Главная / Проектирование / Примеры проектов /

Фитотрон - моя первая АСУ

Самый первый мой проект был не связан с ПЛК. А это второй. Я начал работать над ним, когда учился на последнем курсе университета. И, конечно, этот проект не безупречен. Но это мой первый опыт использования ПЛК в реальном (а не учебном) проекте. Надо сказать, что система работает до сих пор, хотя со дня внедрения прошло уже около 12 лет.

Система не очень сложная, однако, поскольку это был мой первый проект, то я хотел воплотить в нём все свои тогдашние навыки - от разработки схем/чертежей до создания ПО для компьютера. То есть всё, чему нас учили в универе.

В итоге получилась полноценная, хотя и не идеальная, автоматизированная система управления (АСУ), где на нижнем уровне использовался ПЛК100 и модули аналогового ввода МВА8 (сейчас они уже не выпускаются), а на верхнем уровне - самописная SCADA-система (написал я её на Delphi).

Фитотрон - это климатическая установка. АСУ должна была поддерживать определённый климат в помещении: температуру, влажность, освещённость. Помещение использовалось в научных целях - для селекционной работы с зерновыми культурами.

Вот такая получилась структурная схема:

Задача была примерно такая:

• Есть два стеллажа, на которых размещаются горшки с растениями (зерновые).
• Есть помещение, в котором размещены эти стеллажи.
• В этом помещении надо поддерживать заданную влажность, температуру, и освещённость. После решили, что освещённость должна быть всегда наибольшая, а включать и выключать лампы надо в заданное время.

Задачу поддержания заданной влажности я решил так:

Мы установили в помещении датчики влажности, сигналы с которых попадали в АСУ. Там они обрабатывались и, если влажность в помещении была недостаточной, то система включала увлажнитель и вместе с ним насос, подающий воду в увлажнитель. Поскольку производительность насоса была выше, чем производительность увлажнителя, то был сделан обводной канал, через который лишняя вода попадала обратно в ёмкость.

В ёмкости также были датчики уровня. Система отслеживала уровень в ёмкости и не позволяла включать насос и увлажнитель, если воды в ёмкости не было.

Когда увлажнитель нагонял достаточную влажность, то система отключала и насос, и увлажнитель.

Несмотря на то, что датчики влажности были куплены совсем не дешёвые, для профессиональных задач, они работали неустойчиво - значение плавало в большом диапазоне, и в итоге мы отказались от такого алгоритма. Просто экспериментально определили, сколько должен работать увлажнитель для поддержания нужной влажности и добавили в систему возможность включать увлажнитель по времени.

Управление температурой выполнялось с помощью четырёх вентиляторов (2 приточных и 2 вытяжных). При достижении заданной температуры сначала включались вытяжные вентиляторы. Если температура не падала, то включались приточные. Когда температура достигала допустимого значения, вентиляторы отключались. От этого решения мы потом тоже отказались, потому что из-за большой влажности зимой вентиляторы примерзали. Вместо них мы потом установили умную систему вентиляции.

На тот период в компании, где я работал, отдела автоматизации ещё не существовало. Поэтому все монтажные работы должны были выполнять электрики. Чтобы им было удобно и понятно это делать, я разработал вот такую схему:

Электрикам очень понравилось - им не надо было даже заглядывать в электрическую схему и не надо было думать, как расположить оборудование в шкафу.

Я тогда впервые применил такой подход. И он оказался успешным. В последствии я всегда делал такие монтажные схемы. Только, кончено, они становились более совершенны. И подбор оборудования и материалов конечно, качественно улучшился. Но, напоминаю - это был первый мой реальный проект АСУ.

Ну а вот так примерно выглядит компьютерная программа, которую разработал тоже я для связи компьютера с системой:

Все данные от системы (текущие значения влажности, освещённости, температуры, состояния оборудования и т.п.) передавались на компьютер и обрабатывались этой программой. Данные записывались в базу данных. Потом можно было сформировать несколько отчётов. Также сообщения о состоянии системы отправлялись на электронную почту.

Ну вот таким был мой первый проект АСУ. Где-то может излишне сложный, где-то не совсем продуманный. Но эта система работает до сих пор, уже более 13 лет.