Тепличная автоматика

  • записей
    6
  • комментария
    63
  • просмотров
    558

Контроллер "iТеплица-лайт" и SCADA - система

Greeds74

166 просмотров

День добрый, уважаемые коллеги!

Мы усиленно продолжаем работы над контроллером серии "iТеплица -лайт". Успешно завершена разработка печатной платы и передано в производство 5 опытных образцов. Ниже на фото показан рабочий момент - "примерка" компонентов в корпус.

gen_mod.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И теперь, ожидая получения модулей контроллеров, мы собрали опытную установку, показанную на рисунке ниже.

 

gen_view.jpg

 

 

 

 

 

Состав установки:

  1. ноутбук, выполняющий роль устройства визуализации и управления.  
  2. Плата контроллера.
  3. Преобразователь уровней для согласования с сетью  передачи данных. В данном примере уже применена промышленная сеть RS485, которая достаточно легко обеспечивает связь на большие расстояния.
  4. Блок датчиков температуры типа DS18B20 в герметичном корпусе. Их мы используем для измерения температуры в 10 точках.
  5. Конвертер сети передачи данных RS485 для компьютера. Предназначен для согласования сигналов и получения их в виде, понятном компьютеру - в нашем случае это USB.
  6. Установленная на компьютере система сбора данных и визуализации для оператора Simple Scada 2. Имеет все необходимые части, присущие серьёзным промышленным системам - фиксации сообщений и событий, происходящих в контроллере, ведение архива сигналов и графиков - позволяет просмотреть величины сигналов (температура, давление, влажность, освещенность и т.д.), которые были день, неделю,месяц, год назад. И конечно же, визуальное отображение сигналов на мониторе компьютера. На наш взгляд, достаточно оптимальный выбор - тем более, что просто сравните цены с аналогичными системами других производителей. И , конечно, до 64 сигналов можно использовать бесплатно.

Свои тесты начинаем просто - у нас датчики температуры, поэтому будем измерять температуру. Кружка горячей воды нам в помощь -  погружаем в них блок датчиков. Фото ниже

test1.jpg

 

 

 

 

 

И на мониторе получаем вот такой график - указатель показывает температуры в тот момент времени.

curve1.JPG

 

 

 

 

 

 

Явно видно, что налицо разница, причём весьма значительная - более 3 градусов. Один из способов выравнивания - перемешать холодные и горячие слои воды. Что и было сделано - фото после перемешивания

test2.jpg

 

 

 

 

 

Соответственно получаем вот такие значения температур - фото ниже. Указатель показывает значения температур в тот момент.

curve2.JPG

 

 

 

 

 

 

Отображение в виде окон со значениями температур

T1.JPGT2.JPG

 

Вот так показаны сообщения - фото ниже. Я не стал готовить много сообщений - собственно, и 3-х штук достаточно.

message.JPG

 

 

 

 

 

 

  И в заключение - вытащим датчики из уже немного подостывшей воды, получим вот такую картину остывания

curve3.JPG

 

 

 

 

 

 

Что можно сказать в заключение этого эксперимента?

  1. Вполне реально с применением наших контроллеров построить систему сбора данных,ничем не уступающую мощным промышленным системам.
  2. Датчики DS18B20 имеют достаточно высокую точность - посмотрите, насколько близко они показывают температуры после перемешивания воды.
  3. Контроллер "iТеплица-лайт" может обеспечить недорогой и надёжный сбор данных - за всё время на графиках нет ни одного "провала", показывающего пропуск температуры. И самое что интересное - в проекте контроллера мы не задействовали ни единой строчки кода - все действия сделаны драйверами операционной системы.

Также вот тут можно скачать сам проект.


3 пользователям понравилось это


10 комментариев


 Нужно ли использовать экранированную витую пару(cat6 shelded) для датчиков ( Т, ОВВ)?Так как расстояние от  PCB ContorBox(ну или как там оно зовется) до точек измерения может составлять 20-25м.

1 пользователю понравилось это

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Здесь при выборе кабеля надо учесть специфику применяемой нами шины обмена данными. В данном случае  мы используем три провода : DATA - шина данных, RET - возвратный или земляной провод, EXT_POWER - внешнее питание не только обслуживаемых ведомых устройств, но и внешних относительно них цепей датчиков и органов управления. Для различных размеров сети потребуется применять различные типы кабеля для соединения.

Основные 4 типа сетей перечислены ниже в таблице.

