Файл: 5. Бизнесплан разработки микропроцессорной системы автоматизация здания.rtf

1.3 Описание технологического процесса и модель автоматизации

Объектом автоматизации, который рассматривается в данной дипломной работе, является здание в загородном посёлке. В здании уже имеются определённые инженерные системы, такие как:

отопление;

вентиляция;

освещение;

электроснабжение.

Как видно из вышеперечисленного, все самое необходимое для условий быта есть. Это обычные "радости жизни". В данной дипломной работе некоторые фрагменты текста отсутствуют или замещены на текст не соответствующий теме этого диплома. Отсутствуют или не соответствуют некоторые необходимые формулы, расчеты, диаграммы и таблицы. Для получения оригинальной версии работы пишите на электронный адрес, указанный в конце дипломной работы, в заключении. Вентиляция существует как пассивная система без возможной регулировки и толком не несет основных функций. Освещение выполняет лишь 2 функции - включение и выключение без создания какого-либо комфорта особенно по утрам. Поэтому и встал вопрос о создании "умного дома".

Автоматика должна:

управлять работой функциональных элементов;

включать и выключать приводы электромоторов;

осуществлять слежение за оборудованием;

формировать аварийные сигналы: контроль вентиляции контроль отопления, контроль освещения и т.д.

Автоматики позволяет исключить человеческий фактор. Не редко бывает так, что человек по определенным причинам забыл выключить газовую плитку или воду в ванной. Это неминуемо проводило бы к нежелательным последствиям. Автоматики же не даст развития подобным ситуациям и вовремя примет соответствующие действия.

В данной дипломной работе некоторые фрагменты текста отсутствуют или замещены на текст не соответствующий теме этого диплома. Отсутствуют или не соответствуют некоторые необходимые формулы, расчеты, диаграммы и таблицы. Для получения оригинальной версии работы пишите на электронный адрес, указанный в конце дипломной работы, в заключении.

---

Когда определены основные объекты автоматизации, проводится тщательный анализ всего инженерного оборудование и определяется необходимое количество точек входа-выхода для управления системой. В данном случае будут необходимы модули как с дискретными входами-выходами так и с аналоговыми. Общее количество точек ввода-вывода для каждой из систем приведено в таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Количество точек входа-выхода для систем автоматизации.

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ		Точки ввода			Точки вывода
	DI		AI	DO		AO
Управление подогревом тёплых полов
Управление подогревом батарей
Управление системой вентиляции
Управление освещением
Управление подогревом ливнестоков
Мониторинг
Итого

Как видно из таблицы 1.3 количество точек ввода - вывода относительно не велико. Этот показатель имеет существенное значение при построении микропроцессорной сети и выборе программируемых контроллеров, а также модулей ввода-вывода.

---

2. Разработка системы управления зданием

2.1 Анализ и выбор контроллера

В системе управления работой "умного дома" на контроллер возлагается функции по управлению, коммуникации и настройке внешних устройств (датчики, исполнительные механизмы, регуляторы и т.д.) При этом он является одним из наиболее важных компонентов в цепи обмена данными между полевым оборудованием (датчиками и исполнительными механизмами) и средствами АСУТП верхнего уровня (диспетчерским пунктом).

ПЛК были разработаны для замены релейно-контактных схем управления, собранных на дискретных компонентах: реле, таймерах, счетчиках, элементах жесткой логики. Принципиальное отличие ПЛК от релейных схем заключается в том, что в нем все алгоритмы управления реализованы программно. В данной дипломной работе некоторые фрагменты текста отсутствуют или замещены на текст не соответствующий теме этого диплома. Отсутствуют или не соответствуют некоторые необходимые формулы, расчеты, диаграммы и таблицы. Для получения оригинальной версии работы пишите на электронный адрес, указанный в конце дипломной работы, в заключении. ПЛК может обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы, управлять клапанами, сервоприводами, преобразователями частоты и другими устройствами. Типовая структура ПЛК показана на рисунке 2.1


Рисунок 2.1 - Типовая структура ПЛК
Цепи ПЛК разделаны на три основные гальванические изолированные зоны. Электрическая изоляция обеспечивает безопасность, когда отказ в одной зоне не приводит к нарушениям в другой. В данной дипломной работе некоторые фрагменты текста отсутствуют или замещены на текст не соответствующий теме этого диплома. Отсутствуют или не соответствуют некоторые необходимые формулы, расчеты, диаграммы и таблицы. Для получения оригинальной версии работы пишите на электронный адрес, указанный в конце дипломной работы, в заключении. Гальваническая изоляция защищает интерфейс оператора (и самого оператора) от сбоев во входном электропитании или сбоев в схемах. Очень важно при монтаже ПЛК исключить создание внешних связей, соединяющих цепи логической стороны с любой другой.

