АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 8
1.1 Описание загородного дома (коттеджа) 8
1.2 Принципы управления климат-контролем в загородном доме (коттедже) 12
1.2.1 Отопление 12
1.2.2 Теплый пол 19
1.3 Цели и задачи разработки системы управления 23
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 24
2.1 Разработка структурной схемы системы управления климат-контролем в
загородном доме (коттедже) 26
2.2 Разработка функциональной схемы системы управления климат-контролем
в загородном доме (коттедже) 27
2.3 Разработка схемы электрической принципиальной системы управления
климат-контролем в загородном доме (коттедже) 30
2.3.1 Выбор датчиков 31
2.3.2 Выбор исполнительных элементов 34
2.3.3 Выбор вычислителя 45
2.4 Разработка шкафа автоматики системы управления климат-контролем в
загородном доме (коттедже) 53
3 РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 57
3.1 Разработка алгоритма работы системы управления климат-контролем в
загородном доме (коттедже) 57
3.2 Разработка интерфейса панели оператора 58
3.3 Разработка программного обеспечения вычислителя 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
ПРИЛОЖЕНИЕ А Система управления климат-контролем в загородном доме (коттедже). Внешний вид объекта автоматизации 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Система управления климат-контролем в загородном доме (коттедже). Структурная схема 68
ПРИЛОЖЕНИЕ В Система управления климат-контролем в загородном доме
(коттедже). Функциональная схема автоматизации 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Система управления климат-контролем в загородном доме
(коттедже). Схема электрическая принципиальная 72
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Система управления климат-контролем в загородном доме
(коттедже). Перечень элементов 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Система управления климат-контролем в загородном доме
(коттедже). Вид общий шкафа автоматики 76
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Алгоритм работы системы управления климат-контролем в
загородном доме (коттедже) 78
ПРИЛОЖЕНИЕ К Система управления климат-контролем в загородном доме
(коттедже). Текст программы вычислителя Arduino Mega 2560 82
ПРИЛОЖЕНИЕ Л Система управления климат-контролем в загородном доме
(коттедже). Текст программы модуля Wi-Fi ESP 8266 87
ПРИЛОЖЕНИЕ М Система управления климат-контролем в загородном доме
(коттедже). Техническое задание 89
Темой выпускной квалификационной работы, является разработка системы управления климат-контролем в загородном доме (коттедже).
В современном мире активно внедряется система «Умный дом». Под понятием «Умный дом» понимают современное здание, в котором средства автоматизации и высокотехнологические устройства обеспечивают безопасность,
ресурсосбережение и комфорт для всех жильцов. История умного дома началась в восьмидесятых годах прошлого века, в первых таких домах включался свет по хлопку.
Начало XXI века стало временем активного развития интеллектуальных домов. С каждым годом возможности домашней автоматизации расширялись в значительной степени. Это связано прежде всего с развитием исполнительных элементов. На данный момент умным домом можно управлять дистанционно через мобильный телефон или планшет, а также с помощью сенсорных или клавишных панелей управления. Функционал, выполняемой системой, чрезвычайно широк. Он включает в себя управление безопасностью, освещением, микроклиматом и многим другим.
Система управления микроклиматом (климат-контроль) позволяет дистанционно управлять отоплением дома, кондиционированием, вентиляцией и теплым полом в зависимости от режимов работы, а также от климатических зон дома. Использование системы климат-контроль позволяет: централизованно управлять системами дома, автоматически поддерживать заданные параметры микроклимата, экономить потребление энергетических ресурсов.
В загородном доме (коттедже), расположенный в п. Кассельский Челябинской области, отсутствует теплый пол, регулирование температуры воздуха происходит вручную с помощью выносного пульта газового котла или открывания форточек. Исходя из этих факторов, появилась необходимость создания системы управления микроклиматом, которая будет регулировать температуру воздуха и пола. Потребность в управлении системой отопления возникла из-за частого отсутствия жильцов дома, работы системы отопления в холостую, невозможности дистанционного контроля параметров. Поскольку пол в любое время года холодный, для комфортного пребывания в доме возникло желание установить теплый пол в каждой комнате дома.
Разрабатываемая автоматизированная система управления предназначена для упрощения контроля параметров загородного дома и управления климат- контролем.
Для повышения длительности периода эксплуатации, надежности и качества функционирования системы климат-контроля загородного дома (коттеджа) необходимо знание характеристик отдельных элементов системы.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы была разработана система управления климат-контролем в загородном доме (коттедже) согласно техническому заданию, представленному в приложении М. Данная система осуществляет автоматизированное управление сервоприводами с клапанами и нагревательными элементами теплого пола, обеспечивает контроль температуры воздуха и пола в зависимости от дня недели и трех режимов работы: «Ночь», «Присутствие жильцов», «Отсутствие жильцов».
Также для данной системы были разработаны схема структурная, схема функциональная автоматизации, схема электрическая принципиальная, общий вид шкафа автоматики, алгоритм работы системы, интерфейс панели оператора, текст программы для вычислителя Arduino Mega 2560 и для модуля Wi-Fi ESP8266.
