|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Анализ исходных данных, цели и задачи проектаСтр 1 из 6Следующая ⇒
Дипломный Проект Пояснительная записка Разработка проекта автоматизации жизнеобеспечения здания АТДП.09.02.05.12.215 ПЗ
Содержание Введение. 3 1 Постановка задачи. 5 1.1 Анализ исходных данных, цели и задачи проекта. 5 1.2 Анализ требований к проекту. 5 1.3 Анализ предметной области. 8 2 Обзор имеющихся средств реализации. 12 2.1Критерии выбора имеющихся средств реализации. 12 2.2 Характеристика выбранных средств реализации. 13 3 Анализ возможных проблем и пути их решения. 19 4 Моделирование предметной области. 20 5 Описание разработки проекта, алгоритмов и программного обеспечения. 22 6 Реализация аппаратных средств. 23 7 Реализация программных средств. 25 8 Инструкции пользователя. 29 9 Экономическое обоснование. 30 10 Требования охраны труда и пожарной безопасности с компьютерной техникой 33 Заключение. 37 Список использованных источников. 38 В конверте на обороте обложки - диск DVD-RW с исходными и созданными файлами, включая пояснительную записку и презентацию.
Введение В современных интеллектуальных зданиях системы автоматизации и управления зданиями занимают ключевое место, обеспечивая взаимосвязь всего инженерного оборудования и систем здания. В ряде исследований последних лет показана устойчивая тенденция к возрастанию доли стоимости и объема инженерных систем и систем автоматизации в общей стоимости строительных объектов. Развитие этой тенденции к настоящему моменту привело к качественному изменению места и роли систем автоматизации и управления зданиями с одной стороны и концепции взаимной увязки инженерного оборудования объектов и организационно-технических решений по эксплуатации с использованием систем автоматизации и управления зданиями с другой стороны. В то же время, системы автоматизации и управления зданиями формируют базу для создания новых сервисов для пользователей в рамках объекта. Это находит выражение в повышении потребительской привлекательности интеллектуальных зданий, выражающейся, в частности, в снижении страховых рисков за счет повышения устойчивости интеллектуальных зданий к различным дестабилизирующим факторам и снижении расходов на эксплуатацию, т. е. в повышении эффективности интеллектуальных зданий по сравнению с традиционными решениями. Дешевая рабочая сила и энергоносители замедляют продвижение технологий автоматизаций зданий на российский рынок, однако конкуренция на рынке недвижимости делает их все более востребованными. Вместе с тем, экономический рост последних лет, ведет от избытка электроэнергии в прошлом к ее дефициту в будущем, что, в свою очередь, создает предпосылки более широкого внедрения энергосберегающих технологий и алгоритмов управления, которые, в первую очередь, обеспечиваются системами автоматизации зданий. Целью проекта является создание микропроцессорной системы управления зданием, внедрение которой даст возможность управлять работой ее объектов (освещением, электроснабжением, вентиляцией, отоплением) в автоматическом режиме. Основные задачи разработки системы: анализ существующих методов построения системы автоматического управления зданием, выбор наиболее подходящей аппаратной базы, выбор средств разработки программного обеспечения для контроллера и человеко-машинного интерфейса, разработка алгоритмов управления работой объекта и реализация этих алгоритмов в программном обеспечении для контроллера и человеко-машинного интерфейса. Постановка задачи Анализ предметной области Данная разработка может применяться в любом жилом помещении, в котором есть электричество. Обычно данные системы устанавливаются в помещения с большой площадью, так как человеку трудно уследить за всеми электроприборами, из-за чего происходит чрезмерное потребление электроэнергии, а это является целью данной систему – снизить электропотребление сети. Так же немного модернизировав систему ее можно использовать в гараже или подсобных помещениях. К задачам системы автоматизации жизнеобеспечения жилого здания относятся: ¾ качественное функционирование системы жизнеобеспечения здания; ¾ сокращение энергопотребления системами жизнеобеспечения без снижения качества их работы (весьма актуальная задача в условиях постоянного удорожания энергоресурсов); ¾ снижение затрат на ремонт оборудования благодаря своевременному выявлению его неисправности и более точной локализации поломок; ¾ организация коммерческого учета потребления электроэнергии, тепла и воды для выявления прецедентов халатного и неэкономного их расходования, а также для разделения оплаты между различными потребителями, если в одном здании находится множество юридических лиц; ¾ безопасность в эксплуатации. На рисунке 1 показана схема автоматизированной системы диспетчерского управления зданием. Рисунок 1 - Схема автоматизированной системы диспетчерского управления зданием
