Файл: Разработка автоматизированной системы управления тепличным комплексом на примере компании ооо Завод готовых теплиц г. Москва.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2023

Просмотров: 323

Скачиваний: 16

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

«Московский государственный образовательный комплекс»

Дипломная работа на тему

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ Тема разработки автоматизированной системы ухода за растениями в наши дни является по-прежнему актуальной, так как сельское хозяйство является одной из важнейших отраслей экономики России и имеет большое значение для обеспечения продовольственной безопасности населения. В условиях изменения климата и увеличения населения мира, повышение эффективности производства продуктов питания является необходимым условием для удовлетворения растущего спроса на продукты питания. Умная теплица может существенно улучшить производственные процессы в сельском хозяйстве, что позволит повысить урожайность, снизить затраты и улучшить качество продукции. Кроме того, разработка умных теплиц может стать одним из направлений развития инновационных технологий в сельском хозяйстве, что будет способствовать его модернизации и конкурентоспособности. Автоматизированные системы ухода за растениями могут также помочь снизить нагрузку на фермеров и садоводов, облегчив их труд и повысив эффективность работы. Кроме того, такие системы могут быть полезны в городском озеленении, что поможет улучшить экологическую ситуацию в городах и сделать их более комфортными для жизни.Одним из преимуществ автоматизированной системы управления тепличным комплексом является возможность удаленного управления. Система позволяет контролировать и управлять процессами в теплице с помощью мобильного приложения или веб-интерфейса. Это позволяет операторам быстро реагировать на изменения климата и других параметров и принимать необходимые меры.Еще одним преимуществом системы является возможность сбора и анализа данных. Система собирает данные о климатических условиях, уровне влажности почвы, подсветке и других параметрах. Эти данные могут быть использованы для анализа производительности тепличного комплекса и оптимизации процессов.Цель работы заключается в том, чтобы оптимизировать и облегчить работу мехатронной системы по выращиванию растений в теплице. Уникальность заключается в экономичности использования энергии при поддержании условий для роста растений. Актуальность заключается в эксплуатации автоматической системы в холодном климате. В состав необходимого оборудования для умной теплицы входят: система автоматического полива, система отопления, система освещения и система вентиляцииСпроектировать все необходимые схемы включает в себя разработку электрических и механических схем для каждой системы, а также схему общей системы управления и контроля.Алгоритм работы системы будет включать автоматический контроль температуры и влажности почвы. Система автоматического полива будет запускаться по достижении определенного уровня влажности почвы. Система освещения будет регулироваться в зависимости от времени суток.Задачи: Составить список необходимого оборудования Спроектировать все необходимые схемы Построить алгоритм работы системы Произвести экономический расчёт 1 Теоретическая часть 1.1 Требования к системеАвтоматическая теплица должна будет работать в автономном режиме. Температура для роста клубники должна быть постоянной и держаться на отметке от 20 до 28 градусов. Процент влажности почвы должен быть не менее 60% и не более 75%. Освещение растений должно осуществляться на протяжении 12 часов. При плохом дневном свете должны включаться светодиодные лампы. Ночью растения должны отдыхать. Орошение должно производится по мере засухи почвы, в свою очередь которую будут обнаруживать датчики влажности почвы. Вентиляция теплицы должна работать по принципу естественного проветривания. Энергию система будет получать из солнечного водонагревателя и заменять работу нагревателя в солнечные дни. 1.2 Подбор оборудования Основные устройства Контроллер – представлен на рисунке 1. Задача контроллера состоит в исполнении вшитого в него алгоритма действий. Модель: «Arduino Uno R3». Я выбрал стандартную модель, потому что количество аналоговых и цифровых входов и выходов хватает для эксплуатации автоматической теплицы с небольшим запасом.Пройдемся по основным характеристикам данного контроллера, для этого обратимся к таблице 1. Таблица 1 – Краткое описание контроллера «Arduino Uno R3»

Практическая часть

2.1 Гидравлическая схема

Всего 8 управляемых элементов. Все они будут представлены в Arduino на схеме оборудования рисунок 17, но уже в другой форме.

