Автоматизация микроклимата овощехранилища

Выбор и обоснование элементной базы системы управления отоплением Для контроля используется микроконтроллер, который собирает данные с датчиков и управляет работой всех агрегатов. В основном все помещения, а особенно городские квартиры, проектируются как инерционные системы.Здесь тяга воздуха происходит по законам физики и не требует дополнительных систем вентиляции. Однако в жаркую погоду из окон тянет угарным газом и испарениями асфальтового покрытия дорог. Для того, чтобы поддерживать комфортную температуру в помещении и при этомне вкладывать больших средств можно установить основные компоненты по упрощенной схеме: охлаждающее устройство, отопитель (нагревательный элемент) и управляющее устройство. Этого будет достаточно для комфортной работы или отдыха. Это важный фактор при выборе системы климат контроля [5]. Также, используя данную систему, можно легко установить дополнительную периферию в зависимости от помещения и целей. Благодаря этому получаем гибкую в настройке систему. Для того, что бы решить поставленную задачу можно использовать упрощенную схему без централизованного управления (рис.4.1).Рис.4.1 – Упращенная схема регулирования температуры без централизованного управленияПредлагается использовать следующую элементную базу: 1. Вольфрамовая нить 1кВт; 2. Вентилятор на ДПТ 2,5Вт; 3. Микроконтроллер AVR Atmega 8515; 4. Потенциометр b5k (5кОм); 5. Блок питания LCD 1602ZFC (Рис.4.2); 6. Транзистор КТ817Г; 7. Резистор 5,1 кОм; 8. Релейный модуль 10А (Рис.4.3); 9. Датчик температуры DS18b20 (Рис.4.4). Источник питания имеет напряжение 5В. Отдельно, для питания нагревательного элемента, используем напряжение сети ~220В. Рисунок 4.2 -Блок питания LCD 1602ZFCРисунок 4.3 - Релейный модуль 10АНа рисунке 4.4. представлен термодатчик, который является основным элементом устройства, кроме микроконтроллера. Рисунок 4.4 - Датчик температуры DS18B20Решено использовать датчик температуры DS18B20. Это цифровой термометр с программируемым разрешением, от 9 до 12–bit, которое может сохраняться в EEPROM памяти прибора. DS18B20 обменивается данными по 1-Wire шине и при этом может работать как в группе, так и быть единственным устройством на линии. DS18B20 состоит из ПЗУ, которое содержит 64-битный последовательный код. Данный код позволяет общаться с множеством датчиков DS18B20, которые установлены на одной шине: контроллер MicroLAN, температурный датчик, два регистра для хранения верхнего и нижнего порогов температуры и регистр конфигурации [6]. Термометр не содержит внутреннего источника.Он использует питание от однопроводной шины. Есть одна особенность: при измерении температуры и записи данных в ЭППЗУ ток потребления микросхемы может превышать 1 мА, в то время как максимальный ток, который может обеспечивать ведущая шина с помощью нагрузочного резистора 1,5…5 кОм, составляет 3,3…1 мА. Поэтому применение внешнего источника питания ускоряет преобразование температуры, поскольку от ведущей шины не требуется ожидания в течение максимально возможного времени преобразования. В этом случае все приборы DS18B20, которые расположены на шине, могут выполнять преобразование температуры одновременно и во время обмена данными с шиной. После завершения преобразования полученное значение сравнивается с величинами, хранящимися в регистрах TH и TL. Если измеренная температура выходит за установленные пределы, устанавливается сигнальный "флаг” (впрочем, его установка производится после каждого измерения). Выходные температурные данные DS18B20 калиброваны в градусах Цельсия [7]. Схема подключения датчика к микроконтроллеру показана на рисунке 4.5. Рисунок 4.5 - Конфигурация шиныПри включении устройства на дисплей выводится информация о подключенных датчиках. В нашем случае три датчика измерения температурына каждомэтаже. Показано, что датчики подключены. Затем с них снимаются данные и выводятся на дисплей. После этого происходит сравнение температуры окружающей среды с температурой, которую нужно поддерживать. При необходимости включается либо кондиционер (в виде вентилятора), либо нагревательный элемент (вольфрамовая нить). Температура, которую необходимо поддерживать задается программно. При модернизации устройства можно ввести потенциометр и им регулировать температуру, которую нужно поддерживать. Например, крайние положения потенциометра задать как 18°С и 30°С, а весь диапазон вращения потенциометра будет соответствовать промежуточным значениям температуры 18-30 градусов. Принципиальная электрическая схема показана на рисунке 4.6. Рисунок 4.6 - Принципиальная электрическая схема устройства В перспективе в данной системе можно установить регулятор мощности, для управления нагревательным элементом. ЗаключениеВ даннойкурсовой работе была разработанасистема управления отоплением в овощехранилище, которая осуществляет дискретное регулирование температурой в помещении. Был разработан алгоритм работы системы. Обозначены требования к структуре системы управления. Выбрана элементная база: вольфрамовая нить 1кВт; вентилятор на ДПТ 2,5Вт; микроконтроллер AVR Atmega 8515; потенциометр b5k (5кОм); блок питания LCD 1602ZFC (Рис.4.2); транзистор КТ817Г; резистор 5,1 кОм; релейный модуль 10А (Рис.4.3); датчик температуры DS18b20, а также выбран контур управления (ПИД-регулятор).На основе вышеперечисленного, была разработана принципиальная электрическая схема.Список использованной литературы1. Фурсенко, С.Н. Автоматизация технологических процессов : учеб. пособие / С.Н. Фурсенко, Е.С. Якубовская, Е.С. Волкова. – Минск: БГАТУ, 2007. – 592 с.2. Красько А.С. Схемотехника аналоговых электронных устройств./Томск: ТУСУР, 2006, 180 с.3. Автоматика – сервис [Электронный ресурс] / Поставщик современных систем и средств автоматизации для всех отраслей промышленности.4. Электропривод. Часть 1. Проектирование нерегулируемого электропривода рабочей машины [Текст]: учебно – методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию / БГАТУ; сост. В.В. Гурин, Е.В. Бабаева. – Минск, 2006. – 316 с.5. Якубовская, Е.С. Проектирование и САПР систем автоматизации: практикум / Е.С. Якубовская — Минск: БГАТУ, 2008. — 204 с.6. Пособие по проектированию автоматизированных систем управления микроклиматом производственных зданий (Москва Стройиздат 1989)7. http://www.syst.ru/vnedren/sau_mkt.htm - официальный сайт НПО «Систематехника».