- •Дипломный проект Тема: Разработка автоматизированной системы полива, проветривания и влажности для теплицы на Siemens logo!.
- •Содержание
- •Глава 1. Теоретическая часть 5
- •Глава 2. Разработка автоматизированной системы полива, проветривания и влажности для теплицы 33
- •Глава 3. Экономическая часть 71
- •Введение
- •Глава 1. Теоретическая часть
- •1.1 Характеристики контроллеров
- •1.1.1 Характеристика микроконтроллера семейства Сименс logo
- •1.1.2 Характеристика микроконтроллера семейства Alpha
- •1.1.3 Характеристика микроконтроллера семейства Oвен
- •1.2 Описание языков программирования
- •1.2.1 Язык релейных диаграмм ld
- •1.2.2 Язык функциональных блоковых диаграмм fbd
- •1.2.3 Непрерывные функциональные схемы cfc
- •1.2.4 Структурированный текст st
- •1.2.5 Список инструкций il
- •1.2.6 Непрерывные функциональные схемы (cfc)
- •1.3 Модули расширения контроллера Siemens logo
- •1.3.1 Дискретные модули dm8 и dm16
- •1.3.2 Аналоговые модули am2. Am2 pt100 и am2 aq
- •1.3.3 Коммуникационный модуль logo! cm as-I
- •1.4 Блок питания logo! Power
- •Глава 2. Разработка автоматизированной системы полива, проветривания и влажности для теплицы
- •2.1Выбор элементной базы
- •2.2 Выбор датчиков и исполнительных механизмов
- •2.2.1 Датчик температуры наружного воздуха qac2010
- •2.2.2 Датчик влажности воздуха honeywell hih-4010-004
- •2.2.3 Датчик влажности почвы e63
- •2.2.4 Поворотный соленоид dgv- 50.95
- •2.2.5 Электромагнитный клапан для воды
- •2.2.6 Увлажнитель воздуха e93
- •2.2.7 Система капельного полива diy
- •2.2.8 Кабель силовой общего назначения пвс
- •2.3 Алгоритм работы
- •2.4 Разработка руководство пользователя
- •2.4.1 Исходное состояние программируемого контроллера
- •2.4.2 Работа с меню программируемого контроллера
- •2.4.3 Переход к «Главному меню» программируемого контроллера
- •2.4.4 Предварительные настройки программируемого контроллера
- •2.4.5 Загрузка коммутационной программы
- •2.4.6 Запуск и отладка коммутационной программы
- •2.5 Руководство для программиста
- •2.5.1 Программирование контроллера с помощью компьютера
- •2.5.2 Подготовка компьютера к работе с программируемым контроллером
- •2.5.3 Установка «logOiSoftComfort»
- •2.5.4 Ввод коммутационной программы в виде диаграммы (схемы) функциональных блоков (fbd)
- •2.5.6 Тестирование коммутационной программы
- •2.5.7 Загрузка и считывание программы из контроллера
- •2.5.8 Управление коммутационной программой
- •2.5.8 Отладка исполняемой в контроллере коммутационной программы
- •Глава 3. Экономическая часть
- •3.1 Расчет стоимости основных и расходных материалов
- •3.2 Расчет заработной платы
- •3.3 Расчет полной стоимости работ
- •3.4 Расчет полной себестоимости
- •3.5 Определение отпускной цены
- •Глава 4. Техника безопасности при работе с электроприборами
- •Заключение
- •Приложения приложение 1. Алгоритм работы датчиков и исполнительных механизмов работы
2.2.7 Система капельного полива diy
Устанавливается под каждое растение и соответственно происходит полив.
Рисунок 30 –Изображение капельного полива
2.2.8 Кабель силовой общего назначения пвс
Для присоединения электроприборов и средств малой механизации для садоводства и огородничества и других подобных машин, и приборов, для изготовления шнуров удлинительных на напряжение до 380 В для систем 380/660 В.
Рисунок 31 –Изображение силового провода ПВС
Конструкция:
Токопроводящая жила – медная или медная луженая круглой формы, многопроволочная класса 5 по ГОСТ 22483.
Изоляция – из ПВХ-пластиката.
Скрутка – изолированные жилы скручены без заполнителя. Изолированные жилы пятижильных проводов допускается скручивать вокруг сердечника.
Оболочка – из ПВХ-пластиката. Оболочка в проводах наложена с заполнением промежутков между жилами, придавая проводам круглую форму.
Вывод: Датчики были выбраны в соответствии с входными и выходными характеристика контроллера и подходящей ценовой категорией.
2.3 Алгоритм работы
Рассмотрим алгоритм работы датчиков и исполнительных механизмов (приложение 1)
Алгоритм работы датчика влажности земли (E63):
Считывание информации с датчика.
Проверка условия времени- (11:00-13:00).
Если условие времени- (11:00-13:00) не совпадает, то проверяется условие времени- (17:00-19:00).
Если условие времени- (17:00-19:00) не совпадает, то происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Если условие времени- (17:00-19:00) совпадает то происходит проверка следующего условия- влажность земли не должна быть (<85%).
Если условие- влажности земли (<85%) не совпадает, то происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Если условие- влажности земли (<85%) совпадает происходит- (полив).
После (полива) происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Если условие времени- (11:00-13:00) совпадает то проверяется условие- влажности земли (<85%).
