Obiectivul acestei lucrări, cu titlul “Studiul unui sitem automat de monotorizare și reglare a parametrilor în fermele de animale” este de a realiza… [307370]

CAPITOLUL 1

1.1 [anonimizat] “Studiul unui sitem automat de monotorizare și reglare a parametrilor în fermele de animale” este de a [anonimizat]-economice a fermelor de animale.

[anonimizat]ӑ[anonimizat] (muncӑ fizică) , afectȃnd astfel productivitatea.

Pentru reglarea și monitorizarea parametrilor din interiorul fermei s-a folosit un PLC(Programmable Logic Controller) SIEMENS-S7 S-200 precum și componente specifice interfeței pentru a crea astfel de legături.

[anonimizat] a [anonimizat], [anonimizat].

Lucrarea este structurată în 4 capitole, [anonimizat]:

Capitolul 1 are rol de introducere. În acest capitol este prezentată tema proiectului și obiectivul acesteia.

Capitolul 2 conține un scurt istoric al evoluției automatelor programabile și o descriere a noțiunilor de bază. În acest capitol se definește automatizarea precum și majoritatea conceptelor specifice necesare pentru înțelegerea acestei lucrări.

În capitolul 3 sunt prezentate informațiile referitoare la datele tehnice despre echipamentele folosite în realizarea acestui proiect.

În ultimul capitol se gasește descrierea montajului și explicații despre modul în care acesta a [anonimizat], date și descrierea unei pӑrți din program precum și informațiile legate de descrierea aplicației de control.

CAPITOLUL 2 – STADIUL ACTUAL AL PROBLEMATICII ÎN DOMENIUL TEMEI

2.1 STADIUL ACTUAL AL AUTOMATIZĂRII ÎN FERMELE DE ANIMALE

Stadiul actual al problematicii automatizării fermelor zootehnice este contrȃns de aplicarea atât a directivelor europene cât și a [anonimizat].

Directiva Europeană 98/58/CE ,[anonimizat]: [anonimizat], [anonimizat].

Se dorește ca prin stadiul actual al dezvoltării să se asigure ritmuri biologice intense în ceea ce privește hrănirea animalelor prin asigurarea unor cantități optime de hranӑ;[anonimizat].

[anonimizat] 1.5 – 3 ori.

[anonimizat], [anonimizat], cu avertizare “cod portocaliu/roșu”, [anonimizat] a efectivelor de animale și siguranță produselor alimentare, conducerea Direcției Sanitar-Veterinare și pentru Siguranță Alimentelor, atenționează crescătorii de animale că au obligația să asigure protecția animalelor și a păsărilor în adăposturi, prin respectarea densității ventilației și a temperaturii la parametrii optimi ₁₅.

Principalele instalații automate folosite pe perimetrul spațiului european înglobează sisteme pentru reglarea și menținerea temperaturii în funcție de referința optimă(prin folosirea echipamentelor suflante de aer cald, prin instalații cu apă încălzită în centrale proprii sau furnizată de distribuitorii de agent termic); sisteme de ventilație și recirculare a aerului; sisteme de hrănire în cantități fixe realizată la itervale de timp fixe; sisteme de adăpare realizate în funcțiile de domeniul de activitate al fermei.

2.2 SCURT ISTORIC

La început acțiunea omului era principala modalitate de dezvoltare a industriei, fiind singurul capabil să controleze un sistem. În prezent ingineria a evoluat foarte mult și se pune mare preț pe electricitate și pe aplicațiile ce se pot realiza cu ajutorul acesteia; spre exemplu se se pot controla sisteme, control realizat prin implemenarea releelor – aceste relee fac posibilă pornirea și oprirea energiei electrice fără utilizarea unui întrerupător mecanic. Utilizarea releelor este folosită pentru a realiza decizii logice simple.

În prezent se extimează că 60% din totalul comenzilor industriale în țarile dezvoltate sunt realizate cu ELP(echipament liber programabil).

Automatele programabile AP au apărut în anii ’60 , iar motivul principal a fost costul ridicat al realizării, exploatării și depanării sistemelor de automatizare cablate, axate pe relee electromagnetice , care predominau la acea data în industrie.

Cerințele prestabilite care trebuiau îndeplinite de AP sunt urmӑtoarele:

Să fie compatibil din punct de vedere al prețului cu sitemele de automatizare cu relee intermediare;

Să fie capabil să facă față condițiilor din mediile industriale;

Să fie conceput sub forma modulară oferind astfel posibilitatea unei ușoare înlocuiri;

Să poate transmite datele colectate din proces unui sistem central supervisor;

Programarea să fie simplă și ușor de înteles;

Primul automat programabil în variantă industrială a apărut in SUA sub numele de MODICON 084 (Modular Digital Controller) ₁₆.

În anii ’70 începe sӑ se foloseascӑ preponderent tehnologia microprocesoarelor cu prelucrare pe bit și apar primele protocoale de comunicație între automate.

În anii ’80 apar primele automate cu microprocesoare cu prelucrare pe cuvȃnt și se dezvoltă primele tendințe de standardizare a protocoalelor. Totodată s-a pus accent pe reducerea dimensiunilor automatelor programabile cu ajutorul programării software simbolice, asfel calculatoarele personale puteau sa fie folosite pentru programarea AP.

În anii ’90 s-a pus accent pe standardizarea modurilor de programare și a protocoalelor de comunicație.

Dezvoltarea industriei calculatoarelor și a tehnologiei a dus la apariția PLC-urile(Programmable Logic Controller). Un controler logic programabil, denumit PLC (Programmable Logic Controller) sau controler programabil, sau automat programabil – AP, este un dispozitiv de tipul unui computer utilizat pentru a controla procesele din mediul industrial.

Procesele, pe care PLC-urile le pot controla, sunt foarte variate cum ar fi:

sisteme de transport (transportor),

mașini din industria alimentară,

linii de asamblat ₁₆.

Pentru automatizarea proceselor din interiorul fermei de animale s-a folosist un astfel de dispozitiv.

2.2.1 CLASIFICĂRI AP/PLC

Din punct de vedere structural de pot distinge urmatoarele tipuri de AP:

automate programabile realizate în structură deschisă, sub forma unei plăci cu circuite inserate și fară carcasă fig. 2.1;

Aceste automate au un pret redus (sub 100 Euro), dar au numӑr limitat de intrӑri și de ieșiri și nu se pot conecta cu module de extensie.

Fig. 2.1

automat programabil realizat cu structura monobloc, cu carcasă închisă fig 2.2;

În acest caz ementele componente ale automatului sunt grupate intr-o carcasa închisă, dimensiunile acesteia crescȃnd direct proportional cu numarul de intrări și de ieșiri.

