У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

тема автоматизации микроклимата теплицы в зимний период по дисциплине- МТСА Студент 4 кур

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2015-07-05

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 7.4.2025

УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Кафедра АСУП

Курсовой проект

на тему: Микропроцессорная система автоматизации микроклимата теплицы в зимний период

по дисциплине: МТСА

Студент 4 курса __________ Ротько Г.Ю.

группа 7а

шифр зачетной книжки 104133

Руководитель __________ Жур А.А.

МИНСК 2013

[6] 1.4 Рекуперация отходящих газов котельной
           1. При нагнетании отходящих газов котельной (ОГК), отходящие от котла газы (дым) очищают с помощью палладиевых катализаторов или водяных скрубберов, охлаждают с частичным отделением водного конденсата, и затем подают в теплицу по распределительным газопроводам, нередко многократно разбавляя атмосферным воздухом. К растениям газы поступают через перфорированные полимерные рукава большого диаметра, которые отходят от распределительного газопровода внутри теплицы. Эта наиболее распространённая в мире группа технологий подкормки.
           2. Подкормка производится частично осушенными продуктами сгорания природного газа с основным химическим составом: 87.2% N2, 10.6% CO2, 2.1% O2. Возможны значительные изменения состава продуктов сгорания, зависящие от режима работы теплового котла и от конструкции горелки; при этом содержание СО2 может на практике изменяться в диапазоне 6-11%. Недостатком данной технологии подкормки также является попадание в воздух теплицы сопутствующих продуктов сгорания топлива: окиси углерода (CO), оксидов азота (NO, NO2, N2O), диоксида серы (SO2), этилена (C2H4) и бенз(а)пирена (C20H12). Концентрация в дыме этих токсичных соединений сильно зависит от режимов работы горелки теплового котла (табл. 2). Степень очистки от тех же оксидов азота с помощью палладиевого катализатора составляет не более 40-75%; даже при многократном разбавление ОГК воздухом, ПДК токсичных компонентов в воздухе рабочей зоны может многократно превышать предельно допустимые концентрации для человека (по ГН 2.2.5.1313-03) и растений. При неполном осушении отходящих газов, обильно образующийся конденсат в распределительных рукавах часто создаёт проблемы с прохождением по ним газов и провоцирует развитие серой гнили на растениях, растущих под рукавом.
          3. Растения возможно подкармливать весь период выращивания – от появления всходов по прекращения вегетации. Система подачи отходящих газов через перфорированные полимерные рукава, в отличие от системы прямой газации, технически позволяет поддерживать определённый уровень СО2 и при открытых фрамугах в жаркую погоду .
          4. Возможно дозировать СО2 весь световой день, соответствуя как изменению факторов окружающей среды (освещённость, температура и влажность), так и биологической (сортовой) суточной динамике фотосинтеза, но точность дозирования невысокая. Это происходит из-за того, что содержание СО2 в дыме: а) зависит от режима работы горелки котла, б) недостаточно велико (максимально 11%, на практике 4-5%) для устойчивого поддержания рекомендуемой концентрации в воздухе теплицы в случае увеличения вентилирования. Скачкообразные изменения концентрации СО2в воздухе, окружающем растение, могут вызывать у них стресс, затормаживающий процесс фотосинтеза.
          5. Изменяя высоту подвеса полимерных рукавов (если это предусмотрено), можно подавать отходящие газы по зонам – к точкам роста, в зону активных листьев, или в прикорневую зону .
          6. Отходящие газы равномерно распределяется по всей площади теплицы через систему пластиковых рукавов .
          7. Нагнетание осушенных отходящих газов с температурой, равной с температурой воздуха в теплице, мало влияет на температурно-влажностный режим в теплице. Подкормку отходящими газами допустимо использовать при светокультуре только при условии их полной очистки от фитотоксичных газов.
              8. С точки зрения охраны труда использование этой технологии безопасно, при условии качественной очистки отходящих газов.
            9. Дополнительной хозяйственно-ценной функцией некоторых систем подкормки ОГК является возможность запасать в специальном тепловом аккумуляторе избыточное тепло от работающего котла, которое идёт на обогрев теплицы в то время, когда котёл не работает – это значительно экономит природный газ (около 500 тыс. м³/га в год).
            10. Капитальные вложения при внедрении этой системы подкормки достаточно велики. Необходимо использовать специализированные котлы с возможностью отбора отходящих газов. Главное требование к горелкам подобных котлов – работать в постоянном режиме, неизменно обеспечивая полное сгорание топлива, с минимальным образованием побочных продуктов горения. Высокотехнологичные импортные газовые горелки имеют очень высокую стоимость, их возможно установить далеко не на все модели котлов. Палладиевые катализаторы для очистки отходящих газов весьма дороги.
            Потребуются смонтировать систему магистральных и распределительных газоходов, приобрести дорогие пластиковые рукава большого диаметра и высоконапорные вентиляторы. Минимальный набор оборудования также включает в себя датчик CO2 и набор датчиков токсичных газов, полнофункциональную систему управления (климат-компьютер).
            11. Подача ОГК в теплицы является весьма энергоёмким процессом, так как при приоткрытых фрамугах системе газораспределения приходится в конечном итоге замещать весь воздух в теплице дымом из трубы (в 10 м³ неразбавленного воздухом дыма содержится не более 0,9 м³ СО2), поэтому применяются высоконапорные вентиляторы, потребляющие при эксплуатации очень много электроэнергии. При большой площади комбината и значительном удалении теплиц от котельной, также очень велики затраты электроэнергии на перекачку огромных объёмов дымовых газов по магистральным газоходам .
Выделяющийся в значительных количествах из ОГК водяной конденсат (около 0,11-0,12 кг/кг), подкисленный частично растворёнными СО2, SO2 и NO2, вызывает постепенную коррозию металлических отводящих газоходов, а также может приводить к частому выходу из строя дорогостоящих высоконапорных вентиляторов .
Поскольку в принципе отсутствует возможность сохранить и накопить дымовые газы для использования в нужный период, то летом для осуществления подкормки приходится специально пережигать большое количество топлива и амортизировать оборудование котельной, что экономически приемлемо лишь при условии высоких цен на тепличную продукцию. При этом наблюдается очень значительные потери тепловой энергии из-за отсутствия во многих хозяйствах эффективных систем её утилизации (тепловых аккумуляторов, тепловых насосов).
             12. Для обслуживания системы подкормки ОГК не требуются никаких новых специалистов .
             13. Для повышения эффективности подкормки и экономии природного газа исключительно важно снизить потери на вентиляцию, т.е. стремиться держать фрамуги в каждый момент времени минимально открытыми, и также избегать непроизводительных потерь CO2. Это можно достичь тремя различными способами. Во первых, охлаждением теплицы кровельными форсунками. Во вторых, использованием современной быстродействующей системы управления форточной вентиляцией, которая позволяет точно позиционировать фрамуги, незамедлительно реагируя на любые изменения погодных условий. (К сожалению, на многих комбинатах установлены ненадежные приводы форточной вентиляции теплиц. В таких теплицах нежелательно частое открытие форточек или изменение положения фрамуг на малую величину, так что для реальной экономии углекислого газа и тепла, может потребоваться реконструкция механизмов открывания.) При программировании климат-компьютера (на открытие фрамуг) следует учесть, что при систематических подкормках допустима более высокая температура в теплице, поскольку при повышенном содержании CO2 в воздухе температурный оптимум фотосинтеза у высших растений смещается вверх (на 1-4 ºC в зависимости от культуры, сорта и уровня освещённости). В третьих, используя системы мониторинга растений, контролировать реальную суточную динамику фотосинтеза – для выявления полуденной депрессии и более точного поддержания оптимальных концентраций CO2.
Для повышения эффективности работы распределительной системы в теплице, предохранения металлических магистральных и распределительных газоходов от коррозии и предотвращения выхода из строя напорных вентиляторов вследствие попадания подкисленного водного конденсата, целесообразно устанавливать непосредственно за тепловым котлом «конденсационный утилизатор» тепла отходящих газов. Подобные недорогие устройства, изготовленные из коррозионностойких материалов, обеспечивают наряду со снижением температуры и влагосодержания ОГК, повышение КПД теплового котла на 5-7% и более за счёт использования скрытой теплоты конденсации паров воды .
В ряде случаев экономически целесообразна модернизация системы подкормки ОГК путём подключения оборудования, использующего привозную жидкую углекислоту в изотермической цистерне, из которой восстановленный СО2 через устройства подогрева и регулирования подачи может подаваться в теплицу как в смеси с отходящими газами котельной, так и в чистом виде. Это решение позволяет не пережигать летом природный газ и снизить до минимума нагрузку на оборудование котельной, а также стабилизировать содержание СО2 в газовой смеси для подкормки. Для современных высоких теплиц рекомендуется применение группы специальных циркуляционных вентиляторов, создающих равномерное круговое движение воздуха внутри сооружения, на небольшой скорости – до 1 м/с. Подобное техническое решение, в частности, гарантирует равномерную концентрацию СО2 в воздухе (по площади теплицы) и улучшенный газообмен растений.Возможные направления будущего совершенствования технологии:
а) заимствование из химической промышленности современных систем очистки отходящих газов от фитотоксичных примесей при любых режимах работы горелок тепловых котлов, и соответственно отказ от палладиевых катализаторов;
б) концентрирование СО2 из отходящих газов до 50% и более, и подача очищенной концентрированной газовой смеси в теплицу (проект настоящей установки уже разработан);
в) полное осушение отходящих газов в конденсационных утилизаторах или мембранных осушителях.

