Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Дипломная работа*
Код |
317235 |
Дата создания |
08 июля 2013 |
Страниц |
91
|
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 7 февраля в 12:00 [мск] Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
|
Содержание
Тема: Система управления электропитанием и освещением индивидуального жилого дома
Исходные данные для проектирования
Введение
1Индивидуальный жилой дом как совокупность территориально распределённых технических средств поддержания жизнеобеспечения
1.1Понятие «интеллектуальный дом»
1.2Структура технических средств
поддержания жизнеобеспечения ИД
1.3Выводы
2Анализ типовых решений автоматизированного управления техническими средствами жизнеобеспечения
2.1Анализ рынка сетевых решений для ИД
2.2Типовая архитектура АСУ «Интеллектуальный дом»
2.3Анализ рынка технических средств реализации системы управления электропитанием и освещением интеллектуальным домом
2.4Типовая методика внедрения АСУИД
2.5Выводы
3Разработка архитектуры АСУИД как интеграция локальных подсистему правления средств поддержания жизнеобеспечения
3.1
Разработка структурных схем локальных подсистем АСУ ИД
3.2Методика внедрения АСУ ИД
3.3АСУ питания и освещения индивидуального жилого дома
3.4 Выводы
4 Экономическое обоснование проекта внедрения АСУИД
4.1Оценка стоимости технических средств АСУ ИД
4.2Расчет трудозатрат на разработку и ввод в эксплуатацию АСУ ИД
5Оценка БЖД проекта внедрения АСУИД
5.1Нормативные требования безопасности производственных процессов
5.2Анализ основных опасностей и вредных факторов
5.3Комплекс мер по охране труда оператора ЭВМ
5.4Пожарная безопасность
5.5Эргономика
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Введение
Система управления электропитанием и освещением индивидуального жилого дома.
Фрагмент работы для ознакомления
5. Домашние кинотеатры
6. Проекторы
7. динамики
И др.
1.2.7 Коммуникационное оборудование
1. Телефоны
2. Антенны
3. передатчики
4. Модемы
И др.
На рис. 1.1 представлена структура системы управления интеллектуальным домом (СУИД)
Рис. 1.1
1.3 Выводы
Что может " УМНЫЙ ДОМ"
Управлять светом:
-включение и выключение источников света с управляющих устройств,
-автоматическое включение и выключение света по датчику движения,
-световые сцены в доме, имитирующие присутствие людей,
-включение и выключение электробытовых приборов по программе,
-энергосберегающее потребление.
Управлять климатом (температурой и влажностью):
-управление кондиционером - от датчиков, по программе-сценарию и т.д.
Управлять шторами и жалюзи:
-открыть / закрыть (дистанционно вручную, от датчиков,
-попрограмме-сценарию)
Управлять входными дверями и воротами:
-открыть / закрыть дистанционно вручную, автоматическое закрывание
-при постановке
-системы на охрану.
Контролировать аварийные ситуации:
-контроль протечки воды,
-контроль утечки газа,
-контроль повышения потребляемого тока,
-автоматическое отключение или перекрытие названных систем при аварии.
Охранять дом:
-сигнализация проникновения посторонних на территорию,
-сообщение (голосом или SMS) на стационарный или мобильный телефон,
-имитация присутствия тогда, когда хозяев нет дома (включение-
-выключение света, радиоприемника и т.д.).
-видеонаблюдение всего дома и прилегающей территории.
Система Умный Дом обеспечивает механизм централизованного контроля и интеллектуального управления в жилых, офисных или общественных помещениях.
С инсталляцией подобной системы дома или на работе каждый пользователь получает возможность:
В рамках общей среды обитания задавать параметры собственной индивидуальной среды (свет, температура воздуха, звук и т.д.), в т.ч. сценарии работы системы;
Осуществлять управление необходимой системой (освещение, климат, видеонаблюдение и т.п.);
Получать доступ к информации о состоянии всех систем жизнеобеспечения дома (находясь внутри него или удаленно).