Fig. 2.2

automatul programabil realizat cu structură modularӑ, fig. 2.3

Fig. 2.3

În funcție de numӑrul total de terminale de intrare și de ieșire ale automatului programabil se pot clasifica în:

Automate programabile micro, cu numar maxim de 32 de terminale de intrare și de ieșire (cea mai întalnita valoare este 20) ;

Automate programabile mici, , cu numar maxim de 128 de terminale de intrare și de ieșire;

Automate programabile medii, , cu numar maxim de 1024 de terminale de intrare și de ieșire;

Automate programabile mari, , cu numar maxim de 4096 de terminale de intrare și de ieșire;

Automate programabile foarte mari, , cu numar maxim de 8192 de terminale de intrare și de ieșire ₁₆,₅;

Costurile sunt direct proporționale cu creșterea numărului de terminale după cum se observa in figura 2.4:

Fig. 2.4 ₁₆

2.2.2 STRUCTURA DE PRINCIPIU A AUTOMATELOR PROGRAMABILE

Automatele programabile funcționează numai dacă au o secvență de instructiuni salvată în memorie. Acestă secvență de instrucțiuni reprezintă programul. PLC-ul execută programul de la prima instrucțiune pȃnă la ultima, după care ciclul (ciclu= scanare) se reia. Ciclul începe prin citirea informațiilor furnizate de intrări și se termină cu modificarea ieșirilor.

Programul principal are în componență subrutine și întreruperi de program. Spre exemplu dacă este necesar ca instalația sa execute o anumită sarcină la oprire, folosim o subrutină.

Întreruperile de program sunt generate de anumite evenimente ce apar pe în anumite momente. Structura unui automat programabil se poate observa in figura 2.5:

Fig. 2.5 Structura unui AP

Dispozitivele de intrare sunt dispozitivele care transmit un semnal/dată la un PLC. Exemple tipice de intrări sunt butoanele de acționare, întrerupătoarele și dispozitivele de măsurare.

Elementele care se pot conecta la intrările automatelor programabile sunt:

– buton;

– comutator;

– sensor de proximitate;

– limitator de cursă;

– sensor fotoelectric.

Dispozitivele de ieșire dirijează acționarea elementelor de execuție: relee, electrovalve, elemente de afisare etc. .

Elementele care se pot conecta la ieșirile automatelor programabile sunt:

– lampa control;

– releu;

Circuitele de interferență aferente intrărilor și ieșirilor au rolul de a semnalele de intrare în diverse forme de semnale logice adaptate unității centrale și semnalele logice ale UC în semnale de ieșire.

Modul de conectare al unui element de intrare și al unui element de ieșire la un automat programabil Siemens Simatic S7 200 este prezentat în figura 2.6:

Fig. 2.6

Există două tipuri de bază de dispozitive de intrare/ieșire:

Discrete;

Analogice.

Dispozitivele discrete sunt intrările și ieșirile care au doar două stări: deschis și închis. Ca un rezultat, ele trimit/primesc semnale simple de la /către PLC. Aceste semnale constau doar din 1 sau 0. Un 1 înseamnă că dispozitivul este deschis iar 0 înseamnă că dispozitivul este închis.

Dispozitivele analogice sunt intrările/ieșirile care pot avea un număr infinit de stări. Aceste dispozitive nu pot fi doar deschis și închis, dar pot fi de asemenea total aproape deschis, nu chiar închis, etc. Aceste dispozitive primesc/trimit semnale complexe la/de la PLC.

Fig. 2.7 poziționrea terminalelor de intrare și de ieșire

Unitatea centrală de procesare (UCP) este partea controlerului programabil care extrage, decodează, stochează și procesează informația. De asemenea, execută programul de control stocat în memoria PLC-ului. În esență, UCP-ul este “creierul” controlerului programabil. Este de obicei un microcontroler de 8, 16 sau 32 de biti. UCP realizează un numar mare de verificări ale funcționării corecte a PLC, iar orice eroare este semnalizată într-un anumit mod.

Unitatea centrală de procesare poate fi împarțită în :

Unitate de control;

Unitate logică de calcul.

Unitatea de control dirijează toate transformările de date furnizate de proces, efectuează operații asupra datelor recepționate și alocă corespunzător rezultatele obținute la iesirile programate.

Unitatea logică și de calcul permite introducerea și definitivarea programului implementat în raport cu evoluția mașinii.

Soluțiile adoptate de catre fabricanți sunt:

O consolă autonomă ce are o memorie proprie. Aceasta foloseste o metodă de programare of-line (soluție adoptată de catre firma Siemens) fig. 2.8;

O consolă portabilă, cu dimensiuni reduse, aceasta folosind metodă de programare on-line fig. 2.9;

Calculatorul personal PC, ce tinde sa înocuiască metodele de mai sus fig. 2.10;

Fig. 2.8 Programarea cu ajutorul consolei autonome

Fig. 2.9 Programarea cu ajutorul consolei portabile

Fig. 2.10 Programarea cu ajutorul calculatorului personal de tip PC

Utilizarea calculatorului personal îmbină avantajele programării off-line cu mobilitatea pe care o oferă la ora actuală calculatoarele portabile (elimină delimitarea dintre metodele off-line și on-line).

Memoria automatelor programabile stochează date și programe de mici dimensiuni, între 1k la automatele micro si 64k la automatele foarte mari.

Memoria este structurată în zone, zona destinată variabilelor de intrare-ieșire, a doua este destinată variabilelor ce defines starea internă a automatului (variabile intermediare) , iar ultima este specifică programului ce urmează să fie executat. Acest mod de structurare este general, putȃnd astfel sa existe diferențe de la un automat la altul.

În memoria aparatului programabil nu poate exista la un moment dat decȃt un singur program, indiferent de marimea acestuia și de spatial ramas neocupat (memoria aparatelor programabile nu poate fi utilizată ca spațiu de stocare a programelor, aceasta facȃndu-se pe dispositive de stocare externe) ₅.

2.3SISTEME AUTOMATE

2.3.1 NOȚIUNI INTRODUCTIVE

Sistemul reprezintă o mulțime de obiecte aflate în interacțiune căreia îi sunt specifice o anumită organizare și un anumit scop. Caracterizarea unui sistem se poate face în manieră structurală sau informațională. Caracterizarea informațională presupune descrierea mărimilor specifice sistemului, acestea se pot observa în figura 2.1 ₃.

₃

În ceea ce privește reprezentarea din figura 2.1 se pot face următoarele observații:

Mărimea de intrare i și mărimea de ieșire y au conotație strict informatională;

Toate sistemele fizice sunt caracterizate de inerție, astfel o variație a mărimii y (efect) apare după o variație a mărimii i (cauza).

Automatica este știința care studiază metodele și tehnicile folosite pentru conceperea și utilizarea sistemelor automate.

Prin proces se întelege o succesiune de transformări ce caracterizează diverse obiecte sau fenomene în evoluția acestora în spațiu și timp. Procesele tehnologice sunt caracterizate pe langă transferuri masice și energetice și de transferuri informaționale.

