Введение - Учебно-демонстрационный стенд "Система автоматического управления инженерными системами помещения"
В настоящее время стала очень актуальна проблема разработки, проектирования и создания "умных" зданий. Умные здания помогают более эффективнее и экономичнее использовать энергетические ресурсы (газ, электроэнергия), воду. Интеллектуальные здания делают нашу жизнь комфортнее, безопаснее, потому что сейчас иметь умный дом - это престижно.
Автоматика "умного" дома выполняет множество разнообразных функций, таких как управление освещением, отоплением, водоснабжением, вентиляцией и климатом, управление системой безопасности и сигнализации, управление системой визуализированного и удаленного управления. В последнее время становятся популярными, так называемые, "Мультирумы" - системы распределения видео - и аудиосигнала по помещению, которые управляются с одно дистанционного пульта. Это только часть функций, которые может выполнять "умный" дом, функциональность его ограничивается только фантазией разработчиков и финансовыми возможностями заказчика, в общем, "умный" дом - дорогое удовольствие и далеко не каждый может позволить себе жить в таком доме.
В дипломном проекте разрабатывается учебно-демонстрационный стенд "Система автоматического управления инженерными системами помещения", который демонстрирует часть функциональности "умного" дома, а именно: управление освещением, защитой бытовых электробытовых приборов, системой безопасности, а также осуществляет мониторинг параметров окружающей среды (освещенность, температура, влажность).
Стенд дает возможность управления либо непосредственно с панели управления, либо с виртуальной консоли программы визуализации.
По условию задания, учебно-демонстрационный стенд проектируется на основе промышленного контроллера на основе модуля CPU BECKHOFF BC9120.
При проектировании стенда решались следующие задачи:
Техническая - проектирование структурной и принципиальной электрической схемы стенда, разработка конструкции и компоновки стенда, подбор необходимой элементной базы, расчет потребления электрической энергии, расчет надежности и разработка управляющей программы для контроллера, а также отладка и тестировании работы программы.
Экономическая - расчет стоимости стенда, составление временного плана-графика работ.
Основой данного стенда является контроллер, который представляет собой ЭВМ специализированную под задачи управления промышленными объектами. Блочно модульная конструкция позволят создавать систему управления для конкретного объекта с минимальными затратами. Данная конструкция позволяет иметь в своем составе необходимые резервы аппаратных и программных средств, что в дальнейшем позволит при необходимости произвести модернизацию стенда. Также такая конструкция с помощью дополнительных модулей расширения позволяет создать распределенную систему с расстоянием между контроллерами или устройствами сопряжения до 100м и общей протяженностью до 2км, что немаловажно как для разработки большого интеллектуального здания, так и вообще любой распределенной автоматической системы. Контроллер состоит из: Центрального процессора, который является основой всего устройства, для программирования CPU используется специализированное программное обеспечение BECKHOFF TwinCAT; для связи котроллера с управляемыми объектами в его состав Входят входные и выходные модули. Входные модулю служат для принятия сигналов от управляемого объекта, в дипломном проекте применяется два вида входных модулей - аналоговые и дискретные. Аналоговые служат для принятия сигналов в виде ток 4-20мА, 0-20мА или напряжения 0-10В от аналоговых датчиков и ввода их в контроллер с 16-ти битным разрешением, в программе аналоговый сигнал - двоичное слово заданной длины. Дискретные модули получают сигналы с оборудования (датчики, кнопки и т. д.) в виде напряжения 24U DC - "1" или "0" - OV или 12U DC - "1" или "0" - OV. Сигналы входного модуля для рабочей программы являются отдельными битами имеющими определенный адрес. Выходные модули дискретных сигналов предназначены для выдачи на исполнительные устройства соответствующих напряжений для их работы согласно рабочей программы.
В данном диплом проекте использовались 3 вида выходных модулей. Дискретные выходные модули служат для выдачи напряжения 24 DC на ток 30мА на канал. Релейные выходы служат для подключения служат для непосредственного подключения устройств с большим потреблением энергии, так как могут коммутировать напряжение ~230В с током 16А. Выходные модули диммеры предназначены для плавного регулирования мощности подаваемой на устройство, преобразует 12-ти битную программную переменную в мощность выдаваемую на выходе. Сигналы для выходных модулей в программе адресуются аналогично сигналам с входных модулей (более подробное описание модуля CPU, входных/выходных модулей, и блоков питания см. в разделе 3. Выбор элементарной базы системы управления).
Похожие статьи
-
В дипломном проекте была проделана следующая работа: - Выбрана элементная база для стенда. Согласно заданию стенд спроектирован на основе промышленного...
-
Котроллеры на основе блока CPU BC9120, в принципе как и на основе любого другого блока CPU фирмы BECKHOFF, построены по модульному принципу. Что это...
-
Для разработки принципиальной электрической схемы, исходя из задания и выбранной элементной базы, составим структурную схему стенда, которая будет иметь...
-
В настоящее время разводка входных и выходных сигналов производится децентрализованно к устройствам, подключенным напрямую к промышленной шине и...
-
Выбор модуля CPU будем производить исходя из технического задания и выбранных входных и выходных модулей, и, учитывая то, что конфигурирование...
-
Программа контроллера была разработана в специализированной программной среде TwinCAT фирмы BECKHOFF. Пакет программного обеспечения BECKHOFF TwinCAT...
