Свое ПО для управления инкубатором - что учесть?

Вы здесь


5 сообщений

Вопросы задавать можно только после регистрации. Войдите или зарегистрируйтесь, пожалуйста.

Аватар пользователя Алексей Юлич
Не в сети
Заходил: 2 года 6 месяцев назад
Регистрация: 21.03.2015 - 12:53
: 2

Приветствую
Задался я вопросом создания своей начинки для управления инкубатором, хотел поинтересоваться у знающих, что еще следует добавить и учесть?

Получилось примерно так:

1) 4 датчика температуры – при разных показателях температуры на датчиках включаются вентиляторы для перемешивания воздуха. (разница температур задается программно)

2) Снятие показаний с датчиков температуры, при понижении температуры подача питания на нагревательный кабель, включение 2х вентиляторов для разгона воздуха по инкубатору (отдельные вентиляторы от смешивающих воздух), при достижении требуемой температуры выключение нагревательного кабеля и вентиляторов (время отключения вентиляторов после выключения нагревательного кабеля задается программно)

3) Снятие показаний с датчиков температуры, при превышении заданной температуры открытие заслонок и включение вентиляторов – защита от перегрева

4) 2 датчика влажности - при разных показателях влажности на датчиках включаются вентиляторы для перемешивания воздуха. (разница влажности задается программно)

5) Снятие показаний с датчика влажности, при понижении влажности включается 2 вентилятора стоящие на емкости с водой, соответственно при достижении требуемой влажности вентиляторы выключаются

6) Вентиляция – управление вентиляторами для подачи свежего воздуха (на какое время и с какой периодичностью включается задается программно)

7) Управление вращения лотками (с какой периодичностью и какое количество оборотов двигателя – можно регулировать наклон)

8) Температуру и влажность можно задавать как постоянную на весь процесс инкубации, так и индивидуально для каждого дня (с возможностью сохранять программу)

9) Подача воды в емкость для повышения влажности при достижении минимального уровня

10) Алерт при выходе из строя датчиков и оборудования (вентиляторов, нагревательных элементов)

11) Алерт при постоянной высокой – низкой температуре, влажности – (постоянство – время сколько держится температура, влажность и какие значения задается программно)

12) Возможность ручного включения той или иной опции – не по расписанию с панели управления

13) Возможность подключения к ПК и управление с него (мониторинг)

P/S показатели влажности и температуры снимаются с точностью 0,1%

Возникли вопросы

Нужно ли ставить все-таки тен в емкость с водой для увеличения влажности?
Свежий воздух стоит подавать через нагревательный тен или можно на прямую?
Что Еще стоит учесть?


Аватар пользователя Алексей Евгеньевич
Не в сети
Заходил: 4 часа 33 минуты назад
Россия
: Екатеринбург
Регистрация: 19.03.2008 - 08:06
: 27290
Аватар пользователя Алексей Юлич
Не в сети
Заходил: 2 года 6 месяцев назад
Регистрация: 21.03.2015 - 12:53
: 2

Алексей Евгеньевич, Спасибо! Читаю!

Не в сети
Заходил: 2 года 6 месяцев назад
Беларусь
Регистрация: 16.03.2015 - 10:55
: 8

При начале работы над проектом Вам необходимо определиться с типом применяемых датчиков температуры, Точность всей системы определяется по точности измерительного элемента, таким образом, для обеспечения необходимой для Ваших задач необходимо применение датчиков с допуском по точности АА, и 15 разрядный АЦП, абсолютное большинство всех массовых терморегуляторов и близко не соответствуют заявленным параметрам. В соседней ветке форума сходная тема, на промышленном контроллере со стандартным датчиком температуры я могу гарантировать только 0,2 градуса точности…

Аватар пользователя Serge
Не в сети
Заходил: 8 часов 55 минут назад
Р. Молдова
: г. Кишинев, Молдавия
Регистрация: 12.09.2009 - 16:42
: 1829

К выше сказанному могу добавить и от себя как разработчика, сначала стоит тщательно изучить известные разработки, многое передовое как правило вкладывается в промышленные инкубаторы. Второй немаловажный момент это конструкция и компоновка самого корпуса, как ни странно это и диктует определенные условия к электронике и ее алгоритму работы. В качестве примера возьму некоторые сведения из первого поста, первое что привлекло мое внимание это большое количество датчиков температуры и влажности для ТЗ. Если интенсивность воздухообмена внутри камеры недостаточна то и возникает разнобой в температуре в разных точках камеры, то же самое относится и к влажности (помимо этого стоит учесть и способ увлажнения воздуха). Помимо принужденной конвекции необходим и воздухообмен с внешней средой (удаление углекислого газа и притока новой порции воздуха). Если на всю конвекцию отвести достаточную мощность, то все более-менее обеспечит приемлемый разной температуры и влажности, если идет экономия мощности, то вылезают все эти проблемы с неравномерностью, в конечном итоге идут много попыток как-то устранить различными способами, в т. ч. большим числом датчиков и маломощных вентиляторов. В итоге получается несколько типовых вариантов, где эти характеристики приведены к определенному компромису, некоторые из них получены на основе расчетов, другие - эмпирически, точнее методом проб и ошибок с учетом опыта предшественников.
Подведя итоги, могу привести следующие соображения:
- Компоновку корпуса взять как у промышленных, только придется их приспособить для меньших габаритов.
- Не экономить на мощности для принужденной конвекции и внешнего воздухообмена
- Датчиков температуры достаточно 1-2 шт, с малой инерционностью и достаточной точностью
- Датчиков влажности достаточно 1 с необходимой точностью
- Включить весь сервис для управления всей начинкой инкубатора, упомянутый сервис в 1-м посте остается в силе
- Включить весь сервис для дистанционного мониторинга и управления от компьютера или сотового телефона (тоже упомянуто в 1-м посте)

В заключение могу отметить и одну не решенную полностью проблему в промышленных инкубаторах, это проблемы вентилятора. Она состоит в присуствии мертвой зоны в виде конуса, осование в центре и вершина от центра, типовым решением этой проблемы является переменный наклон лопасти пропеллера вентиляторе (поближе к центру наклон лопасти больше, к краю он меньше). Это в какой-то мере смягчает проблему, но не устраняет полностью. Если эта проблема будет решена, то внутри камеры можно обойтись одним датчиком температуры и одним влажности. Помимо этого я подброшу еще одну идею для автоматики, это добавление одного датчика температуры снаружи, т. е. для помещения где расположен сам инкубатор, по разности температуры камеры и помещения можно программно задать динамику управления нагревателем. Многие ПИД-регуляторы заточены для самой камеры и не совсем полно учитывают потери тепла через стенки инкубатора и температуру в помещении, в лучших блоках управления они учитываются косвенно, по динамике нарастания или спада температуры. Так что спроектировать хороший блок с прекрасной программой будет сложно, поэтому многие вынуждены упрощать некоторые пункты ТЗ для получения более дешевого блока управления с приемлемым набором функций и сервиса.

Мои книги на ФЕРМЕР.RU
Инкубатор-автомат А-120Б http://fermer.ru/sovet/fermerskaya-elektronika/37202
Мини-инкубатор А50Б http://fermer.ru/content/mini-inkubator-a50b
Блок поворота для инкубатора http://fermer.ru/forum/samodelnye-inkubatory/120776