Automatizarea este o ramură a tehnicii, al cărei scop este ca mașinile și instalațiile să lucreze automat, deci independente de o continuă și/sau directă intervenție a forței de muncă umane ₁₄.

Automatizarea este o tehnologie prin intermediul căreia se poate realiza un proces sau o procedură fără asistență umană.

Știința calculatoarelor are ca obiect de studiu calculatorul, acesta fiind privit ca o mașină automată pentru procesarea datelor în conformitate cu un program format din instrucțiuni care coexistă împreună cu datele în memorie.

Măsurarea este un proces practic (empiric), un set de cunoaștere calitativă și cantitativă a realității, a obiectivelor și a mediului în care ne desfășurăm activitatea.

Mӑrimea poate fi oricare proprietate comună, oricare manifestare sau element de caracterizare al unei clase de obiecte, fenomene sau procese reale, care în diverse cdircumstanțe poate avea mai multe stări, valori, nuanțe.

Mărimile măsurabile sunt mărimile care se pot ordona și pentru care se pot construi scări de măsurare și mijloace efective de măsurare.

Etalonarea reprezintă operațiile prin care un etalon de ordin inferior se compară direct cu un etalon de ordin superior, pentru a se stabili eroarea primului.

Verificarea reprezintă operațiile prin care se constată dacă mijloacele de măsurare de lucru corespund prescripțiilor legale privind caracteristicile metrologice.

Calibrarea este operația prin care performanțele metrologice ale unui aparat de masurare sunt verificate cu ajutorul unor etaloane și aduse in concordanța cu prescripțiile de fabricație.

Erori de măsurare- diferența dintre rezultatul măsurării și valoarea reală a mărimii.

Erori sistematice sunt acele erori care se repetă ca mărime și semn în mai multe măsurari ale aceleiași mărimi.

Sensibilitatea este caracteristica unui aparat de măsura de a reacționa la variații mici ale semnalului de măsurat.

Caracteristicile statice conțin date despre mărimile de intrare, mărimile de ieșire, precum și relații între ele.

Traductorul este un element cu ajutorul căruia valoarea unei variabile se transpune pe un semnal purtător de informație . La baza funcționării traductoarelor stă o proprietate care permite să se pună în evidență mărimea măsurată prin efectele ei asupra traductorului ₃.

Un sistem automat este alcatuit din trei elemente de bază care in final conduc la îndeplinirea unui proces:

(1) energie pentru proces și pentru sistem;

(2) un program alcătuit din instrucțiuni, care ajuta la functionarea procesului;

(3) un sistem de reglare care interpretează instrucțiunile.

Fig. 2.12 Alcătuirea unui sistem automat

Categoriile de obiective asociate unui process sunt:

Obiective de calitate;

Obiective de eficiență;

Obiective de securitate₈;

Conducerea este o activitate de dirijare a evoluției procesului pentru realizarea obiectivelor impuse. Conducerea poate fi automată sau manuală în funcție de intervenția umană ₈.

Fig. 2.13 Sistem de conducere deschis

MC – mijloc de conducere;

OC – obiect condus (proces) ;

În conducerea automată pot fi identificate patru categorii de sisteme automate care permit realizarea următoarelor funcții:

Monitorizare automatӑ;

Reglare automatӑ;

Protecție automată asigurӑ realizarea obiectivelor legate de securitate;

Optimizare automată ₈.

2.3.2 MONITORIZAREA AUTOMATĂ

Conceptul de monitorizare se referă la cunoașterea stării momentane și a evoluției parametrilor aferenți unui proces.

Datele cu privire la valorile parametrilor se pot obține prin măsurare și/sau calcul. Este important faptul ca numӑrul minim de sisteme este egal cu numarul de grade de libertate ale procesului ₈.

F=L-M;

L este numărul total de variabile ale procesului;

M este numărul de relații independente dintre cele L variabile ;

F este numarul gradelor de libertate.

Structurile de monitorizare sunt:

Structura total distribuită, în care există cate un instrument de vizualizare (IV) pentru fiecare parametru;

Structura total concentrată, în care există un IV pentru toți parametrii;

Structura parțial distribuită, în care există un IV pentru fiecare grup de parametri (se consideră ca un grup de parametri este atribuit unui subproces).

2.2.3 REGLAREA AUTOMATĂ

Reglarea automată reprezintă atingerea și menținerea unei stări de referință pentru un proces fără intervenția factorului uman.

Există douӑ tipuri de sisteme de reglare automată (SRA):

SRA cu structură convențională;

SRA cu structură evoluată.

SRA cu structură convențională au obiectivul de a menține starea de referință pentru un singur parametru. În această categorie pot fi incluse SRA cu acțiune după abatere (efect) și SRA cu acțiune după perturbație (cauză) ₈.

Un astfel de SRA conține:

Proces

Dispozitiv de automatizare (DA) căruia îi sunt specifice trei funcții: măsurare, comandă și execuție.

SRA cu structură evoluată (reglare avansată) au asociate obiective specifice întregului proces (instalații). Mărimile reglate sunt determinate de parametri ale căror valori se determină prin calcul. Prezentă reglării avansate nu exclude reglarea convențională, acestea pot sa coexiste in sistemele ierarhice de conducere.

Conducerea optimală reprezintă aplicarea către proces a comenzilor care conduc către performanță ₈.

2.3.4 APLICAȚII ÎN TIMP REAL

Timpul real este o noțiune utilizată pentru caracterizarea unui sistem care se desfășoară în concordanță cu evenimentele lumii exterioare. Un sistem de conducere prezintă comportament în timp real dacă deciziile generate de acesta sunt emise la momentul oportun și sunt aplicate procesului înainte ca datele pe baza cărora au fost generate să își piardă valabilitatea.

Timpul real este caracterizat de timpul de reacție sau de raspuns al sistemului la anumite modificări din proces sau la comenzi ale operatorului. Comportarea in TR este determinată de frecvența cu care sunt preluate datele din proces și cu care sunt transmise comenzile catre acesta.

TR nu are o valoare universală ci este specific pentru fiecare proces ₈.

2.4 DEFINIREA ȘI CARACTERIZAREA SISTEMELOR

Sistemele automate sunt sisteme tehnice se supraveghere, comandă și control al proceselor și instalațiilor tehnologice, fară intervenția directă a omului.

Trăsăturile fundamentale ale sistemelor sunt:

Caracterul structural-unitar arată proprietatea unui sistem de a fi repre-zentat ca o conexiune de subsisteme a căror acțiune este orientată spre un anumit sens (scop).

Caracterul cauzal-dinamic arată proprietatea unui sistem de a evolua în timp sub acțiunea unor factori interni și externi, cu respectarea principiului cauzalității (orice efect este rezultatul unei cauze, efectul este întârziat față de cauza și, în plus, cauze identice generează în aceleași condiții efecte identice).

