Das Programm
Für die Kleinsteuerung NLC-055 wird ein nanoNavigator 4.x
der Firma Phoenix Contact benötigt. Dieser kann kostenlos heruntergeladen
werden. Diese Software ermöglicht eine einfache Programmierung der Steuerung.
Für jeden Aktor und Sensor wurde ein eigenes
Unterprogramm geschrieben. Mit vielen Flags, Vergleichen, und Registern werden
folgende Funktionen geregelt und gesteuert:
1)
Feuchtigkeitsmessung und Bewässerung mit der Pumpe
2)
Überwachung des Wasserfüllstandes im Wassertank
3) Belüftungsregelung mit Außen- und Innentemperatur, Drehzeit zum Öffnen
und Schließen des Fensters oder das Einschalten eines Heizungsgebläses
4)
Lichtregelung (Infrarot- und Pflanzlampe) mit einem Dämmerungssensor
Das Programm der Nanoline Steuerung ist ein sehr
einfaches Ablaufprogramm. Die Software „nanoNavigator_401“ hat unterschiedliche
Symbole wie „Vergleich“, „Steuerung“, „Entscheidung“, „Math“, „Nachricht“,
„Umwandlung“, „Warten“ und „Notiz“.
Sie werden in einer Logik aneinandergehängt. Flags
helfen bei der Programmierung im Ablauf.
Es gibt Stellglieder wie „und“ und „oder“, aber auch mathematische Funktionen
und Vergleiche. Das Programm ist sehr übersichtlich und kann später im echten
Betrieb von technischen Fachleuten eingestellt werden, ohne sich in einer
Programmhochsprache auszukennen. Die Kosten für eine robuste Kleinsteuerung
sind auch erheblich günstiger als eine große PC-Steuerung.
Für die Inbetriebnahme wurden zuerst Annahmen für
die Schwell- und Schaltwerte angenommen, um eine Simulation und das Testen
einfacher zu gestalten. Die Parameter wurden für Tomaten übernommen. Für den
Echtbetrieb müssen diese natürlich noch auf die jeweilige Pflanze angepasst
werden:
Zu 1) Wird durch die Feuchtigkeitssensoren ein
Signal an die Steuerung gegeben, indem das Signal abfällt (Erde trocken), wird
nach einer Zeit die Pumpe entweder rechts herum oder links herum angesteuert.
Diese pumpt dann Wasser für 5 sec in einen Zylinder. Das Wasser läuft nun
langsam in das jeweilige Bewässerungssystem. Der Vorgang wird sooft wiederholt,
bis der Sensor das Signal „feucht“ an die Steuerung gibt.
Zu 2) Im Wasserbehälter ist ein Schwimmschalter
eingebaut, der bei Erreichen ein 0-1-Signal an die Steuerung gibt. Diese sendet
dann eine SMS an den Facility Manager, damit er den Tank wieder auffüllt.
Zu 3) Beispieleinstellung für eine Simulation für
die Temperatursteuerung: Bei Temperatur außen größer 23°C und innen größer
23°C: Das Fenster öffnet sich entsprechend der Innentemperatur. Bei 23°C
1/3-Segemt und ein Lüfter; bei 25°C 2/3-Segment und zwei Lüfter; bei größer
30°C 3/3-Segment und drei Lüfter. Ist die Temperatur wieder unter 23°C
gefallen, wird das Fenster voll geschlossen und die Lüfter ausgeschaltet. Fällt
die Innentemperatur unter 19°C und die Außentemperatur unter 19 C, wird
zusätzlich das Heizgebläse kurz eingeschaltet, bis die Innentemperatur wieder
über 25°C steigt. Das Fenster darf dann nicht geöffnet sein. Fällt die
Innentemperatur unter 19°C und die Außentemperatur ist weiterhin über 23°C,
wird zusätzlich ein großer Lüfter genutzt, um die warme Luft ins Treibhaus zu
blasen. Dieses ist nur bedingt sinnvoll, da sich die Luft im Lüfter selbst
abkühlt. Die Idee des Luftaustausches zum Heizen wird somit entsprechend nicht
weiter verfolgt.
Zu 4) Der Lichtsensor gibt einen Analogwert zur
Steuerung. Die Werte werden kontinuierlich erfasst. Steigt der Wert auf über
1000 an, wird noch keine Routine (Licht an oder aus) gestartet. Bleibt der Wert
nach 10 Sekunden weiter über 1000, wird das Licht eingeschaltet. Fällt der
Wert, wird das Licht wieder ausgeschaltet.
Zu 5) Wird die Tür geöffnet, werden alle
Verbraucher mit 230 V aus Sicherheitsgründen abgeschaltet (Lampen,
Heizgebläse, Lüfter). Die Zeit der geöffneten Tür wird erfasst. Überschreitet
die Dauer einen Schwellwert von 10 Minuten, wird eine SMS an den Facility
Manager gesendet, damit das Treibhaus nicht auskühlt.
Das Programm wurde schrittweise mit den Aktoren und
Sensoren getestet. Dazu wurde ein zusätzliches Anzeigemodul mit LEDs montiert
und mit Symbolen beschriftet.
