Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

Свердловской области

«Краснотурьинский индустриальный колледж»

(ГАПОУ СО КИК)

Специальность 230113.51

Компьютерные системы и

комплексы (по отраслям)

Группа КС-111

Дипломный проект Тема: Разработка автоматизированной системы полива, проветривания и влажности для теплицы на Siemens logo!.

Допустить к защите

_________________

Зав. отделением

Забелина А. А.

	Разработал	Славкин Б.В
	Руководитель	Сереброва К.Д
	Рецензент
	Нормоконтроль	Балакина Ю.Н
	Консультант	Тихонова ..
	Председатель цикловой комиссии	Симонова Н.Х

Краснотурьинск 2015

ПЗ

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава 1. Теоретическая часть 5

Глава 2. Разработка автоматизированной системы полива, проветривания и влажности для теплицы 33

Глава 3. Экономическая часть 71

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85

ПРИЛОЖЕНИЯ 88

Введение

Актуальность данной работы такова, что 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.

Роль контроллера Siemens LOGO в том, что это универсальные программируемые модули, предназначенные для построения простейших устройств автоматического управления, прост в программировании и в эксплуатации.

Целью диплома является разработка автоматизированной системы полива, проветривания и влажности для теплицы на базе контроллера Siemens LOGO 12\24 rc!.

Для достижения поставленной цели дипломной работы необходимо решить следующие задачи:

• Выбрать контроллер для создания автоматизированной системы;

• Изучить и выбрать языки программирования для программирования контроллера;

• Подготовить и поиск необходимой элементной базы

• Выбрать датчики и исполнительные механизмы

• Разработать алгоритм работы программы

• Подготовить руководство для пользователя и для программиста

• Рассчитать затраты на создание проекта

• Изучить требования охраны труда для работы с электроприборами

Глава 1. Теоретическая часть

1.1 Характеристики контроллеров

1.1.1 Характеристика микроконтроллера семейства Сименс logo

Универсальные логические модули LOGO! являются компактными функционально законченными изделиями, предназначенными для построения наиболее простых программируемых устройств автоматического управления:

• Компактное, комфортабельное, экономичное и универсальное решение для построения наиболее простых устройств автоматического управления.

• Простота обслуживания, удобное и простое программирование.

• "Все в одном": интегрированный дисплей и клавиатура, программируемая логика, библиотеки встроенных функций, входы и выходы.

• 34 встроенные функции, до 130 функций на программу.

• Программирование с встроенной клавиатуры без использования программатора и специального программного обеспечения.

Назначение:

Логические модули LOGO! – это универсальные программируемые модули, предназначенные для построения простейших устройств автоматического управления. Они могут использоваться автономно или дополняться необходимым набором модулей расширения. Компактные размеры, относительно низкая стоимость, простота программирования, монтажа и эксплуатации позволяют получать на основе модулей LOGO! множество рентабельных решений для различных областей промышленного производства и автоматизации зданий.

Свободное программирование и возможность адаптации аппаратуры к требованиям решаемой задачи обеспечивает широкую универсальность модулей LOGO! и позволяет использовать их:

• Для управления электрическим освещением, дверями, воротами, тентами;

• Для управления вентиляторами, насосами, компрессорами, небольшими холодильными машинами и прессами;

• Для управления автоматическим включением резерва на насосных станциях и в распределительных устройствах;

• Для управления поливом в оранжереях;

• Для управления освещением витрин и мостов;

• В судовых и транспортных системах;

• В системах контроля доступа и т.д.