Caracterul informațional arată proprietatea unui sistem de a primi, prelucra, memora și transmite informație.

În teoria sistemelor, informația se definește ca fiind orice factor care contribuie calitativ și/sau cantitativ la descrierea comportamentului unui sistem. La sistemele tehnice, mărimile fizice utilizate ca suport pentru informație se numesc semnale.Teoria sistemelor utilizează două tipuri de sitem:

Sistem de tip I-S-E (intrare-stare-ieșire)- unde transferul intrare-ieșire se realizează în mod indirect, prin intermediul stării. Transferul I-S are loc cu o întȃrziere strictă, după o dinamică proprie sistemului, iar transferul S-E se realizează instantaneu (fig. 2.14a).

Sistem de tip I-E – unde transferul se realizează direct (fig.2.14b), cu întȃrziere strictă (la sistemele dinamice) sau instantaneu (la sistemele de tip static).

Fig 2.14 Transferuri cauzale între mărimile unui sistem

de tip I-S-E (b) de tip I-E

In figura 2.15 este arătat modul de reprezentare a unui sistem; este vectorul coloană m-dimensional al mărimilor de intrare, – vectorul coloană p-dimensional al mărimilor de ieșire, iar – vectorul coloană n-dimensional al mărimilor de stare. Numărul al variabilelor de stare ale unui sistem reprezintă dimensiunea sau ordinul sistemului ₃.

Fig. 2.15 Reprezentarea unui sitem

2.4.1 CLASIFICAREA SISTEMELOR

Sistemele se pot împarți în clase, pe baza unor proprietăți derivate din caracterul structural-unitar, cauzal-dinamic și informațional al sistemelor, sitemele aparținȃnd unei clase avȃnd trăsături, proprietăți și comportamente asemănătoare.

Sisteme statice și dinamice:

Sistemele statice (fără memorie) sunt sisteme de ordinul zero (nu au variabile de stare), având valoarea ieșirii la momentul complet determinată de valoarea intrării la momentul . La aceste sisteme, ieșirea urmărește instan-taneu (fără întârziere) variațiile în timp ale intrării. Sistemele fizice statice nu conțin în componența lor elemente capabile să înmagazineze și să transfere cantități semnificative de masă și energie.

Sistemele dinamice (cu memorie) au ordinul mai mare decât zero și caracterizează prin prezența regimurilor tranzitorii. Sistemele fizice dinamice includ în componența lor elemente capabile să acumuleze și să transfere, cu viteză finită, cantități semnificative de masă și energie.

Sistemele statice sunt descrise prin ecuații algebrice, iar sistemele dinamice prin ecuații diferențiale sau cu diferențe.

Sisteme cu parametri constanți și variabili:

Sistemele cu parametri constanți (numite și invariante)au o structură fixă și parametri interni constanți în timp.

Sistemele cu parametri variabili (numite și variante)au cel puțin un parametru intern variabil în timp.

Un sistem cu parametri constanți aflat inițial în regim staționar (caracterizat prin constanța în timp a tuturor variabilelor de intrare, de stare și de ieșire) își poate modifica starea numai din exterior, prin acțiunea variabilelor de intrare.

Sistemele cu parametri constanți sunt descrise prin ecuații cu coeficienți constanți, iar sistemele cu parametri variabili prin ecuații cu coeficienți variabili în timp.

Sisteme continue și discrete:

Sistemele cu timp continuu sunt acele sisteme la care mărimile de intrare, de stare și de ieșire iau valori la orice moment de timp aparținând mulțimii numerelor reale R.

Sistemele cu timp discret sunt acele sisteme la care mărimile de intrare, de stare și de ieșire iau valori numai la anumite momente discrete ale timpului . Sistemele cu timp discret la care discretizarea timpului este uniformă, adică , unde este perioada (tactul) și , se numesc sisteme discrete. Sistemele cu timp discret la care mărimile de intrare, de stare și de ieșire iau un număr finit de valori, se numesc sisteme finite. Sistemele finite la care variabilele iau numai două valori distincte (“0” și “1”) se numesc sisteme logice sau binare, iar sistemele finite la care variabilele iau un număr mare de valori se numesc sisteme numerice sau digitale.

Sistemele cu timp continuu sunt descrise cu ajutorul ecuațiilor diferențiale, iar sistemele discrete sunt descrise prin ecuații cu diferențe.

Sisteme liniare și neliniare:

Sistemele liniare verifică în orice condiții principiul superpoziției(suprapunerii efectelor): suma efectelor cauzelor este egală cu efectul sumei cauzelor, adică

,

unde prin am notat efectul cauzei .

Sistemele neliniare sunt acele sisteme care nu satisfac în toate cazurile principiul superpoziției.

Sisteme monovariabile și multivariabile:

Sistemele monovariabile au o singură intrare și o singură ieșire.

Sistemele care au cel puțin două intrări și două ieșiri; în plus, cel puțin o ieșire este influențată de minimum două intrări se numesc sisteme multivariabile ₃.

2.5 SISTEME DE NUMERAȚIE ȘI NOȚIUNI DE ARITMETICĂ

BINARĂ

Sistemul de numerație ajută la transmiterea si cuantificarea informației. Caracteristicile unui sistem de numerație sunt: ușurință și viteză în folosire, capacitatea de control pentru erorile care pot apărea, distingerea simbolurile care alcătuiesc sistemul.

Sistemul de numerație binar presupune r=2, iar caracterele sunt 0 și 1. Formă polinomială a numărului conduce la obținerea valorii zecimale a numărului respectiv. Folosirea formei polinomiale a unui număr binar se realizează echivalând zecimal acel număr binar.Numerele binare reprezintă în acest fel numerele binare naturale.

În sistemul binar, unui grup de biți dintr-o unitate de procesare i se atribuie un nume. Astfel, un grup de: 4 cifre binare se numește nibble, de 8 cifre se numește byte, 16 biți = 2 bytes, 32 biți = word, 64 biți = double world.

Formele de undă sunt reprezentări grafice ale semnalelor digitale care evoluează în timp. Acestea sunt valori ale unor tensiuni în logică pozitivă: 1 este +, iar 0 este -.

Un numărător contorizează evenimentele care apar pe o intrare specială numită intrare de ceas (clock).

Evenimentul este schimbarea semnalului de ceas din 0 în 1 sau invers, dar nu ambele. Adică, circuitul de numărător este proiectat să numere fie tranziția semnalului din 0 în 1, fie din 1 în 0.

Sistemul hexazecimal presupune r=16 în relațiile care definesc sistemele generale de numerație. Conține 16 caractere distincte și prin convenție acestea sunt: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F ₉.

