Распределенный ПЛК легко справляется и с этим. Для этого были добавлены новые блоки: прецизионный датчик температуры, влажности и содержания углекислого газа в воздухе, сверхчувствительный дифференциальный датчик давления, а также блоки с аналоговыми портами 0-10в для управления сервоприводами воздушных заслонок.
Датчик температуры, влажности и CO2.
Имея более, чем десятилетний опыт использования разных сенсоров температуры и влажности в своих погодных станциях я могу утверждать однозначно — самые точные и надежные это SНТxx. В моем датчике стоит два сенсора SHT30 и NDIR модуль MH-Z19 для изменения содержания уровня углекислого газа в воздухе.
Скорость реакции сенсора на изменение температуры и влажности зависит, в первую очередь, от массы самого сенсора, а также от габаритов и теплопроводности печатной платы под ним. Однако, с уменьшением габаритов уменьшается и площадь взаимодействия с воздухом, что сильно замедляет реакцию устройства на изменение параметров микроклимата. Я нашел очень простое решение — датчики обдуваются миниатюрным вентилятором. Если не ошибаюсь, так сделано в большинстве современных автомобилей с системой климат-контроля.
Датчик дифференциального давления.
Как я уже написал выше, самый критичный параметр системы управления любой чистой комнаты — это непрерывное поддержание избыточного давления. Причина достаточно очевидна: надо, чтобы в случае разгерметизации помещения пыль выдувалась наружу или, по крайней мере, не могла попасть внутрь с потоком воздуха. Я использовал плату от старых проектов, только переписал прошивку для совместимости с системой распределенных ПЛК.
К одному из портов сенсора подключена трубка, которая идет внутрь чистого помещения. Ко второму подключена трубка, которая не идет никуда, точнее будет сказать, она подключена к атмосфере планеты Земля. Таким образом, датчик измеряет разницу давлений между «улицей» и чистым помещением, а контроллер двигает воздушные заслонки, обеспечивая заданное давление в помещении. К слову, сенсор настолько чувствителен и точен, что легко обеспечивает повторяемость лучше 0.1 Па.
Модуль аналоговых портов 0-10в
Казалось бы, человечество уже давно перешагивает даже цифровую эру, но стандарт управления устройствами аналоговым сигналом все еще используется очень широко, потому что при всех его недостатках у него есть одно огромное достоинство — он удобен. Ноль вольт — ноль процентов, 10 вольт — 100 процентов. Удобно? Еще как, в любой момент померил тестером, 5.5В… Ага, 55 процентов. Да, потери в кабеле, да, помехи. Однако, в случае управления сервоприводами эти потери и помехи гораздо меньше, чем люфт шестерней механизма.
Каждый модуль имеет два выхода 0-10в и два входа такого же стандарта. Почему только два? Да просто у STM32L432 на борту 2 ЦАП, я не стал использовать ШИМ, сделал все просто и надежно. Разумеется, со всеми фильтрами и защитами. Модули откалиброваны до точности не хуже 10 милливольт по всему диапазону. Входы я использую для телеметрии, они показывают фактическое положение заслонок. Алгоритм способен отследить несоответствие между входом и выходом, что возникнет, если заслонку заклинит.
Итого, на данный момент я изготовил уже одиннадцать различных модулей для системы распределенного ПЛК и еще три сейчас находятся в процессе отладки. Суммарно же собрано и внедрено уже более двадцати устройств.
Блог
Распределенный ПЛК: управление градирней
Распределенный программируемый логический контроллер