В основе автоматизированной системы диспетчерского управления зданием лежит трехуровневая архитектура. Система управления зданием может быть как интегрированной, так и состоять из нескольких автономных систем управления разными подсистемами здания. Каждая система имеет собственные датчики и сигнализаторы, недоступные для других, столь же герметично замкнутых систем ввиду изолированности действий и невозможности автоматической координации реакции систем. Поэтому такие системы не могут обеспечить требований, предъявляемых к интеллектуальным зданиям. Интегрированная система управления интеллектуальным зданием занимается решением задач обеспечения комплексной работы всех инженерных систем здания: освещения, отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения, контроля доступа и многих других. В отличие от автономных систем, интегрированная система использует общую базу данных. Такая база данных может быть аутентично использована не только отдельными подсистемами обеспечения жизнедеятельности, но и любыми другими устройствами автоматизации управления зданием, как, например, системами фотоидентификации, установками обогрева и вентиляции, осветительными сетями, и даже может собирать данные, исходящие от существующих задействованных в здании автономных систем. Интегрированная система предоставляет удобный доступ и к архиву за все прошедшее время работы. Использование больших массивов данных за прошедшее время позволяет проводить аналитические прогнозы и принимать обоснованные стратегические решения. Из всего изложенного выше, можно выделить определенные требования, предъявляемые к интегрированной информационно-управляющей системе управления жизнеобеспечением: создание на основе различных физических сред передачи данных единой- коммуникационной среды, прозрачной для всех устройств, подключенных к ней; возможность подключения устройств без дополнительной настройки и- изменения конфигурации системы; создание протоколов взаимодействия устройств между собой и передачи- сообщений; ведение единой централизованной или распределенной базы данных всех- устройств, компонентов и подсистем интегрированной системы с указанием предоставляемых ими сервисов и служб другим подсистемам; возможность простого реконфигурирования системы с изменением или- перенесением некоторых частей без настройки и перерыва в функционировании; устройства, подключаемые к такой сети должны иметь возможность- автономной работы в случае потери связи с системой и самостоятельного включения обратно в систему при восстановлении связи. Автоматизация инженерных систем здания. Задачи, решаемые автоматизацией инженерных систем здания. Одним из основных компонентов интеллектуального здания является комплекс систем для автоматизированного управления эксплуатацией здания, т.е. комплекс программно-аппаратных средств, основной задачей которого является обеспечение надежного и гарантированного управления всеми инженерными системами здания. Такая система способна за счет полной неразобщенной информации от всех эксплуатируемых подсистем, будь то пожарно-охранная, система теленаблюдения, локальная вычислительная сеть, телефония, водоснабжение, электропитание, кондиционирование и т. д., принять правильное решение и выполнить соответствующее действие, проинформировать соответствующую службу о событии. Весьма существенно, что такая система открыта для дальнейших накладываемых на нее функций и добавления интеллектуальности. Инструкции пользователя Пользователям данного проекта будет очень удобно использовать данную систему, так как на данном контроллере установлен информативный дисплей и джойстик. Для управления любой необходимой системой необходимо выбрать ее на дисплее и нажать клавишу “OK” на джойстике. После выбора будут доступны параметры изменения и статус выбранной системы. Так же для данного контроллера возможно подключение смартфона на платформе android 4.2+. Для этого необходимо скачать приложение на сайте beckhoff.com. Установить программу на телефон и сделать синхронизацию с контр Экономическое обоснование При разработке системы автоматизации здания можно выделить следующие технологические процессы: - разработка структуры сети; - выбор элементной базы для реализации сети; - разработка программного обеспечения контроллера BC9000; - разработка человеко-машинного интерфейса; - согласование с заказчиком и внедрение; - обучение пользователя и сервисное обслуживание системы. Смета затрат на вычислительную технику и дополнительное оборудование приведена в таблицах ниже. Таблица 6 – Смета затрат на вычислительную технику
Заработная плата (З) программиста - проектировщика сдельная и составляет 35 000 рублей, заработная плата монтажника – 20 000 рублей. Отчисления на страховые взносы равные 30%, Длительность работы программиста - проектировщика tp1 = 20 дней, монтажникаtp2 =5. Затраты на оплату труда составят: 20000+35000 =55000 руб. Длительность применения вычислительной техники tBТ = 22 дня. Страховые взносы с 01.01.2012 года составляют 30%, из них : 22% - Пенсионный фонд РФ; 5.1% - Фонд обязательного медицинского страхования; 2.9% - Фонд социального страхования.