Таблица 1 – Технические характеристики контроллера

Показатель	Параметр
Источник питания
Входное напряжение	12/24 В постоянного тока
Допустимый диапазон	10.8 ... 28,8 В постоянного тока
Защита от обратной полярности	Да
Потребление тока
12 В постоянного тока	60 ... 175 мА
24 В постоянного тока	40 ... 100 мА
Буферизация электрического пробоя
12 В постоянного тока	тип. 2 мс
24 В постоянного тока	тип. 5 мс
Потери мощности
12 В постоянного тока	0,7 ... 2,1 Вт
24 В постоянного тока	1,0 ... 2,4 Вт
Резервирование часов реального времени при 25°C	тип. 80 часов без карты аккумулятора тип. 2 года с картой аккумулятора
Погрешность часов реального времени	тип. ± 2 с / сут.
Потенциальная развязка	Нет
Цифровые входы
Продолжение таблицы 1
Количество	8
Потенциальная развязка	Нет
Число быстродействующих входов	4 (I3, I4, I5, I6)
Входная частота
Нормальный вход	макс. 4 Гц
Быстродействующий вход	макс. 5 кГц
Входное напряжение L+
Сигнал 0	< 5 В постоянного тока
Сигнал 1	> 8,5 В постоянного тока
Входной ток при
сигнале 0	< 0,85 мА (I1...I6) < 0,05 мА (I1, I2, I7, I8)
сигнале 1	> 1,5 мА (I3... I6) > 0,1 мА (I1, I2, I7, I8)
Время задержки при
переходе от 0 к 1	тип. 1,5 мс <1,0 мс (I3 ... I6)
переходе от 1 к 0	тип. 1,5 мс <1,0 мс (I3 ... I6)
Длина линии (неэкранированной)	100 м
Аналоговые входы
Количество	4 (I1=AI3, I2=AI4, I7=AI1, I8=AI2)
Диапазон	0 ... 10 В постоянного тока полное входное сопротивление 72 кОм
Время цикла для генерации аналогового значения	300 мс
макс. входное напряжение	28,8 В постоянного тока
Длина линии (экранированной витой)	10 м
Предел погрешности	± 1.5 % при FS
Цифровые выходы
Количество	4
Тип выхода	релейные выходы
Потенциальная развязка	Да
Группами по	1
Управление цифровым входом	Да
Непрерывный ток Ith (на одну клемму)	макс. 10 А на реле
Импульсный ток	макс. 30 А
Нагрузка из ламп накаливания (25000 циклов переключения)	1000 Вт
Продолжение таблицы 1
Люминесцентные лампы с балластным сопротивлением (25000 циклов переключения)	10 x 58 Вт
Люминесцентные лампы с обычной компенсацией (25000 циклов переключения)	1 x 58 Вт
Люминесцентные лампы без компенсации (25000 циклов переключения)	10 x 58 Вт
Ухудшение параметров	отсутствие во всем диапазоне температур
Устойчивость к коротким замыканиям при cos 1	Защита по питанию B16, 600 А
Устойчивость к коротким замыканиям при cos 0,5 – 0,7	Защита по питанию B16, 900 А
Параллельное включение выходов для повышения мощности	Не допускается
Защита выходных реле (если требуется)	макс. 16 А, характеристика B16
Частота переключения
Механическая	10 Гц
Омическая нагрузка или лампы	2 Гц
Индуктивная нагрузка	0,5 Гц

Конструкция:

Логические модули LOGO! выпускаются в пластиковых корпусах размерами 72х90х55 мм и имеют степень защиты IP 20.

Степень защиты IP20 является одной из степеней защиты корпуса изделий от попадания внутрь посторонних предметов и воды. 

Конструкция модуля LOGO представлена на рисунке 1:

1. Клеммы для подключения питания электроники модуля.

2. Клеммы для подключения входных цепей.

3. Клеммы для подключения цепей нагрузки.

4. Интерфейс для установки модуля памяти или подключения

соединительного кабеля PC-LOGO!

5. Клавиатура (только в модулях LOGO! Basic).

6. Дисплей (только в модулях LOGO! Basic).

7. Интерфейс внутренней шины для подключения модулей

расширения.

8. Кодировочные пазы.

Рисунок 1-Конструкция модуля LOGO

Программирование LOGO!

Программирование модулей LOGO!Basic может выполняться с

клавиатуры при помощи встроенного дисплея. Процесс программирования сводится к последовательному соединению встроенных функциональных блоков и заданию параметров настройки (задержек включения / выключения, значений счетчиков и т.д.). Для выполнения всех этих операций используется система встроенных меню. Готовая программа может быть скопирована в модуль памяти.

Все встроенные функции хранятся в памяти логического модуля в виде двух библиотек. Библиотека GF содержит набор функций, выполняющих все основные логические операции. В библиотеку SF собраны специальные функции: триггеры, счетчики, таймеры, импульсные реле, компараторы, генераторы импульсов и т.д.

Стоимость контроллера 7000 тыс. Рублей.