PL178476B1 - Sterownik komputerowy do automatycznej regulacji klimatu i dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla w pomieszczeniach zamkniętych - Google Patents

Abstract

7terownik komputerowy do automatycznej regulacji klimatu i dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla w pomieszczeniach zamkniętych, połączony z modemem i komputerem dodatkowym, znamienny tym, że posiada dwa procesory (3, 4) niezależnie pracujące oraz podwójną pamięć (5A, 6B) twardą i pamięć (7) ulotną, współdziałające z elementem (8) ® podtrzymania, zabezpieczającym przed $0 utratą danych i podwójny pakiet (1(^.A, I0B) meldunkowy, a także podwójny pakiet (11A, 11B) sterowania zaworów dozujących i podwójny pakiet (12A, 12B) N zaworów pomiarowych, pakiet (13) przetworników analogowo-cyfrowych i J wyświetlacz (16) ciekłokrystaliczny (S) współdziałający z ostrzegawczym sygnalizatorem (14) dźwiękowym.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sterownik komputerowy do automatycznej regulacji klimatu i dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla w pomieszczeniach zamkniętych, zwłaszcza w ogrodnictwie, w których w zależności od gatunku uprawianej rośliny wymaga się utrzymania zróżnicowanych parametrów składowych atmosfery.

Znane jest zastosowanie sterownika, na przykład z patentu PL nr 151738, wyposażonego w dwa zegary sterujące i przetwornik do określania stężenia roztworu nawozowego.

Sterownik jest skontaktowany hydraulicznie z przewodem rozprowadzającym roztwór nawozowy, a elektrycznie z czujnikiem określającym stopień stężenia roztworu nawozowego poprzez przetwarzanie.

Znane sterowniki stosowane w ogrodnictwie do dokarmiania roślin, nie zapewniają dokładnego dozowania nawozu, zwłaszcza gazowego, a także utrzymania optymalnych warunków klimatycznych i bezpieczeństwa w pomieszczeniach zamkniętych.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sterownika, który zapewniałby pełną, dokładną i niezależną kontrolę sterowania układem, czuwającego nad utrzymaniem właściwego klimatu i odpowiednim dozowaniu dwutlenku węgla przy dokarmianiu roślin w pomieszczeniach zamkniętych.

Cel ten został osiągnięty przez opracowanie sterownika komputerowego do automatycznej regulacji klimatu i dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla w pomieszczeniach zamkniętych.

Zadanie to zostało rozwiązane przez opracowanie sterownika komputerowego, który charakteryzuje się tym, że posiada dwa procesory pracujące niezależnie, realizujące ten sam algorytm, oraz podwójną pamięć twardą z zapisem stałych parametrów pracy systemu i pamięć ulotną z zapisem w ciągu chronologicznym pełnego zakresu działania, współdziałające z elementem podtrzymania zabezpieczającym przed utratą danych w przypadku zaniku napięcia zasilającego. Posiada także podwójny pakiet meldunkowy przekazujący impuls przewodem elektrycznym, z którego przekazuje sygnał sterowania do podwójnego podziału sterowania zaworów dozujących i podwójnego pakietu zaworów pomiarowych. Sterownik posiada też pakiet przewodników analogowo-cyfrowych i wyświetlacz ciekłokrystaliczny współdziałający z ostrzegawczym sygnalizatorem dźwiękowym informującym o stanie przebiegu regulacji stężenia dwutlenku węgla i przyczynach awarii.

Zaletą sterownika według wynalazku jest zapewniony wysoki poziom bezpieczeństwa, polegający na zastosowaniu podwójnych obwodów kontroli pracy sterownika komputerowe178476 go, czuwających .nad prawidłową pracą instalacji rozprowadzającej dwutlenek węgla. Dużą zaletą jest także zastosowanie sygnalizacji akustycznej, która ostrzega o przekroczeniu zadanego, bezpiecznego progu stężenia dwutlenku węgla lub wystąpienia innego uszkodzenia systemu. Sterownik komputerowy według wynalazku może obsługiwać dokarmianie siedmiu i więcej niezależnych obiektów szklarniowych oraz dokonywać dodatkowego pomiaru stężenia gazu w łączniku szklarniowym. Pełny cykl obsługi wszystkich obiektów z pomiarem stężenia gazu, zamyka się w pięciu minutach. Istnieje również możliwość podłączenia do sterownika typowego komputera, który umożliwia między innymi zapamiętywanie pełnej historii pracy systemu bez jakichkolwiek ograniczeń czasowych. Ponadto przy pomocy specjalnego programu istnieje możliwość analizowania lub przedstawienia graficznego doborowego lub tygodniowego przebiegu zmian stężenia dwutlenku węgla w poszczególnych obiektach szklarniowych. Ponadto przy użyciu komputera można również zmieniać parametry pracy sterownika oraz obserwować aktualny stan dokarmiania.

Sterownik komputerowy według wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, pokazującym schemat blokowy sterownika.