где: З – затраты на оплату труда, руб. Таким образом, страховые взносы составляют 16 500 рублей. Расчет стоимости проектирования и монтажа внедрения системы найдем по формуле 4.3:
С = 70 436 + 20 200 + 55 000 + 16 500 = 162 136 руб. Таблица 7 – Структура затрат на внедрение проекта
На основании произведенных расчетов можно сделать вывод, что создание системы «Умный дом» составляет 162136 рублей, в структуре затрат наибольший удельный вес составляют затраты на вычислительную технику и оплату труда 43,4% и 33, 9% соответственно. Таким образом, создание системы является материалоемким и трудоемким процессом. Несмотря на то, что затраты достаточно высокие, система оправдывает себя с таких сторон, как комфорт, безопасность, электропотребление. Требования охраны труда и пожарной безопасности с компьютерной техникой Перед началом работы следует убедиться в исправности электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, наличии заземления компьютера, его работоспособности. Для снижения или предотвращения влияния опасных и вредных факторов необходимо соблюдать санитарные правила и нормы. гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы (Утверждено Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 14 июля 1996 г. N 14 СанПиН 2.2.2.542-96), и Приложение 1,2 Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий не разрешается: вешать что-либо на провода, закрашивать и белить шнуры и провода, закладывать провода и шнуры за газовые и водопроводные трубы, за батареи отопительной системы, выдергивать штепсельную вилку из розетки за шнур, усилие должно быть приложено к корпусу вилки. Для исключения поражения электрическим током запрещается: часто включать и выключать компьютер без необходимости, прикасаться к экрану и к тыльной стороне блоков компьютера, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании мокрыми руками, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического напряжения на корпусе, класть на средства вычислительной техники и периферийном оборудовании посторонние предметы. Запрещается под напряжением очищать от пыли и загрязнения электрооборудование. Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях с токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить доступные металлические части. Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств вычислительной техники и периферийного оборудования. Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований. Во избежание поражения электрическим током, при пользовании электроприборами нельзя касаться одновременно каких-либо трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций , соединенных с землей. При пользовании электроэнергией в сырых помещениях соблюдать особую осторожность. При обнаружении неисправности немедленно обесточить электрооборудование, оповестить администрацию. Продолжение работы возможно только после устранения неисправности. При обнаружении оборвавшегося провода необходимо немедленно сообщить об этом администрации, принять меры по исключению контакта с ним людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни. Во всех случаях поражения человека электрическим током немедленно вызывают врача. До прибытия врача нужно, не теряя времени, приступить к оказанию первой помощи пострадавшему. Необходимо немедленно начать производить искусственное дыхание, наиболее эффективным из которых является метод “рот в рот” или “рот в нос”, а также наружный массаж сердца. Искусственное дыхание пораженному электрическим током производится вплоть до прибытия врача. На рабочем месте запрещается иметь огнеопасные вещества. В помещениях запрещается: ¾ зажигать огонь; ¾ включать электрооборудование, если в помещении пахнет газом; ¾ курить; ¾ сушить что-либо на отопительных приборах; ¾ закрывать вентиляционные отверстия в электроаппаратуре. Источниками воспламенения являются: ¾ искра при разряде статического электричества; ¾ искры от электрооборудования; ¾ искры от удара и трения; ¾ открытое пламя. При возникновении пожароопасной ситуации или пожара персонал должен немедленно принять необходимые меры для его ликвидации, одновременно оповестить о пожаре администрацию. Помещения с электрооборудованием должны быть оснащены огнетушителями типа ОУ-2 или ОУБ-3. После окончания работы необходимо обесточить все средства вычислительной техники и периферийное оборудование. В случае непрерывного производственного процесса необходимо оставить включенными только необходимое оборудование.