[7] 1.5 Поддержание микроклимата в теплице с помощью электрокалорифера.

[8] 2. Выбор оборудования, исполнительных механизмов и их параметры

[8.0.1] Технические характеристики калориферов ПНЕ (СФО)

[9] 2.2 Датчик температуры

[10] 2.3Датчик влажности HIH-40104020/4021

[11] 2.4Датчик концентрации CO2 серии CO100 (0–10В)

[11.1] 2.6 Электродвигатель АИР63AB2

[11.2] Технические характеристики электродвигателя АИР 63АB2.

[12] 3. Выбор и описание контроллера

[13] 4. Краткое описание работы алгоритма системы автоматизации микроклимата в птичнике.

[14] Заключение

Введение

Микроклимат теплицы – это совокупность всех климатических показателей внутри теплицы: температуры, влажности, освещенности и т.д

Комплексная механизация, электрификация и автоматизация технологических процессов является главным направлением развития современного сельского хозяйства.

Внедрение систем автоматизации в сельскохозяйственном производстве позволит завершить комплексную автоматизацию трудоемких процессов в животноводстве и птицеводстве, повысить производительность труда, сократить численность работников, улучшить качество продукции и снизить затраты на ее производство.

В данной курсовой работе рассматривается система автоматического управления микроклиматом по нескольким параметрам, предназначенной для автоматического управления микроклиматом (температурой, влажностью и СО2) в теплицах.

Защищенный грунт (теплицы, парники, утепленный грунт) широко используются для выращивания овощей и разнообразного посадочного материала. Достаточно отметить, что большинство овощных культур выращивают из рассады, приготовленной в парниках.

Автоматизация технологических операций в защищенном грунте дает несомненный эффект: увеличивается производительность и улучшаются условия труда, экономится топливо и электроэнергия, снижается заболевание посадочного материала, повышается урожайность и снижаются сроки созревания растений, овощей и других культур.

1. Поддержание микроклимата в теплице

Оптимальный микроклимат в теплице – главное условие высокой урожайности выращиваемых в ней культур. Обеспечить возделываемые агрокультуры всем необходимым можно, если использовать для этого подходящие металлоконструкции и технологические системы, создаваемые специально для тепличных объектов.

1.1 Поддержание необходимого микроклимата

Создание благоприятных условий для выращиваемых растений в системах закрытого грунта довольно кропотливый и сложный процесс, включающий в себя много факторов. Современные технологии производства и инновационное оборудование позволяют создавать тепличные комплексы с максимально продуманными системами жизнеобеспечения растений.

В настоящее время, особенно в промышленных теплицах, практикуют использование автоматических систем, которые облегчают контроль над такими важными показателями, как степень влажности почвы и воздуха, температурный показатель, уровень освещения и вентиляции тепличного помещения. Блочные и туннельные конструкции со светопрозрачным пленочным покрытием, славящимся своими отменными теплоизоляционными. Надежные и прочные металлоконструкции в совокупности с новейшим оборудованием для теплиц и системами обеспечения оптимального микроклимата идеально подходят, как для крупных тепличных объектов, так и для небольших комплексов защищенного грунта. Специалисты завода осуществляют проектирование будущего объекта исходя из климатической зоны, где будет эксплуатироваться теплица, сортов растений, которые планируется возделывать и требуемых условий для их выращивания.

Особенно губительными для растений могут быть перепады температур, а также излишня влажность, которая приводит к возникновению насекомых и отрицательно сказывается на выращиваемых культурах. Снабжение тепличных комплексов всеми необходимыми инженерно-технологическими системами позволяет избежать любого негативного влияния на растения.

1.2 Основные системы жизнеобеспечения растений в теплицах

Прозрачное покрытие тепличных конструкций помогает аккумулировать в теплице большую часть солнечной энергии. Дополнительное регулирование температуры, освещения и затемнения, степени влажности и наличия свежего воздуха способствуют увеличению эффективности выращивания различных видов овощных культур, зелени, ягод, цветов. Все реализуемые проекты тепличных комплексов разрабатываются на основании агрономических знаний и возможностей современного оборудования. Все это в комплексе способствует созданию технологически оснащенных тепличных объектов современного типа, обеспечивающих высокую урожайность выращиваемых агрокультур.

