ ®Çu vµo b»ng çch ghi 1 ®Õn nã vµ sau ®ã d÷

liÖu nhËn ®−îc tõ nã ®−îc göi ®Õn P1.

b) Vai trß kÐp cña cæng P0: Khi nèi 8051 tíi bé nhí ngoµi th× cæng 0 cung cÊp

c¶ ®Þa chØ vµ d÷ liÖu 8051 dån d÷ liÖu vµ ®Þa chØ qua cæng P0 ®Ó tiÕt kiÖm sè ch©n.



ALE b¸o nÕu P0 cã ®Þa chØ hay d÷ liÖu khi ALE - 0 nã cÊp d÷ liÖu D0 - D7. Do

vËy, ALE ®−îc sö dông ®Ó t¸ch ®Þa chØ vµ d÷ liÖu víi sù trî gióp cña chèt 74LS373.

10. Cæng P1.

Cæng P1 còng chiÕm tÊt c¶ 8 ch©n (tõ ch©n 1 ®Õn ch©n 8) nã cã thÓ ®−îc sö dông

nh− ®Çu vµo hoÆc ®Çu ra. So víi cæng P0 th× cæng nµy kh«ng cÇn ®Õn ®iÖn trë kÐo

v× nã ®· cã çc ®iÖn trë kÐo bªn trong. Trong qu¸ tr×nh t¸i l¹p th× cæng P1 ®−îc cÊu

h×nh nh− mét cæng ®Çu ra.

11. Cæng P2:

Cæng P2 còng chiÕm 8 ch©n (çc ch©n tõ 21 ®Õn 28). Nã cã thÓ ®−îc sö dông

nh− ®Çu vµo hoÆc ®Çu ra gièng nh− cæng P1, cæng P2 còng kh«ng cÇn ®iÖn trë kÐo

v× nã ®· cã çc ®iÖn trë kÐo bªn trong. Khi t¸i lËp, th× cæng P2 ®−îc cÊu h×nh nh−

mét cæng ®Çu ra.

Tõ nh÷ng tr×nh bµy trªn ®©y ta cã thÓ kÕt luËn r»ng trong çc hÖ thèng dùa

trªn çc bé vi ®iÒu khiÓn 89C51 th× ta cã 3 cèng P0, P1vµ P2 cho çc thao t¸c vµo/

ra

12. Cæng P3:

Cæng P3 chiÕm tæng céng lµ 8 ch©n tõ ch©n 10 ®Õn ch©n 17. Nã cã thÓ ®−îc

sö dông nh− ®Çu vµo hoÆc ®Çu ra. Cèng P3 kh«ng cÇn çc ®iÖn trë kÐo còng nh− P1

vµ P2. MÆc dï cèng P3 ®−îc cÊu h×nh nh− mét cèng ®Çu ra khi t¸i lËp, nh−ng ®©y

kh«ng ph¶i lµ çch nã ®−îc øng dông phæ biÕn nhÊt. Cèng P3 cã chøc n¨ng bæ

xung lµ cung cÊp mét sè tÝn hiÖu quan träng ®Æc biÖt ch¼ng h¹n nh− çc ng¾t

Çc bit P3.0 vµ P3.1 ®−îc dïng cho çc tÝn hiÖu nhËn vµ ph¸t d÷ liÖu trong

truyÒn th«ng d÷ liÖu nèi tiÕp. Çc bit P3.2 vµ P3.3 ®−îc dµnh cho çc ng¾t ngoµi.

Bit P3.4 vµ P3.5 ®−îc dïng cho çc bé ®Þnh thªm 0 vµ 1. Cuèi cïng çc bit P3.6 vµ

P3.7 ®−îc cÊp cho çc tÝn hiÖu ghi vµ ®äc çc bé nhí ngoµi ®−îc nèi tíi çc hÖ

thèng dùa trªn 89051.

Trong çc hÖ thèng dùa trªn 89C51 th× çc ch©n P3.6 vµ P3.7 ®−îc dïng

cho vµo - ra cßn çc ch©n kh¸c cña P3 ®−îc sö dông b×nh th−êng trong vai trß chøc

n¨ng thay ®æi.



3.2.1.2.3.3 ChÝp chuyÓn ®æi ADC 804 ( Bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù sè)

ChÝp ADC 804 lµ bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù sè trong hä çc lo¹t ADC 800 tõ

h·ng National Semiconductor. Nã còng ®−îc nhiÒu h·ng kh¸c s¶n xuÊt, nã lµm

viÖc víi +5v vµ cã ®é ph©n gi¶i lµ 8 bÝt. Ngoµi ®é ph©n gi¶i th× thêi gian chuyÓn ®æi

còng lµ mét yÕu tè quan träng kh¸c khi ®¸nh gi¸ mét bé ADC. Thêi gian chuyÓn

®æi ®−îc ®Þnh nghÜa nh− lµ thêi gian mµ bé ADC cÇn ®Ó chuyÓn mét ®Çu vµo t−¬ng

tù thµnh mét sè nhÞ ph©n. Trong ADC 804 thêi gian chuyÓn ®æi thay ®æi phô thuéc

vµo tÇn sè ®ång hå ®−îc cÊp tíi ch©n CLK vµ CLK IN nh−ng kh«ng thÓ nhanh h¬n

110μs. Çc ch©n cña ADC 804 ®−îc m« t¶ nh− sau:

1. Ch©n CS (chän chÝp): Lµ mét ®Çu vµo tÝch cùc møc thÊp ®−îc sö dông ®Ó kÝch

ho¹t chÝp ADC 804. §Ó truy cËp ADC 804 th× ch©n nµy ph¶i ë møc thÊp.

2. Ch©n RD (®äc): §©y lµ mét tÝn hiÖu ®Çu vµo ®−îc tÝch cùc møc thÊp. Çc bé

ADC chuyÓn ®æi ®Çu vµo t−¬ng tù thµnh sè nhÞ ph©n t−¬ng ®−¬ng víi nã vµ gi÷ nã

trong mét thanh ghi trong. RD ®−îc sö dông ®Ó nhËn d÷ liÖu ®−îc chuyÓn ®æi ë ®Çu

ra cña ADC 804. Khi CS = 0 nÕu mét xung cao - xuèng - thÊp ®−îc ¸p ®Õn ch©n

RD th× ®Çu ra sè 8 bÝt ®−îc hiÓn diÖn ë çc ch©n d÷ liÖu D0 - D7. Ch©n RD còng

®−îc coi nh− cho phÐp ®Çu ra.

3. Ch©n ghi WR (thùc ra tªn chÝnh x¸c lµ “B¾t ®Çu chuyÓn ®æi”). §©y lµ ch©n ®Çu

vµo tÝch cùc møc thÊp ®−îc dïng ®Ó b¸o cho ADC 804 b¾t ®Çu qu¸ tr×nh chuyÓn

®æi. NÕu CS = 0 khi WR t¹o ra xung cao - xuèng - thÊp th× bé ADC 804 b¾t ®Çu

chuyÓn ®æi gi¸ trÞ ®Çu vµo t−¬ng tù Vin vÒ sè nhÞ ph©n 8 bÝt. L−îng thêi gian cÇn

thiÕt ®Ó chuyÓn ®æi thay ®æi phô thuéc vµo tÇn sè ®−a ®Õn ch©n CLK IN vµ CLK

R. Khi viÖc chuyÓn ®æi d÷ liÖu ®−îc hoµn tÊt th× ch©n INTR ®−îc Ðp xuèng thÊp

bëi ADC 804.

