Тепличная автоматика

  • записей
    11
  • комментариев
    86
  • просмотров
    1 560

Контроллер "iТеплица-лайт" и SCADA - система

Greeds74

268 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