Влажность в теплице играет важную роль в течение всего вегетационного процесса. Именно она создает тот микроклимат, который так необходим для развития и роста растений. Недостаточное или избыточное количество влаги может решающим образом повлиять на конечный урожай сельскохозяйственной культуры. Для оценки тепличной влажности нужно понимать природу этого явления. Как известно, воздух не существует абсолютно сухим. Он всегда содержит в себе влагу в виде пара. Водяной пар незаметен для человеческого глаза, мы замечаем его, когда он выпадает в виде капелек росы или тумана. Насыщение влагой воздуха происходит при определенной температуре и не может длиться бесконечно. Чем выше температура, тем больше влаги может поглотить воздух. Кроме температуры, на влажность в теплице влияет воздухообмен. Для хорошего или приемлемого воздухообмена необходимо использовать вентиляционную систему (торцевое и боковое проветривание). Для контроля и поддержки оптимальной влажности в теплице необходимо предусмотреть возможность искусственного увлажнения. Так, вы можете увлажнять дорожки между растениями из шланга, либо установить систему искусственного туманообразования в верхней части теплицы. Суть такой системы заключается в получении мелкодисперсного распыления в виде тумана. Как результат, получаем повышение влажности и понижение температуры, что также очень важно для оптимального роста растений днем. Контроль влажности в теплице должен происходить круглосуточно, так как у растений в зависимости от времени суток различная необходимость во влаге. Растения наиболее чувствительны к низкой влажности во время прорастания семян и в период цветения. В результате плохого увлажнения может быть низкая всхожесть растений. Необходимо помнить, что пересушенная пыльца не может опыляться, в таком случае пыльник не растрескивается. Высокие температуры стерилизуют пыльцу. Таким образом, не соблюдая нормы влажности, вы рискуете получить пустые кисти без завязи.
Пересушенный воздух в теплице способствует развитию клеща (огурец). С такой проблемой сталкиваются почти все тепличники. Во избежание этого, нужно просто повысить влажность. Оптимальной влажностью воздуха считается 50-60 % содержание влаги, ну а влажность почвы должна быть в пределах 65-80 % в зависимости от выращиваемой культуры. Температура воздуха не должна превышать 30 °С. Все вышеуказанное касается дневных показателей. Ночью же, растения должны быть сухими, поэтому добиваются минимальной влажности в теплице. Это объясняется тем, что температура окружающей среды ночью ниже дневной и высокая влажность в теплице спровоцирует возникновение заболеваний. Такие заболевания сильно повреждают растения, а при систематическом нарушении режимов влажности, растение и вовсе может погибнуть. На основании вышеизложенного становиться понятно, что неоптимальные параметры влажности влекут за собой дисбаланс микроклимата теплицы. Еще это называется технологическим нарушением выращивания. А каждое такое нарушение влечет за собой понижение различных показателей, таких как: урожайность, качество продукции. Ввиду этого увеличивается заболеваемость растений и появление различных вредителей, что вызовет необходимость использования химии и соответственно дополнительные денежные затрат. Таким образом, фактор микроклимата является очень важным моментом в выращивании тепличных растений.

1.3 Подкормка СО2

Дефицит СО2 является более серьёзной проблемой, чем дефицит элементов минерального питания – в среднем, растение синтезирует из воды и углекислого газа 94% массы сухого вещества, остальные 6% растение получает из минеральных удобрений. Наряду с режимом минерального питания, регулированием температуры и влажности, подкормки СО2 играют очень важную роль в управлении вегетативным и генеративным балансом растения. Повышение активности фотосинтеза увеличивает пул ассимилянтов и стимулирует развитие растений в генеративном направлении. При этом до корневой системы доходит значительно больше питательных веществ, поэтому усиливается рост молодых корней, активизируется поглощение элементов минерального питания, повышается устойчивость растения к неблагоприятным факторам среды, в том числе к повышенной температуре воздуха.

Европейские овощеводы рассматривают подкормку углекислым газом в течение всего периода выращивания растений – от появления всходов до прекращения вегетации – как обязательный элемент современной интенсивной технологии выращивания томата, огурца и сладкого перца. Дозируя углекислый газ, можно эффективно добиться сокращения продолжительности вегетативной фазы развития растения, что обеспечит получение раннего, самого дорогого урожая овощей. При достаточной обеспеченности элементами минерального питания, эти подкормки всегда повышают общую урожайность этих культур на 15-40%, увеличивая количество и массу плодов, и ускоряют их созревание на 5-8 дней. Прирост биомассы зеленных культур при подкормках СО2 существенно увеличивается: к примеру, урожайность салата повышается на 40%, созревание ускоряется на 10-15 дней. Подкормка цветочных культур в теплицах также высокоэффективна, поскольку значительно повышает качество и выход продукции, по некоторым данным, до 20-30%.

За счёт увеличения содержания углекислого газа в воздухе теплицы можно добиться снижения содержания нитратов в овощах, выращиваемых в зимнее время. Повышенная концентрация СО2 частично компенсирует недостаток освещённости зимой и при уменьшении светопропускания кровли теплицы, а также способствует более эффективному использованию света ранним утром. К примеру, недостаток солнечной радиации зимой, который часто приводит к потере первых соцветий у томата, возможно успешно компенсировать увеличением концентрации СО2 до 0,1%. Такой технологический приём увеличивает интенсивность фотосинтеза, способствует более высокой интенсивности выведения ассимилятов из листьев, тем самым восстанавливая завязывание плодов.

В осеннем обороте подкормки углекислым газом в перспективе являются основным резервом повышения урожайности овощных культур, в первую очередь томата. Ведение светокультуры вообще немыслимо без постоянных подкормок углекислым газом.

Подкормки СО2 в условиях холодного климата России особенно выгодны после нового строительства и реконструкции теплиц, поскольку такие теплицы герметичны, фрамугами теперь управляет современная система управления форточной вентиляцией, поэтому дозирование можно проводить продолжительное время с умеренными потерями.

