Навигация
1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
1.1.Характеристика технического объекта
Выращивание сельхозпродукции в тепличных условиях требует поддержания микроклимата в теплице, к основным параметрам которого относятся:
· Температура и влажность воздуха в теплице;
· Температура и влажность почвы.
Числовые значения всех перечисленных выше параметров определяются типом выращиваемой культуры. В частности, для земляники, в зависимости от фазы диапазон изменения влажности воздуха составляет 65 – 80%. При этом точность поддержания заданной влажности должна составлять ±3%. Кроме регулирования система должна предусматривать контроль расхода воды на распыление.
Рис.1. Структурная схема ОУ.
Передаточная функция ОУ определяется следующим выражением:
где 
.
Y1(t) – сигнал с датчика для регулируемой переменной ОУ;
Y2(t) – сигнал с датчика по каналу контроля.
1.2. Расчёт параметров настройки регулятора
Исходя из особенностей разрабатываемой системы, к которой предъявляется требование повышенной точности отработки заданных воздействий, регулятор должен реализовать пропорционально-интегральный закон управления. Параметры ПИ-регулятора определяются требованиями к качеству переходного процесса:
· нулевая статическая ошибка;
· величина перерегулирования не более 5%;
· длительность переходного процесса не более постоянной времени ОУ.
С помощью моделирования системы в пакете Simulink определяем параметры настройки регулятора.
Рис.2. Схема модели цифровой системы.
Рис.3. Графики сигнала рассогласования 
управляющего воздействия 
и регулируемой переменной 
для случая входного воздействия в виде скачка 
.
Таблица параметров дискретного ПИД регулятора.
| Параметр | Значение |
|
| 0,3 |
|
| 560 |
2. ВЫБОР ДАТЧИКОВ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
2.1. Датчик влажности воздуха
По требуемой точности измерения, которая определяется точностью поддержания влажности 
и коэффициентом 
:
и заданному диапазону изменения регулируемой переменной выбираем датчик HIH-3602-L фирмы Honeywell.
|
Рис.4. Внешний вид датчика влажности.
Датчики этой серии предназначены для использования в многоканальных автоматизированных системах контроля параметров микроклимата на базе ПЭВМ, которые осуществляют непрерывные круглосуточные измерения относительной влажности воздуха и поддержание заданных режимов.
В настоящее время на практике для измерения относительной влажности применяется несколько технологий, использующих свойство различных структур изменять свои физические параметры (емкость, сопротивление, проводимость и температуру) в зависимости от степени насыщения водяным паром. Каждой из этих технологий свойственны определенные достоинства и недостатки (точность, долговременная стабильность, время преобразования и т.д.).
Среди всех типов емкостные датчики, благодаря полному диапазону измерения, высокой точности и температурной стабильности, получили наибольшее распространение, как для измерения влажности окружающего воздуха, так и применения в производственных процессах.
Компания Honeywell производит семейство емкостных датчиков влажности, применяя метод многослойной структуры (рис.5), образуемой двумя плоскими платиновыми обкладками и диэлектрическим термореактивным полимером, заполняющим пространство между ними. Термореактивный полимер, по сравнению с термореактивной пластмассой, обеспечивает датчику более широкий диапазон рабочих температур и высокую химическую стойкость к таким агрессивным жидкостям и их парам, как изопропил, бензин, толуол и аммиак. В дополнение к этому датчики на основе термореактивного полимера имеют самый большой срок службы в этиленоксидных стерилизационных процессах.
| Характеристика | Величина |
| Активный материал | термореактивный полимер |
| Подложка | керамическая или кремниевая |
| Изменяющийся параметр | ёмкость |
| Измеряемый параметр | % RH |
| Диапазон измерения | 0…100% RH |
| Точность | ±1…±5% |
| Гистерезис | 1,2% |
| Линейность | ±1% |
| Время отклика | 5…60 сек |
| Диапазон рабочих температур | -40…+1850С |
| Температурный эффект | -0,0022% RH/0С |
| Долговременная стабильность | ±1% RH/5 лет |
| Стойкость к загрязнению | отличная |
| Стойкость к конденсату | отличная |
В процессе работы водяной пар проникает через верхнюю пористую обкладку конденсатора (рис.5) и уравновешивается с окружающим газом. Одновременно эта обкладка защищает электрические процессы, протекающие в полимерном слое, от внешних физических воздействий (света и электромагнитного излучения). Слой полимера, покрывающий пористый платиновый электрод сверху, служит защитой конденсатора от пыли, грязи и масел. Такая мощная фильтрационная система, с одной стороны, обеспечивает датчику длительную бесперебойную работу в условиях сильной загрязненности окружающей среды, с другой — снижает время отклика.