-
Исходя из технических характеристик входных/выходных модулей, модуля CPU и датчиков приведенных выше, понадобится 2 блока питания с питающим напряжением...
-
Выбор входных модулей На стенде будут находиться следующие органы управления: - трехпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для...
-
Согласно заданию на проект, учебно-демонстрационный стенда должен выводить следующую индикацию: - индикация срабатывания геркона "окна"; - индикация...
-
Для расчета надежности необходимо знание наработки на отказ (или) частоты отказов всего комплекта деталей, узлов применяемых в системе. В литературе эти...
-
Рисунок 5.6.1 - Общий вид программы визуализации. Все переключатели и кнопки находящиеся на передней панели управления стендом дублируются одноименными...
-
Учебно-демонстрационный стенд "Система автоматического управления инженерными системами помещения" создается по нескольким причинам. Во-первых, в связи...
-
Введение - Проблемы конструирования устойчивой системы автоматического управления
Теория автоматического управления - молодая наука, оформившаяся в самостоятельную общенаучную дисциплину в начале XX века. Истоки ее инженерных методов...
-
Составление плана-графика на разработку План выполнения проектирования сведен в таблицу 8.1 и представлен в виде ленточного графика на рисунке 8.1...
-
Конструкция учебно-демонстрационного стенда Стенд представляет собою имитацию двухэтажного здания. На панели управления расположены следующие органы...
-
В данном проекте эта статья складывается из затрат на заработную плату руководителя дипломного проекта и дипломника. Дипломник получает стипендию в...
-
Себестоимость продукции представляет собой стоимостную оценку используемых в процессе производства продукции (работ, услуг) природных ресурсов, сырья,...
-
Конфигурация "Управление производственным предприятием" является современной многооконной системой. Каждое из ее окон (многие из которых -- диалоговые...
-
Введение - Система управления базами данных
Развитие средств вычислительной техники обеспечило для создания и широкого использования систем обработки данных разнообразного назначения....
-
Обзор классического подхода Приведем теорему для формирования линейного закона управления с обратной связью в пространстве состояний [3]: Дан объект,...
-
Приведем некоторые оценки, линейные комбинации которых используются в качестве обобщенного интегрального критерия при решении задач в пространстве...
-
Объявление переменных VAR {программные переменные} HL8_1,{включение HL8 с генератора случайных чисел в режиме "охрана"} HL9_1,{включение HL9с генератора...
-
Таблица 6.2 - Спецификация на конструкцию стенда Наименование Кол-во Ед. изм Перекл. на 2 положения с фикс (зелен.), 1НО, LED 220В, Ш22 XB5AK123M5 1 Шт....
-
Под нажатием кнопки понимается нажатие кнопки на стенде или одноименной кнопки в программе визуализации, аналогично для переключателей. Под срабатыванием...
-
Пожаром называют неконтролируемое горение во времени и пространстве, наносящее материальный ущерб и создающее угрозу жизни и здоровью людей. В...
-
Обязательные отчисления во внебюджетные фонды - это федеральный налог в Российской Федерации, зачисляемый в Федеральный бюджет и государственные...
-
Датчики выбираются согласно техническому заданию и следующим критериям: - наличие унифицированных выходных сигналов 4-20мА - доступная цена - компактные...
-
Для ускорения процесса конструирования регулятора в пространстве состояний в Matlab была разработана функция, которая, при должной настройке, позволяет...
-
Введение - Автоматизированная система управления городскими финансами
Автоматизированная система управления городскими финансами - это специально разрабатываемая программная платформа для поддержки и осуществления...
-
Введение - Технология разработки программного обеспечения систем управления
С++ является языком объектно-ориентированного программирования (ООП). Объект - абстрактная сущность, наделенная характеристиками объектов реального мира....
-
Считается, что правильно организованный документооборот и электронный архив документов становятся необходимыми условиями эффективной работы современного...
-
Сформулируем задачу поиска оптимального регулятора в общих понятиях: дан многомерный реальный объект управления с квадратной матричной передаточной...
-
Большое значение имеет создание в рабочей зоне благоприятного микроклимата. Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих...
-
Шум на рабочем месте может оказывать вредное влияние на организм человека, поэтому необходимо уделять внимание борьбе с шумом. При длительном воздействии...
-
На рабочем месте инженера-программиста существует опасность поражения электрическим током. При этом электрический ток производит термическое,...
-
В данном дипломном проекте разрабатывался учебно-демонстрационный стенд "Система автоматического управления инженерными системами помещения". Основные...
-
Введение, Операционная система Windows - Операционная система Windows
Компьютер сам по себе (Hardware) без разработанных человеком для него программ (Software) не может выполнить какой-либо работы. Программы для компьютера...
-
CoDeSys -- универсальный инструмент разработки прикладных программ для программируемых логических контроллеров на языках стандарта IEC 61131-3. Данный...
-
Планировка и организация рабочего места должна основываться на учете антропометрических и психофизиологических данных людей. Рабочее место должно...
-
Психофизиологические факторы, воздействующие на пользователя, приводят к его физическим и нервно-психическим перегрузкам (умственное перенапряжение,...
Введение - Учебно-демонстрационный стенд "Система автоматического управления инженерными системами помещения"