Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 1КонтрольТеплличКомбин

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
372.05 Кб
Скачать

СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛИЧНОГО КОМБИНАТА

Валерий Алюков, Владимир Куртов, Николай Куртов

Описана система контроля и регистрации технологических параметров тепличного комбината на основе модулей ADAM 4000 фирмы Advantech.

Выращивание сельскохозяйственной

 

ние на российском рын

продукции в тепличных условиях пред

 

ке технических и про

ставляет собой достаточно сложную

 

граммных средств веду

технологическую проблему. На величи

 

щих мировых фирм в об

ну будущего урожая влияет множество

 

ласти

автоматизации

факторов, и не последнюю роль при

 

позволило создать в ко

этом играет точность поддержания

 

роткие сроки и с мини

температурного режима в зависимости

 

мальными

затратами

от внешних погодных условий, вида вы

 

простую в эксплуатации,

ращиваемой культуры и степени ее зре

 

надежную и обладающую

лости.

 

хорошими метрологиче

Температурный режим, в свою оче

 

скими характеристиками

редь, зависит от температуры и давле

 

систему. Ее основой явля

ния теплоносителей, исправности ис

 

ется

технологическая

полнительных механизмов и трубопро

 

сеть на основе интер

водов, целостности материала теплиц,

 

фейса RS 485 c подклю

квалификации и дисциплины обслужи

 

ченным к ней IBM PC сов

вающего персонала.

 

местимым компьютером,

Для минимизации влияния перечис

 

измерительными

моду

ленных условий на тепличном комби

 

лями серии ADAM 4000

нате «РОСА» (г. Сосновый Бор Ленин

 

фирмы Advantech и рас

градской обл.) была разработана и вве

 

ходомером теплосчет

дена в эксплуатацию автоматизирован

 

чиком МТ 2000. Струк

ная система контроля технологических

 

турная

схема

системы

параметров «РОСА Т». Работы по авто

 

приведена на рис. 1. Пер

матизации производства в сельском хо

 

сональная ЭВМ через по

зяйстве, проводимые в 80 х годах в

 

следовательный

порт

СССР, не оставили заметного следа по

 

COM1 подключена к оп

причинам, уже упоминавшимся на стра

 

тоизолированному пре

ницах журнала «СТА». Однако появле

 

образователю интерфей

 

4/97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Релейный

 

 

 

 

 

 

 

Релейный

 

 

 

коммутатор

 

 

 

 

 

 

коммутатор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Структурная схема системы контроля технологических параметров тепличного комбината «РОСА-Т»

(C) 1997 CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 330 3650 http://www.cta.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ми ADAM показан на

окончании суточной смены осуществ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 2.

 

 

 

 

 

ляется архивация измеренных техноло

 

 

 

 

 

 

 

 

Программное обес

 

 

 

гических параметров на гибком диске и

 

 

 

 

 

 

 

 

печение системы реа

 

 

 

принтере. Зарегистрированные пара

 

 

 

 

 

 

 

 

лизовано на

Borland

 

 

 

метры могут отображаться на экране

 

 

 

 

 

 

 

 

PASCAL 7.0 и работает

 

 

 

монитора в графическом и цифровом

 

 

 

 

 

 

 

 

под управлением MS

 

 

 

виде. Выбор объектов

отображения

 

 

 

 

 

 

 

 

DOS 3.3 и выше. В его

 

 

 

(теплицы, трубопроводы или расходо

 

 

 

 

 

 

 

 

состав входят основ

 

 

 

мер теплосчетчик) осуществляется с

 

 

 

 

 

 

 

 

ной исполняемый мо

 

 

 

помощью функциональных клавиш. На

 

 

 

 

 

 

 

 

дуль, программа визуа

 

 

 

рис. 3 показан вид экрана, отображаю

 

 

 

 

 

 

 

 

лизации архива заре

 

 

 

щего состояние теплиц, а на рис. 4 — эк

 

 

 

 