4. Ch©n CLK IN vµ CLK R.



Ch©n CLK IN lµ mét ch©n ®Çu vµo ®−îc nèi tíi mét nguån ®ång hå ngoµi

khi ®ång hå ngoµi ®−îc sö dông ®Ó t¹o ra thêi gian. Tuy nhiªn 804 còng cã mét

m¸y t¹o xung ®ång hå. §Ó sö dông m¸y t¹o xung ®ång hå trong (còng cßn ®−îc

gäi lµ m¸y t¹o ®ång hå riªng) cña 804 th× c¸c ch©n CLK IN vµ CLK R ®−îc nèi tíi

mét tô ®iÖn vµ mét ®iÖn trë nh− chØ ra trªn h×nh 3.10. Trong tr−êng hîp nµy tÇn sè

®ång hå ®−îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc:

RC1,11f = (3.15)

Gi¸ trÞ tiªu biÓu cña c¸c ®¹i l−îng trªn lµ R = 10kΩ vµ C= 150pF vµ tÇn sè

nhËn ®−îc lµ f = 606kHz vµ thêi gian chuyÓn ®æi sÏ mÊt lµ 110μs.

H×nh 3.13: KiÓm tra ADC 804 ë chÕ ®é ch¹y tù do.

5. Ch©n ng¾t INTR (ng¾t hay gäi chÝnh x¸c h¬n lµ “kÕt thóc chuyÓn ®æi’).

§©y lµ ch©n ®Çu ra tÝch cùc møc thÊp. B×nh th−êng nã ë tr¹ng th¸i cao vµ khi

viÖc chuyÓn ®æi hoµn tÊt th× nã xuèng thÊp ®Ó b¸o cho CPU biÕt lµ d÷ liÖu ®−îc

ADC08

+5

1 1 1

4

1 2

10

9

19

10k150 11

12131415161718

35

to LE

Nomally Open

DDDDDDDD

WINTD

RCS

CLK

CLK

A Vref/

Vin(-Vin(

20

Vc10k PO



chuyÓn ®æi s½n sµng ®Ó lÊy ®i. Sau khi INTR xuèng thÊp, ta ®Æt CS = 0 vµ göi mét

xung cao 0 xuèng - thÊp tíi ch©n RD lÊy d÷ liÖu ra cña 804.

6. Ch©n Vin (+) vµ Vin (-).

§©y lµ çc ®Çu vµo t−¬ng tù vi sai mµ Vin = Vin (+) - Vin (-). Th«ng th−êng

Vin (-) ®−îc nèi xuèng ®Êt vµ Vin (+) ®−îc dïng nh− ®Çu vµo t−¬ng tù ®−îc chuyÓn

®æi vÒ d¹ng sè.

7. Ch©n VCC.

§©y lµ ch©n nguån nuèi +5v, nã còng ®−îc dïng nh− ®iÖn ¸p tham chiÕu khi

®Çu vµo Vref/2 (ch©n 9) ®Ó hë.

8. Ch©n Vref/2.

Ch©n 9 lµ mét ®iÖn ¸p ®Çu vµo ®−îc dïng cho ®iÖn ¸p tham chiÕu. NÕu ch©n

nµy hë (kh«ng ®−îc nèi) th× ®iÖn ¸p ®Çu vµo t−¬ng tù cho ADC 804 n»m trong d¶i

0 ®Õn +5v (gièng nh− ch©n VCC). Tuy nhiªn, cã nhiÒu øng dông mµ ®Çu vµo t−¬ng

tù ¸p ®Õn Vin cÇn ph¶i kh¸c ngoµi d¶i 0 ®Õn 5v. Ch©n Vref/2 ®−îcdïng ®Ó thùc thi çc

®iÖn ¸p ®Çu vµo kh¸c ngoµi d¶i 0 - 5v. VÝ dô, nÕu d¶i ®Çu vµo t−¬ng tù cÇn ph¶i lµ 0

®Õn 4v th× Vref/2 ®−îc nèi víi +2v.

B¶ng 3.5 biÓu diÔn d¶i ®iÖn ¸p Vin ®èi víi çc ®Çu vµo Vref/2 kh¸c nhau.

Vref/ 2(V) Vin(V) Step Size (mV)

Hë * 0 ®Õn 5 5/256 = 19.53

2.0 0 ®Õn 4 4/255 = 15.62

1.5 0 ®Õn 3 3/256 = 11.71

1.28 0 ®Õn 2.56 2.56/256 = 10

1.0 0 ®Õn 2 2/256 = 7.81

0.5 0 ®Õn 1 1/256 = 3.90



B¶ng 3.5: §iÖn ¸p Vref/2 liªn hÖ víi d¶i Vin.

Ghi chó: - VCC = 5V

- Khi Vref/2 hë th× ®o ®−îc ë ®ã kho¶ng 2,5V

- KÝch th−íc b−íc (®é ph©n d¶i) lµ sù thay ®æi nhá nhÊt mµ ADC cã thÓ

ph©n biÖt ®−îc.

9. Çc ch©n d÷ liÖu D0 - D7.

Çc ch©n d÷ liÖu D0 - D7 (D7 lµ bÝt cao nhÊt MSB vµ D0 lµ bÝt thÊp nhÊt

LSB) lµ çc ch©n ®Çu ra d÷ liÖu sè. §©y lµ nh÷ng ch©n ®−îc ®Öm ba tr¹ng th¸i vµ

d÷ liÖu ®−îc chuyÓn ®æi chØ ®−îc truy cËp khi ch©n CS = 0 vµ ch©n RD bÞ ®−a

xuèng thÊp. §Ó tÝnh ®iÖn ¸p ®Çu ra ta cã thÓ sö dông c«ng thøc sau:

buocthuockich

VD in

out = (3.16)

Víi Dout lµ ®Çu ra d÷ liÖu sè (d¹ng thËp ph©n). Vin lµ ®iÖn ¸p ®Çu vµo t−¬ng tù

vµ ®é ph©n d¶i lµ sù thay ®æi nhá nhÊt ®−îc tÝnh nh− lµ (2 × Vref/2) chia cho 256 ®èi

víi ADC 8 bÝt.

10. Ch©n ®Êt t−¬ng tù vµ ch©n ®Êt sè.

§©y lµ nh÷ng ch©n ®Çu vµo cÊp ®Êt chung cho c¶ tÝn hiÖu sè vµ t−¬ng tù. §Êt

t−¬ng tù ®−îc nèi tíi ®Êt cña ch©n Vin t−¬ng tù, cßn ®Êt sè ®−îc nèi tíi ®Êt cña

ch©n Vcc. Lý do mµ ta ph¶i cã hai ®Êt lµ ®Ó çch ly tÝn hiÖu t−¬ng tù Vin tõ çc ®iÖn

¸p ký sinh t¹o ra viÖc chuyÓn m¹ch sè ®−îc chÝnh x¸c. Trong phÇn tr×nh bµy cña

chóng ta th× çc ch©n nµy ®−îc nèi chung víi mét ®Êt. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ thu

®o d÷ liÖu çc ch©n ®Êt nµy ®−îc nèi t¸ch biÖt.

Tõ nh÷ng ®iÒu trªn ta kÕt luËn r»ng çc b−íc cÇn ph¶i thùc hiÖn khi chuyÓn

®æi d÷ liÖu bëi ADC 804 lµ:

a) BËt CS = 0 vµ göi mét xung thÊp lªn cao tíi ch©n WR ®Ó b¾t ®Çu chuyÓn ®æi.



b) Duy tr× hiÓn thÞ ch©n INTR . NÕu INTR xuèng thÊp th× viÖc chuyÓn ®æi ®−îc

hoµn tÊt vµ ta cã thÓ sang b−íc kÕ tiÕp. NÕu INTR cao tiÕp tôc th¨m dß cho ®Õn

khi nã xuèng thÊp.

c) Sau khi ch©n INTR xuèng thÊp, ta bËt CS = 0 vµ göi mét xung cao - xuèng - thÊp

®Õn ch©n RD ®Ó lÊy d÷ liÖu ra khái chÝp ADC 804. Ph©n chia thêi gian cho qu¸

tr×nh nµy ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 3.14.

