Автоматизация садовой теплицы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

Сибирский государственный индустриальный университет

Проект

По дисциплине Проектная деятельность

На тему: Автоматизация садовой теплицы

Новокузнецк 2017



Введение

С каждым годом в тепличных предприятиях все большее внимание уделяется качественному поддержанию микроклимата. Правильно выбранная технология поддержания микроклимата - одна из важнейших составляющих, позволяющих повысить урожайность. А эффективное использование энергоресурсов - дополнительная возможность существенно уменьшить себестоимость производимой продукции. Современная автоматизированная система управления микроклиматом должна поддерживать не только заданный режим, но и максимально эффективно использовать возможности исполнительных систем. теплица микроклимат автоматизированный

В настоящее время ведется активная модернизация теплиц, связанная с повышением количества исполнительных систем: разделение контуров, модернизация форточной вентиляции, установка систем зашторивания, установка вентиляторов. И чем больше исполнительных систем имеет теплица, тем важнее для нее выбор критерия, определяющего стратегию поддержания микроклимата. Например, одним из наиболее популярных критериев управления является экономия теплоресурсов. В данном случае целесообразнее активно использовать нижние контура обогрева, т.к. они меньше всего отдают тепла внешней среде. Другой подход к выбору критерия предполагает поддержание температуры у точки роста выше, чем у корней растения и тем самым подразумевает активное использование верхних контуров обогрева. Еще один критерий управления основывается на том, что нижний контур должен поддерживать в корневой зоне постоянную температуру, так называемый оптимум, и лишь при исчерпанных ресурсах других исполнительных систем отклоняться от него.

Опыт внедрения автоматизированных систем управления и тесная работа с нашими партнерами показывает, что на этапе проектирования системы достаточно сложно выбрать единый критерий управления. Поэтому мы решили, что в системе управления должна существовать возможность оперативно задать критерий во время эксплуатации, причем методы его задания должны в наглядной форме отражать агрономические, экономические и теплотехнические требования, предъявляемые к системе. Таким образом, современная система управления должна позволять задать не только один из вышеперечисленных критериев управления или их комбинацию, но и любой другой возникающий в процессе производства, предоставляя агроному-технологу широкие возможности в выборе метода поддержания температурно-влажностного режима в теплице.

Одной из основных характеристик системы управления является ее надежность. Поэтому в качестве аппаратно-технической базы системы был выбран специально разработанный контроллер, который содержит современные средства защиты от сбоев: копию основных параметров работы системы в энергонезависимой памяти, средство защиты от зависаний и т.д. Помимо контроллера автоматизированная система управления микроклиматом включает в себя набор датчиков для измерения параметров внутри теплицы, а также для измерения внешних метеоусловий. Для передачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы система включает в себя блок релейной коммутации с возможностью ручного управления.

Разработанное программное обеспечение, основываясь на показаниях измерительных датчиков внутри теплицы, а также на метеоданных генерирует управляющие воздействия, а затем, используя "Стратегию управления", перераспределяет их на исполнительные системы.

Важным элементом системы управления является диагностика неисправностей и возможностей системы управления. Иногда в процессе эксплуатации случаются непредвиденные ситуации, связанные с нестабильностью температуры подаваемой воды, повышенным износом и люфтом исполнительного механизма или связанные с другого рода ограничениями, накладываемыми на исполнительные системы. Заложенные в систему методы диагностики позволяют выявлять нестандартные ситуации и своевременно перестраивать алгоритмы управления, поддерживая при этом параметры микроклимата с минимально возможным отклонением. При невозможности разрешения ситуации без участия человека, система выдает соответствующее аварийное сообщение.

1. Техническое задание

1.1 Характеристика технического объекта

Выращивание сельхозпродукции в тепличных условиях требует поддержания микроклимата в теплице, к основным параметрам которого относятся:

- Температура и влажность воздуха в теплице;

- Температура и влажность почвы.

