Luận Văn Hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ lò ấp trứng

Ngày này, điều khiển tự động đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được trong hệ thống công nghiệp. Một trong các yếu tố được điều khiển nhiều trong hệ thống công nghiệp đó là nhiệt độ. Nhiệt độ được đo, điều khiển theo nhu cầu sử dụng ví dụ như trong các hệ thống nhiệt của nồi hơi, các lò ấp, các lò sấy, Các hệ thống đo và điều khiển nhiệt hiện nay xuất hiện nhiều trên thị trường với nhiều phương pháp đo và điều khiển khác nhau. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Để giải quyết các vấn đề đó, với những kiến thức đã học về kĩ thuật điện, điện tử, đo lường và cảm biến cùng sự tìm hiểu thêm về kĩ thuật vi điều khiển, chúng em đã tính toán và đưa ra giải pháp điều khiển nhiệt độ ứng dụng vi xử lý với mạch thiết kế đơn giản dễ dàng thiết kế và nâng cấp.

Mặc dù chúng em đã cố gắng để hoàn thành đề tài đúng thời hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng em mong quý thầy cô thông cảm. Chúng em mong được đón nhận ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô để đề tài nghiên cứu hoàn thiện hơn và có ý nghĩa thiết thực trong cuộc sống.

Chúng em xin chân thành cảm ơn.

II. Giải quyết vấn đề

1.Phân tích công nghệ lò ấp trứng

Có rất nhiều phương pháp để cung cấp và điều khiển nhiệt độ cho lò ấp trứng như:

2.2.1 phương pháp thủ công.

Dùng đèn dầu.

- Trứng sau khi được chọn lựa, có thể đem phơi nắng 1 giờ để trứng nhanh chóng có được nhiệt độ cần thiết. Khi phơi phủ bên trên trứng lớp vải màn và luôn đảo trứng để nhiệt độ của trứng đều tất cả các vị trí. Cho trứng vào túi lưới 30 quả/túi, không thắt sát miệng túi để khi đặt các túi trứng trong pho nóng con, trứng dàn thành lớp, đặt nhẹ nhàng trứng đến khi đầy pho nóng con.


- Đặt các pho nóng con vào trong pho nóng mẹ, cách thành pho mẹ 20cm, các pho nóng con cũng cách nhau 10-15cm. Khoảng giữa các pho nóng con được đổ đầy trấu để giữ nhiệt. Phủ mền chăn bông lên miệng pho nóng mẹ (để vài lỗ thông hơi trong pho).


- Đồng loạt đốt đèn dầu (khoảng 20 ngọn đèn dầu cho một pho nóng mẹ). Khi đèn cháy ổn định không còn khói muội thì đem đặt dưới các pho nóng con, mỗi pho nóng con đặt 5 ngọn đèn dầu sao cho nhiệt toả đều từ dưới đáy lên miệng pho. Giữ nhiệt độ trong pho 37,5-38 độ C. Đảo trứng 4 giờ/lần, trứng phía dưới đưa lên trên, trong đưa ra ngoài, sao cho trứng trong pho có nhiệt độ đều nhau. Sau 2 ngày đầu (mùa đông 4 ngày), nhiệt độ trong pho ổn định thì vặn nhỏ đèn. Đặt một số đĩa bông thấm nước bên cạnh các đèn dầu để giữ độ ẩm cho pho ấp luôn đạt 65-70% là thích hợp.

- Trứng ấp được 12 ngày thì đưa ra pho lạnh, đặt nghiêng trứng 45o, đầu to lên trên. Trên cùng phủ kín bằng mền chăn. Nhiệt độ trong pho lạnh luôn duy trì 36,5-37 độ C. Đảo trứng 6 lần mỗi ngày để trứng được thông thoáng và được làm mát. Chú ý giữ đủ ẩm cho trứng, vào những ngày cuối sắp nở, có thể phun nước ấm 37 độ C cho trứng để gà nở nhanh, không bị sát vỏ.