Классификация 1‑Wire‑сети

Протяжённость кабеля магистрали

Количество ведомых абонентов

Тип используемого кабеля

Топология

 

Миниатюрная

До 5 м

До 10 шт

Любой

Свободная

 

Короткая

До 30 м

До 50 шт

4‑хпроводный телефонный

Общая шина с патчами до 0,5 м

 

Средняя

До 100 м

До 100 шт

Витая пара 3 категории

Строгая общая шина

 

Длинная

До 300 м

До 250 шт

Витая пара 5 категории или IEEE1394 (Firewire)

Общая шина без разрыва ствола

 


Тут также можно учесть,что в контроллере мы применяем специализированное устройство для питания датчиков и формирования сигналов обмена. Также одной особенностью можно назвать наличие полной гальванической развязки сети датчиков от цепей самого контроллера. Это всё даёт одно важное преимущество  - повышенную устойчивость к помехам на линии.

Ещё одна особенность - можно легко управлять периодом опроса датчиков, от 800 мсек до 32 секунд. Согласитесь, температура достаточно медленно изменяется( если конечно не кружка с кипятком) - и нет необходимости опрашивать слишком часто.

В примере, которые показан вам был выше, частота опроса была просто максимально возможной - около 760 мсек. Тестирование всегда должно быть экстремальным)

К слову сказать, сейчас контроллер "iТеплица-лайт" может опросить до 128 устройств типа термометров DS18B20- как на картинке выше. Согласитесь, это весьма немалое количество.

Изменено пользователем Greeds74
1 пользователю понравилось это

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

 График Т от датчиков нужен с бОльшим масштабом. Температурная дельта же от 10 до 30С(грубо). Будет более визуализировано.Скорее всего это возможно.Но я же ламер.Вот блондинистые вопросы и задаю. :)

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
4 минуты назад, Greeds74 сказал:

Общая шина с патчами до 0,5 м

А вот это уже надо расшифровать :). Лучше картинку покажи,пожалуйста.Ведь не только я это читаю.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
3 часа назад, Ty144 сказал:

 График Т от датчиков нужен с бОльшим масштабом. Температурная дельта же от 10 до 30С(грубо). Будет более визуализировано.Скорее всего это возможно.Но я же ламер.Вот блондинистые вопросы и задаю. :)

Да - графики можно настроить по желанию так, как хочется. Как только доберусь до домашнего компа - сразу подготовлю образцы. Как раз будет видно, как работает выборка из архивной базы.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

 А таблэтку на андроиде можно использовать в какчестве минимонитора(пусть и подключаемого) или постоянного(установленного в каком тамбуре с менее агрессивной средой).
 На сколько (в монетарном и железном исчислении) усложняется конструкция если создать передачу данных на монитор по wireless на расстояние мин 20м?

1 пользователю понравилось это

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
3 часа назад, Ty144 сказал:

А вот это уже надо расшифровать :). Лучше картинку покажи,пожалуйста.Ведь не только я это читаю.

 

Вот примерно такая топология получается - одна длинная линия и от неё отводы кабеля на расстояние 1/2 метра.

Lines_.thumb.jpg.e724dca12cb33273ef1e0fee7e6e5e2d.jpg

 

1 пользователю понравилось это

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
3 часа назад, Ty144 сказал:

 А таблэтку на андроиде можно использовать в какчестве минимонитора(пусть и подключаемого) или постоянного(установленного в каком тамбуре с менее агрессивной средой).
 На сколько (в монетарном и железном исчислении) усложняется конструкция если создать передачу данных на монитор по wireless на расстояние мин 20м?

На самом деле мне всё равно, какую именно сеть применить - или RS485, или беспроводную передачу. Главное, чтобы было обеспечено достаточно быстрое ( в пределах разрешённого  таймаута ) и без потерь передача сигнала. Тут надо учесть, что вмонтировано в плату оборудование, рассчитанное на проводную сеть RS485,  а всё дополнительное будет  как бы внешним дополнением - внешними блоками. Например, можно обойтись модулем на основе чипа SI4432 - достаточно дальнобойный и недорогой. Цена вроде как в районе 6$ - надо 2 штуки.

Но тут есть единственное ограничение - та система визуализации, которую я вам демонстрирую,работает под управлением Windows (по крайней мере серверная часть). А это накладывает свои ограничения.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Тут ещё одна новость интересная -разработчики системы  обещают организовать web - управление, типа удалённого клиента. И вот в этом случае все прелести подключения через обычный веб-браузер будут налицо. Но надо конечно дождаться завершения реализации этой задачи)

1 пользователю понравилось это

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Как и было сказано ранее - получив доступ к базе данных, сделал вот такую вот выборку - график быстрого нагрева датчиков в стакане с горячей водой. Я тут для быстроты создал ещё одну относительную шкалу - от 10 до 100%. 

Ниже на картинке искомый тренд.

scalesm.JPG

1 пользователю понравилось это

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас