Микропроцессорная система управления теплицей

Микропроцессорное управление микроклиматом теплицы

Разработка микропроцессорной системы управления микроклиматом в теплице. Требования пользователя в автоматизированной системе, алгоритм ее функционирования. Мониторинг и индикация температуры и влажности в соответствии с выбранным режимом работы.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Предмет	Основы микропроцессорной техники
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Прислал(а)	incognito
Дата добавления	21.12.2015
Размер файла	455,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Обзор системы управления микроклиматом FC-403-65. Разработка структурной схемы системы управления температурным режимом теплицы. Выбор датчиков и исполнительных механизмов, принципиальная схема их подключения. Разработка инструкций по эксплуатации.

дипломная работа [1,8 M], добавлен 10.04.2017

Разработка структурной схемы системы контроля микроклимата теплицы. Формирование выходных сигналов для запуска исполнительных устройств проветривания, нагрева, полива. Выбор температурного датчика. Пульт управления и устройство визуальной индикации.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 25.03.2015

Требования к микропроцессорной системе управления. Построение систем управления 6-фазным ТВШД на микропроцессорной логике. Алгоритм работы микропроцессорной СУ ТВШД. Режим форсировки (стабилизация тока) с помощью ШИМ, которая реализована программно.

реферат [3,3 M], добавлен 07.04.2017

Назначение и структура автоматизированной системы, её программное обеспечение и алгоритм функционирования. Анализ систем отопления, вентиляции и кондиционирования как объекта управления. Этапы разработки математической модели теплового режима помещений.

курсовая работа [533,8 K], добавлен 10.11.2014

Алгоритм работы микропроцессорной системы управления барокамерой. Подпрограмма контроля температуры. Разработка схемы сопряжения для подключения датчика уровня воды. Подключение светодиодов «Нагрев» и «Низкий уровень воды». Разработка блока питания МПС.

курсовая работа [1,7 M], добавлен 28.05.2012

Описание алгоритма работы и разработка структурной схемы микропроцессорной системы управления. Разработка принципиальной схемы. Подключение микроконтроллера, ввод цифровых и аналоговых сигналов. Разработка блок-схемы алгоритма главной программы.

курсовая работа [3,3 M], добавлен 26.06.2016

Функциональная схема микропроцессорной системы управления, алгоритм ее работы. Инициализация микроконтроллера и листинг соответствующей программы. Преобразование напряжения от датчика температуры. Обработка прерываний. Расчет электрических параметров.

дипломная работа [1,7 M], добавлен 23.05.2012

Источник статьи: http://knowledge.allbest.ru/radio/2c0b65635b2bc69b4d43a89521306d26.html

Системы для автоматизации теплиц

Автоматизированные «умные» теплицы снабжаются специальными датчиками и комплексными системами, которые обеспечивают регулировку микроклиматических параметров. Таким образом регулируется температура, уровень углекислого газа, процессы орошения и восстановления грунта.

Автоматизация микроклимата теплиц должна выполняться комплексно: если все системы будут функционировать согласованно, то можно будет снизить затраты на покупку электронного оборудования.

Разновидности систем автоматизации теплиц

Так, специальные гидравлические системы обеспечивают автоматическое проветривание. Вентиляция обеспечивается конструкциями с гидроцилиндрами и гибкими тягами. Открывание форточек происходит автоматически: гидросистемы срабатывают по принципу объемного расширения из-за повышения внутренней температуры.

Также автоматизация управления микроклиматом в теплице предполагает использование таких систем:

1. Для обогрева и контроля температуры: электромагнитные реле, температурные датчики, нагреватели и электровентиляторы. Все устройства связаны с общим блоком управления, и при поступлении нужного сигнала внутрь подается воздух заданной температуры.
2. Автополив: от резервной емкости через распределительные трубки непосредственно к растениям. Наиболее выгодной с экономической точки зрения считается система капельного автополива. Она же дает отличный результат с точки зрения роста и развития растений. Такая система может работать с погружным насосом и автоматическими разбрызгивателями: все зависит от имеющегося технического оснащения. Этим же способом можно подавать и жидкие подкормки. Подача регулируется специальными датчиками, измеряющими влажность почвы.
3. Для контроля уровня освещенности. В этом случае регулируется работы экранов затенения и включение/выключение источников искусственного освещения. Особенно важно это для зимних теплиц, работающих в условиях короткого светового дня.
4. Для проверки уровня углекислого газа. Повышение концентрации углекислого газа мешает нормальному росту растений. Поэтому датчики либо сигнализируют оператору о необходимости проветривания, либо запускают систему воздухообмена.

