System termostatowania i monitoringu temperatury „TERMOKONTROLA”

Komputer pobiera dane pomiarowe z wielu czujników temperatury i na podstawie zadanych nastaw, steruje wieloma zainstalowanymi wyjściami cyfrowymi. Tak w skrócie wygląda oferowany przez nas system termostatowania TERMOKONTROLA.
System od początku został zaplanowany z użyciem komputera PC, co sprawia, że jest on uniwersalny i zapewnia szerokie możliwości jeśli chodzi o stopień złożoności projektu. Może to być prosty system składający się z jednego modułu i kilku czujników stosowany w niewielkiej suszarni, jak również rozbudowany projekt składający się z kilkunastu współpracujących ze sobą modułów mający zastosowanie np. w farmie drobiowej. Oprogramowanie na PC w zestawie umożliwia użycia wielu wariantów sterowania, archiwizacji i wizualizacji.

Właściwości systemu TERMOKONTROLA na obecnym etapie rozwoju (październik 2007):
• podłączenie wielu czujników temperatury (DS18B20 poprzez moduły WIRE-CHIP),
• podłączenie wielu modułów wyjść cyfrowych firmy ADVANTECH z rodziny ADAM-4000,
• sterowanie poszczególnymi wyjściami cyfrowymi w zależności od spełnionych warunków temperaturowych skojarzonych z nimi czujników,
• rejestracja / archiwizacja danych pomiarowych i wypracowanych stanów wyjściowych,
• rejestracja stanów pracy systemu (włączony / wyłączony, awaria, itp.),
• alarmowanie o stanach granicznych (progi ustalane przez użytkownika) i awariach,
• wizualizacja na wykresie i na planszy stanów pracy, danych pomiarowych i stanów wyjściowych,
• dane historyczne gromadzone są w bazie danych (SQL Server lub pliku MS ACCESS, w zależności od wyboru użytkownika), istnieje możliwość kopiowania danych między bazami oraz analizy ich przy użyciu również innych programów (np. MS EXCEL),
• zabezpieczenie przed skutkami zawieszenia komputera – wyjścia cyfrowe ustawiają się w stan bezpieczny po ustalonym czasie braku komunikacji z PC,
• na życzenie użytkownika istnieje możliwość modyfikacji funkcjonalności systemu.

Część sprzętowa

Jako urządzenia pomiaru temperatury, stosowane są moduły WIRE-CHIP.
Podstawowe dane techniczne urządzenia:
• ilość czujników – maks. 64 czujniki DS18B20, DS1820, DS18S20 podłączone do jednego modułu,
• zakres mierzonych temperatur od -55 °C do + 125 °C,
rozdzielczość 0,0625 °C, błąd maks. 0,5 °C (od -10 °C do + 85 °C),
• protokół MODBUS RTU,
• moduł przemysłowy – bardzo dobrze zabezpieczony przed uszkodzeniem

Jako urządzenia wykonawcze stosowane są moduły wyjść cyfrowych firmy ADVANTECH typu:
• ADAM-4056SO – 12 wyjść tranzystorowych 1A (typu SOURCE – podają zasilanie DC),
• ADAM-4056S – 12 wyjść tranzystorowych 0,2A (typu SINK – zwierają do masy DC),
• ADAM -4068 – 8 przekaźników ~250V/ 0,3A, =30V/2A
• ADAM -4069 – 8 mocnych przekaźników ~240V/ 4A, =30V/4A

Pierwsze trzy moduły ADAM ze względu na niewielką moc wyjściową powinny być używane razem z zewnętrznymi stycznikami. Natomiast ADAM-4069 posiada wyjścia umożliwiające bezpośrednie sterowanie urządzeniami wykonawczymi (np. niewielkie grzałki, wentylatory, pompy, większe styczniki).

OprogramowanieTERMOKONTROLA komunikuje się z urządzeniami pomiarowymi (WIRE-CHIP) i wykonawczymi (ADAM-4056SO, ADAM-4056S, ADAM-4068 lub ADAM-4069) za pomocą portu COM komputera. Standardowo komputery wyposażone są w port COM typu RS-232, w takiej sytuacji aby połączyć wyżej wymienione elementy z komputerem należy zastosować konwerter RS-232 – RS-485.
Jeśli dany komputer nie posiada portu COM, można zastosować kartę PCI z portami RS-485, konwerter USB – RS-485 lub konwerter ETHERNET – RS-485.

Zasilanie
• wymagany jest zasilacz o napięciu wyjściowym z zakresu od 10 V do 30 V,
• dobierzemy zasilacz odpowiedni do wielkości systemu (ilości i rodzaju modułów).

Wymagania odnośnie komputera PC
• zainstalowany system Microsoft Windows w wersji XP lub Vista,
• do normalnej pracy nie jest wymagana duża szybkość działania, większa moc obliczeniowa może przyspieszyć odczyt danych pomiarowych z bazy (przydatne przy wizualizacji),
• w zależności od ilości zainstalowanych czujników i konfiguracji programu (interwał czasowy dokonywanych pomiarów, próg rejestracji temperatury) ilość danych w bazie może zmieniać się z różną prędkością (od kilkuset KB do kilkuset MB miesięcznie).

Sterowanie – możliwe konfiguracje

Informacje podstawowe:
• W programieTERMOKONTROLA istnieje tyle samo termostatów, co zainstalowanych wyjść cyfrowych.
Przykład: Jeśli są podłączone 2 moduły ADAM-4069 i 3 moduły ADAM-4056SO, to system dysponuje 52 niezależnymi termostatami.
• Każdemu termostatowi można przypisać jedno z wejść pomiarowych lub alarm zbiorczy.
• Każdy termostat może być „grzejący” (np. wyjście steruje piecem, grzałką) lub „chłodzący” (np. wyjście steruje sprężarką lub wentylatorem).
• Użytkownik ustala wartość histerezy włączania termostatu.
• Można przejść w tryb manualny sterowania poszczególnymi wejściami.
• Stan wszystkich wyjść jest archiwizowany w bazie danych.

Wizualizacja
Program TERMOKONTROLA posiada kilka możliwości zobrazowania wyników swojej pracy, są to: plan, okno konfiguracji termostatów, jak również wykres czasowy.

Plan: pokazuje aktualne wartości mierzonych temperatur,
– do planu można wgrać własny rysunek przedstawiający obsługiwany obiekt („plan” obiektu),
– można wyznaczyć miejsca, w których mają być wyświetlane poszczególne wartości

Okno konfiguracji termostatów:
– pokazuje aktualny stan każdego termostatu (ON / OFF)
– obok stanu pokazuje temperaturę odpowiedniego czujnika

Wykres:
– pokazuje przebiegi temperatur i stanów wyjść ADAMów,
– pokazuje przedziały aktywności programu (komputer i program funkcjonował lub nie funkcjonował),
– umożliwia jednoczesną analizę przebiegów temperatur i działanie powiązanych z nimi termostatów
– pozwala grupować czujniki, wyznaczać przedział czasowy i zakres temperatur wykresu.
– Pokazuje informacje o położeniu kursora myszy nad wykresem, gdzie współrzędnymi są czas i temperatura.

Zastosowanie:
• Suszarnie różnej wielkości,
• Ciepłownie (rozdzielnie ciepła),
• Farmy drobiu,
• Szklarnie,
• Systemy oszczędzania energii,
• Akwarystyka (wiele małych niezależnie podgrzewanych zbiorników),
• Inteligentne budynki.