Sterownik 1 posiada: główny pakiet 2 komputerowego sterownika, który składa się z dwóch procesorów 3A i 4B, podwójnej pamięci 5A i 6B twardej i pamięci 7 ulotnej. Poza tym główny pakiet 2 posiada element 8 podtrzymania zabezpieczający przed utratą, danych w przypadku zaniku napięcia zasilającego. Główny pakiet 2 komputerowego sterownika jest połączony procesorami przewodami 19 elektrycznymi z główną magistralą 9 z jednej strony oraz przewodami elektrycznymi 19 z drugiej strony z modemem 20 i poprzez modem z komputerem 21. Podwójny pakiet 10A i DIB połączony jest przewodem 19 z magistralą 9 z jednej strony a z drugiej strony z listwą 18 zaciskową połączeń elektrycznych czujnika ciśnieniowego i czujnika wentylacji nie pokazanych na rysunku. Nadto posiada podwójny pakiet 11A i 11B sterowania zaworów dozujących, połączony z jednej strony z główną magistralą 9 z drugiej strony z listwą 18 zaciskową oraz podwójny pakiet 12A i 12B połączony z jednej strony z główną magistralą 9 z drugiej zaś strony z listwą 18 zaciskową i dalej podłączony jest do zaworów pomiarowych i pomiaru dodatkowego licznika szklarni. Do głównej magistrali 9 i listwy 18 zaciskowej połączony jest pakiet 13 przetworników analogowo-cyfrowych zaopatrzony w sygnalizator 14 dźwiękowy. Do pakietu 13 przetworników połączone są wyświetlacz 16 ciekłokrystaliczny i klawiatura 17 pulpitu 15, przy czym przetwornik 13 połączony jest z czujnikiem temperatury oraz z czujnikiem światła i czujnikiem dwutlenku węgla. Listwa 18 zaciskowa połączona jest do zasilacza 22 prądu zmiennego.

Działanie sterownika komputerowego jest następujące. Po połączeniu podwójnego pakietu 10A, 10B meldunkowego do czujnika ciśnienia i czujnika wentylacji w szklarni i podwójnego pakietu 11 A, 11 B elektromagnetycznych zaworów dozujących i elektromagnetycznego zaworu głównego układu zasilania dwutlenkiem węgla oraz połączenia podwójnego pakietu 12A, 12B zaworów pomiarowych i pomiaru dodatkowego łącznika szklarni, a także po podłączeniu pakietu 13 przetworników analogowo-cyfrowych do czujników temperatury, światła i dwutlenku węgla w szklarni włącza się sterownik 1 do sieci 220 VAC, poprzez zasilacz 22 podawane jest na listwę 18 zaciskową napięcie o wartości 5 VDC bezpośrednio przez przewód 19 elektryczny na magistralę 9 główną i dalej do pakietów 2, 10, 11, 12, 13 i pulpitu 15 sterowniczego. Napięcie 12 VDC i 24 VDC kierowane jest przez przewód elektryczny 19 do czujników temperatury i światła; napięcie 24 VDC kierowane jest przez przewód 19 elektryczny do pakietów 11,12 oraz do czujnika dwutlenku węgla. Napięcie 24 VDC kieruje się przez przewód 19 elektryczny do elektrozaworów pomiarowych i dozujących.

Po uruchomieniu urządzenia rozpoczyna się cykl pomiarowy mający na celu kontrolę stężenia dwutlenku węgla we wszystkich obsługiwanych przez sterownik 1 obiektach szklarniowych. Podwójny pakiet 2 głównego sterownika komputerowego niezależnie przez część A i część B pakietu przy użyciu procesorów 3 i 4 wysyła, przez przewody 19 połączeń elektrycznych i magistralę 9 główną, sygnały otwierające za pomocą pakietu 12 przez przewody 19 połączeń elektrycznych i listwy 18 zaciskowej elektrozaworu pomiarowego licznika szklarni. Po otwarciu elektrozaworu zostaje pobrane z określonej komory powietrze do czujnika dwutlenku węgla. Sygnał o stężeniu dwutlenku węgla jest wysyłany z czujnika przez

178 476 przewód 19 elektryczny do pakietu 13, magistralą 9 główną do dwóch części A, B sterownika

2. Po dokonaniu pomiaru, pakiet 2 sterownika ponownie przez niezależne części A i B pakietu przy użyciu procesorów 3 i 4 wysyła przez przewody 19 połączeń elektrycznych i magistralę 9 główną sygnały otwierające za pomocą dwóch niezależnych części A i B pakietu 12 przez przewody 19 połączeń elektrycznych i listwy 18 zaciskowej kolejny elektrozawór pomiarowy uruchamiając tym samym pomiar stężenia dwutlenku węgla w powietrzu w kolejnym obiekcie szklarniowym. Cykl pomiarowy kończy się wraz z zakończeniem pomiaru w ostatniej szklarni.

