Введение 5
1 Характеристика объекта измерения 7
1.1 Системы водоснабжения 7
1.1.1 Основные элементы систем водоснабжения 7
1.1.2 Холодное и горячее водоснабжение зданий 9
1.2 Физико - химические свойства воды 9
2 Анализ методов и средств измерения расхода 11
2.1 Классификация расходомеров и счетчиков 11
2.2 Требования к расходомерам и счетчикам 13
2.3 Методы и средства измерения расхода
воды в трубопроводах 15
2.3.1 Тахометрический метод 15
2.3.2 Вихревой метод 18
2.3.3 Электромагнитный метод 19
2.3.4 Ультразвуковой метод 19
2.4 Основные характеристики водяных счетчиков 20
3 Выбор метода измерения расхода воды в системе водоснабжения
жилого дома 22
4 Автоматизированные системы поквартирного учета потребления
ГВС и ХВС 23
5 Обзор существующих систем автоматизированных систем поквартирного
учета потребления ГВС и ХВС 27
5.1 Система дистанционного учета и контроля потребления воды компании "SEA Electronics" 27
5.2 Измерительная автоматизированная система контроля и учета
расхода воды "Пульсар" 30
6 Структура предлагаемой системы 33
6.1 Описание структурной схемы 36
7 Выбор элементной базы 37
7.1 Выбор счетчика 37
7.1.1 Конструкция и принцип работы счетчиков холодной воды
ITELMA WF^4.D080 Ду15 с импульсным выходом 38
7.1.2 Реализация дистанционного считывания выходного
сигнала счетчика 39
7.2 Выбор квартирного регистратора 40
7.2.1 Назначение и область применения 40
7.2.2 Краткое описание 40
7.2.3 Основные технические характеристики 41
7.2.4 Устройство и работа 43
7.3 Разработка принципиальной схемы регистратора 43
7.3.1 Выбор платы приема радиосигнала 44
7.3.2 Выбор микроконтроллера 46
7.3.3 Выбор тактового генератора 47
7.3.4 Выбор преобразователя уровней RS485 48
7.3.5 Выбор микросхемы преобразователя напряжения 50
7.3.6 Выбор автоматического переключателя на резервное
питание 52
7.3.7 Выбор аккумулятора резервного питания 53
7.4 Выбор GSM модема 54
8 Алгоритм работы программы микроконтроллера 56
9 Описание работы программы контроллера
10 Расчет погрешности 58
11 Расчет надежности 61
12 Конструкторско-технологическая часть 73
12.1 Разработка конструкции 73
12.2 Разработка печатной платы (ПП) 73
12.2.1 Общие технические требования к ПП 73
12.2.2 Расчет конструктивных и электрических параметров
печатной платы 75
12.2.3 Технология изготовления платы 78
12.3 Общие положения при монтаже ПП 79
13 Планирование комплекса работ на создание проекта 80
13.1 Составление перечня работ 80
13.2 Определение трудоемкости работ 81
13.3 Построение графика работ 83
13.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 85
13.4.1 Расчет материальных затрат НТИ 85
13.4.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ 86
13.4.3 Основная и дополнительная заработная плата
исполнителей темы 87
13.4.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые
отчисления) 89
13.4.5 Накладные расходы 90
13.4.6 Формирование бюджета затрат научноисследовательского проекта 91
13.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
социальной и экономической эффективности исследования. 91
14 Социальная ответственность 95
14.1 Техногенная безопасность 95
14.1.1 Анализ вредных факторов производственной
среды 95
14.1.1.1 Неблагоприятные условия микроклимата 95
14.1.1.2 Недостаток освещения 96
14.1.1.3 Электромагнитное излучение 97
14.1.2 Опасные факторы 9 8
14.1.2.1 Возможность поражения электрическим
током 98
14.1.2.2 Возникновение пожара 99
14.2 Региональная безопасность 99
14.3 Организационные мероприятия обеспечения
безопасности 101
14.4 Особенности законодательного регулирования проектных
решений 102
14.5 Безопасность в ЧС 104
14.5.1 Пожарная безопасность 104
Заключение 106
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
В современных условиях специализированные организации проводят водоподготовку и подачу воды на предприятия и в дома. С такими предприятиями необходимо рассчитываться за потребленный объем воды, поставленной на договорных условиях.
Система учета питьевой воды позволяет вести учет расхода воды, собирать информацию о потреблении, на основании которой в дальнейшем производятся финансовые расчёты за потребленную воду. На основании данных, полученных от системы учёта воды, можно внедрять мероприятия по сбережению питьевой воды.
Системы учёта воды устанавливаются в муниципальных и частных домовладениях, компаниях, управляющих жилыми фондами, а также в компаниях-поставщиках воды.
В результате установки систем учета воды в ресурсноснабжающей организации появляется инструмент для финансовых расчетов за фактически потребленный объем технологической или питьевой воды, а также инструмент получения достоверной информации для дальнейшего внедрения сберегающих воду мероприятий.