На рабочем месте запрещается иметь огнеопасные вещества В помещениях запрещается: ¾ зажигать огонь; ¾ включать электрооборудование, если в помещении пахнет газом; ¾ курить; ¾ сушить что-либо на отопительных приборах; ¾ закрывать вентиляционные отверстия в электроаппаратуре; Источниками воспламенения являются: ¾ искра при разряде статического электричества; ¾ искры от электрооборудования; ¾ искры от удара и трения; ¾ открытое пламя. При возникновении пожароопасной ситуации или пожара персонал должен немедленно принять необходимые меры для его ликвидации, одновременно оповестить о пожаре администрацию. Помещения с электрооборудованием должны быть оснащены огнетушителями типа ОУ-2 или ОУБ-3. Заключение Во время разработки дипломного проекта был проведен детальный анализ систем автоматизации зданий. Исследованы протоколы и стандарты, используемые в автоматизации, основные инженерные системы умных домов, принципы построения микропроцессорных сетей. В результате анализа современных логических контроллеров для реализации системы управления был выбран контроллер немецкой фирмы серии BC9000. Исходя из особенностей системы и проведенного анализа методов разработки программного обеспечения для контроллеров был выбран мощный программный продукт Twin CAT. Для написания основной логики управления работой программируемого логического контроллера был выбран язык программирования ST. Функции управления были разделены между контроллеров и человеко-машинным интерфейсом таким образом, чтобы контроллер выполнял диагностику оборудования и аварийных ситуаций, а человеко-машинный интерфейс – функции управления оборудованием. Таким образом, в дипломной работе реализованы общие принципы автоматизации здания. Внедрение автоматической системы управлением зданием позволит серьезно снизить расходы на содержание здания, Практика проектирования подобных систем управления зданиями говорит о том, что при грамотной политике продвижения товара на рынке у него будет спрос, а значит и доход у фирмы-разработчика. Приложение А
Дипломный Проект Пояснительная записка Разработка проекта автоматизации жизнеобеспечения здания АТДП.09.02.05.12.215 ПЗ
Содержание Введение. 3 1 Постановка задачи. 5 1.1 Анализ исходных данных, цели и задачи проекта. 5 1.2 Анализ требований к проекту. 5 1.3 Анализ предметной области. 8 2 Обзор имеющихся средств реализации. 12 2.1Критерии выбора имеющихся средств реализации. 12 2.2 Характеристика выбранных средств реализации. 13 3 Анализ возможных проблем и пути их решения. 19 4 Моделирование предметной области. 20 5 Описание разработки проекта, алгоритмов и программного обеспечения. 22 6 Реализация аппаратных средств. 23 7 Реализация программных средств. 25 8 Инструкции пользователя. 29 9 Экономическое обоснование. 30 10 Требования охраны труда и пожарной безопасности с компьютерной техникой 33 Заключение. 37 Список использованных источников. 38 В конверте на обороте обложки - диск DVD-RW с исходными и созданными файлами, включая пояснительную записку и презентацию.
