Quy trình sản xuất tủ tưới tự động HT01: Từ lắp ráp đến kiểm tra 17 van điện

Trong các hệ thống tưới tự động quy mô lớn, bài toán không chỉ nằm ở việc điều khiển đóng mở van. Một hệ thống hoàn chỉnh cần đảm bảo nhiều yếu tố: điều khiển nhiều van, vận hành bơm, bảo vệ thiết bị điện, có chế độ điều khiển bằng tay, giám sát áp lực và dòng chảy, đồng thời hoạt động ổn định trong điều kiện thực tế tại nông trại.

Đó cũng là lý do AgriHT phát triển HT01 – bộ điều khiển hệ thống tưới tự động nhiều van, hướng đến các mô hình vườn cây, trang trại và khu vực sản xuất nông nghiệp có nhiều khu tưới.

Trong bài viết này, hãy cùng tìm hiểu quy trình làm ra một bộ tủ tưới tự động HT01, với một cấu hình thực tế gồm 17 van điện và 1 bơm 3 pha.

1. Tủ tưới tự động HT01 là gì?

Tủ tưới tự động HT01 là trung tâm điều khiển của hệ thống tưới. Thay vì phải đi đến từng khu vực để đóng mở van, người vận hành có thể quản lý các van tưới từ hệ thống điều khiển HT01.

Tùy cấu hình, hệ thống có thể điều khiển nhiều van và kết hợp với các thiết bị khác như:

• Bơm nước 3 pha
• Van điện
• Cảm biến áp lực
• Cảm biến dòng chảy
• Công tắc điều khiển bằng tay
• Bộ mở rộng số lượng van
• Nguồn điện DC cho hệ thống điều khiển

Với những trang trại có số lượng van lớn, HT01 có thể mở rộng số lượng kênh điều khiển thông qua các Extender.

2. Ví dụ cấu hình tủ tưới HT01 cho 17 van và 1 bơm 3 pha

Để dễ hình dung, chúng ta lấy một bộ tủ tưới thực tế với cấu hình:

Với cấu hình này, HT01 8P đảm nhiệm bộ điều khiển chính, trong khi 3 bộ Extender được sử dụng để mở rộng số lượng van cần điều khiển.

Nhờ đó, hệ thống không bị giới hạn ở 8 van như cấu hình cơ bản.

3. Bắt đầu từ việc thiết kế tủ điện

Trước khi lắp ráp, việc đầu tiên không phải là bắt dây mà là thiết kế sơ đồ điện và bố trí thiết bị trong tủ.

Đối với bộ 17 van và 1 bơm 3 pha, kỹ thuật viên cần xác định:

• Nguồn điện cấp cho tủ
• Công suất bơm
• Thiết bị bảo vệ
• Thiết bị đóng cắt bơm
• Nguồn 24VDC
• Số lượng van
• Số lượng bộ mở rộng
• Các đầu vào cảm biến
• Các công tắc điều khiển bằng tay
• Các đầu nối ra ngoài tủ

Việc bố trí cũng cần tính toán trước để tủ sau khi hoàn thiện:

Gọn – dễ đấu nối – dễ bảo trì – dễ kiểm tra.

Đây là bước khá quan trọng bởi một tủ điện đẹp không chỉ nằm ở việc các thiết bị được đặt ngay ngắn, mà còn phải thuận tiện cho kỹ thuật viên kiểm tra và sửa chữa sau này.

4. Lắp CB bảo vệ cho tủ

Trong cấu hình ví dụ này, tủ sử dụng CB 63A làm thiết bị đóng cắt và bảo vệ nguồn tổng của tủ.

CB có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống trong trường hợp xảy ra các sự cố điện phù hợp với đặc tính của thiết bị và thiết kế mạch.

Từ nguồn điện tổng, nguồn được phân phối đến các nhánh:

• Mạch động lực của bơm
• Nguồn điều khiển
• Nguồn 24VDC
• Các thiết bị phụ trợ

Việc phân chia mạch động lực và mạch điều khiển giúp hệ thống dễ kiểm tra và hạn chế ảnh hưởng giữa hai phần.

Thông số CB và thiết bị đóng cắt thực tế cần được lựa chọn theo công suất bơm, dòng định mức, dòng khởi động, tiết diện dây và sơ đồ bảo vệ của từng hệ thống. Không nên áp dụng cứng một cấu hình cho mọi công suất bơm.