1.4 Рекуперация отходящих газов котельной
           1. При нагнетании отходящих газов котельной (ОГК), отходящие от котла газы (дым) очищают с помощью палладиевых катализаторов или водяных скрубберов, охлаждают с частичным отделением водного конденсата, и затем подают в теплицу по распределительным газопроводам, нередко многократно разбавляя атмосферным воздухом. К растениям газы поступают через перфорированные полимерные рукава большого диаметра, которые отходят от распределительного газопровода внутри теплицы. Эта наиболее распространённая в мире группа технологий подкормки.
           2. Подкормка производится частично осушенными продуктами сгорания природного газа с основным химическим составом: 87.2% N2, 10.6% CO2, 2.1% O2. Возможны значительные изменения состава продуктов сгорания, зависящие от режима работы теплового котла и от конструкции горелки; при этом содержание СО2 может на практике изменяться в диапазоне 6-11%. Недостатком данной технологии подкормки также является попадание в воздух теплицы сопутствующих продуктов сгорания топлива: окиси углерода (CO), оксидов азота (NO, NO2, N2O), диоксида серы (SO2), этилена (C2H4) и бенз(а)пирена (C20H12). Концентрация в дыме этих токсичных соединений сильно зависит от режимов работы горелки теплового котла (табл. 2). Степень очистки от тех же оксидов азота с помощью палладиевого катализатора составляет не более 40-75%; даже при многократном разбавление ОГК воздухом, ПДК токсичных компонентов в воздухе рабочей зоны может многократно превышать предельно допустимые концентрации для человека (по ГН 2.2.5.1313-03) и растений. При неполном осушении отходящих газов, обильно образующийся конденсат в распределительных рукавах часто создаёт проблемы с прохождением по ним газов и провоцирует развитие серой гнили на растениях, растущих под рукавом.
          3. Растения возможно подкармливать весь период выращивания – от появления всходов по прекращения вегетации. Система подачи отходящих газов через перфорированные полимерные рукава, в отличие от системы прямой газации, технически позволяет поддерживать определённый уровень СО2 и при открытых фрамугах в жаркую погоду .
          4. Возможно дозировать СО2 весь световой день, соответствуя как изменению факторов окружающей среды (освещённость, температура и влажность), так и биологической (сортовой) суточной динамике фотосинтеза, но точность дозирования невысокая. Это происходит из-за того, что содержание СО2 в дыме: а) зависит от режима работы горелки котла, б) недостаточно велико (максимально 11%, на практике 4-5%) для устойчивого поддержания рекомендуемой концентрации в воздухе теплицы в случае увеличения вентилирования. Скачкообразные изменения концентрации СО2в воздухе, окружающем растение, могут вызывать у них стресс, затормаживающий процесс фотосинтеза.
          5. Изменяя высоту подвеса полимерных рукавов (если это предусмотрено), можно подавать отходящие газы по зонам – к точкам роста, в зону активных листьев, или в прикорневую зону .
          6. Отходящие газы равномерно распределяется по всей площади теплицы через систему пластиковых рукавов .
          7. Нагнетание осушенных отходящих газов с температурой, равной с температурой воздуха в теплице, мало влияет на температурно-влажностный режим в теплице. Подкормку отходящими газами допустимо использовать при светокультуре только при условии их полной очистки от фитотоксичных газов.
              8. С точки зрения охраны труда использование этой технологии безопасно, при условии качественной очистки отходящих газов.
            9. Дополнительной хозяйственно-ценной функцией некоторых систем подкормки ОГК является возможность запасать в специальном тепловом аккумуляторе избыточное тепло от работающего котла, которое идёт на обогрев теплицы в то время, когда котёл не работает – это значительно экономит природный газ (около 500 тыс. м³/га в год).
            10. Капитальные вложения при внедрении этой системы подкормки достаточно велики. Необходимо использовать специализированные котлы с возможностью отбора отходящих газов. Главное требование к горелкам подобных котлов – работать в постоянном режиме, неизменно обеспечивая полное сгорание топлива, с минимальным образованием побочных продуктов горения. Высокотехнологичные импортные газовые горелки имеют очень высокую стоимость, их возможно установить далеко не на все модели котлов. Палладиевые катализаторы для очистки отходящих газов весьма дороги.
            Потребуются смонтировать систему магистральных и распределительных газоходов, приобрести дорогие пластиковые рукава большого диаметра и высоконапорные вентиляторы. Минимальный набор оборудования также включает в себя датчик CO2 и набор датчиков токсичных газов, полнофункциональную систему управления (климат-компьютер).
            11. Подача ОГК в теплицы является весьма энергоёмким процессом, так как при приоткрытых фрамугах системе газораспределения приходится в конечном итоге замещать весь воздух в теплице дымом из трубы (в 10 м³ неразбавленного воздухом дыма содержится не более 0,9 м³ СО2), поэтому применяются высоконапорные вентиляторы, потребляющие при эксплуатации очень много электроэнергии. При большой площади комбината и значительном удалении теплиц от котельной, также очень велики затраты электроэнергии на перекачку огромных объёмов дымовых газов по магистральным газоходам .
Выделяющийся в значительных количествах из ОГК водяной конденсат (около 0,11-0,12 кг/кг), подкисленный частично растворёнными СО2, SO2 и NO2, вызывает постепенную коррозию металлических отводящих газоходов, а также может приводить к частому выходу из строя дорогостоящих высоконапорных вентиляторов .
Поскольку в принципе отсутствует возможность сохранить и накопить дымовые газы для использования в нужный период, то летом для осуществления подкормки приходится специально пережигать большое количество топлива и амортизировать оборудование котельной, что экономически приемлемо лишь при условии высоких цен на тепличную продукцию. При этом наблюдается очень значительные потери тепловой энергии из-за отсутствия во многих хозяйствах эффективных систем её утилизации (тепловых аккумуляторов, тепловых насосов).
             12. Для обслуживания системы подкормки ОГК не требуются никаких новых специалистов .
             13. Для повышения эффективности подкормки и экономии природного газа исключительно важно снизить потери на вентиляцию, т.е. стремиться держать фрамуги в каждый момент времени минимально открытыми, и также избегать непроизводительных потерь CO2. Это можно достичь тремя различными способами. Во первых, охлаждением теплицы кровельными форсунками. Во вторых, использованием современной быстродействующей системы управления форточной вентиляцией, которая позволяет точно позиционировать фрамуги, незамедлительно реагируя на любые изменения погодных условий. (К сожалению, на многих комбинатах установлены ненадежные приводы форточной вентиляции теплиц. В таких теплицах нежелательно частое открытие форточек или изменение положения фрамуг на малую величину, так что для реальной экономии углекислого газа и тепла, может потребоваться реконструкция механизмов открывания.) При программировании климат-компьютера (на открытие фрамуг) следует учесть, что при систематических подкормках допустима более высокая температура в теплице, поскольку при повышенном содержании CO2 в воздухе температурный оптимум фотосинтеза у высших растений смещается вверх (на 1-4 ºC в зависимости от культуры, сорта и уровня освещённости). В третьих, используя системы мониторинга растений, контролировать реальную суточную динамику фотосинтеза – для выявления полуденной депрессии и более точного поддержания оптимальных концентраций CO2.
Для повышения эффективности работы распределительной системы в теплице, предохранения металлических магистральных и распределительных газоходов от коррозии и предотвращения выхода из строя напорных вентиляторов вследствие попадания подкисленного водного конденсата, целесообразно устанавливать непосредственно за тепловым котлом «конденсационный утилизатор» тепла отходящих газов. Подобные недорогие устройства, изготовленные из коррозионностойких материалов, обеспечивают наряду со снижением температуры и влагосодержания ОГК, повышение КПД теплового котла на 5-7% и более за счёт использования скрытой теплоты конденсации паров воды .
В ряде случаев экономически целесообразна модернизация системы подкормки ОГК путём подключения оборудования, использующего привозную жидкую углекислоту в изотермической цистерне, из которой восстановленный СО2 через устройства подогрева и регулирования подачи может подаваться в теплицу как в смеси с отходящими газами котельной, так и в чистом виде. Это решение позволяет не пережигать летом природный газ и снизить до минимума нагрузку на оборудование котельной, а также стабилизировать содержание СО2 в газовой смеси для подкормки. Для современных высоких теплиц рекомендуется применение группы специальных циркуляционных вентиляторов, создающих равномерное круговое движение воздуха внутри сооружения, на небольшой скорости – до 1 м/с. Подобное техническое решение, в частности, гарантирует равномерную концентрацию СО2 в воздухе (по площади теплицы) и улучшенный газообмен растений.Возможные направления будущего совершенствования технологии:
а) заимствование из химической промышленности современных систем очистки отходящих газов от фитотоксичных примесей при любых режимах работы горелок тепловых котлов, и соответственно отказ от палладиевых катализаторов;
б) концентрирование СО2 из отходящих газов до 50% и более, и подача очищенной концентрированной газовой смеси в теплицу (проект настоящей установки уже разработан);
в) полное осушение отходящих газов в конденсационных утилизаторах или мембранных осушителях.

1.5 Поддержание микроклимата в теплице с помощью электрокалорифера.