H×nh 3.14: Ph©n chia thêi gian ®äc vµ ghi cña ADC 804.

MÆt kh¸c, chóng ta cã thÓ kiÓm tra ADC 804 b»ng çch sö dông s¬ ®å m¹ch

trªn h×nh 3.15. thiÕt lËp nµy ®−îc gäi lµ chÕ ®é kiÓm tra ch¹y tù do vµ ®−îc nhµ s¶n

xuÊt khuyÕn cao nªn sö dông. H×nh 3.15 tr×nh bµy mét biÕn trë ®−îc dïng ®Ó c¾p

mét ®iÖn ¸p t−¬ng tù tõ 0 ®Õn 5V tíi ch©n ®Çu vµo.

Vin(+) cña ADC 804 çc ®Çu ra nhÞ ph©n ®−îc hiÓn thÞ trªn çc ®Ìn LED cña

b¶ng huÊn luyÖn sè. CÇn ph¶i l−u ý r»ng trong chÕ ®é kiÓm tra ch¹y tù do th× ®Çu

vµo CS ®−îc nèi tíi ®Êt vµ ®Çu vµo WR ®−îc nèi tíi ®Çu ra INTR . Tuy nhiªn, theo

tµi liÖu cña h·ng National Semiconductor “nót WR vµ INTR ph¶i ®−îc t¹m thêi

®−a xuèng thÊp kÕ sau chu tr×nh cÊp nguån ®Ó b¶o ®¶m ho¹t ®éng”.

CS

D0 – Data out

Read it

EndStart

WR

INTR

RD

8051 ADC804

P2.5 P2.6

P1.0 D0CLK INCLK R

VCC

Vin(+)Vin(-)

150pF

5V

10k

10k POT

RDWR



H×nh 3.15: Nèi ghÐp ADC 804 víi nguån ®ång hå riªng.

3.2.2. C¶m biÕn quang

§Þnh nghÜa.

Çc c¶m biÕn quang ®−îc sö dông ®Ó chuyÓn th«ng tin tõ ¸nh s¸ng nh×n thÊy

hoÆc tia hång ngo¹i (IR) vµ tia tö ngo¹i (UV) thµnh tÝn hiÖu ®iÖn.

3.2.2.1. TÕ bµo quang dÉn

§Æc tr−ng cña çc c¶m biÕn ®iÖn trë lµ sù phô thuéc cña ®iÖn trë vµo th«ng

l−îng bøc x¹ vµ phæ cña bøc x¹ ®ã. Çc tÕ bµo quang dÉn lµ mét trong nh÷ng c¶m

biÕn quang cã ®é nh¹y cao. C¬ së vËt lý cña tÕ bµo quang dÉn lµ hiÖn t−îng quang

dÉn do kÕt qu¶ cña hiÖu øng ®iÖn n«i: hiÖn t−îng gi¶i phãng h¹t t¶i ®iÖn trong vËt

liÖu d−íi t¸c dông cña ¸nh s¸ng lµm t¨ng ®é dÉn cña vËt liÖu.

3.2.2.1.1. VËt lý quang dÉn

D−íi ®©y xÐt m« h×nh ®¬n gi¶n ®Ó rót ra çc mèi quan hÖ ®Þnh l−îng gi÷a

çc ®¹i l−îng.

Gi¶ sö cã mét tÊm b¸n dÉn ph¼ng thÓ tÝch V pha t¹p lo¹i n víi nång ®é çc

donor Nd cã møc n¨ng l−îng n» d−íi vïng dÉn mét kho¶ng b»ng Wd

( h×nh 2.2.1 ). Gi¶ sö n¨ng l−¬ng ion hãa nguyªn tö donor Wd ®ñ lín ®Ó ë nhiÖt ®é

phßng vµ khi ë trong bãng tèi nång ®é n0 cña çc donor bÞ ion hãa do nhiÖt lµ nhá.

ë trong tèi, nång ®é ®iÖn tö ®−îc gi¶i phãng trong mét ®¬n vÞ thêi gian nµo do kÝch



thÝch nhiÖt tõ çc nguyªn tö donor tû lÖ thuËn víi nång ®é cña çc t¹p chÊt ch−a bÞ

ion hãa(Nd-n0) trong ®ã:

a ≈ exp(-q Wd/k.T) (3.17)

BiÓu thøc cña a cho ta thÊy nhiÖt ®é cã vai trß ¶nh h−ëng quan träng. Sè ®iÖ

tö t¸i hîp víi çc nguyªn tö ®· bÞ ion hãa trong mét ®¬n vÞ thêi gian tû lÖ thuËn víi

nång ®é çc nguyªn tö ®· bÞ ion hãa n0 vµ víi nång ®é ®iÖn tö còng chÝnh b»ng n0,

nghÜa lµ tû lÖ víi r.n0.

Trong ®ã r lµ hÖ sè t¸i hîp.

H×nh 2.16.: TÕ bµo quang dÉn vµ sù chuyÓn møc

n¨ng l−îng cña ®iÖn tö

Ph−¬ng tr×nh ®énh häc cña qu¸ trinh t¸i hîp biÓu diÔn sù thay ®æi cña mËt ®é

®iªn tö tù do cã d¹ng:

dtdn0 = a(Nd - n0) – r.n0. (3.18)

ë tr¹ng th¸i c©n b»ng ta cã:

dtdn0 = 0 (3.19)



KÕt hîp víi (2.2) ta ®−îc:

n0 = - r

a2

+ 21

2

2

4 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

raN

ra d (3.20)

§é dÉn trong tèi ®−îc biÓu diÔn bëi biÓu thøc:

σ0= qμn0 (3.21)

Trong ®ã μ lµ ®é linh ®éng cña ®iÖn tö vµ q lµ gi¸ trÞ tuyÖt ®èi cña ®iÖn tÝch

cña ®iÖn tö. Khi nhiÖt ®é t¨ng ®é linh ®éng gi¶m nh−ng mËt ®é n0 t¨ng bëi v× sù

kÝch thÝch nhiÖt rÊt lín vµ ¶nh h−ëng cña nã lµ quyÕt ®Þnh ®èi víi ®é dÉn.

Khi chÊt b¸n dÉn bÞ chiÕu s¸ng, çc photon (n¨ng l−îng hν � Wd) sÏ ion hãa

çc nguyªn tö donor gi¶i phãng ra g ®iÖn tö trong mét gi©y trong mét ®¬n vÞ thÓ

tÝch. Çc ®iÖn tö nµy sÏ bæ sung thªm vµo sè çc ®iÖn tö ®−îc gi¶i phãng do kÝch

thÝch nhiÖt. Sè ®iÖn tö g ®−îc tÝnh theo biÓu thøc:

g = VG =

LA.1 .

νη

h)1( R− .φ (3.22)

Trong ®ã V = A.L, ý nghÜa cña A vµ L thÓ hiÖn trªn h×nh 2.16, G lµ sè ®iÖn

tö ®−îc gi¶i phãng trong mét ®¬n vÞ thêi gian. Ph−¬ng tr×nh ®éng häc cña t¸i hîp

trong tr−êng hîp nµy cã d¹ng:

dtdn = a(Nd – n) + g - r.n2 (3.23)

Th«ng th−êng bøc x¹ chiÕu tíi ®ñ lín ®Ó sè ®iÖn tö do çc photon gi¶i phãng

sÏ lín h¬n rÊt nhiÒu so víi sè ®iÖn tö ®−îc gi¶i phong do nhiÖt:

g >> a(Nd – n) vµ n >> n0 (3.24)

Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nh− vËy cã thÓ rót ra ph−¬ng tr×nh ®éng häc cho mËt

®é cña ®iÖn tö ë ®iÒu kiÖn c©n b»ng d−íi t¸c dông cña chiÕu s¸ng:

n = 21

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

rg (3.25)

§é dÉn t−¬ng øng víi nång ®é ®iÖn tö ë ®iÒu kiÖn c©n b»ng σ0= qμn0.