5. Lắp khởi động từ CHINT 40A cho bơm 3 pha

Bơm là thiết bị tiêu thụ công suất lớn nhất trong hệ thống nên cần có mạch điều khiển riêng.

Trong bộ tủ ví dụ này, khởi động từ CHINT 40A được sử dụng để đóng cắt nguồn cho bơm 3 pha.

Khi hệ thống yêu cầu tưới, HT01 có thể thực hiện trình tự điều khiển phù hợp:

Mở van → xác nhận điều kiện → khởi động bơm → tiến hành tưới.

Khi kết thúc:

Dừng bơm → đóng van hoặc thực hiện trình tự kết thúc tưới.

Trình tự cụ thể sẽ phụ thuộc vào cách cấu hình hệ thống và yêu cầu của từng công trình.

Điểm quan trọng là bơm không được điều khiển theo kiểu đấu trực tiếp vào bộ điều khiển điện tử. HT01 đóng vai trò điều khiển, còn phần đóng cắt tải lớn phải thông qua thiết bị điện phù hợp.

6. Nguồn 24V 10A – cấp nguồn cho hệ thống điều khiển

Bên trong tủ HT01 còn có bộ nguồn 24VDC 10A.

Nguồn 24V được sử dụng để cấp điện cho các thiết bị điều khiển và các mạch điện áp thấp trong hệ thống theo thiết kế.

Việc sử dụng nguồn DC riêng giúp phần điều khiển hoạt động ổn định và tách biệt với mạch động lực của bơm.

Đây cũng là một trong những điểm cần được kiểm tra kỹ trong quá trình sản xuất:

• Điện áp đầu ra
• Khả năng chịu tải
• Độ ổn định nguồn
• Đấu đúng cực tính
• Bảo vệ nguồn
• Đầu nối và dây dẫn

7. Lắp HT01 8P – bộ điều khiển trung tâm

Tiếp theo là HT01 8P, bộ điều khiển trung tâm của hệ thống.

Tên 8P thể hiện cấu hình điều khiển cơ bản của thiết bị, phù hợp với hệ thống có số lượng van trong phạm vi các kênh của bộ điều khiển.

Nhưng trong trường hợp này chúng ta có tới 17 van.

Vì vậy, chỉ một HT01 8P là chưa đủ.

Giải pháp là sử dụng thêm 3 bộ Extender.

8. Mở rộng từ 8 van lên 17 van bằng Extender

Đây là một trong những điểm đáng chú ý của hệ thống HT01.

Thay vì phải sử dụng nhiều bộ điều khiển độc lập, hệ thống có thể sử dụng bộ mở rộng Extender để tăng số lượng van.

Với cấu hình:

1 HT01 8P + 3 Extender → điều khiển hệ thống 17 van.

Điều này đặc biệt hữu ích với các trang trại có quy mô lớn.

Ví dụ:

• 8 khu tưới
• 12 khu tưới
• 17 khu tưới
• 20+ khu tưới

thì hệ thống có thể được thiết kế theo số lượng van thực tế thay vì phải giới hạn theo một bộ điều khiển cố định.

9. Lắp công tắc gạt – khi không muốn dùng điện thoại vẫn tưới được

Một chi tiết rất thực tế trong tủ HT01 là cụm công tắc gạt điều khiển bằng tay.

Tự động hóa không có nghĩa là lúc nào cũng phải sử dụng điện thoại.

Có những trường hợp chủ vườn đang ở ngay tại rẫy và muốn:

“Mở luôn van số 5.”

Lúc đó việc đứng tại tủ và gạt công tắc sẽ nhanh hơn lấy điện thoại ra thao tác.

Công tắc gạt cũng là một phương án dự phòng hữu ích trong quá trình vận hành hoặc bảo trì.

Vì vậy, bên cạnh điều khiển tự động, HT01 vẫn có khả năng bố trí điều khiển thủ công tại tủ.

Đây là một điểm mà các hệ thống tưới tự động dành cho nông nghiệp thực tế rất cần quan tâm.

10. Tích hợp cảm biến áp lực và cảm biến dòng chảy

Một hệ thống tưới tốt không nên chỉ biết:

“Van đang mở hay đóng.”