Числовые значения всех перечисленных выше параметров определяются типом выращиваемой культуры. В частности, для земляники, в зависимости от фазы диапазон изменения влажности воздуха составляет 65-80%. При этом точность поддержания заданной влажности должна составлять ±3%. Кроме регулирования система должна предусматривать контроль расхода воды на распыление.

Структурная схема ОУ представлена на рисунке 1.

Рисунок 1.

Передаточная функция О У определяется следующим выражением:

где.

Y₁(t)-сигнал с датчика для регулируемой переменной ОУ;

Y₂(t)-сигнал с датчика по каналу контроля.

1.2 Расчёт параметров настройки регулятора

Исходя из особенностей разрабатываемой системы, к которой предъявляется требование по вышенной точности отработки заданных воздействий, регулятор должен реализовать пропорционально-интегральный закон управления. Параметры ПИ-регулятора определяются требованиями к качеству переходного процесса:

- нулевая статическая ошибка;

- величина перерегулирования не более 5%;

- длительность переходного процесса не более постоянной времени ОУ.

С помощью моделирования системы в пакете Simulink определяем параметры настройки регулятора. Схема моделицифровой системы изображена на рисунке 2.

Рисунок 2.

Графики сигнала рассогласованияуправляющего воздействияи регулируемой переменной для случаяв ходного воздействия в виде скачка, представлены на рисунке 3.



Рисунок 3.

Параметры дискретного ПИД регулятора представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Параметр	Значение
	0,3
	560



2. Выбор датчиков и использованных устройств

2.1 Датчик влажности воздуха

Потребуемой точности измерения, которая определяется точностью поддержания влажности и коэффициентом:

И заданному диапазону изменения регулируемой переменной выбираем датчик HIH-3602-L фирмы Honeywell. Внешний вид датчика влажности HIH-3602-L фирмы Honeywell показан на рисунке 4.

Рисунок 4.

Датчики этой серии предназначены для использования в многоканальных автоматизированных системах контроля параметров микроклимата на базе ПЭВМ, которые осуществляют непрерывные круглосуточные измерения относительной влажности воздуха и поддержание заданных режимов.

В настоящее время на практике для измерения относительной влажности применяется несколько технологий, использующих свойство различных структур и зменять свои физические параметры (емкость, сопротивление, проводимость и температуру) в зависимости от степени насыщения водяным паром. Каждой из этих технологий свойственны определенные достоинства и недостатки (точность, долговременная стабильность, времяпреобразования и т.д.).

Среди всех типов емкостные датчики, благодаря полному диапазону измерения, высокой точности температурной стабильности, получили наибольшее распространение, как для измерения влажности окружающего воздуха, так и применения в производственных процессах.

Компания Honeywell производит семейство емкостных датчиков влажности, применяя метод многослойной структуры (рис.5), образуемой двумя плоскими платиновыми обкладками и диэлектрическим термореактивным полимером, заполняющим пространство между ними. Термореактивный полимер, по сравнению с термореактивной пластмассой, обеспечивает датчику более широкий диапазон рабочих температур и высокуюхимическую стойкость к таким агрессивным жидкостями их парам, как изопропил, бензин, толуолиаммиак. В дополнение к этому датчики на основе термореактивного полимера имеют самый большой срок службы в этиленоксидных стерилизационных процессах.

Основные характеристики емкостных датчиков в лажности HIH-3602-L фирмы Honeywell, представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Характеристика	Величина
Активный материал	Термореактивный полимер
Подложка	Керамическая или кремниевая
Изменяющийся параметр	ёмкость
Измеряемый параметр	%RH
Диапазон измерения	0…100%RH
Точность	±1…±5%
Гистерезис	1,2%
Линейность	±1%
Время отклика	5…60сек
Диапазон рабочих температур	-40…+1850С
Температурный эффект	-0,0022%RH/0С
Долговременная стабильность	±1%RH/5лет
Стойкость к загрязнению	отличная
Стойкость к конденсату	отличная

Выходной сигнал абсорбционного датчика влажности представляет собой функцию от температуры и влажности, поэтому для получения высокой точности измерения в широком диапазоне рабочих температур требуется температурная компенсация характеристики преобразования. Компенсация особенно необходима, когда дачик используется в индустриальном оборудовании для измерения влажности и точки росы. Метод многослойной структуры, применяемый при изготовлении датчиков влажности изображен на рисунке 5.

