Inspirativní laboratorní úloha – měření kvality vzduchu

Zajímavou laboratorní úlohu vytvořili učitelé SPŠ ve Zlíně. Jejím úkolem je měření kvality vzduchu v prostředí laboratoře. Má několik přínosů současně. Studenti získají zkušenost s potřebným přístrojovým vybavením a metodikou měření a zároveň mohou v reálném čase vidět průběh parametrů kvality prostředí, ve kterém pobývají – konkrétně koncentrace CO₂ a teploty vzduchu. Ke sběru dat byl použit PLC Tecomat Foxtrot (který je v laboratoři běžně používán) s rozšiřujícím modulem CP-1014. Sběrnicí CIB byl připojen modul C-RQ-0600S s připojeným snímačem teploty a snímačem koncentrace CO₂. K uložení měřených hodnot a jejich grafickému zobrazení byl použit nástroj Datalogger, součást vývojového systému Mosaic. Časové průběhy obou veličin jsou na obr. 1 a obr. 2. Toto konkrétní měření probíhalo 13. března 2019 v počítačové učebně s šestnácti počítači. Před příchodem žáků zde byla otevřená okna. Po příchodu čtrnácti žáků (učebna je určena pro patnáct žáků) byla okna zavřena a po celou dobu laboratorní výuky zůstala záměrně zavřená. Dveře na chodbu byly otevřené a žáci volně odcházeli a přicházeli. Venkovní teplotu v době měření lze odhadnout na 10 °C. 

Ing. Josef Kovář, SPŠ Zlín (kovar@spszl.cz)

Náměty redakce na zobecnění

Popsaná laboratorní úloha je zajímavá a užitečná – jak z pohledu výuky automatizace a měření, tak z pohledu monitorování prostředí v laboratoři. Úloha současně vybízí k zobecnění, např.: 

• měření prostředí v laboratoři provádět průběžně, nejenom v rámci jednorázové laboratorní úlohy,
• doplnit ještě měření a zobrazení venkovní teploty, popř. jiných veličin kvality prostředí, stavu oken a dveří (otevření a zavření), spolu s upozorněním na překročení přípustných hodnot,
• potřebné přístroje soustředit do kompaktního provedení tak, aby mohlo být měření prováděno i v dalších učebnách a prostorách školy – současně vyřešit komunikaci jednotlivých měřicích stanic s centrálním řídicím systémem, počítačem nebo počítačovou sítí školy,
• vyřešit dlouhodobé zobrazování výsledků a vyřešit vhodnou formu upozornění na překročení přípustných limitů (např. optickou nebo akustickou signalizací v jednotlivých učebnách, ve sborovně nebo ředitelně),
• k upozornění na překročení limitů využít prostředky mobilní komunikace, např. mobilní telefony učitelů a studentů (snad to nebude důvodem pro přerušení písemné práce požadavkem na vyvětrání),
• stávající stavební řešení budovy rozšířit tak, aby byla možná automatická výměna vzduchu, např. dodatečnou instalací ventilátorů nebo jednoduché vzduchotechniky s automatickým řízením.

Navržená řešení opět rádi zveřejníme v časopise nebo na stránkách www.automa.cz. Jsme připraveni uspořádat pracovní seminář pro úspěšné řešitele nebo pro zájemce o řešení této nebo jiných zajímavých úloh.

Ladislav Šmejkal (smejkal@automa.cz)

Obr. 1. Časový průběh koncentrace CO₂

Obr. 2. Časový průběh teploty v laboratoři