Mà còn cần biết hệ thống thủy lực đang hoạt động như thế nào.

Do đó, tủ HT01 có các vị trí kết nối dành cho cảm biến áp lực và cảm biến dòng chảy.

Cảm biến áp lực

Cảm biến áp lực giúp hệ thống có thể theo dõi áp suất trong đường ống.

Thông tin này có thể hỗ trợ phát hiện những tình huống bất thường như:

• Áp suất không đạt yêu cầu
• Đường ống gặp vấn đề
• Bơm hoạt động nhưng áp suất không lên
• Hệ thống tưới có dấu hiệu bất thường

Cảm biến dòng chảy

Cảm biến dòng chảy giúp xác định nước có thực sự đi qua đường ống hay không.

Ví dụ:

Van mở → bơm chạy → nhưng không có dòng nước.

Đây là tình huống mà nếu chỉ nhìn trạng thái ON/OFF của van thì rất khó phát hiện.

Việc bổ sung cảm biến giúp hệ thống tiến gần hơn đến mô hình tưới tự động có giám sát, thay vì chỉ đơn thuần là điều khiển đóng mở van.

11. Đấu nối 17 van điện

Sau khi phần điều khiển trung tâm và Extender được lắp đặt, kỹ thuật viên bắt đầu đấu nối các van điện.

Mỗi van được đánh số rõ ràng:

V01 → V02 → V03 → … → V17

Việc đánh số giúp tránh nhầm lẫn trong quá trình:

• Đấu dây
• Cấu hình
• Kiểm tra
• Lắp đặt ngoài công trình
• Bảo trì sau này

Ví dụ:

V01 – Khu A
V02 – Khu B
V03 – Khu C

Khi đưa hệ thống vào vận hành, người dùng chỉ cần nhìn trên ứng dụng là có thể biết mình đang điều khiển khu vực nào.

12. Kiểm tra từng đường dây trước khi cấp điện

Đây là công đoạn không nên bỏ qua.

Trước khi cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống, kỹ thuật viên cần kiểm tra lại:

• Đấu đúng cực
• Không chạm chập
• Không đấu nhầm kênh
• Đầu cos chắc chắn
• Terminal được siết chặt
• Dây nguồn và dây tín hiệu đúng vị trí
• Các thiết bị được nối đúng sơ đồ

Đặc biệt với hệ thống có 17 van + 3 Extender, nếu bỏ qua bước kiểm tra này thì một lỗi đấu dây nhỏ có thể khiến việc tìm lỗi sau khi cấp điện mất rất nhiều thời gian.

13. Cấp nguồn và kiểm tra tủ

Sau khi hoàn thành phần đấu nối, tủ được cấp nguồn.

Kỹ thuật viên tiến hành kiểm tra lần lượt:

Nguồn tổng → nguồn 24V → HT01 → Extender → ngõ ra van → mạch điều khiển bơm → cảm biến.

Không nên bật toàn bộ tải cùng lúc ngay từ đầu.

Việc kiểm tra theo từng tầng giúp xác định chính xác vị trí nếu phát sinh lỗi.

14. Test toàn bộ 17 van điện trước khi đóng hàng

Đây là một trong những công đoạn cuối cùng trước khi bộ HT01 được đưa tới khách hàng.

17 van điện được kiểm tra lần lượt.

Ví dụ:

V01 → ON/OFF
V02 → ON/OFF
V03 → ON/OFF

…

V17 → ON/OFF

Kỹ thuật viên kiểm tra xem từng van có phản hồi đúng hay không.

Nếu phát hiện:

• Van không hoạt động
• Nhầm kênh
• Dây đấu sai
• Extender không nhận
• Tín hiệu không ổn định

thì phải xử lý trước khi đóng hàng.

Mục tiêu là khi bộ tủ được đưa đến công trình, kỹ thuật viên tại hiện trường chỉ cần tập trung vào lắp đặt và vận hành, thay vì phải mất thời gian xử lý những lỗi đáng lẽ có thể phát hiện ngay tại xưởng.

15. Kiểm tra khả năng điều khiển thực tế

Sau khi test từng van riêng lẻ, hệ thống tiếp tục được kiểm tra theo các tình huống vận hành.