Общая схема системы управления выглядит следующим образом:
Центральный процессор управления/главный блок управления;
Датчики (температуры, освещенности, задымленности, движения и др.);
Управляющие устройства (диммеры, реле, ИК-эмиттеры и др.);
Интерфейсы управления (кнопочные выключатели, пульты ИК и радиопульты, сенсорные панели, web/wap интерфейс);
Собственная сеть управления, объединяющая вышеуказанные элементы;
Управляемые устройства (светильники, кондиционеры, компоненты домашнего кинотеатра и др.);
Вспомогательные сети (Ethernet, телефонная сеть, дистрибуция аудио и видеосигнала);
Программное обеспечение проекта.
2. Анализ типовых решений автоматизированного управления техническими средствами жизнеобеспечения
2.1 Анализ рынка сетевых решений для ИД
В последние два-три десятилетия в мире появилось множество решений и технологических платформ, нацеленных на удовлетворение в той или иной мере перечисленных требований. Но, как признает большинство специалистов, наиболее успешным и эффективным решением стали так называемые децентрализованные сети управления с распределенным интеллектом.
Все предлагаемые на рынке решения делятся на два больших класса - фирменные закрытые решения и открытые технологии. Термин "открытая технология" в данном случае означает, что любой разработчик или инсталлятор имеет свободный доступ к полной технической документации и спецификациям на данную технологию и может самостоятельно начать производство совместимых с ней продуктов без каких-либо дополнительных разрешений и лицензий с чьей-либо стороны. Достоинства открытых технологий неоспоримы - потребитель получает больший набор альтернатив и не привязан в течение многих лет к единственному поставщику со всеми сопутствующими этому обстоятельству рисками.
Наиболее известные и распространенные на сегодняшний день открытые системы в области автоматизации зданий -сетевые технологии децентрализованной автоматизации
LonWorks и KNX/EIB.
Эти технологии имеют статус мировых, а в ряде стран и статус национальных отраслевых стандартов.
О степени распространения открытых стандартов LonWorks и KNX/EIB, поддерживаемых международными ассоциациями LonMark и Konnex соответственно, а также огромным числом производителей по всему миру, в сравнении с другими распространенными на российском рынке технологиями и решениями, свидетельствуют их рыночные профили (рис.2.1).
Стандарт ISO-16484-2 "Системы автоматизации и управления зданиями. Аппаратные средства" определяет трехуровневую иерархию систем автоматизации зданий. Нижний -"полевой" (fieldbus) уровень охватывает оконечные устройства - датчики, клапаны, выключатели. К среднему уровню "автоматизации" стандарт относит контроллеры, принимающие информацию от нижнего уровня и передающие ее на верхний уровень, а также вспомогательное сетевое оборудование. Верхний уровень "управления" включает операторские станции. В рамках данной классификации системы LonWorks и KNX/EIB можно отнести к первым двум уровням - полевому уровню и уровню автоматизации.
Идеологически технологии KNX/EIB и LonWorks имеют много общих черт. Каждая из сетей состоит из множества равноправных узлов (nodes), взаимодействующих друг с другом по стандартизированным открытым протоколам. Эти сети относятся к классу одноранговых (peer-to-peer) сетей с коммутацией пакетов (packet switching).
В состав каждого сетевого узла входят один или несколько микропроцессоров, прикладная подсистема, определяемая функциональным назначением устройства (сенсор, дискретный вход или диммер и т.п.), и приемопередатчик (трансивер), соответствующий среде передачи, для которой он предназначен. Кроме того, каждый узел оснащен постоянной и перепрограммируемой энергонезависимой памятью.
Рис. 2.1
Она содержит набор необходимых системных и прикладных микропрограмм, а также конфигурационные и коммуникационные адресные таблицы, определяющие, соответственно, параметры прикладных программ и связи, в которых данный узел должен участвовать. Введение узла в эксплуатацию (commissioning) означает присвоение ему сетевого адреса, загрузку необходимой прикладной программы и установку требуемых конфигурационных свойств.
После ввода сети в эксплуатацию, когда каждый ее узел сконфигурирован надлежащим образом, работоспособность каждого из узлов не зависит от работоспособности большинства других узлов или от работоспособности какого-либо выделенного "центрального" элемента сети.
Каждый узел функционирует самостоятельно в соответствии с собственной прикладной программой. Этим определяется высокая надежность децентрализованных сетей и их устойчивость к поломкам.
При выходе из строя любого конкретного узла функциональность теряется только в одном конкретном месте сети - в том, за которое отвечал вышедший из строя узел. Вся остальная сеть продолжает исправно работать.