Для поддержания микроклимата в к теплице широко применяют электрообогрев в сочетании с вентиляцией. При вытяжной вентиляции воздух выкачивается вентиляторами из помещения, а на смену ему поступает свежий наружный воздух, предварительно подогретый. При приточной вентиляции воздух принудительно поступает в помещение, вытесняя отработанный. Отечественная промышленность выпускает вентиляторы в сочетании с электрокалориферными установками. Последние предназначены для подогрева воздуха в системах вентиляции. Электрокалорифер состоит из кожуха, и трубчатых электронагревательных элементов, армированных алюминием. В сельском хозяйстве наиболее употребительны электрокалориферные установки типа СФО с центробежным вентилятором, в состав которых входят электрокалорифер, центробежный вентилятор. Они выпускаются мощностью от 16 до 150 кВт и могут работать в режиме 100, 75, 50, 25% установленной мощности. В установках предусмотрены блокировка, не допускающая работу электрокалорифера три отключенном вентиляторе, а также тепловое реле на корпусе электрокалорифера для защиты от аварийного перегрева. Электрическая схема электрокалориферной установки. В момент начала работы электрокалорифер включается на полную мощность, т. е. работают все три секции. По мере повышения температуры в помещении одна секция автоматически выключается, при дальнейшем повышении температуры выключается вторая секция и калорифер работает на 33% мощности. Последнюю секцию отключают вручную, при понижении температуры ниже заданной автоматическое переключение секций происходит в обратной последовательности. Контроль за температурой окружающего воздуха осуществляется выносными датчиками температуры. В зависимости от мощности электрокалорифера и производительности вентилятора температурный перепад нагреваемого воздуха может быть от 7 до 50° С.

2. Выбор оборудования, исполнительных механизмов и их параметры

Калориферы электрические ПНЕ (электрокалориферы) применяют для создания микроклимата в зданиях промышленного, коммунального, бытового и культурного назначения, являются аналогом калориферов типа СФО.

Калориферы (воздухонагреватели электрические, электрокалориферы) должны эксплуатироваться в условиях, соответствующих исполнению УХЛ4 по ГОСТ 15150-69:
- температура окружающей среды от +10°С до +40°С;
- относительная влажность окружающей среды при температуре +25°С до 80%, при температуре +10°С до 98%;
- атмосферное давление от 650 до 800 мм рт.ст.;
- окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли.

Технические характеристики калориферов ПНЕ (СФО)

Остановимся на электрокалорифере ПНЕ-25, т.к. он более подходит к требованиям автоматизации.

2.1Подготовка калорифера к работе

До начала монтажа электрокалорифера (воздухонагревателя) потребитель обязан выполнить предмонтажные работы:

электрокалорифер (воздухонагреватель) должен подключаться к сети по отдельной линии. Сечение питающих проводов (кабеля), способы их прокладки и защита электрокалорифера (воздухонагревателей) от ненормальных режимов работы (кз, перегрузки и т.п.) должны соответствовать требованиям ПУЭ;
провести необходимую разводку воздухопроводов.
Перед монтажом воздухонагревателя следует произвести расконсервацию законсервированных поверхностей, удалив смазку хлопчатобумажной ветошью.

Проверить узлы воздухонагревателя с целью выявления и исправления повреждений, вмятин и других дефектов, образовавшихся при транспортировании. Особое внимание следует обратить на целостность ТЭНов (трубчатых электронагревателей).

Монтаж электрокалорифера (воздухонагревателя) произвести в следующей последовательности:
установить электрокалорифер (воздухонагреватель);
установить температурное реле в электрокалорифере (воздухонагревателе) так, чтобы баллон был максимально приближен к ребрам нагревателя, и отрегулировать его на заданную температуру;
установить ящик управления;
установить датчик температуры в помещении, где необходим контроль температуры воздуха и отрегулировать его на заданную температуру;
провести все электромонтажные работы и работы по заземлению оборудования, которое может оказаться под напряжением;
проверить прозванием правильность соединения температурного реле и датчиков температуры с ящиком управления;
проверить визуально правильность соединения ТЭН электрокалорифера (воздухонагревателя), плотность и надежность контактных соединений;
проверить надежность защитного заземления.

2.2 Датчик температуры

Принцип работы датчиков температуры - термопар, термоэлектрических преобразователей, термопреобразователей сопротивления ТСМ, ТСП, Pt100 основан на зависимости электрического сопротивления металлов от температуры. Термопреобразователи (термопары, термоэлектрические преобразователи) выполняют в виде катушки из тонкой медной или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала, заключенной в защитную гильзу.

Датчики температуры - термопреобразователи сопротивления характеризуются параметром где R100 - сопротивление при 100 °С
R0 - сопротивление при 0 °С

Для подключения термопреобразователей сопротивления к приборам ОВЕН и Fotek используется трехпроводная схема, которая позволяет уменьшить погрешность измерения, возникающую при изменении сопротивления проводов (например, при изменении их температуры). К одному из выводов терморезистора Rt подсоединяются два провода, а третий подключается к другому выводу Rt. При этом необходимо соблюдать условие равенства сопротивлений всех трех проводов.

Термопреобразователи сопротивления (термопары) могут подключаться к прибору с использованием двухпроводной линии, но при этом отсутствует компенсация сопротивления соединительных проводов и поэтому будет наблюдаться зависимость показаний прибора от колебаний температуры проводов.

Таблица 1. Параметры линий для соединения прибора с датчиком температуры

Тип датчика температуры	Длина линии	Сопротивление линии	Исполнение линии
ТСП, ТСМ	не более 100 м	не более 10,0 Ом	Трехпроводная, провода равной длины и сечения
Термопара	не более 20 м	не более 100 О	Термоэлектродный кабель (компенсационный)

Термопреобразователи сопротивления, термопары, термоэлектрические преобразователи (ТС) относятся к параметрическим устройствам, таким как датчик температуры, поэтому всегда измерительные схемы на основе ТС должны иметь источник питания.

При этом источник питания должен быть таким, чтобы разогревом чувствительного элемента за счет протекания по нему тока можно было пренебречь.

Датчики температуры подключаются к измерительной схеме соединительным кабелем, имеющим свое собственное сопротивление, которое зависит от температуры окружающей среды. Если термопреобразователь подключен по двухпроводной схеме(рис.4), то может возникнуть погрешность измерения температуры.

Рисунок 1. Двухпроводная схема подключения датчика температуры

Это объясняется тем, что в этом случае к падению напряжения на термопреобразователе прибавляется падение напряжения на сопротивлениях Rл подводящих проводов.

Если изменится температура окружающей среды, то это вызовет изменение сопротивления Rл, падение напряжения на этом сопротивлении и напряжения Uвых, по которому судят о температуре объекта контроля.

Чувствительность к температуре окружающей среды можно уменьшить, добавив в измерительную систему один или два дополнительных провода, получив, таким образом трехпроводную или четырехпроводную схему включения датчика температуры(рис.2,3).

По одному проводу течет постоянный ток для питания датчика температуры, по другому поступает сигнал от датчика на вход измерительного усилителя прибора, а третий провод является общим для обоих контуров.

Рисунок 2. Трехпроводная схема включения датчика температуры

Преимущество этого решения в том, что изменения сопротивления сигнального провода, например из-за колебаний температуры, не сказываются на сигнале: по измерительному проводу не протекает ток (из-за высокого входного сопротивления усилителя), и следовательно на нем нет падения напряжения. Чувствительность к внешним помехам остается неизменной.