 

 

 

 

гистрированных тех

 

 

 

ран предупреждения оператору о пре

 

 

 

 

 

 

 

 

нологических параме

 

 

 

вышении заданного параметра. Техни

 

 

 

 

 

 

 

 

тров («черный ящик»),

 

 

 

ческие характеристики системы приве

 

 

 

 

 

 

 

 

а также программы те

 

 

 

дены в табл. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стирования техничес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Общий вид основных аппаратных средств системы

 

 

 

Таблица 1. Основные технические

 

ких средств, макросы

 

 

 

 

«РОСА-Т»

 

 

 

 

 

 

параметров

измери

 

 

 

характеристики системы «РОСА-Т»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельных каналов, поз

Число каналов по температуре

 

 

 

32

сов RS 232 < > RS 485 типа ADAM 4520,

 

воляющие включать и выключать любые

Число каналов по напряжению

 

 

 

32

дающему возможность подключения к

 

каналы, корректировать аддитивные и

Число каналов по расходу теплоносителей

2

сети до 32 измерительных модулей на

 

мультипликативные погрешности пер

Погрешность по температуре, °C

±0,5

расстоянии до 1200 метров. По двух

 

вичных датчиков, выбирать единицы из

Погрешность по напряжению, мВ

±1

проводной линии к ADAM 4520 под

 

мерений и конфигурировать внешний

Потребляемая мощность (без ПК), Вт

25

ключены модуль цифрового ввода/вы

 

вид пользовательского интерфейса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вода ADAM 4050, модуль измерения

 

Основной исполняемый модуль уп

 

 

Метрологические испытания систе

 

 

температуры термометрами сопротив

 

равляет работой системы без вмеша

 

 

мы осуществлялись посредством под

ления АDAM 4013, модуль измерения

 

тельства оператора. Каждые пять минут

 

 

ключения вместо первичных термомет

напряжений и токов ADAM 4012, а так

 

осуществляется опрос всех подключен

 

 

ров сопротивления метрологически ат

же расходомер теплосчетчик МТ 2000,

 

ных каналов с записью протокола изме

 

 

тестованного магазина сопротивлений,

находящийся на расстоянии 120 мет

 

рений на жесткий диск. В случае выхода

 

 

а вместо датчиков давления и положе

ров от измерительных модулей. Для

 

какого либо параметра за пределы уста

 

 

ния – калиброванного источника на

подключения большого количества дат

 

вок оператору выдаются визуальный и

 

 

пряжения. Испытания показали, что ос

чиков к одноканальным

модулям

 

звуковой сигналы предупреждения. По

 

 

новную погрешность вносят первич

 

ADAM 4012 и ADAM 4013 ис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные датчики, а погрешнос

пользуются 4 релейных ком

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тью измерительных модулей

мутатора по 16 дифференци

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ADAM в данном случае мож

альных каналов каждый типа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

но пренебречь.

 

PCLD 788 фирмы Advantech.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полугодовая эксплуата

Управление коммутаторами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ция системы показала ее вы

осуществляется

модулем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сокую надежность при рабо

ADAM 4050.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

те в тяжелых условиях (пыль,

С помощью коммутаторов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электромагнитные помехи

опрашиваются 23

датчика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от расположенных в этом же

температуры (по 4 датчика в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

помещении контакторов и

пяти теплицах, датчики тем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пускателей).

