Файл: Управления.docx

Для всех режимов смены метеорологических условий должны быть определены пороговые значения климатических параметров. При этом может быть заложено плавное изменение характеристик для мониторинга микроклимата с течением времени. Сценарий формирования климата в конкретной зоне внутри квартиры выбирается системно (обычно по сезону года или времени суток) или в зависимости от текущих потребностей человека.

На рис. 2.9 показана схема управления микроклиматом в Умном доме, который разделен на четыре климатические зоны, по количеству комнат: гостиная, кабинет, спальная и детская.

Любая современная система домашнего климат-контроля, как правило, состоит из объектов управления микроклиматом (непосредственно климатическая техника), элементов мониторинга климатических параметров (всевозможные датчики) и средств управления со стороны пользователей.

Все приборы, устройства и механизмы, воздействующие на окружающую человека среду в помещении, необходимо отнести к основным элементам управления микроклиматом.


Р
ис. 2.9. Управление микроклиматом в Умном доме.

Классификацию данных объектов можно провести с точки зрения их участия в формировании комфортного пребывания внутри здания:

• 
  Температурный режим: встроенное отопление, нагреватели/ обогреватели, отопительные приборы (котлы, конвекторы, теплые полы);
  
• 
  Состояние воздуха: вентиляция (поточная, кондиционеры, локальные вентиляторы), увлажнители / осушители, ионизаторы, фильтры очистки, ароматизаторы;
  
• 
  Яркость света: окна, шторы, жалюзи, ставни.
  

В части управления данная климатическая техника подразделяется на оборудование с пассивным (без средств контроля) режимом, приборы с ручными настройками функционирования и системы с локальными (без единого центра) средствами управления.

Управление микроклиматом возможно только при наличии показаний, которые снимаются с соответствующих датчиков: температуры, влажности и многих других, фиксирующих все метеорологические изменения. Данные сенсоры необходимо разместить не только в различных местах, соответствующих климатическим зонам внутри здания, но и на улице – для возможности сбора информации о внешних погодных условиях.

Принцип взаимодействия датчиков слежения за климатом в доме с объектами управления реализуется через специальные контроллеры. Данные устройства сравнивают фактические и плановые значения по различным показателям мониторинга микроклимата. В зависимости от величины отклонений должны быть выработаны соответствующие корректирующие воздействия ‑ так называемая обратная связь в системе управления.

---

Среда управления микроклиматом в УД является интеллектуальной двухзвенной системой. В части, ответственной за контроль параметров, функционирование датчиков и инженерного оборудования, выступает центральный контроллер. Со стороны человека, настраивающего микроклимат в здании, имеется удобный интерфейс администрирования комплекса в целом.

Целесообразнее всего управлять системой климат-контроля в помещении с помощью средств управления УД (пульты, сенсорные панели и т.п.), поддерживающих комфортный, экономичный и безопасный уровень визуализации, мобильности и защиты. Разрозненные системы, отвечающие за определенные состояния климата внутри здания, не могут быть настроены в ручном режиме.

В общепринятых терминах, можно выделить следующие категории автоматизированных систем управления УД:

А. Основные средства – устройства для использования внутри помещений, такие как панели, пульты управления; стационарный персональный компьютер. Данные приборы предполагают тесное взаимодействие с пользователем в интерактивном режиме с отправкой команд и получением ответов на интуитивно понятный дисплей.

Б. Вспомогательные средства – переносное портативное информационно-коммуникационное оборудование, главной функцией которого не является управление УД. Такие приборы (например, ноутбук, планшет, смартфон или мобильный телефон) за счет их косвенного использования комфортно применять для удаленного режима работы.

На рис. 2.10 демонстрируется панель управления системой УД.

Р
ис. 2.10. Панель управления системой УД.

Любые компоненты климат-контроля должны функционировать в рамках заданных сценариев, что гарантирует поддержку наиболее благоприятной обстановки в УД. Системы климат-контроля должны охватывать следующие компоненты при конфигурировании микроклимата: температура, освещенность, влажность. Именно поэтому необходимо наладить качественное взаимодействие инженерно-технологических систем, отвечающих за отопление, кондиционирование, освещение, вентиляцию, чтобы иметь возможность регулировки климатических домашних условий. Система мониторинга и контроля микроклимата, используемая в жилых помещениях, обладает рядом характерных особенностей:

---

• 
  Круглосуточный режим мониторинга климатических параметров во всех помещениях здания.
  
