Интегрирана система за  наблюдение на параметрите на околната среда , управление на микроклимата, осветлението и енергопотреблението в технологични работни помещения.

 

WMCS 100.

 

 

Безжичната „Интегрирана система за  наблюдение на параметрите на околната среда, управление на микроклимата, осветлението и енергопотреблението - WMCS 100” е предназначена за наблюдение и контрол на параметри на технологични обекти, свързани с изпълнението на производствени процеси. Програмното осигуряване на WMCS 100 включва различни модули, изпълняващи специфични функции и управлявани от специално разработена операционна система за работа в реално време –M2MOS. Предлагат се необходимите апаратни и програмни средства за функционирането на WMCS 100, в съответствие с изискванията за нейното приложение.

 

В състава на WMCS 100 се използват няколко вида микропроцесрни модули, функциониращи като контролери, и набор от сензори  - за температура, влага, CO2, NH3,O2, атмосферно налягане, слънчева радиация, посока и скорост на вятъра, за дъжд.

За случаите, когато е необходимо управлението на заводското осветление, се предлагат съответни ЛЕД осветители и контролери към тях, реализиращи безжична мрежа, осигуряваща зададена програмно осветеност на работните места и минимизиране на съответните електро- разходи.

Когато в производственото предприятие функционират  специфични обекти ( оранжерии, складове,сушилни и др.), в състава на WMCS 100 могат да бъдат включени съответни апаратни и програмни средства, осигуряващи техните наблюдения и програмен контрол едновременно с изпълнението на основните производствени процеси.

 

Възможни са различни системни конфигураци, в зависимост от нуждите на клиента.

 

1. Спесификация на използваните контролери.

 

1.1. Контролер     Coord100_C.

 

Предназначение:

Главен мрежов контролер, функциониращ като GPRS клиент,  координатор на безжична LAN, координатор на радио LAN,  включваща други подчинени контролери и като периферен контролер.

Състав:

- микроконтролер  JN5148/68 – безжичен микроконтролер, поддържащ безжична LAN;

-- USB 2.0;

-  GPRS модем ( създаващ клиентски TCP socket ) , поддържащ безжичен Интернет;

- процесор   Atxmega32A4- изпълнителен процесор;

- две „1- wire bus”  магистрали за достъп до отдалечени сензори за измерване на температура(DS1822). Всяка магистрала може да бъде дълга до 80 м и да включва до 16 електронни термометра.

- две „1- wire bus”  магистрали за достъп до отдалечени сензори за измерване на влага и температура(SHT10). Всяка магистрала може да бъде дълга до 80 м и да включва до 8 термометра-влагомера, към които са вградени и 5 цифрови опто- изолирани входа, позволяващи едновременно с измерването и наблюдение на до 5 цифрови изхода, генерирани на външни обекти.

- комуникационен радио- канал  ( 433 MHz, STAR топология, с радио обхват до 1 км), използван за реализация на безжична връзка с другите контролери;

- RS 485 (до 500 м дълга жична линия), алтернативна жична магистрала, използвана при невъзможност за комуникация по радио- канала.;

- адаптор 220V ~ към 24 V DC , използван за генерация на базовото захранване на модула.

- монтажна кутия за контролера.

 

 

1.2. Контролер     Coord100_D.

 

Предназначение:

Главен мрежов контролер, функциониращ като GPRS клиент,  координатор на безжична LAN, координатор на радио LAN,  включваща други подчинени контролери и като периферен контролер.

Използва се и в системи за  управление на ЛЕД осветление.

Състав:

- микроконтролер  JN5148/68 – безжичен микроконтролер, поддържащ безжична LAN;

-- USB 2.0;

-  GPRS модем ( създаващ клиентски TCP socket ) , поддържащ безжичен Интернет;

- процесор   Atxmega32A4- изпълнителен процесор;

- две „1- wire bus”  магистрали за достъп до отдалечени сензори за измерване на температура(DS1822). Всяка магистрала може да бъде дълга до 80 м и да включва до 16 електронни термометра.

