Система управления и диспетчеризации микроклимата в птичниках

Разработка новой системы микроклимата в птичниках преследовало следующие цели:

• замена морально и физически устаревшей системы Big Dutchman Viper,
• повышение качества регулирования,
• повышение удобства и гибкости настройки,
• реализация новых функций,
• диспетчеризация - оповещение персонала об неисправностях и аварийных ситуациях, архивирование контролируемых параметров, ведение журнала событий.

Состав климатического оборудования птичника

• 14 - 16 крышных вытяжных вентиляторов - каминов.
• 18 - 20 туннельных вентиляторов, установленных на торце птичника, объединенных в 5 групп.
• 5 групп туннельных жалюзи.
• 10 датчиков внутренней температуры.
• 10 газовых обогревателей.
• Боковые приточные клапаны.
• Датчик наружной температуры.
• Датчик концентрации углекислого газа.
• Датчик влажности.

При модернизации системы микроклимата количество датчиков внутренней температуры было увеличено с 6 до 10 - по числу газовых обогревателей. Это позволило улучшить качество регулирования температуры - каждый нагреватель управляется по сигналу от своего датчика температуры.

Алгоритм работы системы микроклимата

Для управления микроклиматом была разработана программа, обеспечивающая поддержание микроклимата в полностью автоматическом режиме.

Алгоритм работы системы микроклимата в первую очередь обеспечивает минимальную вентиляцию при помощи вытяжных каминов, согласно настройкам технологических параметров. Боковые приточные клапаны открываются на величину, соответствующую производительности вытяжной вентиляции, согласно заданному соотношению, либо величину, требуемую для поддержания заданного перепада давления. Регулирование температуры обеспечивается посредством газовых нагревателей и вытяжной вентиляции.

Газовые нагреватели включаются при температуре ниже, чем уставка включения нагревателей и отключаются при достижении требуемой температуры. Каждый нагреватель работает по сигналу датчика температуры, установленного в его зоне нагрева.

Количеством включенных вентиляторов управляет программный ПИД-регулятор температуры, поддерживающий заданную среднюю температуру в птичнике. Для плавности регулирования три вытяжных камина имеют возможность изменения скорости вращения при помощи преобразователя частоты. Система управляет производительностью вытяжной системы вентиляции в пределах между заданными границами минимальной и максимальной вентиляции.

Если задействованы все вытяжные камины, то, при наличии разрешения, система переходит в комбинированный режим - дополнительно к вытяжным каминам включаются одна, две или 3 группы туннельных вентиляторов.

Если продолжается рост внутренней температуры, система переходит в туннельный режим: отключаются вытяжные камины, отключаются нагреватели, закрываются боковые приточные клапаны. Регулирование температуры осуществляется путем изменения количества включенных групп туннельных вентиляторов. Группы туннельных жалюзи открываются в зависимости от количества включенных групп туннельных вентиляторов.

В системе управления микроклиматом предусмотрен зимний режим. В этом режиме закрываются все туннельные вентиляторы и жалюзи.

Интерфейс панели оператора

Новая система микроклимата построена на базе контроллера Овен СПК110.

Преимущество использования данного контроллера в том, что Овен СПК110 является одновременно управляющим контроллером, панелью оператора, а также предоставляет веб-интерфейс для удаленного управления процессом. Через веб-интерфейс доступны все экраны панели оператора и полное управление климатов в птичнике.

На главном экране отображены основные параметры микроклимата птичника, состояние оборудования индикация аварийных ситуаций и отклонения контролируемых параметров. Расположение оборудования на мнемосхеме точно повторяет его фактическое расположение в птичнике, что позволяет обслуживающему персоналу удобно управлять оборудованием птичника, быстро диагностировать и устранять неполадки, выявлять причины отклонения параметров микроклимата от нормы.

Белым цветом на мнемосхеме отображаются механизмы, которые в данное время отключены, зеленым - включены, а красным - находящиеся в аварийном состоянии. Также красным цветом подсвечиваются параметры микроклимата, которые выходят за установленные аварийные границы. Желтая рамка вокруг механизма означает, то, что механизм находится в ручном управлении.

При нажатии на иконку механизма открывается окно управления этим механизмом.

В окне управления механизмом можно изменить режим управления, включить и отключить механизм.

На экране Параметры сведены отображаются основные текущие параметры микроклимата и режимы работы системы.

Экран Режимы предоставляет оператору доступ к управлению режимами работы системы и к технологическим параметрам.

Основные технологически параметры микроклимата задаются на экране Уставки. В автоматическом режиме работы система поддерживает параметры микроклимата в зависимости от количества дней, прошедших от дня посадки птицы. Предусмотрено до 15 ключевых точек для задания параметров микроклимата. Для дней между ключевыми точками уставки интерполируются по линейному закону раз в сутки, а аварийные границы действуют по предыдущей ключевой точке. Переход к уставкам нового дня происходит в 9:00 для снижения вероятности нештатных ситуаций в ночное время.

Дата посадки птицы задается на соответствующем экране.

Режим подготовки предназначен для установки параметров климата в период подготовки птичника к посадке птицы.

На экране Аварии отображается информация об активных авариях и осуществляется сброс аварий и звуковой сигнализации.

Журнал событий отображает хронологию аварийных ситуаций, отклонений контролируемых параметров, а также изменений режимов работы системы.

Экран Графики предоставляет доступ к архивным значениям аналоговых параметров микроклимата в графической форме - температуре, влажности, концентрации углекислого газа и разрежению в птичнике.

Система микроклимата птичнике имеет удобный доступ к инженерным настройкам.

На экране Доступ осуществляется контроль уровней доступа персонала к изменению параметров системы и микроклимата.

Система микроклимата позволяет гибко настроить график работы освещения в зависимости от возраста птицы.

Информационная система мониторинга птичников

Информационная система мониторинга климата птичников представляет собой комплексное решение, разработанное для обеспечения эффективности и надежности работы птицеводческого предприятия. Архитектура системы основана на принципе модульности, это позволяет каждому сервису выполнять свою специфическую функцию и обеспечивать высокую гибкость и масштабируемость системы в целом. Благодаря использованию передовых технологий, таких как MQTT, MySQL и Telegram, система обеспечивает быстрый и надежный обмен информацией, оперативное уведомление о критических событиях и удобный доступ пользователей. Информация из базы данных может быть интегрирована в системы управления предприятием.

Информация о работе всех птичников поступает на сервер диспетчерского центра, где хранится в базе данных MySQL. На главном экране диспетчерского центра в табличной форме отображается состояние всех птичников, значения основных параметров микроклимата и наличие аварийных ситуаций.

Оператор диспетчерского центра может открыть на экране интерфейс панели оператора любого птичника и управлять оборудованием птичника удаленно.

На сервере диспетчерского центра сохраняются параметры микроклимата, информация о аварийных ситуациях и режимах работы всех птичников.

На экране диспетчерского центра можно посмотреть телеметрическую информацию графической и табличной форме.

Для оперативного оповещения обслуживающего персонала об аварийных ситуациях в птичниках был разработан телеграм-бот Клим Птичников. Он позволяет получать уведомления и просматривать краткую телеметрическую информацию по всем птичникам.