Рисунок 5.

Датчики влажности Honeywell -- это интегрированные приборы. Помимо чувствительного элемента, на той же подложке расположена схема обработки сигнала, которая обеспечивает преобразование сигнала, его усиление и линеаризацию. Выходной сигнал датчика Honeywell является функцией от напряжения питания, окружающей температуры и влажности. Чем выше напряжение питание, тем больше размах выходного сигнала и, соответственно, чувствительность. Связь жемежду измеренной датчиком влажностью, истинной влажностью и температурой показана на объемной диаграмме рисунок 6.

Рисунок 6.

Она легко аппроксимируется с помощью комбинации двух выражений:

- прямая наилучшего соответствия при 25°C(жирная линия на диаграмме), описывается выражением U_вых=U_пит(0,0062·(%RH₂₅)+0,16). Из этого уравнения определяется процент RH₂₅ при температуре 25°C.

- далее производится температурная коррекция и вычисляется истинное значение RH:RH истинная=(%RH25)·(1,0546-0,00216T),где T измеряется в°C.

Характеристики преобразования датчика влажности Honeywell при различных температурах изображены на рисунке 7.

Выражения выше соответствуют характеристикам реальных датчиков со следующими отклонениями:

-для

-для

-для

Модели HIH-3602-L и HIH-3602-L-CP выполнены в корпусе TO-39 со щелевым отверстием. Они предлагают оптимальное соотношение цена/надежность. Эти датчики нашли широкое применение в метеорологическом оборудовании и системах климат-контроля.



Рисунок 7.

2.2 Датчик расхода воды на распыление

Для измерения расхода и объема воды в трубопроводах был выбран датчик ДРК-4. Внешний вид датчика ДРК-4 изображен на рисунке 8.

Рисунок 8.

Датчик ДРК-4 предназначен для измерения расхода и объема воды в трубопроводах имеет следующие технические характеристики:

1) Измеряемая среда-вода с параметрами:

-температура от 1 до 150°С;

-давление до 2,5 МПа;

-вязкость до 2·10⁶м²/с

2) Диаметр трубопровода D_у80...4000мм

3) Динамический диапазон 1:100

4) Пределы измерений 2,7...452400м³/ч

5) Выходные сигналы: токоимпульсный (ТИ); унифицированный токовый 0…5,4…20мА;

6) Предел допускаемой относительной погрешности измерений объема и расхода по импульсному сигналу и индикатору:

±1,5% при скоростях потока 0,5...5м/с;

±2,0%при скоростях 0,1?V<0,5;5<V?10м/с.

7) Предел допускаемой относительной погрешности измерения Времени на работки ±0,1%;

8) 1 или 2 канала измерения расхода;

9) Формирование почасового архива значений объема и расхода;

10) Самодиагностика.

Рис.9.Блок-схема датчика.

Контроллер блока индикации суммирует входные импульсы, вычисляет накопленный объем нарастающим итогом и мгновенный расход, выводит эту информацию на индикатор, формирует двоичный код, характеризующий мгновенный расход, который в водится в ЦАП, формирует архив.

Основные преимущества:

· Отсутствие сопротивления потоку и потерь давления;

· Возможность монтажа первичных преобразователей на трубопроводе при любой ориентации относительно его оси;

· Коррекция показаний с учетом неточности монтажа первичных преобразователей;

· Сохранение информации при отключении питания в течение 10лет;

· беспроливной, имитационный метод поверки;

· межповерочный интервал-4года.

