Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет України
В«Київський Політехнічний ІнститутВ»
Кафедра автоматики та управління в технічних системах
Курсовий проект
Автоматизована система управління кліматом в тепличних господарствах
З дисципліни В«Проектування комп'ютеризованих систем управління В»
Введення
З кожним роком в тепличних підприємствах все більша увага приділяється якісному підтримання мікроклімату. Правильно вибрана технологія підтримки мікроклімату - одна з найважливіших складових, що дозволяють підвищити врожайність. А ефективне використання енергоресурсів - додаткова можливість істотно зменшити собівартість виробленої продукції. Сучасна автоматизована система управління мікрокліматом повинна підтримувати не тільки заданий режим, але й максимально ефективно використовувати можливості виконавчих систем.
В даний час ведеться активна модернізація теплиць, пов'язана з підвищенням кількості виконавчих систем: поділ контурів, модернізація кватирковим вентиляції, установка систем зашторювання, установка вентиляторів. І чим більше виконавчих систем має теплиця, тим важливіше для неї вибір критерію, що визначає стратегію підтримки мікроклімату. Наприклад, одним з найбільш популярних критеріїв управління є економія теплоресурсів. В даному випадку доцільніше активно використовувати нижні контуру обігріву, тому вони менше всього віддають тепла зовнішньому середовищі. Інший підхід до вибору критерію припускає підтримку температури у точки росту вище, ніж біля коріння рослини і тим самим має на увазі активне використання верхніх контурів обігріву. Ще один критерій управління грунтується на тому, що нижній контур повинен підтримувати в кореневій зоні постійну температуру, так званий оптимум, і лише при вичерпаних ресурсах інших виконавчих систем відхилятися від нього.
Досвід впровадження автоматизованих систем управління показує, що на етапі проектування системи досить складно вибрати єдиний критерій управління. Тому в системі управління повинна існувати можливість оперативно задати критерій під час експлуатації, причому методи його завдання повинні в наочній формі відображати агрономічні, економічні та технічні вимоги, пропоновані до системі. Таким чином, сучасна система управління повинна дозволяти задати не тільки один з перерахованих вище критеріїв управління або їх комбінацію, але і будь-який інший виникає в процесі виробництва, надаючи агроному-технологу широкі можливості у виборі методу підтримання температурно-вологісного режиму в теплиці.
Однією з основних характеристик системи управління є її надійність. Тому в якості апаратно-технічної бази системи був вибраний контролер, який містить сучасні засоби захисту від збоїв: копію основних параметрів роботи системи в енергонезалежній пам'яті, засіб захисту від зависань і т.д. Крім контролера автоматизована система управління мікрокліматом включає в себе набір датчиків для вимірювання параметрів всередині теплиці. Для передачі керуючих впливів на виконавчі механізми система включає в себе блок релейного комутації з можливістю ручного управління.
Важливим елементом системи управління є діагностика несправностей і можливостей системи управління. Іноді в процесі експлуатації трапляються непередбачувані ситуації, пов'язані з нестабільністю температури води, підвищеним зносом і люфтом виконавчого механізму або пов'язані з іншого роду обмеженнями, накладаються на виконавчі системи. Закладені в систему методи діагностики повинні виявляти нестандартні ситуації і своєчасно перебудовувати алгоритми управління, підтримуючи при цьому параметри мікроклімату з мінімально можливим відхиленням. При неможливості вирішення ситуації без участі людини, система видає відповідне аварійне повідомлення.
1. Технічне завдання
1.1 Загальні відомості
Справжнє технічне завдання розроблено відповідно до ГОСТ 34.602-89 "Інформаційна технологія. Технічне завдання на створення автоматизованої системи ".
Найменування системи
Автоматизована система управління і контролю клімату в тепличних господарствах. Умовне позначення - АСУ ККТХ.
Шифр ​​роботи
ІА63.061100.005 ТЗ
Організації - Учасники розробки
Замовник - НТУУ В«КПІВ», ФІОТ, кафедра аутса.
Розробники АСУ ККТХ: ст. гр. ІА-63, Левичев А., Мельник М.
Підстава для розробки
Підставами для розробки АСУ ККТХ є:
- Навчальний план спеціальності В«Системи управління і автоматикиВ» (шифр 7.0914.01);
- Робоча програма по курсу В«ПКСУВ»;
- Завдання на курсове проектування, видане керівником.
Терміни початку і закінчення розробки АСУ ККТХ
Початок робіт - 01.09.09 р.
Закінчення робіт - 30.01.10 р.
Примітка:
У разі зміни технологічної схеми об'єкта термін закінчення робіт підлягає коригуванню.
Порядок контролю і прийому
Оформлений курсової проект підписується виконавцем, перевіряється та підписується керівником та представляється до захисту в установленому порядку.
Зміни і доповнення
Справжнє ТЗ може бути уточнено в процесі розробки і проектування АСУ ТП шляхом випуску доповнень, затверджених в установленому порядку.
1.2 Призначення АСУ ККТХ
Призначення АСУ ККТХ
АСУ ККТХ призначена для виконання комплексу інформаційних і керуючих функцій, що забезпечують:
- завдання добового циклу вологості і підтримання необхідного кліматичного режиму (при зміні завдання система забезпечує плавний перехід з одного стану в інший);
- контроль витрати води в каналі розпилення;
- збір, обробку та зберігання архівних даних;
- уявлення технологічної інформації в зручному для оперативного персоналу вигляді;
- реєстрація подій і ведення журналу тривог (наприклад, при виході значення вологості за межі встановленого діапазону);
- забезпечення можливості калібрування вимірювальних датчиків;
- підвищення продуктивності теплиці за рахунок жорсткого автоматичної підтримки необхідних параметрів;
- забезпечення можливості поступової модернізації та ускладнення системи за рахунок введення нових апаратних і програмних модулів.
Цілі створення АСУ ККТХ
Цілями створення АСУ ККТХ є:
- Впровадження високоефективної, сучасної автоматизованої системи управління, яка забезпечує підтримку необхідного кліматичного режиму за рахунок використання оптимальних контурів ПІД-регулювання;
- Забезпечення плавності переходу з одного стану в інший при відхиленні кліматичних умов від норми або при виникненні такої необхідності;
- Забезпечення достовірності та достатності інформації про технологічний процес і стан технологічного обладнання;
- Скорочення витрат на обслуговування і ремонт;
- Забезпечення високої надійності і ремонтопридатності систем керування та захисту;
- Оперативна звітність про економічні показники роботи водозабірного вузла;
- Накопичення інформації про технологічний процес і про роботу технологічного обладнання.
1.3 Загальна характеристика об'єкта управління
Короткі відомості про об'єкті автоматизації
Проект управління та контролю клімату в тепличних господарствах є типовим. У приміщенні площею 80 на 60 метрів з хорошою термоізоляцією вирощуються квіти, які вимагають де...