- две „1- wire bus”  магистрали за достъп до отдалечени сензори за измерване на влага и температура(SHT10). Всяка магистрала може да бъде дълга до 80 м и да включва до 8 термометра-влагомера, към които са вградени и 5 цифрови опто- изолирани входа, позволяващи едновременно с измерването и наблюдение на до 5 цифрови изхода, генерирани на външни обекти.

- комуникационен радио- канал  ( 433 MHz, STAR топология, с радио обхват до 1 км), използван за реализация на безжична връзка с другите контролери;

- RS 485 (до 500 м дълга жична линия), алтернативна жична магистрала, използвана при невъзможност за комуникация по радио- канала;

- пет независими релейни изхода за управление на постоянни и променливи токове;

- адаптор 220V ~ към 24 V DC , използван за генерация на базовото захранване на модула.

- монтажна кутия за контролера.

 

 

 

1.3. Контролер     THC100

 

Предназначение:

Периферен контролер и рутер в радиомрежа (433 MHz).

Състав:

- процесор   Atxmega32A4- изпълнителен процесор;

- две „1- wire bus”  магистрала за достъп до отдалечени сензори за измерване на температура. Магистралата може да бъде дълга до 80 м и да включва до 16 термометра.

- две „1- wire bus”  магистрала за достъп до отдалечени сензори за измерване на влага и температура. Магистралата може да бъде дълга до 80 м и да включва до 8 термометра-влагомера. Към всеки от тях са включени и 5 цифрови опто- изолирани входа, позволяващи едновременно с измерването и наблюдение на до 5 цифрови изхода от външен обект.

- комуникационен радио- канал  ( 433 MHz, STAR топология, с радио обхват до 1 км), използван за реализация на безжична връзка с другите контролери;

- RS 485 (до 500 м дълга жична линия), алтернативна жична магистрала, използвана при невъзможност за комуникация по радио- канала;

- пет релейни изхода за управление на постоянни и променливи токове;

- адаптор 220V ~ до 24 V DC , използван за генерация на базовото захранване на модула.

- монтажна кутия за контролера.

 

1.4. Контролер    R100

 

Предназначение:

Контролер на ЛЕД осветител и рутер в безжична LAN.

Състав:

- процесор JN5148/68  -управляващ ЛЕД осветителя и функциониращ като мрежов рутер в безжична мрежа.

- блок за контрол и измерване на параметрите на осветителя.

- регулатор на димирането на ледовете върху осветителя.

 

 

 

 

 

1.5. Sensor Controller

 

Предназначение:

Контролер за управление на специализирани сензори, включени в оранжериен блок или други обекти. Рутер в безжична радиомрежа (433 MHz).

Състав:

- процесор   Atxmega32A4- изпълнителен процесор;

- комуникационен радио- канал  ( 433 MHz, STAR топология, с радио обхват до 1 км), използван за реализация на безжична връзка с другите контролери;

- RS 485 (до 500 м дълга жична линия), алтернативна жична магистрала, използвана при невъзможност за комуникация по радио- канала;

- сензорен блок, включващ   CO2_sen,NH3_sen, O2_sen .                   

- адаптор 220V ~ към 24 V DC , използван за генерация на базовото захранване на модула.

- монтажна кутия за контролера.

 

 

 

 

 

 

1.6. Meteo-_controller

 

Предназначение:

Контролер за управление на метео- сензорен блок в оранжериен комплекс или други обекти. Рутер в безжична радиомрежа (433 MHz).

Състав:

- процесор   Atxmega32A4- изпълнителен процесор;

- комуникационен радио- канал  ( 433 MHz, STAR топология, с радио обхват до 1 км), използван за реализация на безжична връзка с другите контролери;

- RS 485 (до 500 м дълга жична линия), алтернативна жична магистрала, използвана при невъзможност за комуникация по радио- канала;

- сензорен блок, включващ сензори за измерване на атмосферно налягане, слънчева радиация, посока и скорост на вятъра, наличие на дъжд;

- адаптор 220V ~ към 24 V DC , използван за генерация на базовото захранване на модула.