Выходной сигнал абсорбционного датчика влажности представляет собой функцию от температуры и влажности, поэтому для получения высокой точности измерения в широком диапазоне рабочих температур требуется температурная компенсация характеристики преобразования. Компенсация особенно необходима, когда датчик используется в индустриальном оборудовании для измерения влажности и точки росы.
Рис.5. Метод многослойной структуры, применяемый при изготовлении датчиков влажности
Датчики влажности Honeywell — это интегрированные приборы. Помимо чувствительного элемента, на той же подложке расположена схема обработки сигнала, которая обеспечивает преобразование сигнала, его усиление и линеаризацию. Выходной сигнал датчика Honeywell является функцией от напряжения питания, окружающей температуры и влажности. Чем выше напряжение питание, тем больше размах выходного сигнала и, соответственно, чувствительность. Связь же между измеренной датчиком влажностью, истинной влажностью и температурой показана на объемной диаграмме (рис.6).
Рис.6. Связь между измеренной датчиком влажностью, истинной
влажностью и температурой
Она легко аппроксимируется с помощью комбинации двух выражений:
1. Прямая наилучшего соответствия при 25 °C (жирная линия на диаграмме), описывается выражением Uвых = Uпит(0,0062 · (%RH25) + 0,16). Из этого уравнения определяется процент RH25 при температуре 25 °C.
2. Далее производится температурная коррекция и вычисляется истинное значение RH: RHистинная = (%RH25) · (1,0546 - 0,00216T), где T измеряется в °C.
Выражения выше соответствуют характеристикам реальных датчиков со следующими отклонениями:
– для 
– для 
– для 
Рис.7. Характеристики преобразования датчика влажности Honeywell
при различных температурах
Модели HIH-3602-L и HIH-3602-L-CP выполнены в корпусе TO-39 со щелевым отверстием. Они предлагают оптимальное соотношение цена/надежность. Эти датчики нашли широкое применение в метеорологическом оборудовании и системах климат-контроля.
Похожие работы
... управления осуществляется с помощью автоматизированного модуля верхнего уровня, который также отвечает за интерфейс на посту оператора. 3.1 Требования к структуре системы Автоматизированная система управления и контроля климата в тепличных хозяйствах выполнена на базе микропроцессорной техники. По иерархическому принципу АСУ ККТХ должна подразделяться на уровни: нижний уровень: - ...
... несчастных случаев. Рассмотрен вопрос о мероприятиях по защите окружающей среды. 7. Технико-экономическое обоснование проекта 7.1. Выбор и обоснование аналога В качестве аналога автоматизированной системы управления тепличным хозяйством выберем комплекс «АСУ «Теплица» ЗАО “НАНКО”, который реализует следующие основные функции: · регистрацию и отображение значений контролируемых ...
... по продаже мебели, магазины по обслуживанию работников комбината. Имеются четыре садоводческих общества. Ведется постоянная работа по улучшению условий труда работающих. 1.2 Виды обеспечения автоматизированных систем предприятия В ЗАО «Красноярский ДОК», в общей сложности, имеется около 38 компьютеров, из которых 3 ноутбуков, 33 персональных компьютера и 2 сервера. Средняя характеристика ...
... делать свой выбор в сторону социального блага, то есть в стьорону большей материальной и социальной защищенности со стороны работодателей. Раздел 3. Мероприятия по усовершенствованию системы управления персоналом предприятия 3.1. Усовершенствование состава и структуры персонала Анализ деятельности ЗАО ТМ «Змиевска овощная фабрика» обнаружил ряд негативных сторон в системе управления и ...
0 комментариев