2.2 Схема оборудования



Был произведен расчёт экономичности использования внедренной системы. Расчёт экономичности происходит между автоматической теплицой с резервной энергией и без резервной энергии. Разница между ними такова, что общие затраты на электроэнергию у теплицы с резервом за год на 35% ниже.

Срок окупаемости системы по сравнению с системой без резерва составил 1 год и 10 месяцев.

На основании своей работы можно сказать, что система может быть эксплуатирована в холодном климате, особенно в городах с низким показателем урожайности.

В итоге:

  1. Был выполнен подбор оборудования

  2. Были спроектированы все необходимые схемы

  3. Построен алгоритм работы системы

  4. Произведен экономический расчёт

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Специальная (научная) и периодическая литература

1. А. В. Чигарев, К. Циммерманн, В. А. Чигарев. Введение в мехатронику: учебное пособие, Минск : БНТУ, 2019

2. Б. М. Готлиб, А. А. Вакалюк. Введение в специальность «Мехатроника и робототехника» : курс лекций, Екатеринбург : УрГУПС, 2019

3. С. В. Пономарев. Компоненты приводов мехатронных устройств: учебное пособие, Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2021

4. Д. А. Колесниченко, Н. М. Колесниченко. Мехатроника и робототехника: лабораторный практикум: учебно-методическое пособие, Вологда: ВоГУ, 2018

5. О.И. Максимычев, А.В. Либенко, В.А. Виноградов. Программирование логических контроллеров (PLC): учеб. пособие /, М.: МАДИ, 2020

6. В.А. Трубецкой, В.А. Медведев, С.С. Ревнёв. Проектирование исполнительных систем роботов: учебное пособие, Воронеж: ФГБОУ ВО, 2021

7. Юревич Е.И. Сенсорные системы в робототехнике : учеб. Пособие, СПб., Изд-во Политехн. ун-та, 2021

8. Белов А. В. Программирование микроконтроллеров для начинающих и не только, СПб.: Наука и Техника, 2022

9. Шошиашвили М.Э., Шошиашвили И.С. Проектирование мехатронных систем: учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск: ЮРГПУ(НПИ), 2019

10. Лукинов А. П. Проектирование мехатронных и робототехнических устройств: Учебное пособие, СПБ.: Издательство «Лань», 2019

11. Готлиб Б. М. Проектирование мехатронных систем: курс лекций для студентов специальности «Мехатроника». - Екатеринбург: УрГУПС,2019


12. Ливенец М.А., Ярмахов Б.Б. Программирование мобильных приложений в MIT App Inventor, СПБ.: Издательство «Лань», 2021

13. Иванова Г.С. И201 . Технология программирования: Учебник для вузов, М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2022

14. Егоров О.Д., Подураев Ю.В. Мехатронные модули. Расчет и конструирование: Учебное пособие, М: МГТУ «СТАНКИН», 2019

15. Подураев Ю.В. Мехатроника: основы, методы, применение: учеб. пособие для студентов вузов, М.: Машиностроение, 2020

16. Шварц Марко, Интернет вещей с ESP826, СПб.: БХВ-Петербург, 2019

17. Гололобов В.Н. ARDUINO для любознательных, СПб, Наука и Техника, 2018

18. Дж. Фрайден, Современные датчики. Справочник, Москва: Техносфера, 2021

Электронные ресурсы:

  1. Онлайн редактор блок-схем: https://programforyou.ru/

  2. Онлайн сервис по 3D моделированию: http://tinkercad.com/

  3. Сайт для ознакомления с сельскохозяйственными культурами: https://ydobreniam.ru/

  4. Сайт «Anyroad»: https://anyroad.ru/

  5. Сайт система недвижимости «Неагент»: https://neagent.info/

  6. Сайт сад коллекционных растений: https://sadrasteniy.ru/

  7. Сайт главная книга: https://glavkniga.ru/



ПРИЛОЖЕНИЕ А1

(обязательное)

Электрическая схема



ПРИЛОЖЕНИЕ А2

(обязательное)

Электрическая схема



ПРИЛОЖЕНИЕ А3

(обязательное)

Электрическая схема

Смотрите также файлы