Введение В современных интеллектуальных зданиях системы автоматизации и управления зданиями занимают ключевое место, обеспечивая взаимосвязь всего инженерного оборудования и систем здания. В ряде исследований последних лет показана устойчивая тенденция к возрастанию доли стоимости и объема инженерных систем и систем автоматизации в общей стоимости строительных объектов. Развитие этой тенденции к настоящему моменту привело к качественному изменению места и роли систем автоматизации и управления зданиями с одной стороны и концепции взаимной увязки инженерного оборудования объектов и организационно-технических решений по эксплуатации с использованием систем автоматизации и управления зданиями с другой стороны. В то же время, системы автоматизации и управления зданиями формируют базу для создания новых сервисов для пользователей в рамках объекта. Это находит выражение в повышении потребительской привлекательности интеллектуальных зданий, выражающейся, в частности, в снижении страховых рисков за счет повышения устойчивости интеллектуальных зданий к различным дестабилизирующим факторам и снижении расходов на эксплуатацию, т. е. в повышении эффективности интеллектуальных зданий по сравнению с традиционными решениями. Дешевая рабочая сила и энергоносители замедляют продвижение технологий автоматизаций зданий на российский рынок, однако конкуренция на рынке недвижимости делает их все более востребованными. Вместе с тем, экономический рост последних лет, ведет от избытка электроэнергии в прошлом к ее дефициту в будущем, что, в свою очередь, создает предпосылки более широкого внедрения энергосберегающих технологий и алгоритмов управления, которые, в первую очередь, обеспечиваются системами автоматизации зданий. Целью проекта является создание микропроцессорной системы управления зданием, внедрение которой даст возможность управлять работой ее объектов (освещением, электроснабжением, вентиляцией, отоплением) в автоматическом режиме. Основные задачи разработки системы: анализ существующих методов построения системы автоматического управления зданием, выбор наиболее подходящей аппаратной базы, выбор средств разработки программного обеспечения для контроллера и человеко-машинного интерфейса, разработка алгоритмов управления работой объекта и реализация этих алгоритмов в программном обеспечении для контроллера и человеко-машинного интерфейса. Постановка задачи Анализ исходных данных, цели и задачи проекта Целью дипломного проекта является разработка системы автоматизации и жизнеобеспечения здания, внедрение которой даст возможность управлять работой ее объектов (освещением, электроснабжением, вентиляцией, отоплением) в автоматическом режиме. Для этого будет использован контроллер BC9000. Контроллер BC9000 представляет собой модуль со встроенной функцией программируемого логического контроллера (ПЛК) и имеет интерфейс промышленной шины для подключения по сети Ethernet. BC9000 — программируемое устройство, которое может использоваться в сети Ethernet как вспомогательной модуль распределённой интеллектуально системы Умный Дом, так и как основное интеллектуальное ядро системы Умный Дом. К контроллеру может подключаться ряд модулей ввода-вывода (от 1 до 64). Программирование контроллера производится с помощью программных средств соответствующих требованиям IEC 61131-3. Для достижения данной цели необходимо выполнить следующие задачи: - проанализировать существующие технологии автоматизации жизнеобеспечения здания, - разработать схемы узлов для системы автоматизации жизнеобеспечения здания; - изучить основные технологии построения систем автоматизации жизнеобеспечения здания и выбрать средства разработки программного обеспечения для контроллера; - выбрать оборудование для системы автоматизации жизнеобеспечения здания; - построить систему автоматизации жизнеобеспечения здания; - рассчитать затраты на проектирование и организацию системы систем автоматизации жизнеобеспечения. 1.2 Анализ требований к проекту Данный проект должен соответствовать всем требования пожарной безопасности. Так же автоматизация здания должна уменьшить электропотребление и прочие бытовые затраты. Уменьшит участие человека в жизнеобеспечении здания. В основе современных систем автоматизации лежат три основных принципа: это контроль, мониторинг и оптимизация. Грамотное проектирование системы автоматизации здания позволяет оптимизировать весь комплекс его коммуникаций, а главное – сократить затраты на обслуживание, не нарушая технику безопасности. У проекта есть две границы: - сроки; - деньги. Проектирование системы автоматизации жизнеобеспечения здания надо начинать еще до начала строительства или капитального ремонта. Для монтажа проводки, установки датчиков, выключателей и силовых щитов с исполнительным оборудованием необходимы соответствующие строительные работы. Даже в радиосистемах исполнительные устройства, как правило, требуют подведения силовой проводки, т.