Hệ thống tự động hóa tưới tiêu thủy lợi với công nghệ thu thập dữ liệu từ xa

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CÁM ƠN

1. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TƯỚI TIỂU THỦY LỢI

1.1. Khái niệm hệ thống tưới tiêu thủy lợi

1.2. Phân loại trạm bơm tiêu

1.3. Đặc điểm trạm bơm tiêu

1.4. Sơ đồ phổ biến của một hệ thống tưới - tiêu thủy lợi

1.5. Đặc điểm của máy bơm nước

1.6. Bể xả

1.7. Ruộng

1.8. Vai trò của hệ thống tưới - tiêu thủy lợi

2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TƯỚI TIỂU THỦY LỢI ĐIỆN HÌNH

2.1. Khái niệm về hiện đại hóa hệ thống tưới

2.2. Hệ thống tưới truyền thống và hệ thống tưới hiện đại

2.3. Vai trò hiện đại hóa hệ thống tưới

2.4. Lựa chọn giải pháp điều khiển hệ thống bơm tưới tiêu thủy lợi

2.5. Sơ đồ hệ thống tưới cho nhiều đồng mộng

3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PLC S7 - 1200 TRONG TỰ ĐỘNG HÓA TƯỚI TIỂU THỦY LỢI

3.1. Tổng quan thiết bị

3.2. Ngôn ngữ lập trình

3.3. Lựa chọn cấu hình PLC S7 - 1200

3.4. Lập trình ứng dụng

3.4.1. Sơ đồ chức năng

3.4.2. Khai báo biến ngõ vào/ra của bài toán

3.4.3. Viết chương trình

4. CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP TRUYỀN DỮ LIỆU TỪ XA VỀ PLC S7 - 1200

4.1. Khai quát

4.2. Tổng quan mạng truyền thông MODBUS

4.2.1. Tầm quan trọng của mạng MODBUS

4.2.2. Các dạng MODBUS phổ biến hiện nay

4.3. Truyền thông RS485

4.4. Profibus

4.5. Profinet

4.6. Lớp thời gian thực

4.7. Module truyền thông GPRS/GSM CP1242-7 PLC S7 - 1200/1500

4.8. Ứng dụng Telecontrol

4.8.1. Chu trình và chế độ làm việc

5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT

5.1. Tổng quan về giao diện giám sát HMI

5.2. Giới thiệu về WinCC Professional

5.3. Thiết kế giao diện HMI

5.3.1. Thiết kế 1

6. CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM

6.1. Giới thiệu về chương trình mô phỏng PLCSIM

6.2. Mô phỏng chương trình hệ thống

6.3. Mô phỏng giao diện HMI

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tính cấp thiết của đề tài

Hệ thống tự động hóa trong lĩnh vực thủy lợi đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và sử dụng hiệu quả nguồn nước. Đặc biệt, việc thu thập dữ liệu từ xa giúp nâng cao khả năng điều khiển và giám sát hệ thống tưới tiêu, từ đó cải thiện năng suất cây trồng. Theo nghiên cứu, công nghệ hiện đại giúp giảm thiểu lãng phí nước và tối ưu hóa quy trình tưới tiêu. Nước là yếu tố quyết định đến sự phát triển của cây trồng, vì vậy việc điều tiết lượng nước tưới hợp lý là rất cần thiết. Hệ thống tưới tiêu hiện nay rất đa dạng, từ tưới phun đến tưới nhỏ giọt, và việc lựa chọn giải pháp điều khiển phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả tưới tiêu.

II. Mục đích của đề tài

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là xây dựng một hệ thống tự động hóa trong tưới tiêu thủy lợi bằng cách áp dụng công nghệ IoT và cảm biến để thu thập dữ liệu từ xa. Đề tài hướng đến việc phát triển một mạng lưới truyền thông công nghiệp, sử dụng giao thức Modbus RTU và các module GPRS để truyền tải thông tin. Qua đó, hệ thống sẽ giúp cho việc quản lý và giám sát quy trình tưới tiêu trở nên hiệu quả hơn, đồng thời giảm thiểu sự can thiệp của con người. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo chính xác trong việc cung cấp nước cho cây trồng.

III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua việc phân tích lý thuyết về các hệ thống tưới tiêu và thực nghiệm mô phỏng. Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc khảo sát và phân tích các mô hình hệ thống tưới hiện có, từ đó đưa ra giải pháp cải tiến. Việc sử dụng PLC S7-1200 trong điều khiển và giám sát hệ thống sẽ giúp tối ưu hóa quá trình quản lý nước. Các giải pháp điều khiển sẽ được lập trình và mô phỏng để kiểm tra tính khả thi trước khi triển khai thực tế.

IV. Kết quả dự kiến đạt được

Kết quả của nghiên cứu sẽ bao gồm một hệ thống tự động hóa hoàn chỉnh cho tưới tiêu thủy lợi, cho phép giám sát và điều khiển từ xa thông qua giao diện người dùng thân thiện. Hệ thống sẽ sử dụng các cảm biến để thu thập dữ liệu về độ ẩm đất, nhiệt độ và các yếu tố khí hậu khác. Thông qua việc phân tích dữ liệu, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh lượng nước tưới phù hợp với nhu cầu của cây trồng. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất tưới tiêu mà còn góp phần bảo vệ tài nguyên nước một cách hiệu quả.

V. Ứng dụng thực tiễn

Hệ thống tự động hóa tưới tiêu thủy lợi với công nghệ thu thập dữ liệu từ xa có thể được áp dụng rộng rãi trong nông nghiệp hiện đại. Việc tích hợp công nghệ thông tin và cảm biến vào quy trình tưới tiêu sẽ giúp nông dân tiết kiệm chi phí và thời gian, đồng thời nâng cao năng suất cây trồng. Hệ thống này cũng có thể được mở rộng để phục vụ cho các lĩnh vực khác như quản lý tài nguyên nước, phòng chống thiên tai và bảo vệ môi trường. Như vậy, nghiên cứu không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại những ứng dụng thiết thực trong thực tiễn.

Nghiên cứu hệ thống tự động hóa trong điều khiển tưới tiêu thủy lợi