SCADA тепло-узлов гаражного кооператива

Появилась необходимость в контроле состояния тепло узлов секций гаражного кооператива, в котором суждено быть председателем.

Кооператив состоит из четырех секций, в каждой секции два контура батарей.

Для проектирования системы мониторинга выбрал контроллеры Arduino Nano, радио модули NRF24L01, модуль usb to TTL, датчики температуры DS18B20.

Краткое описание.

На каждом тепло узле установлен контроллер, который собирает данные температур (прямая подачи, обратная с 1-го контура. обратная со 2-го контура, общая обратная, давление в системе), управляет по принципу термостата циркуляционным насосом, установленным на трубе прямой подачи. Передает информацию о температуре по радиоканалу раз в 10 секунд, и при изменении режима работы насоса (включен, выключен, противоход, давление в системе, номер датчика по которому фиксируется сбой запроса данных). Хранит данные уставок для работы циркуляционного насоса и калибровки датчика давления. 

Данные с четырех тепло узлов собираются на главном контроллере, установленном на крыше бокса. Данные по UART передаются через TTL-USB на компьютер со SCADA.

SCADA отображает:

1. Отображение температуры прямой и обратной трубы на вводе в кооператив, давление на вводном трубопроводе.
2. Состояние насоса секции (белый - выключен, зеленый - включен в автомате, оранжевый - включен в ручном режиме, красный - заблокирован. Выбор режима работы насоса. Данные о состояниях насоса постоянно передаются с передатчика.
3. Поле для отображения номера датчика, по которому фиксируется ошибка. Отображение режима противохода теплоносителя (когда температура обратки больше температуры прямой трубы).
4. Отображение с датчиков температур секции, отображение о приеме информации с контроллера секции (мигание зеленым).
5. Поле настройки работы насоса по температуре обратки.
6. Визуализация повышения или понижения температуры на "обратке"
7. Отображение разницы температур между прямой и обратками.
8. Кнопка остановки всех насосов одним нажатием.
9. Состояние связи с контроллером (мигает).

Для местной диагностики и настройки имеется переносной пульт, позволяющий подключаться только к одному передатчику.

Работа устройств

Передатчик

Выполнен на Arduino Nano. После подачи питания контроллер проводит проверку состояния датчиков температур DS18В20, о чем выдает короткий звуковой сигнал. Модуль радиопередачи передает пакеты с информацией о температуре, давлении, состоянии насоса, его режима раз в 10 секунд. При изменении уставок работы с пульта или SCADA раздается короткий звуковой сигнал. 

Приемник

Выполнен на Arduino Nano. Собирает данные с четырех приемников и передает по UART на преобразователь USB к компьютеру. Данные передаются в случае их изменения.

Пульт

Выполнен на Arduino Nano. Имеет матричную клавиатуру и дисплей. Питается от Li-On аккумулятора. Подключение к требуемому каналу производится клавишей нажатием кнопки А и вводом нужного канала. При приеме информации номер канала отображается в левом верхнем углу. Кнопка D переключает дисплей отображения ( температуры, просмотр уставок). Кнопка С выбирает уставку для изменения (мигает). После изменения уставки при нажатии кнопки В данные передаются на приемник.

По началу создания проектов на ардуино испытывались блоки питания неизвестных фирм (что попадало в руки) были замечены зависания устройств и сбои в работе. После попадания в руки блока питания фирмы Mean Well, оценив доступность, стоимость и надежность, остановился на их применении.

Для питания передатчиков и приемника традиционно использовал блоки питания GST25E12 фирмы Mean Well.  По цене общедоступно. Зарекомендовали себя как безотказные источники питания с широким входным напряжением 100-240 вольт и хорошей фильтрацией пульсации входного напряжения. Напряжение в гаражных кооперативах не отличается особым качеством. Блоки питания справляются с питанием контроллеров в условиях гармоник в сети питания.

Небольшие испытания источника питания GST25E12

Просадки выходного напряжения под нагрузкой 1,68А существенно не замечено. Пульсация независимо под нагрузкой БП или нет не превышает 40мВ.

Блок питания заработал от 77.5 вольт, хотя рабочий режим от 100 вольт. Таких просадок не бывает. 

Теги:

• Arduino