Następnie po zakończeniu cyklu pomiarowego pakiet 2 główny sterownika komputerowego niezależnie przez część A i B pakietu przy użyciu procesorów 3 i 4 wysyła przez przewody 19 połączeń elektrycznych i magistralę 9 główną sygnały otwierające, za pomocą dwóch niezależnych części A i B pakietu 11 przez przewody 19 połączeń elektrycznych i listwy 18 zaciskowej, elektromagnetyczny zawór głównej instalacji rozprowadzającej gazowy dwutlenek węgla. Następnie pakiet 2 sterownika rozpoczyna pełną obsługę pierwszego obiektu szklarniowego niezależnie przez część A i B pakietu a przy użyciu procesorów 3 i 4 sprawdza wszystkie dane dotyczące badanego obiektu szklarniowego. Dane dotyczą temperatury, natężenia światła oraz stężenia dwutlenku węgla i są przesyłane z czujników przez listwę 18 zaciskową i przewody 19 połączeń elektrycznych do pakietu 13 pomiarowego i dalej przez przewody 19 połączeń elektrycznych do magistrali 9 głównej i dalej do pakietu 2 sterownika. Następnie pakiet 2 sterownika, niezależnie przez część A i część B pakietu przy użyciu procesorów 3 i 4 otrzymuje z czujnika otwarcia wywietrzników poprzez listwę 18 zaciskową, przewody 19 połączeń elektrycznych pakietu 10 meldunkowego i magistralę 9 główną informację czy okna szklarni są zamknięte czy też nie. W przypadku gdy zamierzone stężenie dwutlenku węgla ma wartość mniejszą od zadanej i gdy wartość temperatury i natężenia światła jest w optimum a jednocześnie wywietrzniki w danej szklarni są zamknięte, pakiet 2 sterownika niezależnie przez część A i część B pakietu przy użyciu procesorów 3 i 4 wysyła przez przewody 19 połączeń elektrycznych i magistralę 9 główną sygnały otwierające za pomocą pakietu 12 przez przewody 19 połączeń elektrycznych i listwy 18 zaciskowej elektrozawór dozujący danego obiektu szklarniowego. Po otwarciu elektrozaworu pakiet 2 sterownika oczekuje na sygnał pochodzący z czujnika ciśnienia umieszczonego za elektrozaworem na magistrali prowadzącej dwutlenek węgla o pojawieniu się ciśnienia. Pozytywny sygnał stwierdza jednoznacznie, iż elektrozawór zadziałał prawidłowo. Sygnał z czujnika ciśnienia jest kierowany przez listwę 18 zaciskową, przewody 19 połączeń elektrycznych, pakiet 10 meldunkowy i magistralę 9 główną do dwóch niezależnych części A i B pakietu 2 sterownika. Czas otwarcia elektrozaworu dozującego w danej szklarni jest wyliczany przez procesory 3 i 4 na podstawie porównania wartości stężenia zadanego do wartości stężenia dwutlenku węgla zmieszanego w danym obiekcie szklarniowym. Po zakończeniu obsługi pierwszego obiektu szklarniowego pakiet 2 sterownika niezależnie przez część A i B pakietu przy użyciu procesorów 3 i 4 rozpoczyna procedurę pełnej obsługi kolejnej szklarni. Cały cykl obsługi wszystkich szklarni zamyka się w 5 min. Po zakończeniu obsługi ostatniej szklarni pakiet 2 sterownika niezależnie przez część A i B pakietu przy użyciu procesorów 3 i 4 rozpoczyna kolejny cykl obsługi od początku. Parametry pracy sterownika 1 mogą być wprowadzane przy pomocy klawiatury 17 jak również przy użyciu komputera 21 zewnętrznego poprzez modem 20. Wszystkie stany alarmowe są sygnalizowane za pomocą sygnalizatora 14 dźwiękowego oraz przez wypisanie na wyświetlaczu 16 ciekłokrystalicznym informacji o przyczynach zawieszenia dokarmiania roślin w określonej szklarni np. z powodu otwarcia wywietrzników, uszkodzenia zaworu dozującego, uszkodzenia czujnika ciśnienia lub wyłączenia całego gospodarstwa z procesu dokarmiania z powodu uszkodzenia zaworu głównego, niekontrolowanego wzrostu stężenia dwutlenku węgla w którymkolwiek z obiektów szklarniowych. Zewnętrzny komputer 21 spełnia również rolę banku zbierającego i zapamiętującego całą historię pracy systemu.

Sterownik komputerowy według wynalazku ma zastosowanie w układach do dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla dla ogrodnictwa, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych.

178 476

178 476

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sterownik komputerowy do automatycznej regulacji klimatu i dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla w pomieszczeniach zamkniętych, połączony z modemem i komputerem dodatkowym, znamienny tym, że posiada dwa procesory (3, 4) niezależnie pracujące oraz podwójną pamięć (5A, 6B) twardą i pamięć (7) ulotną, współdziałające z elementem (8) podtrzymania, zabezpieczającym przed utratą danych i podwójny pakiet (10A, 10B) meldunkowy, a także podwójny pakiet (11 A, 11B) sterowania zaworów dozujących i podwójny pakiet (12A, 12B) zaworów pomiarowych, pakiet (13) przetworników analogowo-cyfrowych i wyświetlacz (16) ciekłokrystaliczny współdziałający z ostrzegawczym sygnalizatorem (14) dźwiękowym.