• 
  Зонирование всей среды обитания на заданные микроклиматические области пребывания человека.
  
• 
  Поддержание комфортных условий, определяемых как внешними погодными факторами, так и настроенными сценариями для среды обитания.
  
• 
  Регулировка состояния домашнего микроклимата при отсутствии проживающих в здании людей.
  

В комплексах микроклиматического контроля задается состояние внутренней окружающей среды в здании. Этим определяется, в основном, температурный и влажностный режим, а также вспомогательные параметры (такие, как яркость освещения, свежесть воздуха и проч.) микроклимата. Средства управления микроклиматом в УД выступают интеллектуальной средой для формирования оптимальных климатических зон в помещениях внутри здания. С одной стороны, климатическая техника позволяет задать заранее настроенные сценарии и режимы внутри такого микроклиматического пояса. С другой стороны, необходимо наличие грамотно продуманного взаимодействия между различными инженерно-технологическими системами обеспечения жизнедеятельности:

• 
  Отопительная сеть, а также теплый пол. Данные средства предназначены для отопления здания в холодные периоды года.
  
• 
  Кондиционирование. Модули этой системы обеспечивают охлаждение воздушных потоков при достижении заданной температуры.
  
• 
  Вентиляция и удержание влажности. Комплекс приборов для притока свежего воздуха в здание и поддержания должной концентрации влаги в помещении.
  

На рис. 2.11 приведен интерфейс одной из систем УД, построенной на основе приведенных выше требований.

Возможности УД по созданию и сохранению микроклимата нацелены на организацию непротиворечивого взаимодействия всех перечисленных подсистем. Комплексом климат-контроля разрабатываются необходимые сценарии развития метеорологических условий внутри здания. Вмонтированные в помещениях погодные сенсоры и всевозможные улавливатели зададут наиболее подходящий режим функционирования климатических зон.

Р
ис. 2.11. Интерфейс системы «Умный дом».

Руководить процессами, отвечающими за контроль отопления, вентиляции, кондиционирования в УД, необходимо в соответствии с индивидуальными запросами проживающих в нем людей. Помимо этого часто требуется изменять заранее заданные климатические установки ввиду изменения созданной среды микроклимата за счет добавления новых устройств и систем.

---

---

Глава 3. Проектирование прототипа системы управления микроклиматом жилых помещений

3.1. Функциональные модели компонентов прототипа системы управления микроклиматом жилых помещений

Система управления микроклиматом, как правило, состоит из различных подсистем, каждая из которых служит для управления одним из параметров микроклимата таких, как отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха и др. Эти подсистемы разделены технически и поэтому проектируются по отдельности, а в последствие объединяются на информационно-программном уровне.

Разработка системы может быть выполнена в несколько этапов.

На первом этапе расчетным путем выявляются основные особенности здания и системы отопления и вентиляции с теплотехнической точки зрения и ожидаемую эффективность от внедрения системы; формулируют основные положения системы управления, ее структуру, перечень необходимых технических и программных средств; составляют техническое задание на проектирование. На этом этапе могут отсутствовать детальные рабочие чертежи проекта здания и системы отопления.

На втором этапе разрабатывают проект системы управления: определяют технические средства, составляют математическую модель, алгоритмы, прикладное программное обеспечение, разрабатывают дополнительные средства управления системы отопления и вентиляции. Компоненты программного обеспечения необходимо отладить на имитационных моделях. На этом этапе необходимо выполнение значительных научно-исследовательских работ.

На третьем этапе в эксплуатируемом здании с действующим технологическим оборудованием проводят натурные исследования с целью выявления наиболее значимых параметров, необходимых для составления математической и/или функциональной модели.

На четвертом этапе монтируют необходимые технические средства системы управления микроклиматом: датчики, исполнительные механизмы; выполняют пусконаладочные работы. Измерения могут выполняться автоматически, но системы управления будет работать в режиме наблюдения и контроля. На этом этапе завершается отладка основных программ и осуществляется настройка математической модели. Часть программ АСУ ТРП на этом этапе может еще не функционировать.

На завершающем пятом этапе заканчивается создание всей системы управления для работы ее в автоматизированном режиме. Следует отметить, что по времени четвертый и пятый этапы могут быть совмещены.

---