Мікропроцесорна система керування мікрокліматом теплиці

Abstract

Poбoтa склaдaється iз вступу, чoтиpьoх poздiлiв, що містять 23 рисунків та 1 таблицю, виснoвкiв тa пpoпoзицiй i списку викopистaних джеpел, який нaлiчує, 14 нaйменувaння й poзмiщений нa 2 стopiнкaх. Зaгaльний oбсяг poбoти – 75 стopiнoк, з якoгo oснoвнoгo тексту – 57 стopiнoк. Метою квaлiфiкaцiйнoї poбoти є аналіз та дослідження можливості підвищення надійності мікропроцесорної керуючої системи на основі деяких методів на стадії їх розробки, виробництва та експлуатації для можливого використання їх для курування мікрокліматом теплиці. Під час процесу виконання магістерської кваліфікаційної роботи були використані: метод системного аналізу (для дослідження методів підвищення надійності мікропроцесорної керуючої системи); методи теорії ймовірності, імітаційного та аналітичного моделювання. В першому розділі проведено аналіз: забезпечення необхідного мікроклімату в теплиці; контролю мікроклімату теплиці; системи сучасного управління мікрокліматом. Зроблено висновок: до надійності мікропроцесорних керуючих систем для підтримки мікроклімату в теплиці висуваються високі вимоги, забезпечення яких можливе з застосуванням складних апаратних і програмних рішень, а також методи резервування апаратної і програмної компонент. В другому розділі розглянуті питання надійності та деякі методи для підвищення надійності мікропроцесорних керуючих систем. Зроблено висновок що підвищення надійності мікропроцесорної системи можливе лише за рахунок підвищення надійності елементів та зміні структурної схеми. В третьому розділі розроблен вдосконалений алгоритм оцінки надійності багатоверсійних мажоритарно-резервованих мікропроцесорних керуючих систем, побудовані графічні залежності відносного виграшу надійності систем з різною кількістю версій програмного забезпечення, що дозволило побудувати пріоритетні ряди для визначення найбільш надійної структури при різних значеннях показників надійності. Побудовано алгоритм імітаційної моделі для визначення показників надійності при різних законах розподілу відмов. Зроблено висновок: дослідження показали, що обраний метод підвищення надійності за допомогою багатоверсійного мажоритарного резервування дозволяє істотно підвищити ймовірність безвідмовної роботи мікропроцесорних систем, тому рекомендується використовувати його при проєктуванні, виробництві та експлуатації автоматизованої мікропроцесорних керуючих системи. Аналіз аналітичних та імітаційних моделей на прикладах триверсійної триканальної БМРС з використанням критерію Колмогорова показує високу збіжність отриманих результатів за різних законів розподілу потоку відмов апаратних і програмних засобів у часі. Тому доцільно при подальшому дослідженні використовувати цей алгоритм для імітаційного моделювання. В четвертому розділі проаналізовані потенційно небезпечні виробничі фактори при користуванні та виробництві автоматизованої інформаційної системи і розроблені рекомендації щодо заходів охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях. В загальних висновках по роботі зазначено: В даній роботі було описано різновиди теплиць, системи сучасного управління мікрокліматом в теплицях. Розумна теплиця значно полегшує працю людей. Завдяки розумним теплицям людство може заощадити власний час та сили, а також підвищити продуктивність врожаїв. Дослідження показали, що одним з найбільш доцільним методом для підвищення надійності МКС є існуючий метод багатоверсійного мажоритарного резервування каналів, але тільки при побудові пріоритетних рядів та визначення, що резервування програмних та апаратних засобів доцільно при деяких показників надійності системи. В додатках наведено слайди комп’ютерної презентації, копію тез з апробацією роботи, довідка перевірки на плагіат

The qualification work consists of an introduction, four parts containing 23 figures and 1 table, conclusions and propositions, and a list of excavated caves, which includes 14 names and is placed on 2 pages. The total volume of the work is 57 pages, of which the main text is 75 pages. The purpose of the qualification work is to analyses and research the possibility of increasing the reliability of the microprocessor control system based on some methods at the stage of their development, production and operation for their possible use in greenhouse microclimate control. In the process of performing the master's qualification work, the following methods were used: the method of system analysis (to study methods of improving the reliability of the microprocessor control system); methods of probability theory, simulation and analytical modelling. The first section analyses the following: ensuring the required microclimate in the greenhouse; greenhouse microclimate control; modern microclimate control systems. It is concluded that the reliability of microprocessor-based control systems for maintaining the microclimate in a greenhouse is subject to high requirements, which can be met by using sophisticated hardware and software solutions, as well as methods of hardware and software component redundancy. The second section discusses reliability issues and some methods for improving the reliability of microprocessor-based control systems. It is concluded that increasing the reliability of a microprocessor system is possible only by improving the reliability of elements and changing the structural scheme. In the third section, an improved algorithm for assessing the reliability of multi-version majority-redundant microprocessor control systems is developed, graphical dependencies of the relative reliability gain of systems with different numbers of software versions are constructed, which allowed to build priority series to determine the most reliable structure at different values of reliability indicators. An algorithm of the simulation model for determining reliability indicators under different laws of failure distribution has been built. It is concluded that the studies have shown that the chosen method of improving reliability using multi-version majority redundancy can significantly increase the probability of failure-free operation of microprocessor systems, so it is recommended to use it in the design, manufacture and operation of an automated microprocessor control system. The analysis of analytical and simulation models on the examples of a three-version three-channel BMRS using the Kolmogorov criterion shows high convergence of the results obtained under different laws of distribution of the hardware and software failure rate over time. Therefore, it is advisable to use this algorithm for simulation modelling in further research. The fourth section analyses potentially dangerous production factors in the use and production of an automated information system and develops recommendations for labour protection and safety measures in emergency situations. The general conclusions of the paper state: This paper describes the types of greenhouses, systems of modern microclimate control in greenhouses. A smart greenhouse greatly facilitates the work of people. Thanks to smart greenhouses, humanity can save its own time and effort, as well as increase crop productivity. Researches have shown that one of the most appropriate methods for improving the reliability of the МСS is the existing method of multi-version majority channel redundancy, but only when building priority rows and determining that redundancy of software and hardware is appropriate for certain system reliability indicators. Investigations have shown that one of the most appropriate methods for improving the reliability of the MCS is the existing method of multi-version majority channel redundancy, but only when building priority rows and determining that redundancy of software and hardware is appropriate for certain system reliability indicators. The appendices include slides of a computer presentation, a copy of theses with work approval, and a plagiarism check certificate