CAPITOLUL 3

SENZORI ȘI SISTEME FOLOSITE PENTRU AUTOMATIZAREA FERMEI

3.1 PREZENTAREA GENERALĂ A PLC- ULUI SIEMENS SIMATIC S7 200

Un controler logic programabil, denumit PLC (Programmable Logic Controller) sau controler programabil, sau automat programabil – AP, este un dispozitiv de tipul unui computer utilizat pentru a controla procesele din mediul industrial.

Seria S7-200 reprezintă o linie de micro- PLC (micro programmable logic controller) care poate dirija o mulțime de aplicații de automatizare.

S7- 200 este caracterizat de un design compact, un cost redus și un vast set de instrucțiuni, toate aceste avantaje facand din S7-200 solutia perfecta pentru controlul de aplicații mici.

Fig. 3.1 S7-200 + modul extensie

Fig. 3.2 S7-200 module

Fig. 3.3 S7-200 + modul de extensie

S7-200 pune la dispoziție o gama largă de procesoare: 221 CPU, 222 CPU, 224 CPU. Acesta se poate conecta la mai multe module opționale, fiind alcatuit în principal din: unitate centrală de procesare (CPU), sursa de alimentare și modului de intrări ieșiri.

Unitatea central de procesare execută programele și memorează datele pentru controlul task-urilor. Sursa de tensiune furnizează energia pentru modulul de bază si modulele suplimentare ale acestuia. Numărul de module de intrări/ieșiri se poate mări, utilizȃnd module suplimentare. Intrările monitorizează semnalele primate de la dispozitivele de cȃmp (senzori), iar ieșirile exercită comenzi asupra elementelor de execuție (pompe , motoare).Cu ajutorul portului de comunicație se permite conectarea CPU-ului la dispositive de comunicare.

CPU-ul este dotat cu leduri care indică: starea RUN/STOP, starea curentă a intrărilor/ieșirilor, detectare erori. Acesta mai dispune si de un ceas în timp real precum și de o memorie EEPROM ce memorează/ transferă programe.

Intrările și ieșirile(I/O) reprezintă punctele de control ale sistemului: intrările monito-rizează semnalele din câmpul de lucru(pot fi senzori sau switch-uri), iar ieșirile controlează elementele de execuție(pompe, motorare sau alte dispozitive ).

3.1.2CONECTAREA LA PC

Conectarea S7-200 la PC se realizează folosind un cablu PC/PPI. PPI reprezintă acronimul de la Point to Point Interface fig. 3.4 .

De asemenea in funcție de tipul de S7-200 folosit, se oferă posibilitatea de conectare prin:

MultiPoint Interface(MPI)

PROFIBUS-DP(Process Field Bus)

Fig.3.4

Poziția pinilor determină deternima rata de transfer: (pinii 1, 2 și 3 determină rata de transfer, iar pinii 4 și 5 trebuie sa fie 0 ).

Capătul lui RS-232 se conectează la PC (com1 și com2)/USB.

Capătul RS-485 se conectează la S7-200.

La realizarea proiectului, pentru a conecta Micro PLC-ul S7-200 și PC-ul am folosit un cablu PPI. Pentru a realiza acest tip de conexiune trebuie să avem la dispoziție: un cablu PC/PPI, un Micro PLC S7-200, software-ul STEP7-Micro/WIN și un PC.

3.1.3 MEMORIA ȘI ADRESAREA DIRECTĂ A MEMORIEI UCP

Memoria include o zonă ROM pre-programată(sistemul de operare, programe driver și programe de aplicație) și o zona RAM(în care sunt memorate programe scrise de utilizator și date de lucru). Constructorii de automate programabile oferă diferite tipuri de memorie nevolatilă pentru a salva programele utilizator și datele atunci când alimentarea este întreruptă, astfel încât automatul să își poată relua programul la revenirea energiei electrice. Memoria RAM are o baterie care asigură păstrarea nealterată a datelor. Mai nou, automatele programabile sunt echipate cu o memorie flash care este mai rapidă și poate fi scrisă fără a avea nevoie de echipamente speciale.

În exemplul din figura 3.6 identificatorul de memorie și byte-ul de adresă(I=1 și 3=byte 3) sunt urmate de o pauză simbolizată prin (”.”) pentru a le delimita de bitul de adresă(bitul 4).

În figura 3.5 se pot observa diferite locații de memorie care au adrese unice în memoria CPU. Zonele de memorie pot fi adresate în douț moduri: direct și indirect (pointeri).

Utilizatorul poate specifica adresa de memorie pe care dorește sa o utilizeze, astfel acesta poate avea acces direct la informație. Accesarea unui bit de memorie necesită specificarea unei adrese care implică: identificarea zonei de memorie, adresa byte-ului, numarul de biți ₁₁.

3.1.4 STAS IEC 61131 UN STANDARD PENTRU PLC-URI

Standardul internațional IEC 61131 se aplică controlerelor programabile (denumite și automate programabile) – PLC (Programmable Logic Controller) și perifericelor asociate cum ar fi instrumentele de programare și depanare, HMI (Human Machine Interface – Interfața om – mașină), etc. a căror scop constă în utilizarea acestora în controlul și comanda mașinilor și a proceselor industriale. Standardul are mai multe părți din care IEC 61131-3 poate fi considerată partea principală ₁₂.

IEC 61131-3 reprezintă partea a 3-a a standardadului IEC 61131 și, spre beneficiul utilizatorilor de PLC-uri, standardizează cinci dintre cele mai utilizate limbaje (fig.3.8) de programare a PLC-urilor și anume:

LD – Ladder diagram (grafic) – Diagrama în scară (LD) este o reprezentare grafică a ecuațiilor Booleene, combinând contacte (argumente de intrare) cu coil (rezultate de ieșire). Limbajul LD permite descrierea testelor și a modificărilor datelor Booleene plasând simboluri grafice în schema programului. Simbolurile grafice LD sunt organizate în interiorul graficului într-un mod similar cu o “treaptă” a diagramei cu contacte electrice.

FBD – Function Block Diagram (grafic);

IL – Instruction list (text),

ST – Structured text (text) – Textul Structurat este unul dintre cele două limbaje textuale din cadrul standardului IEC 1131-3, celălalt fiind limbajul Lista de Instrucțiuni. Standardul definește elemente textuale comune limbajelor textuale, printre care: declarații tip, declarații variabile, declarații ale pasului SFC, ale tranziției și acțiunii, declarații ale funcției și ale blocurilor funcție. ST este un limbaj structurat de nivel înalt, similar cu Pascal și C, proiectat pentru procesele automate de programare. Acest limbaj este folosit în special pentru a implementa proceduri complexe care nu pot fi exprimate ușor cu limbaje grafice.

SFC – Sequential Function Chart – SFC furnizează o modalitate pentru împărțirea POU-ului într-un set de pași și tranziții interconectate de legături directe. Asociat cu fiecare pas este un set de acțiuni și cu fiecare tranziție o condiție de tranziție.