---

Современный рынок средств автоматизации предлагает широкий спектр аппаратных и программных устройств для построения надежных и удобных в эксплуатации систем. Очень трудно правильно сориентироваться в море контроллеров, промышленных компьютеров, пакетов ПО, чтобы выбрать оптимальное по производительности оборудование и сохранить при этом одного поставщика технических средств и единую среду разработки ПО.

В настоящее время на рынке автоматизации представлен достаточно большой набор ПЛК. Все они имеют различные технические и эксплуатационные характеристики. Среди известных фирм производителей можно выделить такие, как: Advantech, Siemens, Honeywell, Beckhoff и т.д.

Для автоматизации зданий компания Advantech выпускает контроллеры серии ADAM, работающие по интерфейсу RS 485 и протоколу TCP. Одним из представителей серии ADAM является контроллер ADAM 5000/TCP. В данной дипломной работе некоторые фрагменты текста отсутствуют или замещены на текст не соответствующий теме этого диплома. Отсутствуют или не соответствуют некоторые необходимые формулы, расчеты, диаграммы и таблицы. Для получения оригинальной версии работы пишите на электронный адрес, указанный в конце дипломной работы, в заключении.

Из серии контроллеров фирмы Siemens можно выделить компактный ряд PXC…D. Эти контроллеры очень часто выбирают фирмы-разработчики в качестве базовых для создания "умных домов". В таблице 2.1 показана классификация входов-выходов контроллера PXC36-T. D Цены на эти ПЛК колеблются от 800 до 1800 EUR.
Таблица 2.1 - Классификация входов-выходов контроллера PXC36-T. D

Контроллер	PXC36-T. D
Общее количество вход/выход
Универсальных входов (UI)
Дискретных входов (DI)
Аналоговых выходов (AO)
Дискретных выходов (DO)

В последнее время, как во всём мире, так и в нашей стране приобретают популярность контроллеры фирмы Beckhoff, которая разработала передовую технологию для любых типов сигналов и любых видов промышленных шин Стоимость контроллеров Beckhoff составляет в среднем от 300 до 1100 EUR. Среди разработок Beckhoff имеется широкий ассортимент модулей ввода-вывода и интерфейсных шлюзов, поддерживающий все наиболее распространенные промышленные шины.

---

Проведенный анализ контроллеров таких фирм как Advantech, Siemens и Beckhoff показал, что разрабатываемые этими компаниями контроллеры удовлетворяют современным требованиям по автоматизации. В данной дипломной работе некоторые фрагменты текста отсутствуют или замещены на текст не соответствующий теме этого диплома. Отсутствуют или не соответствуют некоторые необходимые формулы, расчеты, диаграммы и таблицы. Для получения оригинальной версии работы пишите на электронный адрес, указанный в конце дипломной работы, в заключении. Это позволит значительно снизить затраты на оборудование.

На рисунке 2.2 показан внешний вид контроллера BC9000 Конструктивно контроллер серии ВС9000 выполнен в виде отдельного блока из негорючего пластика. Блок содержит центральный процессор, источник питания, панель управления, коммуникационные порты и объединительную плату для установки модулей ввода-вывода. Контроллер без труда установливается на DIN-рейку или на панель. Причем для монтажа не требуется никаких дополнительных конструктивных элементов. При этом обеспечивается открытый и удобный доступ к панели управления, к слотам для установки или замены модулей ввода-вывода и коммуникационным разъемам.


Рисунок 2.2 - Внешний вид контроллера ВС9000
Контроллер BC9000 работает по протоколу TCP/IP. Программирование и загрузка программы в контроллер осуществляется посредством использования программное обеспечение TwinCAT. [8] Основные характеристики контроллера BC9000 приведены в таблице 2.2
Таблица 2.2 - Основные характеристики контроллера BC9000

Память для программ
Длительность цикла обработки команды
Число подключаемых модулей
Протокол передачи данных
Язык программирования
К-во цифровых периферийных сигналов
К-во аналоговых периферийных сигналов
Сетевой разъём
Электропитание
Рекомендуемый плавкий предохранитель

---