NÕu tÝnh ®Õn biÓu thøc cña g cã thÓ nhËn thÊy r»ng ®é dÉn lµ hµm kh«ng tuyÕn tÝnh

cña th«ng l−îng ¸nh s¸ng: nã thay ®æi theo φ1/2. KÕt qu¶ nµy rÊt quan träng, thùc

nghiÖm ®· chøng minh sè mò cña φ n»m gi÷a 0,5 vµ 1. NÕu tÝnh to¸n kü l−ìng

h¬n th× cÇn ph¶i xÐt ®Õn ¶nh h−ëng cña çc t©m b¾t h¹t dÉn trªn thùc tÕ çc t©m

nµy lu«n tån t¹i trong vËt liÖu.

3.2.2.1.2. VËt liÖu ®Ó chÕ t¹o c¶m biÕn

C¶m biÕn quang th−êng ®−îc chÕ t¹o b»ng çc b¸n dÉn ®a tinh thÓ ®ång nhÊt

hoÆc ®¬n tinh thÓ, b¸n dÉn riªng hoÆc b¸n dÉn pha t¹p, thÝ dô:

- §a tinh thÓ: CdS, CdSe, CdTe

PbS, PbSe, PbTe.

- §¬n tinh thÓ: Ge, Si tinh khiÕt hoÆc pha t¹p Au, Cu, Sb, In,

SbIn, AsIn, Pin, CdHgTe.

3.2.2.1.3. Çc ®Æc tr−ng

3.2.2.1.3.1.§iÖn trë

Gi¸ trÞ ®iÖn trë tèi RC 0 phô thuéc vµo d¹ng h×nh häc, kÝch th−íc, nhiÖt

®é vµ b¶n chÊt hãa lý cña vËt liÖu quang dÉn. Çc chÊt PbS, CdS, CdSe cã ®iÖn trë

tèi rÊt lín (tõ 104 Ω ÷ 109 Ω ë 250 C ), trong khi ®ã SbIn, SbAs, CdHgTe l¹i cã

®iÖn trë tèi t−¬ng ®èi nhá (tõ 10 Ω ÷ 103 Ω ë 250 C ). §iÖn trë RC cña c¶m biÕn

khi bÞ chiÕu s¸ng gi¶m rÊt nhanh khi ®é räi t¨ng lªn. Trªn h×nh 2.2.1.3.1 lµ mét thÝ

dô cu thÓ vÒ sù thay ®æi cña ®iÖn trë cña mét tÕ bµo quang dÉn nh− lµ hµm cña ®é

räi s¸ng.



H×nh 2.17: Sù phô thuéc cña ®iÖn trë vµo ®é räi s¸ng

C¸c tÝnh chÊt cña mét tÕ bµo quang dÉn cã thÓ ®−îc biÓu diÔn b»ng mét

m¹ch t−¬ng ®−¬ng, trong ®ã ®iÖn trë tèi RC 0 m¾c song song víi mét ®iÖn trë RC P

x¸c ®Þnh bëi hiÖu øng quang ®iÖn do chiÕu ¸nh s¸ng vµ cã d¹ng:

RC P = a.Φ γ− (3.26)

Trong ®ã a phô thuéc m¹nh vµo vËt liÖu, nhiÖt ®é vµ phæ bøc x¹ ¸nh s¸ng, γ

cã gi¸ trÞ tõ 0,5 ÷ 1.

V× vËy khi chiÕu s¸ng ®iÖn trë sÏ lµ:

RC = PRC 0 RC P 0.RC RC

+ = γ

γ

-

-

a. 0RC.a. 0 RC

Φ+Φ (3.27)

Th«ng th−êng RCP << RC 0 cho nªn RC = a.Φ γ− . Sù phô thuéc cña ®iÖn trë

vµo th«ng l−îng ¸nh s¸ng kh«ng tuyÕn tÝnh . Tuy nhiªn cã thÓ tuyÕn tÝnh hãa nã

b»ng c¸ch sö dông mét ®iÖn trë m¾c song song víi tÕ bµo quang dÉn.

§iÖn trë RC (khi bÞ chiÕu s¸ng) phô thuéc vµo nhiÖt ®é:§é nh¹y nhiÖt cña tÕ

bµo quang dÉn cµng nhá khi bÞ ®é räi s¸ng cµng lín. Gi¸ trÞ cña ®iÖn trë sÏ bÞ gi¶m

tuy rÊt chËm ë nh÷ng ®iÌu kiÖn lµm viÖc giíi h¹n khi ®é räi s¸ng vµ ®iÖn ¸p ®Æt vµo

qu¸ lín. Ng−êi ta rót ra kÕt luËn r»ng hiÖu øng giµ hãa nµy t−¬ng ®èi râ rµng ë

nh÷ng vËt liÖu cã hÖ sè nhiÖt cao.

3.2.2.1.3.2.§é nh¹y



Theo s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng cña mét tÕ bµo quang dÉn, ®é dÉn ®iÖn cña tÕ

bµo lµ tæng thÓ cña ®é dÉn trong tèi vµ ®é dÉn khi chiÕu s¸ng:

GC =GC 0 + GC P (3.28)

Trong ®ã:

+ GC 0 =1/RC 0 lµ ®é dÉn trong tèi.

+ GC P =1/RC P =1/ a.Φ γ− lµ ®é dÉn quang.

Khi ®Æt ®iÖn ¸p V vµo tÕ bµo quang dÉn, sÏ cã dßng ®iÖn I ch¹y qua nã:

I = GC.V = GC 0.v + GC P.V = I0 + IP (3.29)

Trong ®iÒu kiÖn sö dông th«ng th−êng th× I0 << IP do ®ã dßng quang ®iÖn cña

tÕ bµo quang dÉn ®−îc x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc:

IP = aV .Φ γ− (3.30)

§èi víi luång bøc x¹ cã phæ x¸c ®Þnh, tû lÖ chuyÓn ®æi tÜnh:

Φ1 =

aV . 1−Φ y (3.31)

Vµ ®é nh¹y: ΔΦΔI =

aVγ . 1−Φ y (3.32)

Tõ hai biÓu thøc nµy ta cã thÓ thÊy:

+ NÕu tÝnh ®Õn c¸c gi¸ trÞ cña γ th× tû lÖ chuyÓn ®æi tÜnh vµ ®é nhay cã cïng

®é lín.

+ TÕ bµo quang dÉn lµ mét c¶m biÕn kh«ng tuyÕn tÝnh, ®é nh¹y cña nã gi¶m

khi bøc x¹ t¨ng( trõ tr−êng hîp ®Æc biÖt khi γ = 1).

+ §é nh¹y tû lÖ thuËn víi ®iÖn ¸p ®Æt vµo tÕ bµo quang dÉn.§iÒu nµy chØ

®óng khi ®iÖn ¸p ®ñ nhá ®Ó hiÖu øng joule kh«ng lµm thay ®æi nhiÖt ®é (v× nhiÖt ®é

cao sÏ lµm gi¶m ®é nh¹y)

3.2.2.1.4. øng dông cña tÕ bµo quang dÉn

TÕ bµo quang dÉn ®−îc chó ý sö dông bëi chóng cã tû lÖ chuyÓn ®æi tÜnh vµ

®é nh¹y cao cho phÐp ®¬n gi¶n hãa trong viÖc øng dông.