При четырехпроводной схеме включения(рис.3) датчика температуры по двум проводам с сопротивлениями Rл1 и Rл4 к термопреобразователю подводится постоянный ток (1..5 мА), а с помощью проводников с сопротивлениями Rл2 и Rл3 от термопреообразователя на измерительный прибор отводится падение напряжения, пропорциональное сопротивлению RK (температуре объекта контроля).

Рисунок 3. Четырехпроводная схема включения датчика температуры

Если источник тока обеспечивает стабильный ток при различных сопротивлениях нагрузки, а входное сопротивление измерительного прибора достаточно велико, то результат измерения не зависит ни от температуры подводящих проводов, ни от их длины.

Выберем трехпроводную схему включения датчика температуры ТСП 100,т.к. это типовое общепромышленное решение.

Мощность вентилятора вычисляется, исходя из количества воздуха (в м3), которое надо удалить за час.

2.3Датчик влажности HIH-40104020/4021

HIH-40104020/4021 серии Датчики влажности разработаны специально для больших объемов OEM (Original Equipment Manufacturer) пользователей. Прямой ввод в контроллер или другого устройства стало возможным благодаря ближайшем выходе линейного напряжения этого датчика. С типичной нынешнем розыгрыше всего 200 мкА, HIH-4010/4020/4021 серии часто идеально подходит для низкой утечки, батарейки системы. Тесная взаимозаменяемость датчик уменьшает или устраняет затраты калибровки производство OEM. Индивидуальный данных калибровки датчика доступен. HIH-4010/4020/4021 серии поставляет приборы качества RH (относительная влажность) производительности зондирование в конкурентоспособной цене, пайки SIP (Single In-Line Package Все три продукта доступны в двух ведущих конфигураций космических. Датчик относительной влажности является лазерной подгонке, термореактивных полимер емкостный чувствительный элемент с интегрированной формирования сигнала на чипе. Многослойная конструкция чувствительного элемента обеспечивает превосходную устойчивость к большинству опасностей приложений, таких как увлажняющие, пыли, грязи, масел и общих экологических химикатов. Оба продукта доступны в двух ведущих конфигураций дистанционирующих, а также с или без калибровки и распечатками данных.

Особенности Литой термореактивных пластиковый корпус Рядом линейном выходе напряжения против% RH Лазерная отделкой взаимозаменяемость Повышенная точность, быстрая реакция Малое время отклика Стабильный, низкая производительность дрейф Химически стойкий	Потенциальные применения Холодильное оборудование Климатическое оборудование Медицинское оборудование Сушка Метеорология Системы батарейках OEM сборки
Технические характеристики
Тип упаковки	2,54 мм [0,100 в] шагом выводов SIP
Рабочая температура	От -40 ° C до 85 ° C [-40 ° F до 185 ° F
Влажность при эксплуатации	0% относительной влажности до 100% относительной влажности
Взаимозаменяемость	0% относительной влажности до 59% относительной влажности ± 5% относительной влажности, 60% относительной влажности до 100% относительной влажности ± 8% RH
Гистерезис	± 3% RH
Время отклика	5 с 1 / е в медленной скользящей воздуха
Стабильность	± 0.5% RH
Время установления	70 мс макс.
Напряжение питания	5.8 В постоянного тока
Ток питания	500 мкА
Долгосрочная стабильность (дрейф)	± 1,2% RH в течение пяти лет; ± 0,25% RH каждый год
Стабильность при относительной влажности 50%	± 0.5% RH
Выходной сигнал	Аналоговое напряжение
Крытая устройства	Нет
Влажность / Пылевой фильтр	Нет
Комбинированный влажности и температуры датчика	Нет
Калибровка и данных Распечатка	Нет
Сигнализация	Нет
Название коллекции	HIH-4010/4020/4021

2.4Датчик концентрации CO2 серии CO100 (0–10В)

Рисунок 4. Датчик концентрации CO2 серии CO100 (0–10В)

Датчик контроля СО2 для теплиц в приборном корпусе с измерительным зондом, размещенном на боковой стороне корпуса.

В датчике используется сменный высокостабильный оптический газовый сенсор.

Диапазон 0…2000ppm

Точность ± (50ppm + 2% от измеряемого значения).

Выход: 0–10В

Возможно применение датчика в условиях распыления воды в комплекте с защитным корпусом шевронного типа.

Габариты: корпуса – 50х52х35мм, зонда – D25х30мм.

2.5Горизонтальный одноступенчатый центробежный насос NOCCHI CM 130/51-M N4187110

Электронасос с одним рабочим колесом серии CM является бесшумным и обладает высокой гидравлической эффективностью.

Преимущества:
-Высокая надежность;
-Устойчивость к внешним и внутренним воздействиям;
-Высокая гидравлическая производительность.

Применение:
-Тип жидкости: неабразивная, чистая или слегка мутная вода;
-Забор воды из скважин и колодцев для орошения;
-Установки подачи давления;
-Бытовые насосные станции;
-Системы мойки.
Ограничения в применении:
-Максимальная температура жидкости 90°C;
-Рекомендуемая максимальная глубина всасывания- 5 м с концевым обратным клапаном на всасывающей магистрали;
-Максимальное рабочее давление- 6 бар;
-Максимальная высота напора- 51 м;
-Максимальная производительность- 130 л/мин.

Двигатель:
-С закрытым корпусом и внешней вентиляцией;
-Степень защиты IP 44;
-Класс изоляции F;
-Однофазное исполнение с постоянно задействованным конденсатором и теплозащитой встроенной в обмотку двигателя;
-Скорость вращения 2850 об./мин.;
-Подходит для работы в непрерывном режиме.

2.6 Электродвигатель АИР63AB2

Общепромышленные трехфазные асинхронные электродвигатели АИР63B2, АИР63B4, АИР63B6 изготавливаются по умолчанию:

- на напряжение 220/380В (шесть клемм в коробке выводов).
- климатического исполнения У, категории размещения - 3 (эксплуатация в закрытых помещениях без регулирования климатических условий).
- режим работы - продолжительный, S1.
- степень защиты - IP54.

Изготовление электродвигателей с повышенным скольжением, двумя концами вала и другие спец. исполнения, производится под заказ.

Монтажное исполнение двигателей:
- на лапах (IM 1081, 1001, 1011)
- фланцевые (IM 3081, 3001, 3011) или фланцевые недоступные с обратной стороны (IM 3681)
- комбинированные, лапы+фланец (IM 2081, 2001, 2011).
Двигатели аналогичны по размерам и параметрам двигателям 5АИ 63B4 (2, 6, 8), 4ААМ 63 B4.

Технические характеристики электродвигателя АИР 63АB2.

электродвигатель	Мощность	Об/мин.*	Ток при 380В, А*	KПД, %*	Kоэф. мощн.*	Iп/ Iн	Мп/Мн	Мmax/Мн	Момент инерции, кгм2*	Масса, кг*
АИР63B2	0,55 кВт	2730	1,3	75	0,81	5	2,2	2,2	0,0009	6,1

3. Выбор и описание контроллера

Характерные особенности системы серии "Альфа-2"[5].

Сообщения, выводимые на дисплей, и данные функционального блока.