Обычно все эти устройства сводятся к общему «экрану оператора», чем обеспечивается удобство управления.

Как работают автоматизированные системы?

Теплицы обеспечивают поддержание необходимых параметров искусственного климата для выращивания нужной сельскохозяйственной продукции (зелени, ранних овощей, фруктов зимой и так далее). Вся конструкция — довольно дорогая в обслуживании и эксплуатации. Чтобы обеспечить ее быструю окупаемость, важно гарантировать стабильную урожайность и высокое качество продукции. Именно для этого и используются современные системы автоматики.

Важно подобрать подходящее решение еще на этапе проектирования. Оптимизация управления микроклиматом не только позволяет поддерживать нужные показатели, но и помогает сократить энергопотребление, а значит, и снизить эксплуатационные затраты.

Комплекс автоматизированного регулирования микроклимата теплицы работает следующим образом:

• Датчики температуры контролируют прогрев воздуха и грунта. Поддержание стабильных температурных показателей ускоряет вегетативный период, обеспечивает быстрое развитие корневой системы и способствует повышению урожайности до 45%. Если в теплице предусмотрено многоярусное отопление, то датчики устанавливаются на каждом ярусе и работают независимо. Важно, чтобы вся система могла чутко реагировать на потребности растущих растений. Так, для некоторых культур обязательно выдерживать разницу между дневной и ночной температурой, а при солнечной погоде температура прогрева грунта должна снижаться, чтобы корневая система не пересушивалась. Температура должна стабилизироваться с высокой точностью, с колебаниями не более 1 градуса.
• Влажность должна регулироваться с учетом состояния наружного воздуха.
• Датчики, контролирующие уровень освещенности и обеспечивающие включение и выключение света в зависимости от уровня естественной (солнечной) освещенности, позволяют сэкономить до 25% электроэнергии. Кроме того, они включают механизмы затенения при необходимости. Таким образом обеспечивается регуляция облучения для правильного протекания процессов фотосинтеза
• При запуске системы вентиляции должны учитываться не только текущий уровень СО2 внутри теплицы, но и скорость и направление ветра снаружи.
• Процессы полива и удобрения запускаются специальными стартовыми программами. В них указывается время, объемы, промежуточные интервалы. В прогрессивных системах учитываются побочные влияния солнечной освещенности и температурного режима.

Специальные датчики

В системах автоматизации для парников используются первичные измерительные устройства. Это датчики, помогающие контролировать температуру, влажность, содержание углекислого газа, уровень воды в резервуарах (гидростатические датчики уровня), давление в отопительной системе. Тепличные хозяйства должны оснащаться долговечным оборудованием, невосприимчивым к высокой влажности и повышенной содержанию химических паров. Большинство датчиков имеют возможность калибровки непосредственно в месте установки.

Компания «Измеркон» предлагает датчики для систем автоматизации для теплиц. Это детекторы метана, аммиака, этилена, СО2, уровнемеры для топлива и жидкостей, гигрометры и термометры с функцией регистрации данных, а также сенсоры, логгеры и расходомеры. Здесь можно приобрести оборудование для частных тепличных хозяйств и сложных агропромышленных комплексов.

Источник статьи: http://izmerkon.ru/podderzhka/publikaczii/sistemy-avtomatizacii-teplic.html

Система управления климатом теплицы

Компания: Быстрые Проекты

Город: Дагестан. Махачкала

Используемая продукция ОВЕН:

Заказчиком, который перенял голландский опыт, было создано техническое задание с описанием математической модели управления климатом теплицы. Модель предусматривает нейросетевой (самообучаемый) алгоритм, который позволяет определять оптимальные климатические параметры различных частей теплицы в соответствии с внешними условиями окружающей среды.

По началу при реализации проекта были некоторые сомнения, что контроллер ОВЕН ПЛК110-30 [М02] справится с данной задачей. Однако он прекрасно с ней справляется и показывает хорошие результаты по производительности.

В теплице присутствует собственный раздел метеостанции, который собран на базе покупных элементов и созданного прикладного программного обеспечения.