De vreme ce elementele SFC solicită păstrarea informației despre stare, singurele POU-uri care pot fi structurate folosind aceste elemente sunt blocurile funcție și programele (nu funcțiile). Un pas reprezintă o situație în care comportamentul unui POU cu respectarea intrărilor și ieșirilor sale, urmează un set de reguli definite de acțiunile asociate pasului. Un pas este fie activ, fie inactiv. La orice moment dat, starea POU este definită de valorile variabilelor sale interne și de ieșire și de setul pașilor activi. Un pas este reprezentat grafic de un bloc conținând un nume al pasului de forma unui identificator sau textual de o construcție STEP…END_STEP. Indicatorul pasului (starea activă sau inactivă a unui pas) este reprezentat de valoarea logică a variabilei Booleene S.X, unde S este numele pasului. Variabila booleeană X ia valoarea 1 dacă pasul corespunzător este activ și valoarea 0 dacă pasul este inactiv. În mod similar, timpul consumat S.T. al pasului S este definit ca o variabilă TIME. O tranziție reprezintă condiția prin care controlul trece de la unul sau mai mulți pași premergători tranziției la unul sau mai mulți pași succesori de-a lungul legăturii corespunzătoare orientate. Direcția evoluției este de la baza pasului (pașilor) premergător(i) spre vârful pasului (pașilor) următor. Fiecare tranziție are o condiție de tranziție asociată care este rezultatul evaluării unei singure expresii Booleene. O condiție a tranziției care este întotdeauna adevărată va fi reprezentată de cuvântul cheie ADEVĂRAT.

Standardul definește ca limbaje de programare doar primele 4, SFC-ul fiind definit pentru structurarea organizării interne a programelor și a blocurilor funcție pentru controlerele programabile.

Conceptul de bază în programarea lui S7-200:

CPU citește starea intrărilor;

Programul memorat în CPU folosește aceste intrări pentru a evalua logica de control;

la rularea unui program, CPU revizuiește datele;

CPU scrie datele la ieșire.

Ciclul de execuție al programului are urmatoarea structură:

Elementele de bază în realizarea unui program sunt:

Programul de bază – conține instrucțiuni care dirijează aplicația. Acestea se execută secvențial.

Subrutinele – sunt elemente opționale de programare și sunt rulate doar daca sunt apelate in programul principal.

Rutinele de întrerupere – sunt elemente opționale memorate ca părti ale programului și executate atunci cȃnd evenimentul de întrerupere o cere. Regula de executate a întreruperilor este de tip FIFO(first in first out/primul venit primul servit).

DIAGRAMA CU BLOCURI FUNCȚIE (FBD)

FBD este un limbaj grafic pentru programarea PLC-urilor, bazat pe interpretarea comportamentului sistemului în termenii fluxului de semnale dintre elementele de procesare, analog cu fluxurile de semnal care pot fi observate în diagramele circuitelor electronice. FBD exprimă comportamentul funcțiilor, a blocurilor funcție și a programelor ca un set de blocuri grafice interconectate, care la rândul lor sunt funcții sau blocuri funcție. După cum s-a anticipat deja, FBD poate fi folosită pentru a detalia condițiile tranziției și acțiunile schemelor SFC.

Elementele limbajului FBD vor fi interconectate de linii de flux al semnalului urmărind convențiile stabilite în general pentru limbajele grafice. Ieșirile blocurilor funcție nu vor fi conectate împreună. În particular, funcția OR exprimată ca o conectare multiplă la dreapta, tipic pentru limbajului LD, nu este permisă în limbajul FBD; în schimb este folosit un bloc OR Boolean explicit. Exemplul din figura 3.9 ne arată aceeași operație dintre variabilele Booleene (c := a OR b) în LD (a) și FBD (b). O rețea FBD descrie un proces dintre variabilele de intrare și variabilele de ieșire. Un proces este descris ca un set de blocuri elementare, care sunt funcții sau blocuri funcție. Variabilele de intrare și de ieșire sunt conectate la blocuri prin linii de conectare. Detalii asupra funcțiilor și a blocurilor funcție sunt date în finalul acestui capitol. O ieșire a unui bloc poate fi conectată la o intrare a altui bloc.

Fiecare bloc are un număr fix de puncte de conectare la intrare și un număr fix de puncte de conectare la ieșire. Un bloc este reprezentat de un singur dreptunghi, ca în Figura 3.10. Intrările sunt conectate pe marginea sa stângă. Ieșirile sunt conectate pe marginea sa dreaptă. Un bloc elementar efectuează un singur proces între intrările și ieșirile sale. Numele procesului care trebuie efectuat de bloc este scris în dreptunghiul de simbolizare. Fiecare intrare sau ieșire a unui bloc are un tip bine definit.

intrări & _ ieșiri

Numele funcției

Fig. 3.10 Sintaxa blocului FBD

Variabilele de intrare ale unui program FBD trebuie conectate la punctele de conectare la intrare ale blocurilor. Tipul fiecărei variabile trebuie să fie același ca tipul așteptat pentru intrarea asociată. O intrare pentru diagrama FBD poate fi o expresie constantă, orice variabilă internă sau de intrare sau o variabilă de ieșire. Variabilele de ieșire ale unui program FBD trebuie conectate la punctele de conectare la ieșire ale blocurilor. Tipul fiecărei variabile trebuie să fie același ca tipul așteptat pentru ieșirea blocului asociat. O ieșire pentru diagrama FBD poate fi orice variabilă internă sau de ieșire.

Variabilele de intrare și de ieșire ale blocurilor funcție sunt cuplate împreună cu liniile de conectare. Liniile individuale pot fi folosite pentru a conecta două puncte logice ale diagramei: (i) o variabilă de intrare și o intrare a unui bloc; (ii) o ieșire a unui bloc și o intrare a unui alt bloc; (iii) o ieșire a unui bloc și o variabilă de ieșire. Conectarea este orientată, ceea ce înseamnă că linia duce datele asociate de la extremitatea stângă la extremitatea dreaptă. Extremitatea dreaptă și cea stângă a liniei de conectare trebuie să fie de același tip. Conectarea multiplă la dreapta poate fi folosită pentru a difuza o informație de la extremitatea sa stângă la fiecare dintre extremitățile sale drepte. Toate extremitățile conectării trebuie să fie de același tip.

O linie de conectare individuală cu extremitatea sa dreaptă conectată la o intrare a unui bloc poate fi terminată de o Negație Booleană. Negația este reprezentată de un cerc mic. Atunci când este folosită o negație Booleană, extremitatea stângă și cea dreaptă a liniei de conectare trebuie să fie de tip Boolean ₁₁.

Cuvântul cheie RETURN poate fi folosit pentru a ieși din diagramă. Trebuie conectat la un punct de conectare Boolean de ieșire a unui bloc funcție. Formularea de întoarcere reprezintă un final condițional al programului: dacă ieșirea cutiei conectate la formulare are valoarea Booleană ADEVĂRAT, finalul (partea care a rămas) diagramei nu este executat (fig. 3.12).

