Логическое реле OWEN для автоматизированной системы управления

АННОТАЦИЯ

Предлагается автоматизированная система с использованием программируемое логическое реле (ПЛР) OWEN. Процесс был разработан с использованием программного обеспечения Owen Logic. Спроектирована система автоматического управления процессом орошения гидропонного устройства. Предложен алгоритм оптимального поддержания температуры воды. Обсуждены преимущества использования ПЛР OWEN.

ABSTRACT

An automated system is proposed using an OWEN programmable logic relay (PLR). The process was developed using Owen Logic software. An automatic control system for the irrigation process of a hydroponic device has been designed. An algorithm for optimal water temperature maintenance is proposed. The advantages of using the OWEN PLR are discussed.

Ключевые слова: автоматическое управление, технология, программируемое логическое реле, логика OWEN, гидропоника, методы полива, pH, EC.

Keywords: automatic control, technology, programmable logic relay, OWEN logic, hydroponics, watering methods, pH, EC.

Введение

Логическое реле (DMR) является ключевым элементом автоматического управления технологическим процессом. В настоящее время в мире существует множество компаний, которые производят такие DMR. Компания OWEN, которая в последние годы укрепляется на мировом рынке, является одной из них. Однако, несмотря на то, что качество продукции OWEN достаточно высокое, ее использование в производстве в Узбекистане не очень популярно. Ниже приведено описание автоматизированного устройства для выращивания гидропонных натуральных продуктов с использованием программируемого логического реле OWEN для управления технологическим процессом.

Автоматическая система управления

Программируя вышеуказанную технологию в среде программирования Owen Logic, можно полностью автоматизировать управление системой. В этой среде программирования было создано несколько макросов на основе алгоритмов [2; 4]. Для реализации алгоритмов ирригационной системы были созданы макросы «орошение_n1» и «valve_holding_time1» (рис. 1).

Рисунок 1. Случай, когда макроалгоритмы «орошение_n1» и «valve_ holding _time_1» связаны

Здесь макрос «орошение_n1» рассчитывает время каждого цикла полива. «H» – часы для значения входного сигнала «a1», «M» – минуты для значения входного сигнала «a2», «S» – значение входного сигнала «a3», указывает количество секунд. Delta рассчитывает интервал полива в секундах в соответствии со значением переменной «a4», «Ozone time» устанавливает время активации озонатора по значению переменной «a5» перед поливом входящего сигнала. Когда значения переменных соблюдены, в выходном сигнале «Ирригация» макроса «Ирригация_n1» формируется логическая «1», и реле «Q1» C1, показанное на рисунке 2, запускает насос N6. Значение переменной «а5» определяет, сколько секунд до начала полива О1. Выходной логический сигнал «озона» C1 управляет реле Q2, которое, в свою очередь, включает или выключает O1. Макрос «valve_catch_time_1» позволяет открывать клапан N5 со значением переменной «a6» после полива. Реле Q3 C1 контролирует работу N5. Алгоритм оптимального поддержания температуры воды показан на рис. 2.

Рисунок 2. Алгоритм оптимального поддержания температуры воды

Для этого алгоритма был создан макрос «Water_Tempera1», входной сигнал которого называется «входящий сигнал» и подключен к входному порту AI1 C1. Датчик D3 подключен к порту AI1, который передает сигнал в диапазоне 4–20 мА. Макрос «Water_Te Temperature1» линейно регулирует входящий сигнал от 4 до 20 мА до значения от –20 до 800 C (1).

                                                     (1)

         Выходной сигнал макроса «температура» образует целую температуру воды, которая ассимилируется со значением переменной «Вода_ температура». Входному сигналу макроса «set_temperam» назначается заданное значение температуры воды на основе значения переменной «a7». Если значение «вода_ температура» выше, чем значение «гистерезис», добавленное к значению «заданная температура», выходной сигнал макроса «нагревательный элемент» достигает логического «0». Если значение «Water_температура» меньше значения «гистерезис» до значения «установленная температура», выходной сигнал макроса «нагревательный элемент» достигает логической «1» (2) и активирует реле «Q8» из C1. Реле Q8 контролирует T1:

Алгоритм контроля уровня pH и EC воды показан на рис. 3.

Рисунок 3. Алгоритм контроля уровня pH и EC воды

Чтобы контролировать pH воды, был создан макрос «ph_control1». Его входной сигнал, называемый PH_sensor, подключен к входному порту AI2 C1. Датчик D1 подключен к порту AI2, который передает сигнал в диапазоне 4–20 мА. Макрос «ph_control1» масштабирует входящий сигнал от 4 до 20 мА и линейно регулирует значение от 0 до 14 (1). Выходной сигнал макроса «PH_value» передается в переменную «PH». Остальные входные и выходные сигналы подключаются по следующей формуле соответственно:

                                       (3)

Реле C6 C1 управляет насосом N1, а R1 передает смесь из субстрата в резервуар S1, или наоборот. Реле С1 Q7 обеспечивает работу насоса N2:

                                        (4)

Аналогично макрос «EC_control1» предоставляет тот же алгоритм, что и макрос «ph_control1», описанный выше. Обзор программы, написанной для контроллера C1, показан на рис. 4.

Рисунок 4. Обзор программы, написанной для контроллера C1

В таблице 1 сравниваются питательные вещества растений, выращенных в устройстве, которое мы создали с помощью устройства Х и Y.

Таблица 1.

Сравнения устройств по результатам

Вывод

Разработан проект по автоматизации технологического процесса гидропонного выращивания зеленого корма. Практически протестировано программируемое логическое реле OWEN PR200-24.2 с использованием программного обеспечения Owen Logic. Производительность устройства с автоматическим управлением для выращивания гидропонных зеленых кормов с использованием программируемого логического реле OWEN выросла. Результаты испытаний устройства показали преимущества использования программируемого логического реле OWEN.

Список литературы:

1.   Бакай С.М., Гетя Н.В. Изучение технологии выращивания зеленых кормов гидропонным методом // Свиноводство. – 1970. – № 11. – С. 67–68.

2.   Муратов А.В. Узкополосная PLC-технология / А.В. Муратов, А.В. Башкиров, И.В. Свиридова // Современные проблемы радиоэлектроники. – 2014.

3.   Свиридова И.В. Принципы построения турбокодов / И.В. Свиридова, И.В. Остроумов, А.В. Башкиров // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». – 2012. – Т. 1. – С. 362.

4.   Шибанов С.В. Обзор современных методов интеграции данных в информационные системы / С.В. Шибанов, М.В. Яровая, Б.Д. Шашков, И.И. Кочегаров [и др.] // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». – 2010. – С. 292–295.

5.   [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://owen.ru/product/pr200.