Nh−ng tÕ bµo quang dÉn cung cã mét sè nh−îc ®iÓm nh−:



- Håi ¸p phô thuéc mét çch kh«ng tuyÕn tÝnh vµo th«ng l−îng .

- Thêi gian håi ®¸p lín.

- Çc ®Æc tr−ng kh«ng æn ®Þnh(giµ hãa).

- Mét sè lo¹i ®ßi hái ph¶i lµm nguéi.

Trong thùc tÕ, çc tÕ bµo quang dÉn th−êng ®−îc øng dông trong hai tr−êng

hîp :

- §iÒu khiÓn r¬ le: Khi cã th«ng l−îng ¸nh s¸ng chiÕu lªn tÕ bµo

quang dÉn, ®iÖn trë R cña nã gi¶m xuèng ®¸ng kÓ ®ñ ®Ó cho dßng ®iÖn I chay qua

tÕ bµo. Dßng ®iÖn nµy ®−îc sö dông trùc tiÕp hoÆc th«ng qua khuÕch ®¹i ®Ó ®ãng

më r¬ le.

a) §iÒu khiÓn trùc tiÕp b) §iÒu khiÓn th«ng qua Tranzito khuÕch

®¹i

H×nh 3.18: Dïng tÕ bµo quang dÉn ®Ó ®iÒu khiÓn R¬Le

- Thu tÝn hiÖu quang: tÕ bµo quang dÉn cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó biÕn ®æi xung

quang thµnh xung ®iÖn. Sù ng¾t qu·ng cña xung ¸nh s¸ng chiÕu lªn tÕ bµo quang

dÉn sÏ ®−îc ph¶n ¸nh trung thùc qua xung ®iÖn cña m¹ch ®o, do vËy çc th«ng tin

mµ xung ¸nh s¸ng mang ®Õn sÏ ®−îc thÓ hiÖn trªn xung ®iÖn. Ng−êi ta øng dông

m¹ch ®o kiÓu nµy ®Ó ®Õm vËt hoÆc ®o tèc ®é quay cña ®Üa.

3.2.2.1.5. øng dông cña c¶m biÕn quang ®Ó ®o c−êng ®é ¸nh s¸ng.



H×nh 3.19: S¬ ®å m¹ch nguyªn lý m¹ch ®o c−êng ®é ¸nh s¸ng.

Nguyªn lý m¹ch do:

Dùa vµo nguyªn lý thay ®æi ®iÖn trë cña quang trë R1 theo c−êng ®é ¸nh

s¸ng chiÕu vµo bÒ mÆt ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc c−êng ®é ¸nh s¸ng th«ng qua th«ng

sè ®iÖn trë cña quang trë.

C¸c linh kiÖn D1,C1,C2,C3,U3 7805 nh»m t¹o ra mét ®iÖn ¸p 5V tõ nguån

24V ®Ó cung cÊp cho m¹ch so s¸nh.

Trong m¹ch so s¸nh, mét ®iÖn ¸p biÕn ®æi tõ 0 ÷ 5V øng víi c−êng ®é ¸nh

s¸ng ®−îc t¹o ra nhê R2,R3,R1...§iÖn trë R2,R3 nh»m gi¶m dßng qua quang trë.

§iÖn ¸p lÊy ra gi÷a R1,R2 ®−îc ®−a vµo mét ®Çu so s¸nh thuËt to¸n LM324 khi

kh«ng cã ¸nh s¸ng chiÕu vµo th× ®iÖn ¸p ë ch©n 3 cña thuËt to¸n ~5V, khi cã ¸nh

s¸ng chiÕu vµo th× R1 tiÕn dÇn tíi 0 Ω, do ®ã ¸p t¹i ch©n 3 tiÕn dÇn tíi 0 V tïy vµo

c−êng ®é ¸nh s¸ng.

BiÕn trë R6 ®Ó t¹o ra mét ®iÖn ¸p (0 ÷ 5V), lµ ®iÖn ¸p ®Æt ®Ó so s¸nh víi ®iÖn

¸p t¹o ra tõ ch©n cña quang trë. Nh− vËy ®Ó x¸c ®Þnh mét ®iÓm c−êng ®é s¸ng nµo

®ã th× ta ®Æt mét ®iÖn ¸p t−¬ng øng trªn ch©n 2, khi ¸nh s¸ng xuèng d−íi ng−ìng



th× trªn ch©n 3 sÏ cã mét ®iÖn ¸p lín h¬n ®iÖn ¸p ®Æt, ë ®Çu ra cña so s¸nh thuËt

to¸n sÏ cã møc ®iÖn ¸p cao (5V). §iÖn ¸p nµy sÏ kÝch më transistor C828 qua ®iÖn

trë b¶o vÖ R4, khi transistor më sÏ cã mét ®iÖn ¸p 24V vµo cuén d©y Relay, ë ch©n

tiÕp ®iÓm cña Relay ta cã thÓ cÊp nguån 24V ®Ó ®−a vµo PLC xö lý

PhÇn m¹ch in:

H×nh 3.20: S¬ ®å m¹ch in m¹ch ®o c−êng ®é ¸nh s¸ng.

3.2.2.1.6. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm víi c¶m biÕn quang.

Dông cô thÝ nghiÖm:

+ C¶m biÕn quang.

+ M¸y ®o c−êng ®é ¸nh s¸ng EXTECH.

- M¸y cã thÓ ®o c−êng ®é ¸nh s¸ng tõ 0 ÷ 100000 lux.

- M¸y cã hai thang ®o:

NÕu ta ®o tõ 0 ÷ 19999 lux th× ®Æt ë thang ®o x10.

NÕu ta ®o tõ 20000 ÷ 500000 lux th× ta ®Æt ë thang ®o x 100.

+ §ång hå v¹n n¨ng. (ChØ thÞ sè).

+ æn ¸p, cã thÓ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p tõ 0 ÷ 220 V. §Ó ®iÒu chØnh sù s¸ng

tèi cña bãng ®Ìn lµm thÝ nghiÖm.

+ §Ìn sîi ®èt c«ng suÊt 60 W.

Do trong bµi ta cÇn ®o ¸nh s¸ng tõ 30000 ÷ 80000 lux nªn ë m¸y ®o c−êng

®é ¸nh s¸ng ta ®Æt ë thang ®o x 100.

Trong qu¸ tr×nh lµm thÝ nghiÖm ta thu ®−îc kÕt qu¶ cho ë b¶ng sau:

Sè lÇn thÝ nghiÖm

§iÖn ¸p ra §¬n vÞ (mV)

C−êng ®é ¸nh s¸ng x 100 §¬n vÞ (lux)

è lÇn hÝ ghiÖm

§iÖn ¸p ra §¬n vÞ (mV)

C−êng ®é ¸nh s¸ng x100 §¬n vÞ (lux)

1 574 8 13 49 526



2 473 23 14 48,8 530 3 242 100 15 47,5 597 4 226 172 16 47,3 610 5 196 184 17 47,1 630 6 125 220 18 46 660 7 103 224 19 45,2 693 8 91,2 254 20 45 675 9 82,4 295 21 44,9 686 10 78,5 360 22 44,4 700 11 76 392 23 44,2 710 12 73 400 24 44 720

B¶ng 3.6: KÕt qu¶ thÝ nghiÖm víi c¶m biÕn quang.