2.3 Исполнительный механизм

Вкачествеисполнительногомеханизмасинтезируемойсистемыиспользуетсяминиспринклер4191компанииJHiI.S.,которыйспециальноразработандляподдержанияпостояннойвлажности,уменьшениявысокихтемпературвжаркомклиматезасчетиспаренияидляорошениярастенийвспециальныхусловиях.Миниспринклеробеспечиваеттуманообразованиесоченьмелкимразмеромкапелек-приблизительноот50до250микронпридавлении3.0Атм.Уникальнаяконструкцияисключаетобразованиекрупныхкапельикапаниенарастенияприразмещенииспринклеровсверху.Миниспринклерработаетвширокомдиапазонедавленияводы.Поднимаядавлениеииспользуяспринклерысменьшимрасходомводы,можнополучитьминимальныйразмеркапель.Минимальноедавление,прикоторомзакрываетсяпредохранительныйклапан,равноприблизительно2.5Атм.Миниспринклерымогутустанавливатьсякакнастойках,такиподвешиватьсявслучаеверхнейразводкиводы.

Рис.10.Внешний вид и работа мини спринклера в режиме туманообразования.

Материал	Полиацетат
Расходводы	12,20,35,50,70,90,160,180литроввчас
Рабочеедавление	1,0…4,0атм.
Диаметророшения	2,0…4,0м
Уголраскрытияфакелаводы	Круговой,примерно310°
Направлениераспыления	Горизонтальное/вертикальное
Размеркапель	50-150 кронпридавлении3,0атм.



3. Первичнаяобработка

Приизмерениитехнологическихпараметровинформацияотдатчиковпоступаетваппаратуруввода/выводаввидеунифицированныхсигналов(0-10Вили4-20мА),т.е.реальнойфизическойвеличинесоответствуетнапряжениеилисилатока.Вустройствахсвязисобъектомэтисигналыпреобразуютсявдвоичныекодыдлинойот8до16разрядов.Чтобыпровестианализполучаемойинформации,необходимопреобразоватькодыАЦПвмасштабреальныхфизическихвеличин:%RH,м³/час.Ктомужедатчикимогутиметьстатическиеошибки,нелинейныехарактеристикиилизашумленныйвыходнойсигнал.

Для получения корректных значений результатов мониторинга из двоичных кодов применяют алгоритмы первичной обработки такие, как нормализация, пересчет в технические единицы, проверка на достоверность, сглаживание, проверка на технологические границы.

Вданнойработеисследуютсятакиеалгоритмыпервичнойобработки,как

-проверканадостоверность,

-сглаживание.

Проверканадостоверность.Благодаряеёвыполнению,обнаруживаютсяиустраняютсяимпульсныепомехи,выявляетсяобрывиликороткоезамыканиевканалесвязииформируетсясообщениеонарушенияхоператору-технологу.

В данной работе в качестве измерительной погрешности учитывается только погрешность датчика. Если выбран датчик с погрешностью , то максимально допустимое значение погрешности измерения определяется как:

Это выражение следует из нормального закона распределения погрешностей измерения, в соответствии с которым максимальное значение случайного сигнала y_max=3у_y(у_y-среднеквадратическое значение). При этом условие проверки на достоверность имеет вид:

.

Проверкасигналовнадостоверностьзаключаетсявследующем:еслиусловиеневыполняется,тосодержимоесчетчиканарушенийувеличиваетсяна1,неверноезначениепоказанийдатчиказаменяетсяпоследнимдостоверным,ипроверяетсяследующеепоказаниедатчика.Приэтомосуществляетсяпереходкменьшемушагуопросадатчика:

(-

новоезначениешагаопросадатчикапослеобнаруженияпервогонеправильногоотсчета).Процедурапроверкиповторяется.Еслитриждыподрядсшагомневыполняетсяусловиепроверкинадостоверность,топознакуразности()принимаетсярешениеобобрывеилинеисправностидатчикаi-гоканала.Фиксируетсявремянарушения,егопричинаивключаетсярезервныйканалилирезервныйдатчик.