- монтажна кутия за контролера.

 

1.7. R101

 

Предназначение:

Рутер в Безжична локална мрежа. Функционира като междинен нод, осигуряващ разширение на мрежата.

Състав:

- процесор JN5148/68  -реализиращ междинен мрежов елемент и функциониращ като мрежов рутер в безжична мрежа.

- адаптор 220~ към 5V DC.

- монтажна кутия за контролера.

 

1.8. Simo100+

 

Предназначение:

Контролер за управление на непрекъснати и дискретни технологични процеси. Рутер в Безжична локална мрежа. Автономен достъп до USB и GPRS (чрез външен модем).

Simo100+ е проектиран като еднопроцесорен модул на базата на безжичен мрежов JN5148  (работещ като Рутер в безжична мрежа, едновременно поддържайки USB интерфейс към съответна порта и GPRS  с помощта на външен модем).

Състав:

-        четири 12 битови  аналогови входа от 0-10V;

-        четири 12 битови аналогови изхода 0 – 10 V;

-        два 12 битови  аналогови изхода от – 4 до 20 mA;

-        два цифрови изхода, реализирани чрез електронни релета;

-        два оптоизолирани цифрови входа.

-          адаптор 220V ~ към 24 V DC , използван за генерация на базовото захранване на модула.

-          монтажна кутия за контролера.

Фърмуерът на Simo100+ използва различни програмни инструменти ( разширени функции, външни драйверни програми) на базата на които реализира различни управляващи алгоритми ( P, PI, PID и техни адаптивни версии).

 

 

 

 

 

 

1.9. Simo101

 

Предназначение:

Контролер за управление на непрекъснати и дискретни технологични процеси. Рутер в Безжична локална мрежа.

Simo101 е проектиран като еднопроцесорен модул на базата на безжичен мрежов JN5148/68 (работещ като Рутер в безжична мрежа).

Състав:

-        четири 12 битови  аналогови входа от 0-5V;

-        два 8 битови аналогови изхода 0 – 12 V, използващи PWM;

-        два цифрови изхода 0-12V;

-        един канал за достъп до сензор за измерване на ротация относно дадена ос, използващ SPI;

-          адаптор 220V ~ към 24 V DC , използван за генерация на базовото захранване на модула.

-          монтажна кутия за контролера.

 

Фърмуерът на Simo101 използва различни програмни инструменти ( разширени функции, външни драйверни програми) на базата на които реализира различни управляващи алгоритми ( P, PI, PID и техни адаптивни версии).

 

 

2. Спесификация на предлаганите сензори и аксесоари.

 

Предлаганите сензори могат да бъдат разделени на 3 групи

 

2.1. Сензори, работещи върху едно- жична магистрала “1-Wire bus”, поддържана от контролерите.

2.1.1. TC_1-wire-bus, температурен сензор, проектиран на базата на DS1822;

2.1.2. TCHM_1-wire-bus,  комбиниран сензор за влага и температура, проектиран на базата на SHT10, включващ и 5 цифрови опто- изолирани входа (позволяващи едновременно с измерването и наблюдение на до 5 цифрови изхода на външен обект).

2.1.3  Clock-calendar (часовник-календар), енергийно независима схема, използвана за формиране на времето на очетите и поддръжка на база данни за измерените резултати и заредени управляващи програми.

 

2.2 Сензори, работещи в състава на автономен Sensor_controller.

 Sensor-Controller е част от радио-мрежата (433 MHz). В контролера е проектиран и интерфейс RS485 за случаите, когато безжичната връзка е невъзможна и се използва жична връзка.