Технологии KNX/EIB и LonWorks следующим образом решают проблемы интеграции разнородных подсистем (cross-system integrated planning) и их совместимости (interoperability). Каждая из технологий определяет и стандартизирует свои типы данных и функциональные блоки (объекты) для каждой прикладной области или задачи - будь то управление освещением или вентиляционной установкой. Каждый функциональный блок для инсталлятора - это своего рода "черный ящик" с известным входом и выходом. По сути, это готовая прикладная программа, поставляемая производителем вместе с устройством.
Каждый производитель KNX/EIB или LonWorks совместимого оборудования гарантирует соответствие его аппаратно-программных решений утвержденным в соответствующем стандарте типам данных и функциональным профилям. Поэтому потребитель, выбирая оборудование, маркированное знаками KNX или LonMark, может быть уверен, что независимо от производителя получит предсказуемый результат и гарантию совместимости устройств.
Технологии KNX/EIB и LonWorks имеют также идеологически схожие процедуры проектирования сетевой структуры, конфигурирования узлов и ввода их в эксплуатацию. Для этого каждая из технологий использует свои программные инструментальные средства (tools software). Это интегрированные среды проектирования, устанавливаемые на персональном компьютере.
Работая в такой среде, проектировщик может в соответствии с решаемой задачей задать ту или иную топологию сети, выбрать из имеющейся базы данных устройств необходимое оборудование,
Кроме того, он может определить необходимые функциональные блоки (т.е. отобрать из готовых библиотек нужные прикладные микропрограммы) и задать требуемые коммуникационные связи в сети (binding в LonWorks и group addressing в KNX/EIB). Связи устанавливаются между сетевыми переменными (в терминах LonWorks) или коммуникационными объектами (в терминах KNX). Как правило, каждая сетевая переменная или коммуникационный объект соответствует входам или выходам физических устройств (узлов), подключенных к сети.
Так в общих чертах выглядит процедура проектирования и программирования сетей KNX/EIB и LonWorks. Каждая технология использует свою терминологию и обладает своими особенностями, но общая идеология идентична.
Функциональные связи между сетевыми узлами в системах KNX/ EIB и LonWorks устанавливаются на программном уровне. Это позволяет относительно легко менять функциональность системы без дополнительного монтажа или изменения кабельных проводок. Тем самым обеспечивается требование гибкости и программируемости системы управления. Стандарты KNX/EIB и LonWorks определяют и реализуют все семь уровней модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, начиная с физического. Таким образом, помимо прочего, обеспечивается аппаратная совместимость устройств на уровне трансиверов.
Сравнивая применимость технологий KNX/EIB и LonWorks в той или иной области, можно сказать, что каждая из них имеет свои преимущества при решении определенных классов задач. KNX/EIB может оказаться более эффективной технологией в проектах, связанных с автоматизацией освещения, жалюзи и индивидуального климат-контроля.
Технология LonWorks лучше подходит для сложных комплексных климатических систем или систем безопасности. LonWorks (LON - Local Operating Networkl LonWorks) –сетевая технология автоматизации, разработанная для применения на транспорте, в промышленности и строительстве.
Основы технологии LonWorks были заложены в начале 90-х годов прошлого века, когда инженерами компании Echelon были разработаны специализированный микропроцессор Neuron Chip (впервые был представлен в декабре 1990 года), коммуникационный протокол LonTalk (ANSI/EIA 709-1) и первое инструментальное программное обеспечение для разработки и проектирования. С тех пор технология непрерывно развивается, и приобрела статус международного и национального стандарта ряда стран. На международный рынок технологию LonWorks продвигает Международная ассоциация LonMark , объединяющая более 300 компаний по всему миру. C 2007 года действует российское национальное отделение Ассоциации .
Топология сетей LonWorks: шина, кольцо, звезда, свободная. Поддерживаемые среды передачи: витая пара, оптический кабель, коаксиальный кабель, радиоканал, силовая электросеть, IP-сети, ИК-канал.
Наиболее распространенная среда передачи - витая пара. Физическую структуру сетей LonWorks определяют канал (физическая среда передачи данных) и сегмент (участок физической среды передачи данных или канала, соединенный с портом маршрутизатора или репитера) сети. Скорость передачи данных для витой пары свободной топологии (FTT) составляет 78 Кбит/с. При этом максимальное расстояние между узлами, принадлежащими одному сегменту, не может превышать 400 м, а общая длина кабеля - 500 м.