Сглаживание.Обычнопоходутехнологическихпроцессоввозникаютпомехисчастотами,близкимиилиравнымичастотамполезногосигнала.Примеромтакойпомехимогутбытьпогрешностиизмерения.Устранитьихаппаратнымифильтраминеудается,номожноослабить,ивесьмасущественно,программнымпутем,реализуяалгоритмскользящегоилиэкспоненциальногосглаживания.

Алгоритмскользящегосреднегоилискользящегоокнаимеетвид:



M_i-параметр сглаживания, величина которого определяет количество отсчетов,взятых для вычисления одного сглаженного значения.

Принципскользящего:длявычисленияочередногосглаженногозначениязаписаннаявМ_iячейкахпамятиинформациясдвигаетсявлево,ивосвободившуюсяячейкузаноситсяновыйотсчетдатчика.ПослечеговыполняютсяпроцедурысуммированияМ_i отсчетов и умножения на коэффициент И за нализа алгоритма ясно, что для его реализации потребуется M_i+2 ячейки памяти, а время готовности алгоритма выдать с заданной точностью 1-е сглаженное значение составит

.

Величина параметра сглаживания вычисляется по заданному значению коэффициента ослабления помех , который, в свою очередь, представляет собой отношение

,

где-среднеквадратическое значение помех в отсчетах датчиков x_ik;-среднеквадратическое значение помех в сглаженных, вычисленных в соответствии по алгоритму значенийx c_ik.

Значение параметра сглаживания для i-го датчика:

.



Экспоненциальное сглаживание. Его алгоритм имеет вид:

При начальном значении и диапазоне изменения параметра сглаживания:0<_i<1.

Величинапараметраопределяетдлительностьпереходныхпроцессовикачествосглаживания.Чемменьше,темлучшесглаживание,нотембольшеевремяпотребуетсядляполучениясглаженногозначениясзаданнымослаблениемпомехи.

Выражение расчёта параметра для алгоритма экспоненциального сглаживания, если задан коэффициент ослабления помех:

Первоесглаженноезначениебудетполученосзаданнойточностьювсоответствиисалгоритмомспустявремя:

.

Этовремябудетвозрастатьсувеличениемточностивычисленийд.Достоинствомалгоритмаэкспоненциальногосглаживания,посравнениюсоскользящимокном,являетсямалыйобъемпамяти,хотяонзначительнодольшевходитвустановившийсярежим.

Рис.14.Результатыработыалгоритмовпроверкинадостоверность, сглаживанияскользящимсреднимскоэффициентомослабленияпомех,экспоненциальногосглаживаниясостепеньюприближенияд=10^-5длясигналасдатчикавлажности.



4. Выбор базового комплекса

4.1 Микроконтроллер

ADuC7020-микроконтроллер фирмы AnalogDevices для прецизионной обработки аналоговых сигналов, содержащий в своем кристалле полнофункциональную 12-разрядную систему сбора и обработки данных на основе ядра микроконтроллера ARM7TDMIи12-разрядного АЦП с частотой преобразования 1МГц. По аналогии с другими интегральнымипреобразователямиданныхмикроконтроллерхарактеризуетсясочетаниемнаодномкристаллепрецизионногоаналогово-цифровогоицифро-аналоговогопреобразованияифлэш-микроконтроллера.

Рис.11.Функциональнаясхемамикроконтроллера (ИОН-источник опорного напряжения,ПЛМ-программируемаялогическаяматрица,УАПП-устройствоасинхроннойприемо-передачи,ОЗУ-оперативное запоминающее устройство, MIPS-млн.операций всек.)

Отличительные особенности:

· 12-разр. АЦП с 5 мультиплексированными входами, частотапреобразованийАЦП1МГц

· Четыре12-разр. ЦАП с выходами по напряжению с полным размахом(Rail-to-Rail)

· Прецизионный источник опорного напряжения(2,5В±10мВ)

· ЯдромикроконтроллераARM7TDMIспроизводительностью45млн.операцийвсек.