2.2.1  CO2_sen         отчита концентрацията на CO2

2.2.2  NH3_sen         отчита концентрацията на NH3

2.2.3   O2_sen           отчита концентрацията на O2.

 

2.3 Сензори, измерващи параметри на външната среда (атмосферно налягане, слънчева радиация, посока и скорост на вятъра, за дъжд).

Тези сензори са включени в специализиран Meteo_controller, който е част от радио-мрежата (433 MHz).  В контролера е проектиран и интерфейс RS485 за случаите, когато безжичната връзка е невъзможна и се използва жична връзка.

 

2.3. Аксесоари, използвани в WMCS 100.

 

2.3.1.  ЛЕД –осветители   - с 24 и 48 леда върху специален корпус.

2.3.2.  Кутии за монтаж на сензорите.

2.3.3.  Кабели- 3- жилни с оплетка – възможно е използването и на 4-жилен кабел с оплетка за Ethernet.

2.3.4.   Електрически измерители- електромери с интерфейс RS485.

 

 

 

 

 

 

 

 

Използване на WMCS 100 в приложения, включващи и управление на заводско осветление.

 

 

 

 

 

 

 

Възможни  решения(основно приложение) на базата на WMCS 100.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема на Система за контрол на температурата

 

Забележка:

 

  1. Coord100-C и Coord100-D могат да поддържат комуникация по GPRS ( Безжичен Интернет ) с отдалечена операторска станция. Coord100-D се използва в случаите, когато са необходими релейни изходи за управление на цехови устройства..
  2. Coord100-C (Coord100-D) поддържат 2 жични магистрали 1-wire bus.
  3. Връзката между  Coord100-C (Coord100-D) и THC100 може да бъде безжична или жична. Във вторият случай се използват положени кабели.
  4. Сензорите DS1820 са в изпълнение TC_1-wire-bus, а SHT10 в изпълнение  . TCHM_1-wire-bus.
  5. Релейните изходи позволяват управление на постоянни и промеливи токови вериги.
  6. Coord100-C (Coord100-D) поддържат и безжични мрежи към други обекти, позволяващи разширение на системата. Тези обекти могат да включват управление на осветлението (Лед осветители) в територията на предприятието,  упраление на микроклимата в помещенията, управление на технологичните процеси  в оранжерия и др..

 

 

 

 

 

 

 

Контролери, използвани в  WMCS 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Coord100_C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Coord100-D: “THC100” (в дясно) свързан към “Communicator module” (отляво).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контролер R100, включен към ЛЕД осветител. R100 се монтира в тялото на осветителя и включва: 1- контролер(в средата), 2- регулатор за димиране(в ляво) и 3-външна  антена(в дясно).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контролер SIMO100

 

 

 

 

 

 

 

Контролер SIMO101

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контролер R101

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сензори за влажност и температура, използвани в WMCS 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сензор TCHM_1-wire-bus ( в ляво, на заден план) измерва влага и температура, заедно със състоянията на 5 оптоизолирани входа. Сензор TC_1-wire-bus( в дясно, на преден план)  измерва температура на базата на DS1822. И двата вида сензори се управляват по едножична магистрала от тип 1-wire-bus.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осветители, използвани в WMCS 100 

 

 

Technical Specification:

Input power

40 W

Useful quantity of light

4 250 Lm

Installation height

9 m

Led used / pcs

CREE

Lenses

Street Butterfly

Power supply / Pfc

110/230V AC/ PFC>90
24/36V or 12VDC

Internal termal protection

automatic

Working temperature

-25° to +50 °C

Environment protection

IP 65 Aluminium body

Dimensions mm

300x180x100

Weight kg

5 kg

LED Lm70

100.000 h

 

ЛЕД осветител за външно осветление

 

 

 

 

 

Technical Specification:

Input power

80 W

Useful quantity of light

8 500 Lm

Installation height

9 m

Led used / pcs

CREE

Lenses

Street Butterfly

Power supply / Pfc

110/230V AC/ PFC>90
24/36V or 12VDC

Internal termal protection

automatic 

Working temperature

 -25° to +50 °C

Environment protection

 IP 65 Aluminium body

Dimensions mm

600x180x100

Weight kg

9 kg

LED Lm70

100.000 h

 

