Объект управления. Секция свинокомплекса моноблочного типа с установленным технологическим оборудованием.

Проблематика. Низкая продуктивность работы свиноферм (показатели – прирост живой массы свиней на стадии откорма, выживание поросят, экономическая отдача).

Причины. Нарушение нормативных требований по содержанию животных и не обеспечение нормативных условий  труда для обслуживающего персонала. В частности, при строительстве свиноферм не производится контроль газового состава воздуха  в помещениях свиноферм. Последнее приводит к значительным материальным убыткам за счет гибели поросят и молодняка, преждевременного выхода из строя оборудования и порчи конструкций свиноферм.

Пути решения.  Устранение выше указанных недостатков – создание автоматизированной системы управления микроклиматом в помещениях свиноферм (АСУ СВ) на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) с использованием приборов контроля газового состава воздуха (газоанализаторов), датчиков температуры и влажности.  Рабочая станция оператора выполнена на базе панельного ПК с разработанной системой супервизорного управления и сбора данных.

АСУ CВ состоит из следующих подсистем:
- подсистема контроля температуры и влажности;
- подсистема контроля газовой среды;
- подсистема сигнализации, защит и блокировок;
- подсистема ввода-вывода, отображения и хранения информации.

Подсистема контроля и управления температурой и влажностью

Основной функцией подсистемы является стабилизация температуры воздуха в помещении в соответствии с нормативными значениями и необходимой точностью. Стабилизация температуры осуществляется по одноконтурной схеме программным пропорционально – интегральным регулятором. Функции исполнительного механизма выполняет калорифер.

Подсистема контроля и управления газовой средой

Для стабилизации газовой среды применена одноконтурная схема избирательного управления электроприводами воздушных заслонок в приточном и вытяжном воздуховодах. Для всех типов газов, в соответствии с нормативами, устанавливаются заданные значения. Автоматически рассчитываются отклонения мгновенных значений от заданных, которые приведены к диапазонам измерения, и выбирается ведущий газ с максимальным значением рассогласования, после чего производится стабилизация соответственно настройкам для данного типа газа.

Подсистема сигнализации, защит и блокировок

Для каждого технологического параметра в SCADA-системе «АРМ оператора АСУ СВ» задаются предаварийные и аварийные границы изменений соответственно научно-исследовательским требованиям для систем регулирования микроклимата в помещениях свиноферм. Эти данные используются для непрерывного анализа мгновенных значений на предмет соответствия штатному диапазону изменений.

Подсистема ввода-вывода, отображения и хранения информации

Структура подсистемы приведена на рис:

Система управления и сбора данных «Автоматизированное рабочее место оператора АСУ СВ»

На мнемосхеме представлены следующие элементы:

1.1 – текущее значение концентрации сероводорода; 1.2 – заданное значение концентрации сероводорода; 2.1 – текущее значение концентрации углекислого газа; 2.2 – заданное значение концентрации углекислого газа; 3.1 – текущее значение концентрации аммиака; 3.2 – заданное значение концентрации аммиака; 4.1 – текущее значение концентрации кислорода; 4.2 – заданное значение концентрации кислорода; 5.1 – текущее значение температуры воздуха в секции; 5.2 – заданное значение температуры воздуха в секции; 6.1 – текущее значение температуры воздуха в приточном воздуховоде; 7.1 – текущее значение температуры воздуха в вытяжном воздуховоде; 8.1 – текущее значение температуры окружающей среды; 9.1 – текущее значение влажности; 10.1 – текущее положение заслонки на приточном воздуховоде; 10.2 – заданное положение заслонки на приточном воздуховоде; 11.1 – текущее положение заслонки на вытяжном воздуховоде; 11.2 – заданное положение заслонки на вытяжном воздуховоде; 12 – калорифер; 12.1 – текущее значение мощности калорифера; 12.2 – заданное значение мощности калорифера; 13 – приточный вентилятор; 14 – вытяжной вентилятор; 15 – кнопка вызова экрана трендов; 16 – кнопка вызова журнала событий.

На экране трендов отображаются переходные процессы измеряемых параметров:

В окне журнала событий выводятся все сообщения и тревоги, возникшие в процессе работы системы:

Результаты.

1. Система учитывает и контролирует одновременно в пределах нормативных параметров шесть показателей микроклимата – температуру, влажность воздуха, содержание аммиака, углекислого газа, сероводорода и кислорода;
2. Системы вентиляции, обеспечивающие циркуляцию воздуха, работают по принципу «верх – низ» и «низ – верх», обеспечивая тем самым распределение газовых потоков по удельной массе и их удаление. Верхняя система вентиляции (щель в коньке) – природная, удаляет легкие газы, нижняя – принудительная (под половые вентиляционные каналы) удаляет вредные тяжелые газы. 
3. В аварийных ситуациях вентиляционная система работает в режиме приточно-вытяжной вентиляции и обеспечивает поддержание нормативных параметров микроклимата.