Вафин Радик Рашитович, Вафин Рустем Радикович,
(КГТУ им. А.Н. Туполева, г. Казань)
Рассматривается создание системы для поддержки благоприятных климатических условий для работы в помещение: «Автоматизированная система управления и контроля микроклимата помещений». Данная система производит съем информации с датчиков различного типа (температуры, влажности, движения воздуха и т.п.), а так же производит управления объектами, влияющими на микроклимат помещения (окна, двери, системы отопления, вентиляцию и т.п.).
Программное обеспечения реализовано на языке С#, т.к. должно было быть совместимо с языками программирования высокого уровня для IBM PC - совместимого компьютера. Так же данный язык программирования уменьшает трудоемкость написания программ и упрощает разработку интерфейса пользователя, а следовательно затраты на реализацию автоматизированной системы управления и контроля микроклимата помещений.
Использовалась аппаратура съема и оцифровки сигнала с возможностью передачи оцифрованного сигнала по стандартным протоколам ЭВМ на базе IBM PC - совместимого компьютера необходимой конфигурации.
Итогом разработки стала система, которая упростила задачу обработки оцифрованных сигналов и решила в результате обработки следующие задачи:
- фильтрация сигналов от датчиков;
- аналого-цифровое преобразование в системе;
- построение частотных графиков полезного сигнала (восстановление сигнала);
- сжатие оцифрованной информации о микроклимате;
- фильтрация шумов сигнала
В разработанной системе был реализован удобный интерфейс пользователя, который позволил переучиваться персоналу без отрыва от производства.
Актуальность данной задачи объясняется ужесточением требований к условиям производства и хранения продукции, контролем рабочих мест в соответствии нормам ГОСТа все большую актуальность приобретает задача мониторинга микроклимата и других параметров технологических сред в производственных и складских помещениях, музеях, чистых комнатах в фармацевтической и электронной промышленности. Предлагаемые на отечественном рынке измерительные системы не позволяют эффективно решать эту задачу. Их основными недостатками является высокая стоимость.
Современный уровень развития вычислительной техники, инструментов программирования и элементной базы позволяет создавать мощные комплексы с высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками, а также, что немаловажно, относительно низкой ценой.
Разработанная система представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из измерительных преобразователей влажности, температуры, давления, скорости воздуха, освещенности и т.п.
Все преобразователи подключаются параллельно к обычному четырехжильному телефонному кабелю, по двум проводам которого осуществляется питание преобразователя, по двум другим - обмен информацией с контроллером.
Опрос и хранение информации от преобразователей осуществляется персональным компьютером.
Так же персональный компьютер хранит статистику измерений от каждого датчика, что позволяет анализировать данные на протяжении определенного промежутка времени, делать необходимые выводы и принимать определенные решения по снижению затрат на поддержку микроклимата.
Просмотр статистики полученных измерений можно просмотреть как в графическом виде, так и в цифровом виде, что позволяет оценить состояние наблюдаемого объекта как с качественной так и с количественной точки зрения.
Для оцифровки полученных сигналов использовался микропроцессор фирмы Atmel со встроенные АЦП, т.к. фирма Atmel является одним из лидеров в данном сегменте рынка как по производительности, качеству, быстродействию, низкому энергопотреблению, так и по цене.
Для передачи по каналу связи были использованы те же микропроцессоры, что и производили оцифровку аналогового сигнала от датчиков.
Данное решение показало высокую эффективность при снятии показателей датчиков и их оцифровки, высокую эффективность при передачи оцифрованной информации по каналу передачи с временным разделением доступа к каналу, эффективность при управлении и оценке качественного и количественного состояния системы.
|