3.2 SENZORI SI ACCESORII FOLOSIȚI

3.2.1 TERMOREZISTENȚA

Temperatura este o mărime fizică pentru cunoașterea stării proceselor naturale și industriale. Temperatura unui mediu poate fi determinată pe baza efectului pe care îl produce asupra unui senzor de temperatură.

Termorezistențele sunt traductoare de temperatură care modifică variația de temperatură a mediului verificat în variația elementului sensibil. Se bazează pe proprietatea materialelor (platina și cuprul) de a-și modifica rezistența electrică în funcție de temperatură ₂.

Rt= rezistența termorezistenței la temperatura t;

R0= rezistența termorezistenței la 0⁰C ;

t= temperatura;

A,B= coeficienți care se pot determina prin calibrare.

– rezistența termorezistenței la 100⁰C;

– rezistența termorezistenței la 0⁰C;

Fig. 3.13 Termorezistențe (1= temperatura interioară, 2= temperatura exterioară)

3.2.2 CONVERTOARE

Convertoarele tensiune – curent sunt blocuri funcționale utilizate în structura aparatelor electronice de măsură și control. O aplicație generală a convertoarelor tensiune – curent este aceea de bloc de ieșire pentru aparatele destinate sistemelor de automatizare și/sau măsurate care lucrează cu curenți unificați (4…20 mA etc.). Acestea pot fi realizate cu ieșiri multiple, pot genera curenți unidirecționali sau bidirecționali ( de o singură polaritate sau de ambele polarități ) ₂.

Fig. 3.14 Convertor (1,2 – R-i,i= dq- sarcina electrică , dt interval de timp; 3 – U – i; R= )

₁₀

Fig. 3.15 Scheme de conectare (potenționetru, termocuplu,termorezistență)

3.2.3 SENZOR PLOAIE

Senzorul de ploaie este un echipament tehnic cu rolul de a determina dacă și în ce cantitate plouă, în functie de condițiile impuse acesta poate/nu poate să dea un semnal catre o acțiune. În cazul sistemului din ferma de animale, acesta trimite un semnal de acționare a trapelor de aerisire în funcție de condițiile meteo exterioare.

Fig. 3.16 Senzor Ploaie

3.2.4 SENZOR VÂNT

Senzorul de vȃnt permite sesizarea mișcarilor de aer. Acesta transmite semnale de ieșire direct proporționale cu viteza aerului.

Fig. 3.17 Senzor vȃnt

3.2.5 SENZOR UMIDITATE

Senzorul de umiditate este o componentă ce sesizează nivelul de umiditate al mediului. În cazul din ferma de animale senzorul de uniditate este reprezentat de un potențiometru (valoarea nivelului de umiditate nu este o valoare reală) .

Fig. 3.18 Senzor umiditate

CAPITOLUL 4 DESCRIEREA SISTEMULUI AUTOMAT, SCHEMA ELECTRICĂ, DESCRIEREA SOFT-ULUI

4.1 DESCRIEREA MACHETEI

Fig 4.1

4.2 SCHEMELE ELECTRICE

Fig. 4.2

Fig 4.3

Fig. 4.4

Fig. 4.5

4.3 PROGRAMUL REALIZAT CU STEP 7 MicroWIN

Network 1:

Conversia valorii primite și prelucrate de modulul de intrări analogice se face cu ajutorul blocurilor de scalare (blocuri dedicate siemens), din rețeaua 1 pentru viteza vantului.

Network 2 reprezintă o funcție precreată de SIEMENS în MicroWIN (READ REAL TIME CLOCK), de citire a ceasului intern în BCD și conversia acestor valori în valori integer cu ajutorul funcțiilor de împărțire DIV_I .

Pentru realizarea sistemului de încălzire s-a recurs la utilizarea funcțiilor de comparație din programul MICROWIN cȃt și a cȃte unui bloc SR (set-reset). Vezi explicațiile de mai jos, pentru a putea vedea întregul program vezi Anexa 1.

4.4 APLICAȚIA DE CONTROL A PARAMETRILOR DIN FERMĂ DE ANIMALE FOLOSIND WinCC Flexible 2008

Interfața HMI a fost reallizatӑ cu Simatic WinCC.

Un sistem HMI are urmatoarele funcții:

Urmărirea procesului – procesul poate fi vizualizat pe dispozitive HMI cum ar fi

Operating Pane – OP, Multi Panel – MP, Touch Panel – TP, PC. Imaginea afișată pe dispozitivul HMI este moficată în timp real în concordanță cu evoluția procesului.

Controlul operatorului asupra procesului – operatorul are posibilitatea de a controla procesul prin intermediul interfeței grafice. De exemplu acesta poate seta valori de referință pentru controlul unui motor sau poate controla direct ventile, pompe si alte componente ale procesului.

Afișarea alarmelor – stările critice din proces sunt semnalate pe astfel de dispozitive având ca scop intervenția în timp util a operatorului pentru a împiedica aparitia unor eventuale defecțiuni majore. Spre exemplu, în cazul unei reglări, depășirea valorii presetate ca referință poate avea efecte negative însemnate în cadrul unui sistem.

Stocarea variabilelor de proces și a alarmelor – sistemele HMI pot crea baze de date în care să fie stocate valori ale variabilelor de proces sau alarme (Data logs). Aceasta aplicație permite inregistrarea unor secvențe din proces care pot fi ulterior analizate cu scopul de a imbunătăți producția.

Paramatrii de funcționare – parametrii unui proces sau ai unei mașini pot fi reținuți în așa numitele rețete (Recipes). De exemplu, acești parametrii de funcționare pot viza caracteristicile unui anumit produs și pot fi descărcați de pe dspozitivul HMI pe PLC pentru a schimba produsul curent cu un altul sau chiar a capacității de producție.

Simatic HMI oferă soluții pentru controlul și monitorizarea sarcinilor, procesul este adus la standarde înalte prin menținerea tuturor dispozitivelor și unităților de lucru la un nivel ridicat de funcționare. Sistemele Simatic HMI utilizate pentru controlul și monitorizarea centrelor de producție reprezintă nivelul superior din punct de vedere al performanței.

În acest ecran se poate observa fereastra deschisă inițial la rularea aplicației. Acesta ne oferă informații despre data și ora curentă, informații despre condițiile atmosferice exterioare (cald, rece, ploaie, soare etc.). Totodată din acesta fereastră putem intra în ferestrele sistem fermă și parametri fermă.

Fereastra de mai sus reprezintă sistemul fermei:

Elementele enumerate în tabel au 3 stări: pornit, oprit, în așteptare.