Система визуализации создана от общего к частному. При взгляде на общий кадр агроному должны быть понятны все основные параметры работы зон, такие как температура стекла, направление ветра, интенсивность солнечной активности, наличие/отсутствие осадков, сила ветра, температура наружного воздуха.

В системе присутствует 16 фрамуг, которые обеспечивают вентиляцию и регулирование качественных параметров микроклимата внутри теплицы: качества воздуха, СО2, температуры и влажности.

Создана зона управления тепловым пунктом. Осуществляется управление центробежными насосами и регулирование 8-ю контурами отопления. Горячая вода подается от внешней котельной.

Для рассадного отделения создана система подсветки физиологическим спектром по расписанию с коррекцией по уровню освещения.

В системе управления используется оборудование ОВЕН:

• Контроллер ПЛК110-30 [М02].
• Преобразователь интерфейсов АС3-М.
• Датчик СО2 ПКГ100-СО2 – 2 шт.
• Датчик температуры и влажности ПВТ100 – 4 шт.
• Релейные модули вывода МВ110-224.8Р – 7 шт.

Из прочего оборудования используются датчики: силы ветра YGS-FS, направления ветра YGS-FX, качества воздуха REGELTECHNIK, дождя Rain and snow Transmitter sensor и солнца Solar Radiation Sensor TSIS. А также модули подключения цифровых термосопротивлений .

Задание микроклимата позволяет выдерживать определенную температуру и градиент прироста температуры в 4 промежутках времени суток (24 часа делится тремя уставками). При переходе заданных временных границ температура начинает меняться от одного значения к другому с заданной скоростью, обеспечивая плавность работы всей теплицы. Тем самым создается комфортная среда для роста растений.

Гибкие в настройках графики MasterSCADA обеспечивают детальный анализ ситуации, происходившей в системе с удобным просмотром истории происходивших изменений.

Во всех зонах теплицы создана система плавного изменения температур в соответствии с задаваемым расписанием. Изменение температуры менее чем градус в минуту позволяет избавить растения от стресса и повысить их урожайность.

Для удешевления системы использовались однопроводные китайские цифровые датчики температур формата 18B20.

Проработана причинно-следственная диаграмма, предназначенная для организации защиты оборудования. При возникновении соответствующей причины на экране загорается красным цветом пиктограмма. На связанном с этими защитами оборудовании на соответствующих мнемосхемах загораются ключи, которые показывают, что данное оборудование включить (открыть) невозможно, оно находится в безопасном режиме. Данные блокировки можно отключить. При нажатии на любую из пиктограмм возникает диалоговое окно, в котором можно пересмотреть положение ключа деблокировки, введя пароль. В этом случае пиктограмма подсвечивается синим цветом.

В настройках системы нейроалгоритма присутствует большое количество настроечных параметров. Авторские права на алгоритм автоматического управления теплицы принадлежат Заказчику данной системы.

Источник статьи: http://owen.ru/project/greenhouse_climate_control_system

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛИЦЕЙ УТ-24! ГОТОВОЕ РЕШЕНИЕ!

Тепличное строение это прежде всего экосистема, которая требует соблюдения многих факторов для благоприятного выращивания различных культур. В данной статье мы рассмотрим систему управления теплицей, которую может собрать любой желающий самостоятельно.

Система управления теплицей УТ-24 может обеспечивать микроклимат в теплице с помощью подключаемых датчиков температуры и охладительного, нагревательного оборудования. Охладительным оборудованием может являться: открывающая форточку, вентилятор, кондиционер и т.п. Контроллеру по большому счёту не важно какое включать/отключать оборудование. В нашей системе применяется контактор для охлаждения/нагрева теплицы на 5кВт, но Вы можете установить самостоятельно с другой мощностью по своим потребностям. Микроклимат это один из самых важных факторов в выращивании культур:

o при сильной жаре – без своевременного охлаждения и проветривания, растения погибают

o растениям необходима циркуляция свежевого воздуха для благоприятного роста

o при заморозках и в зимний период необходим подогрев теплицы для предотвращения замерзания растений

Система управления теплицы обеспечивает данные режимы микроклимата:

o o возможность установки определённой температуры для работы нагревательного оборудования

o возможность установки определённой температуры для работы охладительного оборудования