Tõ b¶ng kÕt qu¶ trªn ta tæng hîp vµ xö lý sè liÖu ta tæng hîp hµm sè vÒ sù

phô thuéc cña ®iÖn ¸p vµo c−êng ®é s¸ng:

§Ó viÖc t×m hµm phô thuéc ®−îc ®¬n gi¶n ta xö lý vµ lÊy 10 sè liÖu nh− ë

b¶ng sau ®©y:


§iÖn ¸p ra (y) §¬n vÞ (mV)

C−êng ®é ¸nh s¸ng (x) x 100

§¬n vÞ (lux) 1 574 8 2 473 23 3 242 100 4 196 184 5 91.2 254 6 76 392 7 49 530 8 46 660 9 45 675

10 44 720 ∑ y = 1836,2 ∑ x = 3546

62,183=y 6,354=x ∑ 2y =672756,44 ∑ 2x = 1953154 yσ = 183,19 yσ =263,77

2y =33716,3 2x =125741,16 TÝnh to¸n hÖ sè t−¬ng quan ρ ta cã:

ρ = yx σσ

μ.11 (3.33)



víi μ11 = n1 .∑ −

n

kk yxyx1

)..( (3.34)

Thay sè vµo ta cã:

⇒ μ11 = 101 .(247076,8 – 65111,65)

⇒ μ11 =18196,51.

Vµ σx. σy =263,77.183,19 = 48320,02.

VËy hÖ sè t−¬ng quan ρ lµ:

ρ = 02,4832051,18196 = 0,37.

Nh− vËy ta thÊy gi÷a x vµ y cã quan hÖ kh«ng tuyÕn tÝnh. Qua sè liÖu ta thu ®−îc ta dù b¸o hµm cña hai ®¹i l−îng x vµ y trªn cã d¹ng hyperbol víi x>0 vµ y>0.

Hµm cã d¹ng y = xa , víi x>0 vµ y>0.

§Æt Y = y vµ X = x1 ta cã: Y = a.X

TÝnh to¸n víi Y = y vµ X = x1 ta ®−îc sè liÖu cho ë b¶ng 2.3.1.6c sau:


§iÖn ¸p ra §¬n vÞ y

(mV)

C−êng ®é ¸nh s¸ng x 100§¬n vÞ x (lux)

1 574 0,125 2 473 0,043 3 242 0,01 4 196 0,0054 5 91.2 0,0039 6 76 0,006 7 49 0,002 8 46 0,0015 9 45 0,0048

10 44 0,0014 ∑Y = 1836,2 ∑ X = 0,203

62,183=Y 0203,0=X ∑ 2Y =672756,44 ∑ 2X = 0,0177 Yσ = 183,19 Xσ =0,037

2Y =33716,3 2X =0,00041 ¸p dông ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng cùc tiÓu ta cã ®iÒu kiÖn:



∑=

−n

kkk XaY

1

).( = S = min. (3.35)

LÊy vi ph©n theo a ta cã:

-2∑=

−n

kkk XaY

1

).( .Xk = 0 (3.36)

⇒ a.2

1 k

n

kX∑

=

= ∑=

n

kkk YX

1.

⇒ a = ∑=

n

kkk YX

1

. /2

1 k

n

kX∑

=

víi Xk.Yk = 96,82.

Thay sè vµo ta cã: a = 0177,0

82,96 = 5470.

VËy ta cã: Y = 5470.X .

Thay y = Y vµ x = X1 ta cã hµm sè biÓu diÔn sù t−¬ng quan cña hai ®¹i

l−îng x vµ y lµ:

y = x

5470

Tõ hµm trªn ta vÏ ®−îc ®å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña ®iÖn ¸p vµo c−êng

®é ¸nh s¸ng chiÕu vµo quang trë, h×nh 3.21.

H×nh 3.21: §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña ®iÖn ¸p cña quang trë

vµo c−êng ®é ¸nh s¸ng.

0100200300400500600700

0 200 400 600 800 c−êng ®é s¸ng (X100) lux

®iÖn

¸p

(mV

)



Do ®Ò tµi cña ta chØ nghiªn cøu vÒ mét sè lo¹i c©y rau thuéc lo¹i C3 cho nªn

c−êng ®é ¸nh s¸ng phï hîp cho c¸c lo¹i c©y nµy lµ tõ 30000÷80000 lux.

Nh−ng do trong ®Ò khi tµi ta lµm thÝ nghiÖm ta chØ lµm víi bãng ®Ìn sîi ®èt

cã c«ng suÊt lµ 60W nªn c−êng ®é ¸nh s¸ng kh«ng ®ñ ®−îc 80000 lux

3.3. thuËt to¸n ®iÒu khiÓn m« h×nh

3.3. 1. Ho¹t ®éng cña hÖ thèng.

S¬ ®å tæng thÓ m« h×nh hÖ thèng.

H×nh 3.22: S¬ ®å tæng thÓ m« h×nh hÖ thèng.

Trong m« h×nh ta sö dông:

• M¸y tÝnh c¸ nh©n PC.

• Bé lËp tr×nh PLC S7 _ 200.

• Hai ®éng c¬: - §éng c¬ phun s−¬ng cã c«ng suÊt 0,37 KW.

- §éng c¬ cuèn m¸i.



• HÖ thèng c¶m biÕn gåm: - Hai c¶m biÕn nhiÖt.

- Mét c¶m biÕn quang.

• HÖ thèng ®−êng èng dÉn vµ c¸c vßi phun s−¬ng.

• BÓ ®Ó cung cÊp n−íc s¹ch cho ®éng c¬.

∗ Ho¹t ®éng cña hÖ thèng:

Khi ng−êi ®iÒu khiÓn Ên Start th× hÖ thèng b¾t ®Çu lµm viÖc.

C¶m biÕn nhiÖt ®Æt trong nhµ l−íi nhËn tÝn hiÖu b»ng c¸ch c¶m biÕn nhiÖt ®é

kh«ng khÝ trong nhµ l−íi do nhµ l−íi hÊp thô nhiÖt cña ¸nh n¾ng mÆt trêi chiÕu

xuèng. Khi c¶m biÕn nhËn ®−îc tÝn hiÖu nhiÖt ®−a qua bé biÕn ®æi t−¬ng tù sè sau

®ã ®−îc ®−a vµo PLC ®Ó diÒu khiÓn. NÕu nhiÖt ®é lín h¬n nhiÖt ®é giíi h¹n ®Ó c©y

sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn (Ta ®Æt t > 300C) th× PLC ph¸t tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®éng c¬

b¬m s−¬ng ho¹t ®éng. Trong qu¸ tr×nh ®éng c¬ phun s−¬ng ho¹t ®éng th× c¶m biÕn

nhiÖt ®é vÉn ho¹t ®éng b×nh th−êng nã vÉn c¶m biÕn nhiÖt ®é trong nhµ l−íi vµ

cung cÊp tÝn hiÖu vÒ cho PLC nÕu nhiÖt ®é gi¶m tíi giíi h¹n cho phÐp (t < 250C)

th× PLC sÏ ph¸t tÝn hiÖu ®Ó ng¾t nguån cung cÊp cho ®éng c¬ phun s−¬ng, lóc ®ã

®éng c¬ phun s−¬ng sÏ dõng.

C¶m biÕn quang ®−îc ®Æt trªn m¸i cña nhµ l−íi nh»m môc ®Ých lµ c¶m biÕn

c−êng ®é ¸nh s¸ng mÆt trêi chiÕu xuèng. Khi c−êng ®é ¸nh s¸ng mÆt trêi chiÕu

C¶m biÕn

®iÒu khiÓn

m¸y b¬m

KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu

H×nh 3.23:S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é trong nhµ l−íi

Nguån nu«i

Xö lý tÝn hiÖu (PLC)

ChuyÓn ®æi tÝn hiÖu

M¸y tÝnhpc



xuèng nhá h¬n giíi h¹n cho phÐp, ®èi víi çc lo¹i c©y C3 (Çc c©y rau C3 nh− cµ

chua, khoai t©y,cñ c¶i...) lµ 30000 ÷ 80000 lux. ( Tµi liÖu Trång Trät §¹i C−¬ng

do Hµ ThÞ Thanh B×nh chñ biªn).