В контроллере серии "Альфа-2" имеется возможность отображать на жидкокристаллическом дисплее рабочее состояние и состояние аварийного сигнала в виде сообщения. Обеспечивается отображение следующего содержания, с использованием функционального блока отображения. Значения, установленные для отображаемых таймеров и счетчиков может быть изменено в режиме РАБОТА (RUN).

-Общее количество символов на жидкокристаллическом дисплее: 12 символов х 4 строки

-Выводимые на дисплей виды информации: Сообщение, значение (текущее или установленное) для таймера и счетчика, аналоговые величины и т. д.

Программирование в режиме работы с персональным компьютером выполняется быстро и легко. Программное обеспечение AL-PCS/WIN-E для Windows способно создавать и сохранять программы. Программирование может осуществляться с использованием наглядного метода, при котором используются линии, соединяющие функциональные блоки в окне программирования. Также имеется возможность выполнять непосредственное программирование с использованием клавишей, расположенных на передней панели контроллера "Альфа-2".
Изображение на жидкокристаллическом экране пересылается по GSM модему.

Контроллеры серии "Апьфа-2" способны пересылать изображение, выводимое на жидкокристаллический дисплей, в виде сообщения, передаваемого по электронной почте с использованием GSM модема. Пользователь может следить за состоянием выполнения прикладной задачи при помощи доступа к диагностическим сообщениям, посылаемым по электронной почте через GSM модем.

Связь с компьютером поддерживается при помощи специализированного протокола. Контроллер серии "Альфа-2" поддерживает связь с компьютером (с помощью специализированного протокола). Специализированное по задачам пользователя прикладное программное обеспечение, при использовании линии связи с компьютером, дает возможность изменять плановые данные, параметры внутри функциональных блоков, и обеспечивает контроль состояния при выполнении прикладной задачи.
Усовершенствованная функция часов.

Еженедельный таймер и функции календарного таймера имеют множество переключателей, которые могут быть установлены на разные моменты срабатывания, и обеспечивают широкие возможности управления с временной зависимостью.

6) Аналоговый вход, 0 - 10В/0 - 500, -50 ° С - 200 ° С (датчик РТ 100), -50 °С - 450°С(термопара К-типа):

Вход пост, тока контроллера серии "Альфа-2" может воспринимать сигналы 0 - 10 В при разрешающей способности 0 - 500.

7) Аналоговый выход, 0 - 4000/0 - 10, 0 - 200 / 4 - 16 мА:

Контроллер серии "Альфа-2" может генерировать выходные сигналы в виде напряжения и тока.

8) Высокоскоростной счетчик, максимум 1 кГц

Контроллер серии "Альфа-2" имеет высокоскоростные счетчики (максимум две позиции) при использовании блоков AL2-4EX (EI1, EI2).

9) Высокие возможности по величине выходного тока.

Рисунок 5. Высокие возможности по величине выходного тока

10) Встроенное электрически-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство. Наличие встроенного электрически-стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства исключает необходимость использовать аккумулятор для сохранения данных.

11) Поддержка 6-ти языков.

В контроллере серии "Альфа-2" имеется поддержка 6-ти языков (английского, немецкого, французского, итальянского, испанского, а также шведского). Язык для отображения информации на дисплее может быть выбран в ВЕРХНЕМ МЕНЮ (TOP MENU).

Рисунок 6. Расширительные модули/Адаптеры

На основании оборудования и датчиков, мы выбираем контроллер AL2-24MR-D.

Технические характеристики контроллера AL2-20MR-D

Таблица 2. Параметры источника питания.

Наименование	Код	Значения параметров
Источник питания	AL2-*"-D	24 В пост, тока, + 20% -15%
Максимальная продолжительность кратковременного перерыва в подаче электропитания	AL2-*"-D	5 мс
Пусковой ток	AL2-***-D, 24 В пост, тока	<7,0А
Максимальное потребление электроэнергии	AL2-24MR-D, 28,8 В пост, тока	9,0 Вт
Типичное значение потребления электроэнергии (без специальных соединительных модулей)	AL2-24MR-D, 24 В пост, тока	При всех включенных блоках ввода/вывода -5,0 Вт; При всех выключенных блоках ввода/вывода -1,0 Вт

Характеристики входных цепей.

Рисунок 7. Характеристики входных цепей переменного тока.

Рисунок 8. Характеристики входных цепей постоянного тока.

Рисунок 9. Характеристики аналоговых входных цепей.

Характеристики выходных цепей.

Рисунок 10. Характеритики выходных цепей с переключающими реле.

Общие характеристики.

Рисунок 11. Характеристики защиты от воздействия окружающей среды и электрические характеристики.

Рисунок 12. Характеристики защиты от воздействия окружающей среды и электрические характеристики.

AL2-2PT-ADP - аналоговый модуль расширения

Аналоговый модуль расширения значительно увеличивает диапазон применения контроллеров ALPHA 2. Данный модуль позволяет измерять температуру.

AL2-2PT-ADP подключается к датчикам температуры Pt100 для преобразования считанных значений температуры в аналоговые сигналы (0-10 В).

Аналоговые входы
Встроенные входы	2
Подключаемый датчик температуры	резистивный датчик PT 100 темп. коэффициент 3.850 ppm/°C (IEC 751)
Компенсированный диапазон	-50 - +200°C
Аналоговые выходы
Встроенные выходы	-
Диапазон аналогового выхода	напряжение	-
	Ток	-
Электрические параметры
Количество каналов	2
Питание диапазон пер.т. (+10%, -15%)	24 V DC (-15 - +20%), 1 Вт
Механические параметры
Вес, кг	0.07
Размеры (ШхВхГ), мм	35.5х90х32.5

4. Краткое описание работы алгоритма системы автоматизации микроклимата в птичнике.

Программа начинает работать с (1)-го блока схемы «Начало». Во (2)-ом блоке схемы производится включение модуля управления. В (3)-ем блоке схемы программа выполняет проверку. Если система проверку прошла,то программа переходит в блок схему (5), в котором включается система автоматизации , а если включения не происходит, то программа переходит блок схему (2). В блоке (6) вводятся значения tmax и tmin ,далее в блоке (7) измеряется температура в теплице tизм. В (8) блоке схемы программа выполняет проверку датчика температуры. Если измеренное значение температуры меньше минимального, то включается калорифер в блок схеме (9), в случае когда измеренная температура становится выше максимальной, блок схема (10) ,калорифер отключается в блок схеме (11). В (12) блоке схемы задаются параметры влажности φmax и φmin .В (13) блок схеме программа выполняет проверку влажности почвы. Если φизм меньше φmin,то программа переходит в блок схему (15) в котором происходит включение насоса, после чего программа переходит в блок схему (16) в котором сравнивается φизм и φmax,если измеренное значение больше максимального,тогда программа переходит в блок схему (17) в котором происходит выключение насоса. После этого программа переходит в блок схему (18),в которой вводятся min и max значения концентрации CO2 в воздухе jmax и jmin. В блок схеме (19) измеряется концентрация CO2. В блоке (20) сравнивается jизм и jmax,если измеренная величина менше min,то включаетя электродвигатель и открывает фрамуги для подачи СО2, блок (21). Далее сравнивается, если измеренное значение больше max, то электродвигатель закрывает фрамугу .Конец