Также одним из самых важных факторов в выращивании тепличных культур является правильный и своевременный полив. В данной системе управления теплицей УТ-24 реализованы различные условия и режимы для полива растений. Система позволяет производить полив растений по трём независимым зонам, которые в свою очередь возможно настроить в следующих режимах:

o полив растений по заданным таймерам

o полив растений по датчику влажности почвы

o ручной режим полив растений

При этом можно устанавливать различные сопутствующие условия в зависимости от конфигурации системы:

o автоматический полив растений по таймеру и датчика влажности

o контроль температуры воды в аккумулирующей ёмкости для полива растений

o контроль уровня жидкости в аккумулирующей ёмкости (защита насоса от сухого хода)

Для разделения зон полива растений используются электроклапана на 12,24,220В (в зависимости от модификации). Контроль за температурой в ёмкости отвечает аналоговый датчик температуры 4-20мА, который способен с высокой точностью определять температуру воды. Также реализован контроль за уровнем в ёмкости с помощью аналогового датчика 4-20мА или дискретных датчиков (нижний и верхний уровень). Аккумулирующая ёмкость часто используется для естественного нагрева воды, так как поступаемая вода из скважины имеет очень низкую температуру, которая негативно сказывается на растениях.

Также одним из ключевых факторов для эффективного роста растений является их досветка по определённым условиям. Растения получающие недостаточное количество освещенности в течении дня имеют замедленный рост и следствие уменьшенный урожай. Самым простым способ реализованным в системе управления теплицей является досветка растений по дискретному датчика. Таким образом, система определяет за промежуток установленного времени (например, с 7 до 18), какая была освещенность растений и при необходимости сама включает досветку на нужное количество времени. Также реализован контроль досвечивания растений по аналоговому датчика освещенности, который определяет текущий уровень освещенности в теплице. Соответственно реализованы следующие режимы и параметры по досветке растений:

o включение освещенности по таймеру

o включение освещенности по датчику освещенности

o ручной режим включения освещенности

o включение освещенности по таймер условием контроля уровня освещенности

Система управления теплицей УТ-24 также способна контролировать работу насосов: скважинного и поливочного, по нескольким условиям. Работу скваженного насоса можно настраивать относительно уровня аккумулирующей емкости, когда при уменьшении уровня жидкости в ёмкости насос включается, а при полном заполнении отключается. Также система управления теплицей УТ-24 позволяет управлять поливочным насосом по нескольким условиям, а именно:

o в ручном режиме

o в автоматическом режиме (при условии открытия любого из клапанов)

o ручной режим с условием датчика сухого хода

o в автоматическом режиме с условием датчика сухого хода

Система управления теплицей УТ-24 позволяет существенно экономить человеческий труд, повышает благоприятные условия для роста тепличных растений, а также обеспечивает удаленный контроль за экосистемой. Данное решение собирается на промышленном оборудовании для стабильной и безотказной работы, а также промышленные датчики КИПиА для правильного технологического контроля.

Также система предусматривает передачу данных по промышленному протоколу Modbus на верхний уровень SCADA системы или для удаленного контроля за параметрами теплицы. Нами реализована возможность сбора данных основных параметров и значений, а также управление технологическим оборудованием теплицы удаленно.

Данная система управления была реализована на промышленном программируемом реле ПР200. Наша компания выкладывает в свободным доступ краткую инструкцию и программный код для контроллера для самостоятельного настройки и сборки системы управления. Данная программа дорабатывалась под максимально универсальный сценарий различных события, т.е. Вы можете самостоятельно убрать лишний код программы, либо добавить свой при необходимости.

Также у данной системы присутствуют определенные ограничения, связанные с возможностью программируемого реле ПР200, а именно:

o относительно мало памяти программируемого реле, которое ограничивает в расширении системы

o небольшое количество сетевых переменных (макс 64шт) для передачи на верхний уровень

o ограничение программируемого реле в программном коде относительно полноценного контроллера

Все данные недостатки решаются с установкой промышленного контроллера ПЛК.

Мы готовы оказать консультационную помощь по данному решению, а также выполнить сборку и настройку системы под ключ на базе промышленных реле или контроллерах Haiwell , Unitronics .

Источник статьи: http://xn—-8sbk.xn--p1ai/articles/ymnaya-teplica