Nh−ng trong ®Ò tµi ta ®Æt ë ng−ìng 40000 lux. Khi c−êng ®é ¸nh s¸ng mÆt

trêi chiÕu xuèng nhá h¬n 40000 lux (t−¬ng ®−¬ng ®iÖn ¸p ra ë ch©n cña c¶m biÕn

quang lµ lín h¬n 73 mV), th× tÝn hiÖu ®−îc ®−a qua bé so s¸nh sau ®ã truyÒn tÝn

hiÖu tíi PLC , PLC sÏ truyÒn tÝn hiÖu ra ®iÒu khiÓn ®éng c¬ cuèn m¸i, cuèn m¸i

l¹i.

Khi c¶m biÕn quang c¶m biÕn ®−îc c−êng ®é ¸nh s¸ng mÆt trêi lín h¬n

40000 lux (t−¬ng ®−¬ng ®iÖn ¸p ra ë ch©n cña c¶m biÕn quang lµ nhá h¬n 73 mV)

th× tÝn hiÖu truyÒn qua bé so s¸nh sau ®ã truyÒn tíi PLC , PLC sÏ truyÒn tÝn hiÖu

ra ®iÒu khiÓn ®éng c¬ cuèn m¸i ®¶o chiÒu quay vµ tr¶i m¸i ra che l¹i.

3.3. 2. Giíi h¹n cña ®Ò tµi.

Do m« h×nh ta chØ sö dông 1m3 cho nªn viÖc ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é sÏ chÞu ¶nh

h−ëng rÊt lín cña m«i tr−êng v× thÕ mµ trong qu¸ tr×nh phun s−¬ng nhiÖt ®é cã thÓ

sÏ kh«ng gi¶m tíi nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó cho c©y sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn lµ tõ 180C

÷ 240C mµ chØ gi¶m ®−îc vµi ®é C.

ViÖc ta sö dông c¶m biÕn quang ë trªn m¸i còng gÆp ph¶i mét sè nh−îc

®iÓm nh−: Nh÷ng h«m trêi cã giã t©y dï c−êng ®é ¸nh s¸ng cña mÆt trêi yÕu nh−ng

kh«ng khÝ rÊt nãng, lóc ®ã c¶m biÕn nhËn tÝn hiÖu b¸o vÒ cho PLC, PLC ®iÒu khiÓn

®éng c¬ cuèn m¸i vµo ®iÒu ®ã sÏ cã h¹i cho c©y rau.

Mét giíi h¹n n÷a cña ®Ò tµi lµ: Ta chØ ®iÒu tiÕt tõ nhiÖt ®é cao xuèng nhiÖt ®é

thÊp mµ kh«ng ®iÒu tiÕt theo h−íng ng−îc l¹i, v× thÕ mµ khi gÆp ph¶i nh÷ng h«m

nhiÖt ®é ngoµi trêi h¹ thÊp xuèng d−íi nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó c©y sinh tr−ëng vµ ph¸t

triÓn th× hÖ thèng ngõng lµm viÖc vµ ph¶i sö dông tíi biÖn ph¸p kh¸c ®Ó gi÷ Êm cho

c©y rau.

Do ®Ò tµi cña ta chØ nghiªn cøu vÒ mét sè lo¹i c©y rau thuéc lo¹i C3 cho nªn

c−êng ®é ¸nh s¸ng phï hîp cho çc lo¹i c©y nµy lµ tõ 30000÷80000 lux.



Nh−ng do trong ®Ò khi tµi ta lµm thÝ nghiÖm ta chØ lµm víi bãng ®Ìn sîi ®èt

cã c«ng suÊt lµ 60W nªn c−êng ®é ¸nh s¸ng kh«ng ®ñ ®−îc 80000 lux.

NÕu ta sö dông lo¹i bãng ®Ìn cã c«ng suÊt lín h¬n thi nhiÖt ®é táa vµo quang

trë sÏ lín ®iÒu ®ã sÏ lµm gi¶m ®é nh¹y cña quang trë .

MÆt kh¸c do ®éng c¬ ta sö dông ®Ó cuèn m¸i lµ ®éng c¬ mét chiÒu víi ®iÖn

¸p ®Þnh møc lµ 24V, nªn trong ®Ò tµi ta ®Æt cho c¶m biÕn quang ë ng−ìng c−êng ®é

¸nh s¸ng ®Ó PLC t¸c ®éng lµ 40000 lux. NÕu c¶m biÕn quang nhËn ®−îc tÝn hiÖu lµ

c−êng ®é ¸nh s¸ng ë møc thÊp h¬n 40000 lux (t−¬ng ®−¬ng ®iÖn ¸p ra ë ch©n cña

c¶m biÕn quang lµ nhá h¬n 73 mV) th× PLC t¸c ®éng vµo ®éng c¬ cuèn m¸i cuèn

m¸i l¹i, cßn khi c¶m biÕn quang nhËn ®−îc tÝn hiÖu lµ c−êng ®é ¸nh s¸ng ë møc

trªn 40000 lux (t−¬ng ®−¬ng ®iÖn ¸p ra ë ch©n cña c¶m biÕn quang lµ lín h¬n 73

mV) th× PLC t¸c ®éng vµo ®éng c¬ cuèn m¸i ®¶o chiÒu quay vµ tr¶i m¸i ra che l¹i.

3.4. Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é trong nhµ l−íi

3.4.1. Ph©n ®Þnh nh÷ng ®Çu vµo vµ nh÷ng ®Çu ra

PH©n c«ng tÝn hiÖu vµo

Ký hiÖu §Þa chØ PhÇn tö

ON I0.0 Nót Ên khëi ®éng, th−êng më.

I0.1 C«ng t¾c hµnh tr×nh trong, th−êng ®ãng.

I0.2 C«ng t¾c hµnh tr×nh ngoµi, th−êng më.

S1 AIW0 C¶m biÕn nhiÖt ®é.

S2 AIW2 C¶m biÕn quang.

PH©n c«ng tÝn hiÖu ra

Ký hiÖu §Þa chØ PhÇn tö

M1 Q0.0 §éng c¬ b¬m s−¬ng.

M2 Q0.1 §éng c¬ cuèn m¸i cuèn cuèn m¸i l¹i.

M3 Q0.2 §éng c¬ cuãn m¸i tr¶i m¸i ra.

3.4.2. L−u ®å thuËt to¸n



S1=1 khi nhiÖt ®é trong nhµ l−íi lín h¬n 250C.

S2=1 khi c−êng ®é ¸nh s¸ng lín h¬n 40000 lux

3.4.3. Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn

//Chuong trinh dieu khien

//Dang STL

NETWORK 1 //Bat dong co bom suong

LD I0.0

AW>= AIW0, +19200

S Q0.0, 1

Q0.0 =1

S2=1

Start

S1=1

Q0.1 = 0 Q0.2 = 1

Q0.1 = 1 Q0.2 = 0

Stop

S2S1

Sai

§óng §óng

Sai



NETWORK 2 //Tat dong co bom suong

LD I0.0

AW<= AIW0, +16000

R Q0.0, 1

NETWORK 3 //Bat dong co cuon hoac keo mai che LD I0.0 AW<= AIW2, +4672 LPS A I0.2 S Q0.1, 1 R Q0.2, 1 LPP NOT AN I0.1 R Q0.1, 1 S Q0.2, 1 NETWORK 4 //Dung dong co cuon mai che LDN I0.1 R Q0.1, 1 NETWORK 5 //Dung dong co keo mai che LD I0.2 R Q0.2, 1 //Dang LAD



3.5. KÕt luËn ch−¬ng iiI.

Qua nghiªn cøu vµ t×m hiÓu lý thuyÕt ë ch−¬ng III nµy chóng t«i ®· lµm

®−îc mét sè c«ng viÖc nh−:

- T×m hiÓu vÒ mét sè ph−¬ng ph¸p ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é phæ biÕn ®−îc sö dông

hiÖn nay. Tõ ®ã chóng t«i quyÕt ®Þnh chän ph−¬ng ph¸p phun s−¬ng ®Ó phôc vô

cho ®Ò tµi nµy.