Sau khi ấp 21 ngày thì gà nở. Ấp trứng theo phương pháp dùng đèn dầu, tỷ lệ gà nở đạt 75-80%.




Dùng nhiệt kế thủy nhân

-sử dung nước nóng đun bằng đèn dầu: nước nóng lưu thông theo ống dẫn trong máy bằng cách đối lưu để cấp nhiệt cho trứng, giống như cái công tắc cửa tủ lạnh, nếu nhấn lên nó thì cắt điện, thả ra thì có điện, nên khi nhiệt độ lên cao, thủy ngân giãn ra đẩy pít tông thủy tinh chạy lên chèn vào công tắc, ngắt điện, nguội thì ngược lại, tuy nhiên do sai số nhiệt độ lớn và có xảy ra sự cố là: Khi nhiệt độ lò ấp dao động xung quanh nhiệt độ đặt thì tiếp điểm thuỷ ngân làm rơ le đóng mở liên tục gây cháy má ví role, nếu không đóng mở liên tục thì nhiệt độ dao động quá lớn (trên 0,5độ C). Tỉ lệ trứng nở khoảng 80%.

+ Ưu điểm: công nghệ thủ công nên dễ chế tạo và sử dụng.

+ Nhược điểm:sai số về nhiệt lớn nên tỉ lệ trứng nở còn thấp.

2.2.2 phương pháp hiện đại dung cảm biến nhiệt độ kết hợp với vi xử lý :

+Dùng dây meso hoặc bóng đèn cung cấp nhiệt. Điều khiển và ổn định nhiệt độ bằng vi xử lý.

+Nguyên lý làm việc: cảm biến đo nhiệt độ ở các ngăn ấp rồi truyền tín hiệu đến vi xử lý điều khiển nhiệt độ thông qua việc lập trình cho hệ thống

+Ưu điểm: đo và điều khiển nhiệt độ chính xác,các máy ấp công nghiệp chủ yếu sử dụng phương pháp này.

+Nhược điểm: cần kiến thức sâu và rộng về điên tử, đo lường cảm biến, cũng như vi xử lý và lập trình

Tóm lại: - Trong các lò ấp trứng gia cầm, yêu cầu cần phải cung cấp lượng nhiệt đầy đủ và liên tục v cao thì năng và độ chính xác cao uất của lò mới cao. Nếu trong quá trình ấp trứng mà mất nhiệt thì trứng dễ hỏng. yêu cầu của ấp trứng gia cầm là sai lệch nhiệt độ ấp (tuỳ từng thời kỳ) không quá 0,1 - 0,2 độ C (Tất nhiên còn nhiều yêu cầu khác nữa như độ ẩm, độ thông thoáng, độ vô trùng ). Mục tiêu là nâng cao tỷ lệ nở và tỷ lệ chính phẩm Do vậy cần phải có hệ thống kiểm soát, quản lý xem lò có được cung cấp nhiệt đầy đủ hay không, và có thể biết dễ dàng ngăn trứng nào không được cung cấp nhiệt để sửa chữa. Vì vậy về nguyên tắc mạch dùng vi điều khiển là hay nhất có thể đáp ứng được các yêu cầu. Hiện nay tất cả các máy ấp công nghiệp đều dùng theo cách này.Chính vì vậy chúng em đã quyết định thiết kế hệ thongs đo và điều khiển nhiệt độ sử dụng cảm biến kết hợp với vi xử lý.

2.Xây dựng mô hình hệ thống, các thiết bị chức năng.

Để tạo ra một máy ấp trứng phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

- Bảo đảm nhiệt độ thích hợp (37-38oC) và tương đối ổn định theo từng giai đoạn của mỗi đợt ấp;

- Bảo đảm độ ẩm thích hợp (50-80%) và tương đối ổn định theo từng giai đoạn của mỗi đợt ấp;

- Bảo đảm thông gió thoáng khí nơi tủ ấp;

- Bảo đảm đảo trứng thường xuyên (1-3 h 1lần).

Cấu tạo của lò ấp trứng gồm các bộ phận chính như sau:

2.2.1 Hệ thống cách nhiệt:.