Основой современной коммерческой системы учета являются средства измерения объемов воды (природной, питьевой и сточной). На сегодняшний день основными средствами измерения объемов воды, используемыми на узлах, являются тахометрические (механические) водосчетчики, ультразвуковые, электромагнитные, вихревые расходомеры- счетчики и расходомеры переменного перепада давления.
Для каждого средства измерения, независимо от принципа действия, возникают нештатные ситуации, при которых измерения не ведутся или ведутся с нарушениями, при этом расход воды через прибор не останавливается.
Система учета определяется тем, что после выполнения измерений (снятия контрольных показаний) их результаты для вхождения в систему баланса (города, локальной зоны, водопроводной станции) подвергаются математической и логической обработке, обеспечивающей:
- учет и обработку нештатных ситуаций;
- исключение недостоверных результатов измерений;
- формирование часовых, суточных или месячных архивов.
Внедрение автоматизированной системы учета расхода воды позволит производить автоматический сбор, накопление, обработку, хранение и отображение полученной информации, а также ее передачу по проводным или беспроводным каналам связи на центральный диспетчерский пункт водоснабжающей организации.
Целью данной работы является создание автоматизированной информационной системы учета расхода воды с целью поквартирного учета расхода холодной воды и последующей передаче данных в диспетчерскую ресурсоснабжающей организации.
В ходе выполнения дипломного проекта была разработана информационно-измерительная система поквартирного учета расхода холодной и горячей воды в многоквартирном доме.
В работе описана общая характеристика проблемы учета воды и пути ее решения, разработка измерительного канала для отдельного счетчика, разработка регистратора для приема и передачи информации 8 каналов измерения, полностью удовлетворяющего требованиям технического задания. Также произведена разработка электрической принципиальной схемы этажного регистратора. Была разработана структурная схема системы и блок-схема внутренней программы регистратора. Рассчитана себестоимость и цена прибора, а также выявлены опасные и вредные факторы, воздействующие на человека в процессе разработки автоматизированной системы. Был составлен прогноз социальноэкономических последствий и экономической выгоды в процессе эксплуатации данной системы.
Преимущества предложенной системы учета расхода воды - автоматический поквартирный учет потребленной воды, занесение в базу данных информации по каждой квартире, формирование архива данных. Система работает в круглосуточном режиме, в любых условиях, без необходимости трудоемкого обслуживания.
Отличительной особенностью предложенной автоматизированной системы учета расхода воды является применение микроэлектронных компонентов, высокая отказоустойчивость системы, возможность беспроводной передачи данных на сервер водоснабжающей организации.
Таким образом, цель данной разработки была достигнута.
Орлова Р.И., Зайцев Л.К., Пронин А.З. Экономика жилищнокоммунального хозяйства М.: Экономика, 1997. -270 с.
2. Кедров В.С., Ловцов Е.Г. Санитарно-техническое оборудование зданий. М.: Стройиздат, 1989. - 495 с.
3. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. /Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 56с.
4. Сомов М.А. Водопроводные системы и сооружение. М.: Стройиздат, 1988. - 399 с.
5. Бирюков Б. В., Данилов М. А., Кивилис С. С., Точные измерения расхода жидкостей, М.: Машиностроение, 1977.-144 с.
6. Дж.Фрайден. «Современные датчики. Справочник». Москва.: Техносфера, 2005. - 592 с.
7. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: Кн. 2 / 5-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Политехника, 2004. - 412 с.
8. Бошняк Л.Л., Вызов Л.Н. Тахометрические расходомеры. - Л.: Машиностроение, 1968.-24 с.
9. Логинов Н. И., Электромагнитные преобразователи расхода жидких металлов, М.: Энергоиздат, 1981 . -102 с.
10. Монахов В. И. Измерение расхода и количества жидкости, газа и пара. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962.- 128 с.
11. Журба, М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование автоматизированных систем / М.Г. Журба, Л.И. Соколов, Ж.М. Говорова. - M.: Издательство ACB, 2003. - 288 с.
12. Маликонов А.Г. Методы разработки автоматизированных систем управления. М.: Энергия. 1973, - 300 с.
13.13.Автоматика и автоматизация производственных процессов / М.М. Благовещенская, Н.О. Воронина, А.В. Казаков и др. - М.:
Агропромиздат, 1999. - 239 с.
14. Шахнович И.В. Современные технологии беспроводной связи. 2006 - 288 с.
15. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы. СПб.: Питер. 2001 - 668 с.
16. Шонфельдер Г., Шнайдер К. Измерительные устройства на базе микропроцессора ATMega. 2012 - 288 с.
17. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. СПб: Питер. 2000 - 570 с.
18. Белов СВ. и др. Безопасность жизнедеятельности. - М.: Изд. МГТУ, 1993. -450с.
19. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30 декабря 2001 г. N 197- ФЗ (ТК РФ).
20. СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение.
21. ГОСТ 12.1.002—84, ССБТ «Электромагнитные поля токов
промышленной частоты. Общие требования безопасности».
22. Плахов A.M. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие - Томск: Изд. ШУ, 2000. - 156 с.
23. Родионов А.И. и др. Техника защиты окружающей среды. - М.: Химия, 1989 -293с.
24. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.
25. Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности. - Спб.: Изд. ЛТА,
26. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.