- TÝnh to¸n, thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ra hai c¶m biÕn: C¶m biÕn quang vµ C¶m biÕn

nhiÖt ®é.

- còng ë trong ch−¬ng III nµy, chóng t«i ®· x©y dùng ®−îc thuËt to¸n ®iÒu

khiÓn cña m« h×nh lµ c¬ së quan träng cho kh©u tiÕp theo lµ lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ

thèng.

Tuy nhiªn, do cßn nhiÒu h¹n chÕ nªn m« h×nh ch−a hoµn toµn nh− thùc tÕ,

nh−ng ®©y sÏ lµ phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®Ó cã thÓ x©y dùng ®−îc hÖ thèng ®iÒu tiÕt

nhiÖt ®é trong nhµ l−íi.



KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ

1. KÕt luËn

Sau mét thêi gian nghiªn cøu ®Ò tµi, mÆc dï gÆp nhiÒu khã kh¨n nh−ng víi

nç lùc cña b¶n th©n cïng víi sù h−íng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o ThS. Ng« TrÝ

D−¬ng ®Õn nay ®Ò tµi tèt nghiÖp cña t«i ®· c¬ b¶n hoµn thµnh. Tõ kÕt qu¶ nghiªn

cøu ®−îc trong ®Ò tµi: "Nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é trong

nhµ l−íi ”. Chóng t«i ®−a ra mét sè kÕt luËn vµ ®Ò nghÞ sau:

• MÆt tÝch cùc.

- §Ò tµi ®· nªu ®−îc qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña ngµnh tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n

xuÊt ë trong n−íc vµ trªn thÕ giíi, ph©n tÝch vai trß, ý nghÜa øng dông còng nh− h¹n

chÕ cña nã trong s¶n xuÊt, ®Æc biÖt lµ trong lÜnh vùc n«ng nghiÖp.

- Nghiªn cøu vµ t×m hiÓu vÒ mét sè lo¹i c¶m biÕn: C¶m biÕn nhiÖt vµ c¶m



biÕn quang. Tõ ®ã tÝnh to¸n, thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ra hai c¶m biÕn nµy víi ®é chÝnh

x¸c t−¬ng ®èi cao.

- Nghiªn cøu vÒ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn cô thÓ lµ bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh

PLC S7-200 víi khèi xö lý CPU224.

- Nghiªn cøu phÇn mÒm S7-200. Tõ ®ã lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng víi s¬

®å c«ng nghÖ thùc tiÔn.

- X©y dùng m« h×nh thùc, ch¹y thö nghiÖm lÊy kÕt qu¶ so s¸nh víi lý thuyÕt.

• MÆt h¹n chÕ.

- Do cßn rÊt nhiÒu h¹n chÕ vÒ mÆt thiÕt bÞ vµ dông cô nªn çc c¶m biÕn nhiÖt

®é vµ c¶m biÕn quang sö dông trong m« h×nh ®−îc chØnh ®Þnh ch−a thùc sù chuÈn

theo lý thuyÕt nªn ë ®Çu ra vÉn cã nh÷ng sai sè nhÊt ®Þnh.

- MÆt kh¸c do thêi gian cã h¹n nªn viÖc ®iÒu khiÓn ®éng c¬ phun s−¬ng ë

trong m« h×nh míi chØ dõng l¹i ë møc lµ ®ãng më cho ®éng c¬ ho¹t ®éng mµ ch−a

®iÒu khiÓn ®−îc c«ng suÊt (Tèc ®é) cña ®éng c¬ phun s−¬ng lín hay nhá theo sù

thay ®æi cña nhiÖt ®é lín hay nhá ë trong nhµ l−íi.

• MÆt nhËn thøc.

- Qua qu¸ tr×nh nghiªn cøu, t×m hiÓu çc tµi liÖu ®Ó thùc hiÖn ®Ò tµi ngoµi

nh÷ng hiÓu biÕt v« cïng quan träng vÒ sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ tù ®éng ho¸,

viÖc øng dông cña tù ®éng ho¸ vµo mäi lÜnh vùc cña ®êi sèng x· héi … §Ò tµi cßn

gióp t«i tiÕp cËn víi nh÷ng kiÕn thøc vÒ ®iÒu khiÓn logic vµ çc phÇn mÒm lËp tr×nh

®ang ®−îc øng dông réng r·i trong çc hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng hiÖn nay nh−:

simatic, psoc, matlab…

- H¬n thÕ n÷a ®Ò tµi cßn gióp t«i cã thªm kiÕn thøc thùc tÕ vÒ ¸p dông tù

®éng ho¸ vµo trong n«ng nghiÖp, mét lÜnh vùc v« cïng quan träng ®ang ®−îc §¶ng

vµ Nhµ n−íc rÊt quan t©m vµ ®©y còng lµ nhiÖm vô rÊt quan träng cña mét kü s− tù



®éng ho¸ n«ng nghiÖp, nh»m gióp nÒn n«ng nghiÖp n−íc nhµ ph¸t triÓn ®Ó héi nhËp

víi khu vùc vµ thÕ giíi.

2. §Ò nghÞ.

Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn do thêi gian vµ nhËn thøc cßn h¹n chÕ

nªn viÖc t×m hiÓu x©y dùng m« h×nh ch−a ®óng víi m« h×nh s¶n xuÊt thùc tÕ. MÆc dï vËy

em rÊt mong ®Ò tµi cña m×nh ®−îc çc b¹n khãa sau tiÕp tôc nghiªn cøu, hoµn thiÖn vµ

ph¸t triÓn thªm nh÷ng mÆt mµ ®Ò tµi ch−a lµm ®−îc.

Qua t×m hiÓu em nhËn thÊy mét triÓn väng rÊt to lín cña hÖ thèng trång rau

s¹ch cã sù kÕt hîp gi÷a çc biÖn ph¸p kü thuËt: ®iÒu tiÕt tiÓu khÝ hËu vµ kü thuËt trång

c©y kh«ng dïng ®Êt, trång rau trong dung dÞch (hay trång rau thñy canh) trong nhµ

l−íi vµ nhµ kÝnh. V× thÕ em rÊt mong çc b¹n khãa sau t×m hiÓu, nghiªn cøu theo h−íng

kÕt hîp c¶ hai biÖn ph¸p kü thuËt nµy. §Ó nã nhanh chãng ®−îc hoµn thiÖn vµ ®−îc øng

dông réng r·i vµo trong n«ng nghiÖp, ®Ó n«ng nghiÖp n−íc ta cã ®ñ s¶n phÈm rau s¹ch vµ

an toµn ®Ó cung cÊp cho ng−êi tiªu dïng.

Cuèi cïng em kÝnh mong quý thÇy c« trong bé m«n §iÖn kü thuËt, cïng quý thÇy

c« trong khoa C¬ §iÖn t¹o ®iÒu kiÖn tèt h¬n n÷a vÒ thêi gian còng nh− thiÕt bÞ vµ tµi liÖu

®Ó ®Ò tµi cã thÓ hoµn thµnh tèt h¬n vµ cã tÝnh øng dông thùc tÕ cao.

bctntlvn (68).pdf

Documents