Исследование и разработка микроконтроллерной системы контроля климатических параметров специальных помещений

ВВЕДЕНИЕ 3
1. АНАЛИЗ ПОДХОДОВ К АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАБОТЫ ТЕПЛИЦ 5
1.1 Функции и состав автоматизированной системы управления технологическими процессами теплицы 5
1.2 Анализ недостатков существующих систем контроля 7
1.2.1 Отопительные системы 7
1.2.2 Системы увлажнения 9
1.2.3 Система вентиляции 10
1.2.4 Освещение 11
1.3 Общие технические требования 13
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ 15
2.1 Формирование структурной схемы системы управления 15
2.2 Выбор исполнительных устройств 22
2.2.1 Отопительные системы 23
2.2.2 Системы увлажнения 25
2.2.3 Система вентиляции 26
2.2.4 Освещение 27
2.2.5 Система подачи углекислого газа 31
3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ 33
3.1 Выбор элементной базы 33
3.2 Выбор аналогово-цифрового преобразователя 35
3.3 Датчик освещения 36
3.4 Выбор интегральных микросхем 38
3.5 Выбор дисплея 41
3.6 Расчет схемы электрической принципиальной 42
4. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ 46
4.1 Теплица как объект управления 46
4.2 Математическое описание теплицы 51
4.3 Синтез системы управления 54
4.4 Анализ результатов моделирования 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 75

Весь текст будет доступен после покупки

На сегодняшний день вследствие активного развития вычислительной техники происходит также и развитие, и активное внедрение систем автоматизации. Данные системы управления технологическими процессами находят свое применение как на производстве, для управления сложными процессами, где предъявляются особые требования к точности выполнения и присутствует опасность для человека, так и в быту для повышения комфорта и качества жизни человека.
Однако, в первую очередь автоматизированная система управления технологическим процессами необходима там, где требуется обеспечение безаварийно работы оборудование при минимальном числе обслуживающего персонала. Системы автоматизации необходимы для эффективного увеличения показателей работы оборудования за счет оптимизации управления и исключения человеческого фактора.
В данной выпускной квалификационной работе ставится цель выполнить проектирование системы автоматизированного контроля климатических условий специализированных помещений теплицы.
Актуальность темы данной работы обусловлена возрастающими требования к объемам производств сельскохозяйственной продукции и растениеводства. Особенно это актуально в связи с ограничительными санкциями, введенными против Российской Федерации.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИЗ ПОДХОДОВ К АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАБОТЫ ТЕПЛИЦ

1.1 Функции и состав автоматизированной системы управления технологическими процессами теплицы

Микроконтроллерная система контроля климатических условий теплицы или теплицы ставит целью своей работы выполнение автоматического управления параметрами микроклимата во всем объеме рассматриваемого помещения. Принцип рассматриваемой системы строится на оценке показателей датчиков, определяющих такие параметры микроклимата как температура и влажность воздуха, уровень углекислого газа, освещенность, влажность почвы и т.д., и формировании на основе этих данных команд для работы соответствующих исполнительных устройств, которые и позволяют формировать в теплице требуемый микроклимат. [1]
Автоматизация тепличных производственных процессов – это современная технология, которая позволяет обеспечить наилучшие условия для роста и развития растений. В особенности, в случае промышленного производства овощей, цветов и ягод, использование сложного аппаратно-программного обеспечения для автоматического управления технологическими параметрами теплицы обеспечивает высокую эффективность их выращивания.
Агрономы, техники, фермеры и садоводы в полной мере оценили преимущества автоматизированных систем управления технологическими процессами в теплицах. Во-первых, автоматическое управление технологическими процессами позволяет значительно повысить скорость роста и урожайность тепличной продукции. Компьютерные программы и датчики непрерывно контролируют и поддерживают оптимальные показатели, такие как температура, влажность, освещенность, уровень углекислого газа и др. Благодаря этому растения получают оптимальное питание и условия, что положительно сказывается на их росте и накоплении питательных веществ. Это в свою очередь приводит к увеличению урожая и улучшению качества продукции.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ATMEL 164 – разрядный AVR – микроконтроллер ATmega 164[Электронный ресурс]. – datasheet.–atmel, june 2005. – Режим доступа: http://atmel.ru. (дата обращения 4.08.2020).
2. Datasheet BDP949. https://www.farnell.com/datasheets/45938.pdf. Электронный ресурс. Дата обращения 12.04.2020 г.
3. Datasheet MAX485. https://datasheets.maximintegrated. com/en/ds/1111.pdf. Электронный ресурс. Дата обращения 5.03.2020 г.
4. Datasheet MT–16S2H. [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://files.amperka.ru/datasheets/MT – 16S2H.pdf. (дата обращения 7.06.2020).
5. Datasheet MT–16S2H. http://files.amperka.ru/datasheets/MT-16S2H.pdf. Электронный ресурс. Дата обращения 5.08.2020 г.
6. MAX 13410E. RS – 485 Transceiver. datasheet.– maxim, october 2007[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://atmel.ru. (дата обращения 4.06.2020).
7. Беккер А. Системы вентиляции – М.: Техносфера Евроклимат. 2015. - Сс. 18-21.
8. Белов А.В. Микроконтроллеры AVR: от азов программирования до создания практических устройств., 2-е изд., перераб. и доп. . — М.: Наука и техника, 2020. – 544 с.
9. Белов А.В. Разработка устройств на микроконтроллерах AVR: шагаем от чайника до профи. СПб.: Наука и техника, 2016. – 528 с.
10. Бершадский И. А. Микроконтроллеры и микропроцессорные устройства в электроэнергетике. Учебное пособие. — М.: Инфра-Инженерия, 2021. – 216 с.
11. Бондарева О.Б. Устройство теплиц и парников. М.: АСТ; Донецк: Сталкер, 2017. — 92 с.: ил.

Весь текст будет доступен после покупки