Ví dụ:

Van 1 mở → kiểm tra phản hồi

Van 1 đóng → kiểm tra phản hồi

Van 5 mở → kiểm tra phản hồi

Van 10 mở → kiểm tra phản hồi

Van 17 mở → kiểm tra phản hồi

Sau đó kiểm tra các nhóm van theo cấu hình thực tế.

Mục đích là đảm bảo việc đánh số và điều khiển trên hệ thống tương ứng với đúng van vật lý.

16. Kiểm tra điều khiển bằng tay

Không chỉ kiểm tra trên hệ thống tự động, kỹ thuật viên còn phải kiểm tra cụm công tắc gạt.

Từng công tắc được chuyển qua các trạng thái để đảm bảo:

• Đúng van
• Đúng chiều điều khiển
• Không bị nhầm kênh
• Không xảy ra hiện tượng bất thường

Đây là bước đặc biệt quan trọng vì công tắc tay được thiết kế để sử dụng ngay tại tủ trong quá trình vận hành thực tế.

17. Kiểm tra các đầu vào cảm biến

Sau cùng là kiểm tra các vị trí kết nối cảm biến:

Cảm biến áp lực

Cảm biến dòng chảy

Kỹ thuật viên kiểm tra tín hiệu đầu vào và đảm bảo hệ thống nhận đúng tín hiệu theo thiết kế.

Khi đưa ra công trình, các cảm biến này sẽ giúp hệ thống có thêm thông tin về tình trạng thực tế của đường ống và quá trình tưới.

18. Hoàn thiện, đóng tủ và chuẩn bị đóng hàng

Sau khi toàn bộ hệ thống đã vượt qua các bước kiểm tra, kỹ thuật viên tiến hành hoàn thiện tủ:

• Kiểm tra lại dây dẫn
• Bó gọn dây
• Kiểm tra terminal
• Dán nhãn thiết bị
• Dán sơ đồ hoặc ký hiệu cần thiết
• Kiểm tra ngoại quan
• Vệ sinh bên trong tủ
• Đóng nắp
• Kiểm tra lần cuối

Đặc biệt với một bộ 17 van, việc đánh số và ghi chú rõ ràng sẽ giúp quá trình lắp đặt tại nông trại nhanh hơn rất nhiều.

19. Từ một chiếc tủ điện đến cả hệ thống tưới tự động

Nhìn bên ngoài, HT01 có thể chỉ là một chiếc tủ điện.

Nhưng phía sau đó là cả một quy trình:

Thiết kế → lựa chọn thiết bị → gia công tủ → lắp CB → lắp khởi động từ → lắp nguồn 24V → lắp HT01 → lắp Extender → đấu van → đấu cảm biến → cấu hình → kiểm tra → test 17 van → hoàn thiện → đóng hàng.

Mục tiêu cuối cùng không đơn giản là làm ra một chiếc tủ điện.

Mà là tạo ra một hệ thống điều khiển tưới có thể đưa vào vận hành thực tế tại nông trại.

HT01 – Tự động hóa hệ thống tưới từ những khu vườn nhỏ đến trang trại lớn

Với khả năng mở rộng số lượng van, kết hợp điều khiển tự động và điều khiển bằng tay, HT01 hướng đến những mô hình cần quản lý nhiều khu tưới nhưng vẫn muốn hệ thống đơn giản, dễ vận hành.

Đặc biệt với những trang trại có hàng chục van, việc tự động hóa giúp người vận hành giảm đáng kể thời gian đi lại giữa các khu vực.

Thay vì mỗi ngày phải đi tới từng van để đóng mở:

một thao tác trên hệ thống có thể thay thế rất nhiều công việc thủ công.

Và quan trọng hơn, hệ thống được thiết kế để phục vụ điều kiện sản xuất thực tế, nơi người nông dân đôi khi vẫn cần một chiếc công tắc để gạt bằng tay, vẫn cần nhìn áp lực nước và vẫn cần biết nước có thực sự chảy hay không.

Đó chính là cách AgriHT tiếp cận bài toán nông nghiệp thông minh: công nghệ phải giúp công việc ngoài đồng ruộng trở nên đơn giản hơn, chứ không làm mọi thứ phức tạp thêm.

AgriHT – Giải pháp tưới tự động cho nông nghiệp hiện đại

HT01 – Hệ thống điều khiển tưới tự động nhiều van