Автоматизированная система управления климатом в тепличных хозяйствах (стр. 8 из 12)
- математическое;
- информационное;
- обеспечение сохранности информации;
- программное;
- техническое;
Далее будут рассмотрены математическое и информационное, т.к. в проекте они практически явно не выражены.
6.1 Математическое обеспечение
Математическое обеспечение микропроцессорного контроллера должно обеспечивать выполнение следующих функций первичной обработки аналоговых сигналов:
- расчет действительных значений;
- фильтрация сигналов (усреднение);
- сравнение с уставками (технологические границы);
- формирование дискретных сигналов нарушений;
- формирование массива текущих значений параметров.
Первые два пункта обеспечиваются модулями аналоговых входов управляющих контроллеров. Последние – самими контроллерами, в соответствии с записанной рабочей программой.
Математическое обеспечение микропроцессорных контроллеров, кроме функций по обработке текущей информации, выполняет также управляющие и противоаварийные функции, в состав которых входят:
- автоматический программный пуск оборудования;
- автоматическое регулирование технологических параметров;
- дистанционное управление регулирующим оборудованием.
Настройка систем регулирования производится заданием соответствующих коэффициентов.
Математическое обеспечение, кроме указанных задач, обеспечивает выполнение основных функций АСУ ККТХ, функций хранения и представления информации. Для этого реализуются алгоритмы:
- автоматического пуска оборудования ТХ;
- автоматического управления спринклерами;
- автоматического управления подачей воды в резервуар;
- создания базы данных о технологическом процессе;
- сбора и первичной обработки аналоговой информации;
- усреднения и интегрирования параметров;
- учета состояния оборудования;
- отображения информации оператору-технологу;
- опроса микропроцессорных контроллеров;
- выдачи заданий микропроцессорному контроллеру;
- диагностики микропроцессорных контроллеров.
6.2 Информационное обеспечение
База данных АСУ ККТХ формируется путем заполнения стандартных форм на экране видеотерминала на основании перечня каналов контроля и регулирования. Вызов форм осуществляется при помощи системы вложенных меню. Меню обеспечивает:
- описание системы отображения;
- описание аналоговых сигналов;
- описание подсистемы оповещения и сигнализации.
Описание аналоговых сигналов должно определять подключение сигнала в системе, параметры обработки сигнала, признаки усреднения, включения значений параметра в рапорт-отчет, формирования истории параметров контура на указываемом временном интервале, контроля на достоверность.
Описание протоколирования и печати должно содержать описание таблицы нарушений, описание рапорта-отчета, описание архивного тренда, описание протоколирования значений параметров, заносимых оператором в оперативную память контроллера.
Также предусматривается протоколирование действий оператора по изменению задания, режима работы контуров управления, выдаче дискретных управляющих воздействий (пуск, останов, открытие, закрытие) и запись протокола на носители ПЭВМ.
Используемые мнемосхемы могут строиться из следующих элементов:
- стандартные технологические символы (клапаны, насосы, емкости и т.д.);
Для конфигурирования системы и формирования базы данных предусмотрены режимы корректировки базы данных. Корректировка базы данных выполняется в автономном режиме работы ПЭВМ или на инструментальной ПЭВМ.
7. Разработка базы параметров контроля и регулирования
Все основные и вспомогательные параметры, используемые при управлении АСУ ККТХ, сведены в таблице 7.1. В таблице указаны верхние и нижние границы их предельных значений, единицы измерения, контроллеры, используемые для первичного преобразования и фильтрации параметров и их количество.
Таблица 7.1 – Измеряемые физические величины АСУ ККТХ
| Параметр регулирования | Ед. изм. | Мин. | Макс. | Контроллер | Количество |
| Влажность воздуха | % | 0 | 100 | HIH-3602 | 1 |
| Влажность почвы | % | 0 | 40 | GARDENA | 8 |
| Температура воздуха | t° | 0 | 70 | KTY-81-210 | 1 |
| Температура воды в резервуаре | t° | 0 | 60 | ETF01 | 1 |
| Уровень воды в резервуаре | м | 0 | 3 | SML-PS1 | 1 |
| Расход воды | м3 | 0 | 20 | ДРК-4-ОП | 1 |
8. Описание схемы функциональной электрической автоматизации
Автоматическую систему мониторинга и управления водозаборным узлом можно условно разбить на три составляющих:
- система управления ТХ;
- рабочее место оператора.
Первая подсистема изображена на функциональной схеме автоматизации в явном виде, последняя – в виде табличного обозначения ЭВМ. Оборудование включает в себя датчики, устанавливаемые по месту, исполнительные устройства, приборы, устанавливаемые на щите.
Все условные обозначения приборов и средств автоматизации исполнены в соответствии с ГОСТ 21.404-85.
9 Выбор и обоснование отдельных узлов и элементов
9.1 Датчик влажности воздуха
По требуемой точности измерения, которая определяется точностью поддержания влажности
и коэффициентом 
: 
и заданному диапазону изменения регулируемой переменной выбираем датчик HIH-3602-L фирмы Honeywell (рис. 9.1).
Рис. 9.1 - Внешний вид датчика влажности
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 изменять 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, время преобразования и т.д.).
Среди всех типов емкостные датчики, благодаря полному диапазону измерения, высокой точности и 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 высокую химическую стойкость к таким агрессивным жидкостям и их парам, как изопропил, бензин, толуол и аммиак. В дополнение к этому датчики на основе термореактивного полимера имеют самый большой срок службы в этиленоксидных стерилизационных процессах.