Если условие- влажности земли (<85%) не совпадает, то происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Если условие- влажности земли (<85%) совпадает происходит- (полив).
После (полива) происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Алгоритм работы датчика температуры наружного воздуха (QAC2010):
Считывание информации с датчика.
Проверка условия времени- (8:00-22:00).
Если условие времени- (8:00-22:00) не совпадает, то проверяется условие- температуры воздуха (>150с).
Если условие- температуры воздуха (>150с) не совпадает, то происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Если условие- температуры воздуха (>150с) совпадает происходит (открытие форточки).
После (открытия форточки) происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Если условие времени- (8:00-22:00) совпадает, то проверяется условие- температуры воздуха (>250с).
Если условие- температуры воздуха (>250с) не совпадает, то происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Если условие- температуры воздуха (>250с) совпадает происходит (открытие форточки).
После (открытия форточки) происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Алгоритм работы датчика влажности воздуха HIH-4010-004
Считывание информации с датчика.
Проверка условия- влажность воздуха (<85%).
Если условие- влажности воздуха (<85%) не совпадает, то происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Если условие- влажности воздуха (<85%) совпадает происходит- (распыление).
После (распыления) происходит считывание информации с датчика (Пункт 1).
Описание работы проекта
Рассмотрим работу программного продукта с датчиком температуры воздуха, представленным на рисунке 32.
Рисунок 32 – программа с датчиком температуры
Сигнал с аналогового датчика PT100 (Ai1) поступает на вход аналогового порогового выключателя (B005) где сравнивается с установленным значением, при значении температуры больше 250С на выходе аналогового порогового выключателя (B005) имеем сигнал «1», который приходит на второй вход элемента И (B007). Симметричный таймер (B006) в зависимости от установленных временных ограничений (с 8:00-22:00) на своем выходе дает сигнал «1», который приходит на 1 вход элемента И (B007). Если на входах элемента И (B007) присутствуют две единицы, тогда через элемент ИЛИ (B011) получаем на выходе сигнал «1», что означает открытие форточки.
Сигнал с аналогового датчика PT100 (Ai1) поступает на вход аналогового порогового выключателя (B001) где сравнивается с установленным значением, при значении температуры больше 150С на выходе аналогового порогового выключателя (B001) имеем сигнал «1», который приходит на второй вход элемента И (B010). Симметричный таймер (B008) в зависимости от установленных временных ограничений (с 22:00-8:00) на своем выходе дает сигнал «1», который приходит на 1 вход элемента И (B010). Если на входах элемента И (B010) присутствуют две единицы, тогда через элемент ИЛИ (B011) получаем на выходе сигнал «1», что означает открытие форточки.
Таблица 16 - истинности
B006 |
B005 |
B008 |
B001 |
В007 |
В010 |
В011 |
Q1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Рассмотрим описание работы программного продукта с датчиком влажности почвы, представленным на рисунке 33.
Рисунок 33 – программа с датчиком влажности почвы
Сигнал с аналогового датчика (Ai2) влажности почвы поступает на аналоговый компаратор (B002), если влажность меньше 85% то на выходе сигнал «1», который взводит RS триггер (B003). Сигнал «1» с выхода RS триггера (B003) приходит на вход элемента ИЛИ (B009). Для того чтобы включился полив на другой вход элемента И (B009) ИЛИ (B028) должен прийти сигнал «1» с одного из семидневных таймеров (B012) или (B015) которые работают с (11:00-13:00) или (17:00-19:00) соответственно. Отключение полива происходит либо по истечении времени одного из таймеров, либо при влажности почвы больше 85%.
Таблица 17 – истинности
B012 |
B015 |
B002 |
B014 |
B028 |
B003 |
B009 |
Q2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 состояние не изменяется |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
сброс на 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
установка на 1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
сброс на 0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 состояние не изменяется |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
сброс на 0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
установка на 1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
сброс на 0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 состояние не изменяется |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
сброс на 0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
установка на 1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
сброс на 0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 состояние не изменяется |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
сброс на 0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
установка на 1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
сброс на 0 |
0 |
0 |
Рассмотрим описание работы программного продукта с датчиком влажности земли представленным на рисунке 34.
Рисунок 34 - программа с датчиком влажности земли
Сигнал с аналогового датчика (Ai3) поступает на вход аналогового компаратора (B004) где сравнивается с константой 85% если влажность воздуха меньше 85%, сигнал «1» с выхода аналогового компаратора (B004) взводит RS триггер (B016) и происходит разбрызгивание воды. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока влажность воздуха не повыситься выше 85%, подача воды прекратиться. При снижение влажности воздуха меньше 80% на выходе аналогового порогового выключателя (B017) появляется сигнал 1, который приходит на вход RS триггера (B016). Выходной сигнал RS триггера меняется с «0» на «1» и происходит включение разбрызгивания воды. Тем самым влажность воздуха поддерживается в диапазоне от 80% до 85%.
Таблица 18 – истинности
B004 |
B017 |
B016 |
Q3 |
0 |
0 |
0 состояние не изменяется |
0 |
0 |
1 |
сброс на 0 |
0 |
1 |
0 |
установка на 1 |
1 |
1 |
1 |
сброс на 0 |
0 |