 

 

ЛЕД осветител за външно осветление

 

 

Technical Specification:

MODEL

LED Alpha A

Input power

40 W

Useful quantity of light

3 700 Lm

CRI

>80

Led used / pcs

Osram

Power supply / Pfc

230V AC / PFC > 90

Internal termal protection

automatic

Working temperature

- 25° to + 40°C

Environment protection

powdecorated metal with tempered glass IP 65

Dimensions mm

675x674x120

Weight kg

15 kg

LED Lm70

50.000 h

Application

Indoor for Pharmacy, Labs, Operation rooms, Clean rooms

 

 

 

ЛЕД осветител за вътрешно- цехово осветление.

 

Technical Specification:

    Input power

70 W 

    Useful quantity of light

7200 Lm

    Installation height

3-15   м  (customasable optics)

    Led used / pcs

Osram / CREE

Power supply / Pfc

90-264 V AC/ PFC>90

Internal termal protection

Automatic 

Working temperature

-25° to +45°C

Environment protection

IP 54 Aluminium body

Dimensions mm

420x420x80 

  Weight kg

4 kg

    LED Lm70

100.000 h

   Application

Gas stations, 
high working halls

ЛЕД осветител за вътрешно- цехово осветление 

 

Програмно осигуряване

 

 

Програмното осигуряване се използва операционна система M2MOS, поддържаща набор от специализирани модули:

 

  1. M2MT  - модул за управление на микроклимата в производствени помещения;

 

  1. M2ML   -модул за управление на осветлението на територията на фирма;

 

  1. M2MG  -модул за управление на оранжериен комплекс;

 

  1. M2MCn  -специализиран модул ;

 

 

  1. M2MD  - модул за документиране и архивиране.

 

Всеки от типовете модули, описани в точки 1-5 могат да присъстват или липсват в конкретната конфигурация на      WMCS 100. Модулите от т.4 могат да бъдат няколко ( те са по заявка на клиента ), в които случаи на идентификатора n се присвоява уникален пореден номер – 1, 2, ...... .

Всеки от модулите има специфичен програмен език и съответно графично представяне на операторския екран.

      WMCS 100 може да има различна структура и топология според спецификата на управляваните обекти. Поставените задачи пред управлението определят избора на различните типове контролери и сензори използвани в конкретната реализация. Всяка      WMCS 100 включва един контролер, който осъществява връзка с оператора, ретранслира съобщенията между него и управляващите структури и функционира като главен контролер. Винаги главния контролер е от тип COORD100C или COORD100D, тъй като последните притежават съответната комуникационна инфраструктура. 

WMCS 100 се управлява от Главна операторска станция – ГОС, проектирана на базата на ПК с операционна система Windows (XP,7, 8.1,10). Всеки от софтуерните модули, включени в конкретна реализация на      WMCS 100, поддържа  в ГОС собствено меню за настройка и управление.

ГОС може да бъде позиционирана на територията на обекта или отдалечена. Във първия случай, тя поддържа пряка жична връзка с главния контролер- COORD100 C\D, реализирана   чрез USB. Във втория случай, ГОС комуникира с главния контролер- COORD100 C\D,   използвайки безжичен Интернет ( базиран на  GPRS ).

Възможна е и трети случай, когато главният контролер е свързан жично с локална ГОС, позиционирана на обекта, и едновременно с това с отдалечена ГОС по Интернет. Във този случай приоритет има една от двете  ГОС.

Изборът на вида на ГОС, нейния интерфейс, приоритет, набор от софтуерни модули поддържани от WMCS 100 и възможностите последните да бъдат управлявани от ГОС се определя в спецификацията на системата от потребителя.

 

 

 

 

 

 

Screen Shot на отдалечена ГОС, управляваща технологични процеси.

.