· 62кбайтвнутрисхемноперепрограммируемойфлэш-памятипрограмм/данных

· 8кбайтстатическогоОЗУ

· Последовательныепорты:УАПП,SPIидваI²C

· Компаратор,матрицапрограммируемойлогики(PLA),супервизорпитания(PSM),сбросприподачепитания(POR),гибкоеконфигурированиеблокасинхронизации,гибкиережимыуменьшенияэнергопотребления

· Внутрисистемное последовательное программирование

· Внутрисистемная JTAG-эмуляция

· 14линийуниверсальноговвода-вывода

ВстроенноепрограммноеобеспечениеподдерживаетвнутрисхемнуюпоследовательнуюзагрузкучерезпортыпоследовательныхинтерфейсовUARTиJTAG,приэтомчерезинтерфейсJTAGможноосуществлятьэмуляцию.

Данныемикроконтроллерыработаютпринапряжениипитания2,7…3,6Виихпараметрынормированыдляиндустриальноготемпературногодиапазона

-40°C...125°C. При работе на частоте 45МГц рассеиваемая мощность составляет 150мВт.

4.2 Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровой преобразователь, входящий в состав ADuC7020-это быстродействующий, многоканальный 12-разрядный АЦП. Он работает при напряжении питания 2.7...3.6 Виобеспечивает производительность до 1 миллиона отсчетов в секунду(1MSPS) при тактовой частоте 45МГц. В блок АЦП входят многоканальный мультиплексор, дифференциальное устройство выборки-хранения, встроенный источник опорного напряжения(ИОН)исобственноАЦП.

Преобразователь представляет собой 12-разрядный АЦП последовательногоприближениянаосноведвухЦАПнапереключаемыхконденсаторах.АЦПможетработатьводномизтрехразличныхрежимов,взависимостиотзаданнойконфигурации:

*полностью дифференциальный режим-для слабых дифференциальных сигналов;

*однополярный режим-для любых однополярных сигналов

*псевдодифференциальный режим-для любых однополярных сигналов, но при этом обеспечивается преимущество-подавление синфазного сигнала псевдодифференциальным входом.

Данныйпреобразовательработаетсаналоговымсигналомвдиапазонеот0доVREFприработеводнополярномилипсевдодифференциальномрежиме.ВполностьюдифференциальномрежимесинфазноенапряжениеVCMвходногосигналадолжнонаходитьсявдиапазоне0...AVDDиамплитудавходногосигналанедолжнапревышать2·VREF.

Накристаллеимеетсяпрецизионный,высокостабильныйисточникопорногонапряжения(ИОН)напряжением2.5В.ТакжеможноиспользоватьвнешнийИОН,какописанониже.Спомощьюпрограммызапускаетсярежимодиночногоилинепрерывногопреобразования.Крометого,длязапускааналого-цифровогопреобразованияможетбытьиспользовансигналнавходеCONVSTART,выходнойсигналвстроеннойвкристаллпрограммируемойлогическойматрицы(PLA),атакжесигналпереполнениятаймераTimer1илиTimer2. В псевдодифференциальном или однополярном режиме входной сигнал находится в диапазоне 0...VREF. Выходной код в псевдодифференциальном или однополярном режиме-прямойдвоичный код, единица младшегоразряда(LSB)соответствует1LSB=FS/4096или2.5В/4096=0.61мВ=610мкВприопорномнапряженииVREF=2.5В.Видеалехарактеристикапреобразованияпроходитчерезточки1/2LSB,3/2LSBs,5/2LSBs,...,FS-3/2LSB. Идеальная характеристика преобразования показана на рисунке12.



Рис.12.Характеристика преобразования АЦП в псевдодифференциальном или однополярном режиме

Идеальная характеристика преобразования показана на рисунке13.

Рис.13.Характеристика преобразования АЦП в полностью дифференциальном режиме.

4.3 Цифро-аналоговый преобразователь

В микросхеме ADuC7020 имеется четыре 12-разрядных ЦАП с выходом напряжения. Каждый ЦАП обладает выходным буфером с полным диапазоном напряжения (rail-to-rail) и способнымработатьнанагрузку5кОм/100пФ.Буферыможноотключить.

