1. Анализ предметной области.

1.1 Анализ систем управления верхнего уровня применяемых для управления параметрами микроклимата

Система верхнего уровня АСУ ТП – это современное комплексное решение для автоматического сбора, хранения и представления информации о текущем состоянии технологического объекта управления и автоматизированного дистанционного формирования команд управления механизмами и алгоритмами АСУ ТП.

Где связь? Напишите, что АСУ ТП состоят из таких элементов, потом распишите их.

Диспетчерский пункт располагается в месте указанном заказчиком и представляет собой автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. АРМ оператора представляет собой персональный компьютер с установленным на него программным обеспечением класса SCADA.

В число основных функций АРМ оператора входят:

 

·      опрос удаленных контроллеров и прием информации о текущем состоянии объекта диспетчеризации, выдача команд оперативного управления оборудованием объекта диспетчеризации на контроллеры, а также их диагностика;

·      предоставление оператору эффективного пользовательского интерфейса, включающего средства визуального представления отдельных подсистем объекта диспетчеризации, сигнализацию аварийных ситуаций на объекте, средства управления удаленным оборудованием, средства быстрого доступа к требуемой информации и пр.;

·      протоколирование и архивирование всех событий, происходящих на объекте диспетчеризации, в том числе аварийных, а также действий диспетчера, связанных с эксплуатацией системы; вывод информации диспетчеру о текущей или возникшей аварийной ситуации с выдачей необходимых рекомендаций в создавшейся ситуации. Вывод сообщений возможен звуковыми (в виде сирены), речевыми, световыми и текстовыми (мерцание) сообщениями или по желанию их комбинацией.

·      Диспетчерский комплекс

представляет собой программное обеспечение класса SCADA, работающее в среде операционных систем Windows XP и предназначено для создания верхнего уровня систем сбора информации и управления удаленным оборудованием. ПО «ДНК» позволяет создавать (АРМ) операторов автоматизированных систем управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

 

Типовая схема диспетчеризации теплицы.

Данная схема предусматривает вывод и отображение на АРМ диспетчера следующих параметров:

·         влажность воздуха в теплице;

·         температура почвы;

·         влажность почвы;

·         атмосферное давление;

·         концентрацию CO₂;

·         температура в трубопроводе прямой воды из котельной в трех контурах отопления (грунт, кровля, периметр);

·         температура в трубопроводе обратной воды в котельную по трем контурам отопления;

·         контроль положения регулирующих клапанов;

·         контроль включения циркуляционных насосов;

            Температура воздуха в теплице измеряется тремя цифровым датчикам, затем усредняется и выводится на АРМ оператора. Оператор имеет возможность контролировать температуру каждого отдельного датчика.

Температуры и другие параметры выводятся на экране в виде таблиц. При отклонении технологических параметров от заданных значений выводятся системное сообщение на экран компьютера и срабатывает звуковая сигнализация.

Система должна выполнять следующие функции:

• задание влажности и поддержание необходимого климатического режима, контроль расхода воды;

• знать и дозировать удобрения путем капельного полива

• сбор, обработку и хранение архивных данных;

• ручное и дистанционно-ручное управление

• представление технологической информации в удобном для оперативного персонала виде;

• регистрация событий и ведение журнала тревог (например, при выходе значения влажности за пределы установленного диапазона);

Для наглядного примера проанализируем преимущества и недостатки современных, на сегодняшний день, АСУ теплиц.

"Умная теплица" на базе ISaGRAF

АСУ построена на базе контроллеров LinPAC компании ICP DAS, программирование которых осуществлялось с помощью ведущей мировой системы программирования контроллеров в стандартах IEC 61131-3 и IEC 614999 - ISaGRAF. В качестве целевой задачи ISaGRAF для LinPAC использована инновационная разработка компании «ФИОРД» - ISaGRAF 5++ ACE Target и встроенные в исполнительную систему ISaGRAF средства графического интерфейса ISaGUI.

Теплица представляет собой один объем. В теплице установлено два датчика температуры воздуха. Теплица оснащена следующими инженерными системами:

· Подпочвенный обогрев;

· Надпочвенный обогрев;

· Зональный обогрев;

· Кровельный обогрев;

· Форточки (левые, правые);

· Рециркуляционные вентиляторы;

· Электродосвечивание;

· Полив.

Минусы данной системы:

• Используется всего два датчика по каждому параметру.

• SCADA-система “сырая” гораздо хуже чем Trace Mode 6.

• Не регулируется концентрация азота в воздухе.

• Слишком дорогая.

САУ “МКТ”

Система автоматизированного управления микроклиматом теплиц (САУ МКТ) предназначена для поддержания заданных графиков температуры воздуха, температуры грунта и влажности воздуха в теплице. Поддержание заданных параметров обеспечивается путем автоматического управления мощностью системы обогрева, положением форточек, пуском/остановом вентиляторов и газогенераторов.

САУ МКТ выполняет следующие информационные функции:

• ввод данных с метеостанции;

• сбор, обработка и представление информации на экранах персонального компьютера и местных пультов;

• создание архивов данных об истории технологического процесса и представление их в удобных для анализа формах (текст, графики, гистограммы и т.д.).

Применение САУ МКТ обеспечивает:

1. повышение производительности теплицы за счет жесткого автоматического поддержания требуемых параметров микроклимата;

2. снижение энергопотребления;

3. повышение уровня надежности и эффективности работы оборудования;

4. обеспечение персонала достоверной и своевременной технологической информацией.

Минусы системы:

• Отсутствие системы концентрации азота

• Отсутствие системы ведения отчетов

• Проводная сеть (витая пара)

Марат сделайте вывод в виде таблицы, состоящей из разделов Наименование системы управления Достоинства Недостатки.

У вас не реферат, есть содержание ДП. Оно нормальное. Возьмите главу 1 и 2 для отчета по практике и сделайте пункты в соответствии с названиями.

Автоматизация управления микроклиматом теплицы ГУП "Агрокомбинат "Майский" будет осуществляться путем модернизации существующего оборудования.

Прежде всего стоит выделить сигналы поступающие с датчиков на контроллер, на нижнем уровне автоматизации. Рассмотрим параметры замеряемые датчиками:

1. Температура

2. Влажность

3. Концентрация углекислого газа

4. Концентрация азота

5. Атмосферное давление

Комплекс технических средств может обслуживать 1 цех, с учетом того, что в цеху 6 теплиц, по 6 га в каждой. Территориально он расположен в самом цеху, в виде управляющих контроллеров в каждой теплице, которые через локльную сеть будут передавать данные в операционный центр. В операционном центре соответственно АРМ в виде ПК с установленной на него SCADA-системой.

Требования к компьютеру связаны с большим объемом обрабатываемой информации и необходимостью представления информации графически.

Рассмотрим и выберем целесообразные варианты передающей сетевой среды.

Как варианты для сравнения были выбраны:

1. Витую пару

2. Коаксиальный кабель

3. Волоконно-оптический кабель

4. WiMax

5. Wi-Fi

6. GPRS

Наиболее целесообразной, удобной, а так же относительно недорогой передающей средой является Wi-Fi . Она больше всех подходит под нашу систему.

Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Термин возник как игра слов с Hi-Fi и никак не расшифровывается (см. ниже).

Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.

Одним из наиболее распространенных стандартов является стандарт IEEE 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с.