Überwachung des Gewächshauses
Projektbeschreibung
Firma „FruTek“, die im Anbau von Obstkulturen in Gewächshäusern tätig ist, hat um ein System zur Überwachung und Verwaltung einer Gruppe von Gewächshäusern gebeten.
In jedem der Gewächshäuser mussten Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewässerungsventile, Nebel, Actuator der Oberflügel gesteuert und die Parameter in den Diagrammen aufgezeichnet werden. Für jeden der Stellantriebe war es erforderlich, den Zeitplan festzulegen und die Programme, sowie die Möglichkeit zu verwenden, die Position der Oberflügel durch die Temperatur zu steuern.
Auswahl der Management- und Überwachungssystem
Das Unternehmen stand vor der Wahl, auf welche Weise das System aufgebaut werden soll, und erwog mehrere alternative Optionen für das System:
- Mikrocontroller mit „geschlossenem“ Austauschprotokoll. Der Systemintegrator, der diese Controller verwendet, bot den Dienst an, eine benutzerdefinierte Anwendung zu schreiben, um dieses Problem zu lösen. Bei relativ geringen Kosten für inländisch produzierte Steuerungen waren die Nachteile die relativ hohen Kosten für die Entwicklung einer Anwendung, die Notwendigkeit, einen separaten Computer für den Arbeitsplatz des Dispatchers bereitzustellen und die vollständige Abhängigkeit des Kunden vom Auftragnehmer.
- SPS mit einem Bediengerät gekoppelt. Die Nachteile dieser Option waren, dass das Bediengerät in der Regel nur mit einer Verbindung arbeiten kann, sodass die SPS nur eine einzige sein muss – mit einer Reihe teurerer Lösungen für dezentrale Peripheriegeräte oder der mühsamen Verkabelung von Analogleitungen von der zentralen SPS zu allen Gewächshäusern. Die Variante mit dem Kit „HMI-Panel + SPS“ für jedes Gewächshaus wurde nicht als bewusst teuer eingeschätzt.
- SCADA-System mit einem Satz dezentraler Peripheriegeräte. Die Verwendung von SCADA würde auch die Auswahl der gewünschten Konfiguration, den Kauf einer Lizenz, einen separaten Computer für den Dispatcher, die Zeit für den Kunden, die es beherrschen, und das Projekt bereitstellen und schreiben erfordern. Und die Aufgabe musste in kurzer Zeit mit einer Art fertigen Lösung umgesetzt werden.
Eines der Kriterien für die Auswahl der Geräte waren Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren mit einer 1-Draht-Schnittstelle, die das Gerät so günstig wie möglich machen und die Verkabelung vereinfachen würden.
Ein weiteres wichtiges Kriterium für den Kunden war die Möglichkeit, die Betriebsmodi der Gewächshäuser vom lokalen Bedienfeld oder Tablet aus zu ändern.
System Layout
Nach dem die verschiedenen Optionen gegeneinander abgewogen wurden, erwies sich die optimale Lösung hinsichtlich Einfachheit der Konstruktion, Flexibilität, Skalierbarkeit und Preis der Lösung als eine Struktur mit zentraler Verwaltung aller Gewächshäuser von einem WebHMI –
Integrationscontroller und verteilten Peripheriegeräten mit offenem Protokoll Modbus RTU RS-485 (hergestellt von AKON, Ukraine) für Input-Output-Signale von jedem der Gewächshäuser.
Die AKON-Module der Serien WAD-TC und WAD-AIK haben sich ebenfalls zu einer idealen Lösung für diese Aufgabe entwickelt. Jedes Modul kann mehrere Funktionen auf einmal haben – analoge und diskrete Signale werden eingegeben und Impulse gezählt. Beispielsweise wurde das WAD-TC-Modul zur Eingabe von Temperatursignalen über die 1-Wire-Bus und Oberflügel verwendet. Mit dem WAD-AIK-Modul wurden vereinheitlichte Signale von 4..20 mA (Feuchte, Temperatur) und ein gepulster Niederschlagssensor eingegeben. Aufgrund der Kompaktheit der Module (die Anschlussklemmen sind vertikal in 4 Reihen angeordnet), wurde die Automation in kleinen Anschlusskästen in jedem Gewächshaus untergebracht.
- Diese Struktur hat folgende Vorteile:
- WebHMI bietet alles, was Sie brauchen – kompakte Hardwareplattform, integriertes SCADA
- Einfache Topologie und Verkabelung – ein Kabel reicht aus, um alle Gewächshäuser zu verbinden
- Skalierbarkeit – Um die Anzahl der Signale zu erweitern, genügt es, das erforderliche Modul zum selben Bus hinzuzufügen
- Die Interface in der Tasche – der Komfort für das Personal, alle Gewächshäuser von jedem mobilen Gerät aus zu steuern, das sich im Gewächshaus bewegt. Fernzugriff auf das System über das Internet.
Projektkonfiguration nach der Verwendung von WebHMI
Das Erscheinungsbild der Benutzeroberfläche
Die erhaltenen Vorteile
- Minimale Redundanz des „All-in-One“ -Systems – manuelle oder automatische Fernsteuerung aller Gewächshäuser, “batch control”, Diagramme und Berichte, Alarmierung. Und das ist alles – ohne SPS, HMI-Panels, einen separaten Server für SCADA.
- Bequemer Zugriff auf die Benutzeroberfläche in einem der Gewächshäuser von einem Tablet oder Smartphone aus.
- Einfache Implementierung des Fernzugriffs über das Internet.
- Aufgrund der Möglichkeit des Fernwartungszugriffs wurden alle Anpassungsarbeiten an dem Projekt nach dem Verkauf der Ausrüstung vom Büro aus durchgeführt.
- Infolge der Punkte 1..4 wurde das Projekt in kurzer Zeit und zu minimalen Kosten umgesetzt.