Fereastra “Parametri sistem automatizare ferma” reprezintă panoul de comandă al fermei. În acestă fereastră se stabilesc condițiile de reglare a parametrilor (temperatura maxima și minimă din interiorul fermei 3,4; start/ stop ventilație forțată în regim automat 8-6, 17-18 pornire-oprire în regim manual; 10-11 ora și minutul deschidere trape furaj, 12-13 ora si minutul închidere trape furaj, 19-20 alimentare furaj manual;15-16 pornire-oprire sistem fermă ).

În schema de mai sus este prezentată o fereastra de monitorizare, din acestă fereastra urmȃnd “direcțiile” ½ se pot vedea variațiile temperaturii în funcție de timp, mai jos este prezentat graficul temperaturii exterioare.

4.5 CONCLUZII

Acestă lucrare a avut drept scop realizarea unui sistem de monitorizare și reglare a unui sistem automatizat ce se poate implementa în fermele de animale. Sistemul respectiv ajută la dezvoltarea tehnico – economică a fermelor de mici dimensiuni (cazul prezentat) , dar poate fi extins foarte ușor.

Sistemul aduce o serie de avantaje crescătorilor de animale: reduce eroarea umană, reducerea chestuielilor cu personalul (acest luclu compensează în timp investiția inițială în echipamentele de tip plc și accesoriile necesare), productivitatea fermei crește cu 1,5 – 3 ori.

Pentru realizarea acestui proiect s-a studiat din literatură de specialitate mai multe modele de automate programabile, iar concluzia finală a fost că PLC-urile Siemens sunt cea mai relevanță opțiune deoarece:

– este destinat mediului industrial sau a unui mediu “dur”, ceea ce înseamnă că este proiectat să reziste în condiții severe (praf, vibrații etc.)

– desii există și alte opțiuni, răspândirea PLC-urilor Siemens în industrie m-a convins de fiabilitatea acestor AP.

Pentru realizarea sistemului încălzire, sistemului de ventilație sa recurs la folosirea funcțiilor de comparație din programul MicroWin cȃt si cȃte unui bloc SR (set-reset).

Reprezintă un dezavantaj prețul investiției având în vedere faptul că aplicabilitatea proiectului se adresează fermelor de mici dimensiuni (familiale), dar în opinia mea durata scurtă de amortizare a investiției compensează acest fapt, totodată pe lângă cresterea productivității crește și vânzarea deoarece instalația se supune normelor sanitar – veterinere impuse de UE, ceea ce inseamnă că piața de desfacere .

Întrucât proiectul este foarte amplu oferă posibilitatea unor studii și dezvoltări ulterioare, acestea putând constă în instalarea unor sisteme de alarmă care să anunțe operatorul de eventualele nefunctionalitati ale instalației.

Consider că acest sistem ajută foarte mult posesorii de ferme, deoarece le permite acestora sa-și rezolve alte probleme în timp ce sistemul își va face treaba după modul în care acesta este programat.

REZUMAT

Realizarea acestui proiect pote fi utilă, deoarece în zona în care am copilarit eu, creșterea animalelor se face în mod rudimentar (munca fizică) , afectȃnd astfel productivitatea.

Obiectivul acestei lucrări este de a realiza un sistem interactiv automatizat pentru monitorizarea și reglarea proceselor, în vederea creșterii competitivității tehnico-economice a fermelor de animale.

Pentru reglarea și monitorizarea parametrilor din interiorul fermei s-a folosit un PLC

SIEMENS-S7 S-200 și componente specifice interfeței.

Lucrarea este structurată în 4 capitole, fiecare dintre acestea fiind structurate in subcapitole și subsubcapitole, după cum urmează:

Capitolul 1 are rol de introducere. În acest capitol este prezentată tema proiectului și obiectivul acesteia.

Capitolul 2 conține un scurt istoric al evoluției automatelor programabile și o descriere a noțiunilor de bază. În acest capitol se definește automatizarea precum si majoritatea conceptelor specifice necesare pentru înțelegerea acestei lucrări.

În capitolul 3 sunt prezentate informațiile referitoare la datele tehnice despre echipamentele folosite în realizarea acestui proiect.

În ultimul capitol se gasește descrierea montajului și explicații despre modul în care acesta a fost realizat, schemele electrice ale montajului, date si descrierea unei parti din program precum și informatiile legate de descrierea aplicației de control

SUMARY

This project can be useful, because in the area where I grew, how animals are cared for,is in rudimentary way (physical work), thus affecting productivity.
The objective of this study is to provide an automated interactive system for monitoring and regulating processes in order to increase technical and economic competitiveness of farm animals.
For regulating and monitoring the parameters of moisture and heat inside the farm I used a SIEMENS PLC-S7 S-200 and the specific interface components.

The study is structured in four chapters, as follows:

The first chapter serves as the introduction. In this chapter I introduced the subject project and its objective.

The second chapter contains a brief history of the evolution of PLCs and a description of the basic concepts. In this chapter I have defined the notion of automatic system and most specific concepts for understanding this work.

In the third chapter i provide information on technical data about equipment i used in this project.

The last chapter is the description of installation and explanations about how it was done, the installation wiring diagrams, parts data and a description of the program and the information related to the control application description.

Bibliografie

1 – Bucur, C. – Circuite electronice fundamentale, Curs, editura UPG Ploiești 2005;

2 – Bucur, C. – Electronică aplicată generală, Curs, editura UPG Ploiești 2007;

3 – Cîrtoaje, V. – Teoria sistemelor automate, Curs, UPG Ploiești 2012;

4 – Siemens Automation – Installation manual – SIMATIC S7 – 200;

5 – Moise, Adrian, Automate programabile. Proiectare. Aplicații. Editura MatrixRom, București, 2004;

6 – Mihalache, S. F. , Elemente de ingineria reglării automate, Editura MatrixRom, București, 2008;

7 – Siemens, Working with Step 7;

8 – Paraschiv N., Rӑdulescu G. – Introducere ȋn știința sistemelor și calculatoarelor, Editura Matrixrom, București, 2007;

9 – Moise A. – Note de curs “Analiza și sinteza circuitelor numerice”;

10 –http://www.infostar-pascani.ro/download/fise/AT2F-19.pdf;

11-http://w5.siemens.com/web/ro/ro/corporate/portal/siemensromania/portofoliulnostru/industrie/customerservices/pages/simatic%20step7%20v5%20programare.aspx ;

12 –https://en.wikipedia.org/wiki/IEC_61131;

13 – Nicolae Paraschiv – Achiziția și prelucrarea datelor, UPG Ploiești 2008;

14 –

https://ro.wikipedia.org/wiki/Automatica

15- http://www.justice.gov.md/file/Centrul%20de%20armonizare%20a%20legislatiei/Baza%20de%20date/Materiale%202008/Legislatie/31998L0058.PDF

16 – http://web.ulbsibiu.ro/laurean.bogdan/html/PLC1.pdf

Anexa 1