Базовое понятие сети LonWorks - сетевая переменная.
Механизм сетевых переменных служит основой для информационного обмена в сетях LonWorks. Любое изменение значения выходной сетевой переменной узла-сенсора автоматически передается всем узлам сети, с входными сетевыми переменными которых связана данная переменная.
Сейчас стандарт LonWorks описывает более 180 типов стандартных переменных, SNVT (Standard Network Variable Types) и более 160 стандартных типов конфигурационных параметров, SCPT (Standard Configuration Parameter Types).
Логическая адресация узлов LonWorks реализуется через понятия домена, номера подсети и номера узла. Один домен может включать до 255 подсетей, а каждая подсеть -до 127 устройств. Таким образом, в одном домене может быть до 32385 узлов. Число доменов в сети LonWorks практически не ограничено (до 248). Узлы, принадлежащие различным доменам, не могут связываться по сети напрямую. В этом случае связь осуществляется через специальные сетевые устройства - мосты (bridges) и маршрутизаторы (routers).
Один из важнейших структурных компонентов менеджмента сетей LonWorks - сетевая операционная система LNS (LonWorks Network Services), представляющая собой клиент-серверную платформу для проектирования, администрирования и мониторинга сетей LonWorks и поставляемая компанией Echelon.
На российском рынке технология LonWorks представлена продукцией таких производителей, как Beckhoff, Echelon, Elka, Loytec, S+S Regeltechnik, Svea, Thermokon, TCA, Wago и ряда других. Наиболее распространенное инструментальное средство LonWorks - программный пакет Lon-Maker, поставляемый компанией Echelon и созданный на основе программы визуального проектирования Visio компании Microsoft.
Европейский стандарт KNX/EIB получилчил широкое распространение в начале 1990-х годов, объединив три стандарта - французский Batibus, голландский EHS (European Home Systems) и немецкий EIB (European Installation Bus). Тогда же ведущие европейские электротехнические компании организовали ассоциацию EIBA, переименованную в 2006 году в международную ассоциацию Коппех. С 2003 года действует российское национальное отделение Konnex.
Основы технологии KNX/EIB заложила немецкая компания Siemens, разработавшая и начавшая производство необходимых аппаратных средств. В конце 2003 года стандарт KNX/EIB был утвержден как европейский стандарт электронных систем для дома и здания EN50090, а в 2006 году -как международный стандарт автоматизации зданий ISO/IEC 14543-3.Топология сетей KNX/EIB: шина, свободная. Среды передачи: витая пара, радиоканал, силовая электросеть, инфракрасный канал.
Физическую структуру сетей KNX/EIB определяют следующие понятия: линия (физическая среда передачи данных), сегмент (часть линии со своим блоком питания) и область (совокупность линий). В каждой области может быть объединено до 15 линий. Объединение линий в область производится с помощью главной ее линии. Одна линия может обслуживать от 64 (один сегмент) до 256 (четыре сегмента) узлов. В сеть KNX/EIB может быть включено до 15 областей, объединенных магистральной линией. Все линейные соединения выполняются с помощью шинных соединителей (line coupler). Таким образом, теоретическая емкость одной сети KNX/EIB примерно 57600 узлов.
Скорость передачи данных для витой пары свободной топологии составляет 9,6 Кбит/с. Технология KNX/EIB использует метод множественного доступа к шине с контролем несущей CSMA/CA. При этом максимальное расстояние между узлами одной линии не должно превышать 700 м, максимальное расстояние между узлом сети и блоком питания - 350 м, а общая длина кабеля одной линии - 1000 м.
Традиционно в KNX/EIB все узлы делят на сенсоры (sensors) и актуаторы (actuators). Сенсоры посылают сообщения (телеграммы), а актуаторы их принимают и соответствующим образом на них реагируют. Адресация узлов KNX/EIB реализуется на двух уровнях индивидуальном и групповом. Двухбайтный индивидуальный адрес узла состоит из трех полей: область (4 бита) - линия (4 бита) - устройство (8 бит).