ЦАПможетработатьвтрехдиапазонахвыходногосигнала:0...VREF(приработесвнутреннимИОН2.5В),0...DACREF(вывод56)и0...AVDD.КвыводуDACREFподключаетсявнешнийопорныйисточник.Диапазонсигналанаэтомвходеможетсоставлятьот0доAVDD.

КаждыйЦАПуправляетсянезависимоприпомощирегистрауправленияирегистраданных.Этирегистрыодинаковыувсехчетырех.

Чтобыуменьшитьэффектнасыщениявыходногоусилителянаконечныхучасткаххарактеристикииуменьшитьпогрешностисмещенияиусиленияможно отключитьвнутреннийбуферспомощьюуправляющегорегистраЦАП.ЭтопозволитполучитьполныйдиапазонсигналанавыходеЦАП(rail-to-rail), иэтотсигналзатемдолженбытьбуферированспомощьювнешнейсхемынаусилителесбиполярнымпитаниемсцельюполучитьrail-to-railсигнална выходе.



5. Структура АСУТП

5.1 Назначение системы

Разрабатываемая АСУТП представляет собой комплекс автоматизированного контроля и управления влажностным режимом теплицы и является программно-технической системой для достоверного измерениясостоянияклиматавтеплицеирасчетнаэтойосновеуправляющихвоздействийнаисполнительныемеханизмыинженерногооборудованиятеплицы.

Система должна выполнять следующие функции:

· заданиесуточногоциклавлажностииподдержаниенеобходимогоклиматическогорежима(приизменениизаданиясистемаобеспечиваетплавныйпереходизодногосостояниявдругое);

· контроль расхода воды в канале распыления;

· сбор, обработку и хранение архивных данных;

· представлениетехнологическойинформациивудобномдляоперативногоперсоналавиде;

· регистрациясобытийиведениежурналатревог(например,привыходезначениявлажностизапределыустановленногодиапазона);

· обеспечениевозможностикалибровкиизмерительныхдатчиков;

· повышениепроизводительноститеплицызасчётжесткогоавтоматическогоподдержаниятребуемыхпараметров;

· обеспечениевозможностипостепенноймодернизациииусложнениясистемызасчётвведенияновыхаппаратныхипрограммныхмодулей.

5.2 Архитектура системы

Архитектура разрабатываемой системы имеет два уровня: нижний-подсистема управления (датчики, микроконтроллер, исполнительные механизмы и оборудование) и верхний-постоператора (персональный компьютер). Связь между уровнями осуществляется по интерфейсуRS-485. Реализация алгоритмов управления осуществляется с помощью автоматизированного модуля верхнего уровня (например,SCADA-системаTRACEMODE), который также отвечает за интерфейс на посту оператора.

Рис.15.Мнемосхема АСУТП.

Заключение

В данном курсовом проекте была синтезирована двухуровневая АСУТП, которая осуществляет дискретное регулирование влажности воздуха и контроль расхода воды на распыление в теплице. По заданным параметрам ОУ путём моделирования были определены параметры настройки ПИ-регулятора, который обеспечивает необходимую точность регулирования и качество отработки входных воздействий(здесь-задание величины влажности). Используя алгоритмы первичной обработки, исследовалось влияние их параметров на характеристики сигнала с датчика влажности. Исходя из условия величины погрешности вычисления кода управления, были рассчитаны разрядности элементов ЦУУ(АЦП,ЦАП и АЛУ микроконтроллера) и произведен выбор комплекса технических средств.

Списоклитературы

1)Пьявченко Т.А. Автоматизированное управление в технических системах.Учебноеметодическоепособие,1999г.

2)Автоматизированная система контроля технологических параметров тепличного комбината.Журнал«Современные технологии автоматизации»

3)http://www.gaw.ru/

4)http://www.optimalsystems.ru/

5)http://www.fito-agro.ru/

Размещено на Allbest.ru

...