Разработка АСУ технологическими процессами в тепличном хозяйстве

ВВЕДЕНИЕ 5
1 Анализ работы тепличного хозяйства 8
1.1 Технологический процесс АСУ «Тепличное хозяйство» 8
1.1.2 Технологический процесс «Отопление» 8
1.1.3 Технологический процесс «Кондиционирование» 9
1.1.4 Технологический процесс «Проветривание» 10
1.1.5 Технологический процесс «Резервирование и подготовка воды» .... 11
1.1.6 Технологический процесс «Полив» 12
1.1.7 Технологический процесс «Увлажнение воздуха» 13
1.1.8 Технологический процесс «Досвет, Дежурное и Аварийное
освещение» 13
1.2 Обзор аналогов АСУТП 15
2 Разработка схем технологических процессов 17
2.1 Общая схема управления технологическими процессами 17
2.2 Схема управления насосом 18
2.3 Схема управления вентилятором 19
2.4 Классический ПИД-регулятор 20
2.5 Расчёт параметров регулятора 21
2.5.1 Качество регулирования 21
2.5.2 Выбор параметров регулятора 23
2.5.3 Настройка параметров регулятора по методу Зиглера и Никольса .. 24
2.5.4 Метод CHR 26
2.5.5 Ручная настройка ПИД регулятора, основанная на правилах 28
2.5.6 Автоматическая настройка и адаптация 29
2.5.7 Основные принципы автоматической настройки 31
2.5.8 Табличное управление 33
2.6 Выбор аппаратных компонентов 34
2.6.1 Выбор микроконтроллеров 34
2.6.2. Выбор и проектирование плат 42
2.6.3 Выбор датчиков 48
2.6.4 Выбор управляющих компонентов 54
3 Разработка программ для микроконтроллера и ПК 63
3.1 Разработка алгоритмов управления 63
3.2 Разработка верхнего уровня в SCADA системе 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 72
ПРИЛОЖЕНИЕ А 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 77

Купить

В рамках выпускной квалификационной работы выполняется разработка «АСУ технологическими процессами в тепличном хозяйстве» для автоматизирования и контроля технологических процессов.
В настоящее время индустрия сельского хозяйства приобретает всё большее значение и актуальность в связи с импортозамещением. Тепличное хозяйство - это предприятие, предназначенное для круглогодичного выращивания овощей, фруктов, цветов в производственных масштабах.
Объектом исследования является предприятие: личное подсобное хозяйство (ЛПХ) «Частное подворье».
Предмет исследования - технологические процессы тепличного хозяйства: забор воды, фильтрация, обеззараживание, капельный полив, увлажнение воздуха, кондиционирование, проветривание, отопление, досвет.
Актуальность исследования состоит в том, что при существующем устойчивом и быстрорастущем спросе на сельскохозяйственные продукты, ЛПХ «Частное подворье» не может вырастить достаточное количество овощей, из-за отсутствия автоматических систем, нарушения агротехнологических процессов и растущими в связи с этим расходами.
Основные проблемы ЛПХ «Частное подворье» заключаются в: Отсутствие контроля кондиционирования.
- Высокие температурные амплитуды при ручном поддержании температуры в пределах допустимой
- Допуск сильного снижения температуры, тормозит рост растений и требует отопления.
- Излишние энергозатраты на стабилизацию температуры.
Отсутствие контроля системы отопления.
- Высокие температурные амплитуды при ручном поддержании температуры в пределах допустимой
- Допуск перегрева, требует кондиционирования и проветривания.
- Излишние энергозатраты на стабилизацию температуры.
Отсутствие систем забора, фильтрации, обеззараживания и резервирования воды.
- Нефильтрованная вода может содержать в себе различные вещества, придающие жесткость воде и меняющие её показатель Ph.
- Вода без ультрафиолетовой очистки может содержать в себе микроорганизмы, что является нарушением санитарных норм и может нанести вред растениям.
- Отсутствие резерва воды, ведёт к нарушению технологических процессов полива и увлажнения при перебоях в водоснабжении.
Отсутствие систем автоматического капельного полива.
- На орошение земель большой площади затрачивается большое количество времени и задействуется большое количество сотрудников.
- При ручном поливе растения получают повреждения от неконтролируемого потока воды.
- Перерасход воды из-за орошения неиспользуемой почвы между растениями.
- Капли воды имеют эффект лупы и находясь на листьях сжигают их Нарушение технологического процесса
- Все вышеперечисленные проблемы приводят нарушению технологических процессов и повышают убыточность предприятия.
Внедряя в организацию АСУ технологическими процессами в тепличном хозяйстве, оптимизируется работа всего предприятия в целом. Снижение энергозатрат и численности штата и повышение урожайности будут способствовать успеху бизнеса.
Целью данной выпускной квалификационной работы является повышение эффективности агротехнологических процессов тепличного хозяйства за счет разработки АСУ Технологических процессов тепличного хозяйства для автоматизации и контроля за технологическими процессами.
Для достижения поставленной цели требуется решить некоторые задачи. Задача любого предприятия сферы сельского хозяйства - выжить в условиях жесткой конкуренции и заполучить как можно большую часть потенциальных клиентов. В настоящее время одним из основных средств повышения конкурентоспособности ПЛХ является автоматизация его работы.
Основными задачами автоматизации тепличного хозяйства являются:
- Улучшение качества работы организации;
- Повышение скорости и эффективности орошения земель;
- Снижение энергозатрат и затрат на воду;
- Снижение затрат на заработную плату рабочим путём сокращения штата.
Функциональные возможности, связанные с автоматизацией технических процессов тепличного хозяйства:
- Управление температурными рамками системы кондиционирования;
- Управление температурными рамками системы отопления;
- Управление температурными и временными рамками системы проветривания;
- Управление резервированием и подготовкой воды к использованию;
- Управление капельным поливом на основании влажности земли.
- Управление влажностью воздуха в теплице на основании текущих показаний.

Купить