В основном индивидуальный адрес служит для конфигурирования и диагностики узлов. Двухбайтный групповой адрес может иметь двухкомпонентую
структуру: группа (4 бита) - подгруппа (11 бит) или трехкомпонентную структуру: группа (4 бита) - промежуточная группа (3 бита) - подгруппа
(8 бит). Групповая адресация производится независимо от физического расположения узлов в сети, отражая функциональную нагрузку адресуемого объекта. Например, групповой адрес 4.97 может означать "включение света на кухне". Групповая адресация - основа логической организации сети KNX/EIB, в соответствии с которой объекты узлов коммутируют друг с другом посредством телеграмм.
Стандарт KNX/EIB описывает стандартные типы данных - однобитовые (1.00x), двухбитовые (2.00x) и т.д. - для всех типовых задач: включения/выключения, диммирования, передачи физических величин и т.д. Полный список стандартизованных данных можно найти на сайте ассоциации Konnex.
На российском рынке технология KNX/EIB представлена продукцией таких известных компаний, как ABB/Bousch-Jae-ger, Berker, Gira, Jung, Merten, Siemens, Lingg&Janke и некоторых других. Отечественный производитель оборудования KNX/EIB - НПО СЭМ. Сегодня основным инструментальным ПО KNX/EIB является пакет ETS3 (EIB Tools Software), эксклюзивно распространяемый ассоциацией Konnex.
х10 – это коммуникационный протокол и основанный на нем стандарт, которые применяют в системах домашней автоматизации. В х10 для передачи управляющих сигналов используют силовые электросети.
Его очевидное преимущество в простоте реализации – не нужно прокладывать новые провода, достаточно подключить нужные приборы к существующей электропроводке. Технология х10 основана на передаче сигналов по электропроводке квартиры или дома.
Для передачи сигналов используются "пакеты" колебаний на частоте 120 кГц длительностью 1 мс, передаваемые по электропроводам (рис. 2.2)
Рис. 2.2 Генерация сигналов X10
Рис. 2.3 Структура кадров X10
а – последовательность кодов; б – информационные и комплиментарные биты;
в – передача последовательности адреса и команды
Передача сигнала в х10 синхронизирована с нулевым напряжением в цепи переменного тока . Когда напряжение достигает нулевого значения, приемник сигнала х10 (например, встроенный в патрон лампочки) "слушает" сеть в течение 6 мс. Если в это время передатчик сигнала х10 посылает "пакет", приемник воспринимает его как двоичную единицу. Отсутствие "пакета" воспринимается как двоичный ноль.
Каждое устройство, управляемое посредством х10, имеет свой адрес, (рис. 2.3)состоящий из двух символов. Первый – код дома, второй – код устройства. Каждый из них может иметь 16 значений, а общее число различных адресов достигает 256. Код дома обозначают латинской буквой (от A до P), а код устройства – числом от 1 до 16. По электропроводке каждый код дома и устройства передается своей последовательностью нулей и единиц – двоичным кодом
Список литературы
Список использованной литературы
1. Фёдоров А. I - House – технологии Power over Ethernet. Электроника, 2007, №7, с. 38 – 39.
2. Минаков Д. Интегрированные системы управления. Электроника, 2007, №7, с. 40 – 42.
3. Науменко Н. Интеллектуальное здание. Электроника, 2007, №7,
с. 26 – 30.
4. Науменко Н. Умный дом по чешски. Электроника, 2008, №2,
с. 84 – 86.
5. Тречекай Й. Управление тепловым режимом умного дома. Электроника, 2007, №8, с. 110 – 113.
6. Елисеев Н. Технология ч10 – управление умным домом. Электроника, 2007, №7, с. 32 – 36.
7. Сергей Орлов, обозреватель, "Журнал сетевых решений/LAN" http://www.asutp.ru/?p=600559
8. Реферат “Локально вычислительные сети” www.bankreferatov.ru
9. Реферат “Организация сети” www.bankreferatov.ru
10. http://www.smart-house.ru
11. http://www.numerix.ru
12. http://www.eiba.ru
13. http://centrept.nm.ru
14. http://www.i-home.ru
15. http://www.intellect-house.ru
16. http://www.lidersb.ru
17. http://smart.besm.ru
18. http://www.umniy-dom.com
19. http://www.homesapiens.ru
20. Сети, компоненты сети www.3com.ru
21. Проводная сеть в умном доме www.lexcom_home.r
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.00541