Thiết kế hệ thống tự động hóa trang trại chăn nuôi

Abstract

Hiện nay, ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm ở hộ gia đình có rất nhiều thách thức: dịch bệnh tấn công, chưa có môi trường sống toàn diện để vật nuôi được phát triển, an toàn thực phẩm, giá cả thị trường, sự đa dạng và tính cạnh tranh của hàng nhập khẩu, ảnh hưởng của biến đổi khí hậu làm thay đổi môi trường sống, tiêu thụ nước bừa bãi gây lãng phí tài nguyên thiên nhiên,... Đặc biệt, đối với quy mô hộ gia đình, quy trình chăn nuôi vẫn còn thô sơ, lạc hậu, manh mún, nhỏ lẻ, không thống nhất, thiếu sự cơ giới hóa và tự động hóa nên năng suất thấp, chất lượng tăng trưởng không đồng đều, dùng sức người là chủ yếu nên ảnh hưởng đến sức khỏe, hao tốn thời gian và công sức, dẫn đến hệ quả là rất khó phát triển ngành chăn nuôi - đặc biệt chăn nuôi heo thịt. Để tồn tại, duy trì và phát triển đòi hỏi ngành chăn nuôi Việt Nam ta phải luôn tìm kiếm sự tối ưu và hiệu quả cao nhất trong mọi bộ phận của ngành, nhấn mạnh ở đây là mảng chăn nuôi heo thịt ở hộ gia đình. Từ lý do đó, về lâu dài, việc ứng dụng các giải pháp công nghệ mới trong chăn nuôi heo thịt là điều không thể tránh khỏi. Từ những nguyên nhân còn tồn đọng trên, nhóm sinh viên nhận thấy cần thiết phải có một hệ thống tự động trong chăn nuôi. Ở đây, cần có một hệ thống tự động hóa các quy trình nuôi heo theo một cách bài bản với trình tự rõ ràng, nhằm tạo ra một môi trường sống lý tưởng để vật nuôi có thể phát triển một cách toàn diện nhất. Đồng thời phải đảm bảo sự đồng đều cho từng cá thể vật nuôi trong mỗi chuồng đều được phát triển bình đẳng như nhau. Từ đó, hệ thống có thể khắc phục các vấn đề còn tồn đọng từ trước. Đồng thời, hệ thống cũng góp phần tối ưu việc chăn nuôi, mang lại hiệu quả cho người sử dụng: tăng năng suất và hiệu quả lao động, có độ chính xác cao - giảm sai sót, tiết kiệm tài nguyên năng lượng, không gây ô nhiễm môi trường và giảm thiểu sự xuất hiện của dịch bệnh. Hơn thế nữa, hệ thống được quản lý tích hợp thông qua màn hình HMI giúp việc kiểm soát các quy trình chăn nuôi trở nên thuận tiện và dễ dàng. Cụ thể giải pháp được nhóm áp dụng là xây dựng hệ thống tự động hóa sử dụng PLC. Dựa trên phần cứng các thiết bị điều khiển tự động hóa như PLC của hãng Siemens, các cảm biến điện tử như: cảm biến mực nước, cảm biến nhiệt độ và mạng cáp quang… Phần mềm Tia Portal V15.1, DOPSoft 2.00.07… Cuối cùng, cuốn thuyết minh này được cấu trúc thành 4 chương với các nội dung được tóm lược như sau: Chương 1: Nghiên cứu các giải pháp công nghệ của hệ thống chăn nuôi; Chương 2: Tính toán, thiết kế và lựa chọn tất cả các thiết bị cho hệ thống chăn nuôi Chương 3: Lập trình hệ thống PLC, kết nối PLC với màn hình HMI và xử lý tín hiệu Analog; Chương 4: Thi công hệ thống; Kết luận chung: Lợi ích của hệ thống chăn nuôi heo thịt quy mô hộ gia đình và hướng phát triển đề tài trong tương lai.