е. монтажных и строительных работ, хотя проблемы с установкой датчиков решаются в них почти бескровно. Необходимо правильно выбрать компанию подрядчика-инсталлятора систем автоматизации жизнеобеспечения здания – его должны строить и оборудовать профессионалы. Для того, чтобы инсталлятор реализовал вашу систему автоматизации жизнеобеспечения здания, он должен получить и затем выполнить соответствующее техническое задание (ТЗ). Составление ТЗ – первый этап проекта, и будет лучше, если его напишет сам инсталлятор на основе исходных технических требований (ТТ). Необходимо заранее определить бюджет и обязательно рассмотреть возможность развития проекта в будущем. Надо иметь в виду, что правильно спроектированная и построенная система может быть с минимальными затратами расширена, но это необходимо заранее оговорить в ТЗ и отразить в бюджете. Еще одно требование заключается в выборе способов управления инженерными системами дома. Существует три варианта: автоматический, автоматизированный и ручной. Автоматическое управление осуществляется без участия человека. Но это не всегда наилучший вариант. Многие системы нельзя или не выгодно эксплуатировать в полностью автоматическом режиме. Кроме того, в ряде систем совершенно необходимо предусмотреть ручное управление. Во многих системах современные выключатели используют безопасное низкое, а не опасное высокое силовое напряжение. Такие решения актуальны для детских комнат. Необходимо обращать внимание на возможное количество клавиш/кнопок на выключателях выбранной серии, а также на систему LED-индикации, возможность индикации температуры на встроенном дисплее, а также наличие инфракрасного управления. Надо иметь в виду, что корректно спроектировать систему можно только точно зная возможности выбранной серии выключателей Определить, сколько выключателей или панелей будет установлено в каждом помещении, и где их нужно установить. Также необходимо выбрать, сколько клавиш должно быть на каждом из них, как и с какой клавиши/кнопки будет осуществляться управление. Часть этой работы можно поручить дизайнеру. Но он должен иметь хотя бы начальный опыт работы с системами автоматизации жизнеобеспечения здания или пройти обучение. Если у него есть такой опыт, то он подскажет, что, например, в спальне обязательно должно быть три выключателя, причем два из них должны быть расположены у изголовий кроватей, а один, как обычно, у двери. Определиться с набором возможных функций управления и регулирования по помещениям. Для этого лучше использовать табличную форму с экспликацией помещений и воспользоваться помощью дизайнера. В качестве примера рассмотрим санузел и гостиную. В санузле можно предусмотреть и автоматическое управление верхним светом, и ручное - у умывальника. Если есть теплый “водяной” пол, то следует реализовать три режима его работы и установку температурной установки вручную (т.е. возможность в ручном режиме отрегулировать требуемую температуру теплого пола). Кроме того, возможно потребуется автоматическое включение и выключение с задержкой по времени системы вытяжки и возможность ручного её включения/выключения по требованию. Желательна также защита от протечек воды.[2] Требуется обозначить места возможной установки электрических щитов (шкафов) и их максимальные размеры. Если с проектом дома работает архитектор, то он обязан помочь и предложить несколько вариантов. Предложенные варианты целесообразно обсудить с инсталлятором, так как место размещения шкафов может существенно снизить длину силовых кабелей, а значит и бюджет по их покупке и прокладке. Необходимый объем выполнения и передачи проектной документации следует оговорить. Также важно предусмотреть требования по надежности, техническому обслуживанию системы, если требуется, организовать передачу инструкций по эксплуатации и проведение обучения правилам пользования и обращения с системой для всех жителей дома. При этом необходимо учесть, что стоимость документации зависит от ее объема. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 433; Нарушение авторского права страницы