Значительно

пературы поливочной воды,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

повысилась ответственность

подпочвенной воды и наруж

Рис.3. График измерения температуры в теплице

 

 

 

 

 

персонала комбината,

так

ного воздуха), 15 датчиков

 

 

 

 

 

как любой технологический

положения исполнительных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

параметр постоянно

кон

механизмов (5 трехходовых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тролируется и регистриру

клапанов и 10 фрамуг) и 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ется. Агрономы фирмы полу

датчика давления пара и во

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чили инструмент для опре

ды в различных трубопрово

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деления влияния изменений

дах. Расходомер теплосчет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

климата на урожайность и

чик контролирует давление,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

качество продукции. Автома

температуру и расход воды в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тизированный учет подачи

прямом и обратном трубо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тепла от поставщиков позво

проводах. Питание измери

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лил уменьшить затраты на

тельных модулей и коммута

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оплату

теплоносителей. В

торов осуществляется от им

 

 

 

 

 

 

 

 

 

настоящее время осуществ

пульсного источника пита

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ляется

проектирование на

ния PWR 243. Общий вид

Рис.4. Предупреждающее сообщение оператору содержит конкретные основе

системы «РОСА Т»

монтажной панели с модуля

инструкции по исправлению ситуации

 

 

 

 

 

подсистемы управления тех

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4/97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53

(C) 1997 CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 330 3650 http://www.cta.ru

СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО

 

 

 

 

 

 

мам, а не по усредненным показателям,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что позволяет экономить от двух до

 

 

 

 

 

 

трех миллионов рублей в месяц.

 

 

 

 

 

 

Регистрация технологических пара

 

 

 

 

 

 

метров позволила повысить требования

 

 

 

 

 

 

к обслуживающему персоналу и свое

 

 

 

 

 

 

временно обнаруживать аварийные си

 

 

 

 

 

 

туации (разрушение покрытия теплиц,

 

 

 

 

 

 

разрыв трубопровода подпочвенного

 

 

 

 

 

 

обогрева). Возможный ущерб от этих

 

 

 

 

 

 

аварий мог бы составить около 30 млн.

 

 

 

 

 

 

рублей при их несвоевременной лока

 

 

 

 

 

 

лизации.

 

 

 

 

 

 

Исходя из этого, можно сделать вы

 

 

 

 

 

 

вод, что система уже окупила себя всего

 

 

 

 

 

 

за полгода эксплуатации.

 

 

 

 

 

 

В заключение хотелось бы выразить

 

 

 

 

 

 

благодарность директору агрофирмы

 

 

 

 

 

«РОСА» Курбатову И.Г. за помощь в со&

Так выглядит тепличное хозяйство снаружи…

 

 

 

 

нологическими параметрами

взамен

 

 

можно дать после окончания годичного

здании системы.

 

 

 

устаревшего оборудования производст

 

 

срока эксплуатации системы.

 

ва ГДР, а также подключение метеостан

 

 

Учет расхода теплоносителей позво

 

ции.

 

 

 

лил производить расчеты с теплосетя

 

Несколько слов о затратах. Именно

 

 

ми по фактически потребляемым объе

 

применение модулей УСО

серии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ADAM 4000 позволило создать систему

 

 

 

 

 

за 2 месяца от возникновения идеи до

 

 

 

 

 

запуска ее в опытную эксплуатацию.

 

 

 

 

 

При этом общие затраты на оборудова

 

 

 

 

 

ние (без учета ранее установленных

 

 

 

 

 

датчиков и кабельных линий) и оплату

 

 

 

 

 

труда составили всего около 25 милли

 

 

 

 

 

онов рублей.

 

 

 

 

 

 

Экономический эффект от внедрения

 

 

 

 

 

на тепличном комбинате «РОСА» систе

 

 

 

 

 

мы контроля технологических парамет

 

 

 

 

 

ров достигается в трех направлениях.

 

 

 

 

 

Повышение урожайности за счет бо

 

 

 

 

 

лее точного соблюдения климатических

 

 

 

 

 

режимов выращивания овощей. Агроно

 

 

 

 

 

мы фирмы ожидают прирост урожая от

 

 

 

 

 

1 до 2 % что составляет при годовом объ

 

 

 

 

 

еме в 7 миллиардов рублей сумму от 70

 

 

 

 

 

 

 

… и изнутри. Здесь и зимой сады цветут

до 140 млн. рублей. Более точную оценку

 

 

 

4/97

54

(C) 1997 CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 330 3650 http://www.cta.ru