5. Описание блоков используемых для написания программы управления

Таблица 3 распределения входов

№	Вход	Примечание
1	I01	Кнопка пуск	Переключатель нажимного действия / PUSH SWITCH
2	I02	Кнопка стоп
3	I03	Температура в теплице	Аналоговый вход PT100 / ANALOG INPUT PT100
4	I04	Влажность	Аналоговый вход / ANALOG INPUT
5	I05	Концентрация СО2	Аналоговый вход / ANALOG INPUT
6	I06	Концевой выключатель	Ограничительный датчик / LIMIT SENSOR

Таблица 4 распределения выходов

№	Вход	Примечание
1	001	Калорифер	Нагреватель / HEATER
2	002	Насос	Двигатель / MOTOR
3	003	Электродвигатель	Двигатель / MOTOR

Таблица 5 Описания функциональных блоков

№	Обозначения	Примечание
1	В1	Сброс	Эта функция предназначена для установки значения выхода в соответствие с входом, если выбрана опция установить / Set, в противном случае, она устанавливает значение выхода, соответствующее инверсии входа. Функция имеет два вывода двоичного входа (выводы Set и Reset) и один вывод двоичного выхода
2	В13	Установка значения температуры	Функция триггер Шмидта имеет также название функция гистерезиса / Hysteresis (запаздывание). Она имеет задаваемые нижний и верхний пороговые значения и изменяемое входное значение. Функция триггер Шмидта имеет один двоичный вход, три входных вывода типа Слово и один двоичный выход
3	В14	Установка влажности	Функция триггер Шмидта имеет также название функция гистерезиса / Hysteresis (запаздывание). Она имеет задаваемые нижний и верхний пороговые значения и изменяемое входное значение. Функция триггер Шмидта имеет один двоичный вход, три входных вывода типа Слово и один двоичный выход
4	В15	Установка значения концентрации СО2	Функция триггер Шмидта имеет также название функция гистерезиса / Hysteresis (запаздывание). Она имеет задаваемые нижний и верхний пороговые значения и изменяемое входное значение. Функция триггер Шмидта имеет один двоичный вход, три входных вывода типа Слово и один двоичный выход
5	В19	Исключающее ИЛИ / XOR	Функция предназначена для выполнения с входными сигналами логической операции XOR (исключающее ИЛИ): если оба входа одновременно имеют состояние OFF или ON, то выход – OFF, иначе выход – ON. Подключаемые к входам сигналы должны быть только двоичными. У функции имеется 2 вывода двоичного входа и 1 вывод двоичного выхода
6	В20	И /AND	Функция предназначена для выполнения с входными сигналами логической операции AND (И): если состояние всех входов ON, то состояние выхода будет ON, иначе состояние выхода OFF.

6.Описание структурных блоков программы:

Линия запускается по сигналу от кнопки старт. Формируется логическая единица, которая поступает на вход SET элемента SET/RESET. В результате на выходах В13-В14. С датчиков I03-I05 поступает измеренная величина которая сравнивается в блоках В13-В14 и в соответствии формируется, или нет, сигнал на включение исполнительного механизма. Для отключения электродвигателя

О 03 необходимо чтобы сработал концевой выключатель I06 тогда на выходе логического элемента AND формируется логическая единица, что и дает на отключение.

Рисунок 13.Установка заданной влажности для поддержания микроклимата

7.Разработка полной принципиальной электрической схемы

Принципиальная электрическая схема управления должна обеспечить:

- безопасность людей;

- надежную работу технологической линии;

- удобство в эксплуатации;

- быть экономически целесообразной.

При проектировании электрической принципиальной схемы руководствуемся действующим стандартом на условные обозначения элементов на принципиальных электрических схемах, правилами устройства электроустановок. Принимаем следующие буквенно-цифровые обозначения аппаратов:

М1 – электродвигатель для открытия (закрытия) фрамуг для подачи СО2

М2 – центробежный насос для поддержания влажности почвы

ЕК1-электрокалорифер служит для поддержания заданной температуры в теплице

А5-датчик СО2

А6-датчик Влажности

Также в схеме предусмотрена защита от перегрузки тепловыми реле КК1 – КК4, и аварийной световой сигнализации, посредствам сигнальной лампы HL1.

Заключение

В данном курсовом проекте, в соответствии с поставленной задачей управления, была предложена модернизация системы управления микроклимата в теплице.

Была разработана функциональная схема теплицы и произведен выбор автоматики. В качестве технической базы спроектированной системы автоматизации был предложен регулирующий микропроцессорный контроллер «Альфа-2» и персональная ЭВМ. Преимуществом модернизированной системы является более точная реализация процесса регулирования, основанная на цифровой обработке информации. Результат применения предлагаемой модернизации состоит в стабилизации параметров технологического процесса, за счёт увеличения объёма и качества обработки информации, позволяющей технологическому персоналу принимать своевременные и оптимальные решения при внештатных ситуациях.

Литература

www.ferent.ru
www.nv-termo.ru
www.gaw.ru

4.Якубовская, Е.С. Автоматизация технологических процессов/ Е.С.Якубовская, С.Н.Фурсенко, Е.С.Волкова,- Минск 2007.

5.Автоматизация технологических процессов сельскохозяйственного производства, Методические рекомендации к первому циклу лабораторных работ, Минск 2008.

БГАТУ, Группа 7а

Листов

Лит.

Автоматизация микроклимата в теплице в зимний период

Жур А.А.

Провер.

Ротько Г.Ю.

Разраб.

02.49.014.13-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

02.49.014.13-ПЗ

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

зм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

02.49.014.13-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

02.49.014.13-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

02.49.014.13-ПЗ

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.49.014.13-ПЗ

1. Практикум пропонується студентам КНТЕУ за напрямами 0501
2. Центр Электрон П
3. 1849 по др сведениям 1851 Грязовец ныне Вологодской области по др
4. Электроннодырочный переход ~ основа полупроводниковых элементов 2
5. Право собственности по римскому праву
6. Охраны труда и окружающей среды им
7. Понятие гражданского общества англ
8. 2008 Кардиохирургия 12 112 Профессиональная задача ’ 1 У ребенка 4х лет наблюдается быстрая утомл
9. . 288 с. Определение и сравнительная характеристика психофизических качеств организма
10. указатель показатель

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе

тема автоматизации микроклимата теплицы в зимний период по дисциплине- МТСА Студент 4 кур

Поможем написать учебную работу

Выберите тип работы:

Оглавление

1. Поддержание микроклимата в теплице

1.1 Поддержание необходимого микроклимата

1.2 Основные системы жизнеобеспечения растений в теплицах

1.3 Подкормка СО2

1.5 Поддержание микроклимата в теплице с помощью электрокалорифера.

2. Выбор оборудования, исполнительных механизмов и их параметры

Технические характеристики калориферов ПНЕ (СФО)

2.2 Датчик температуры

2.3Датчик влажности HIH-40104020/4021

2.4Датчик концентрации CO2 серии CO100 (0–10В)

2.6 Электродвигатель АИР63AB2

Технические характеристики электродвигателя АИР 63АB2.

3. Выбор и описание контроллера

4. Краткое описание работы алгоритма системы автоматизации микроклимата в птичнике.

Заключение