Создание АСУ ТП приточно-вытяжной вентиляции жилого дома

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 5
1.1 Общая информация о системе вентиляции 5
1.2 Формулировка требований к автоматизированной системе вентиляции жилого здания 25
1.3 Анализ существующих аналогов автоматизированных систем вентиляции 30
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ СИСТЕМЫ 33
2.1 Построение структурной схемы системы 33
2.2 Выбор компонентов и элементной базы 36
2.3 Разработка функциональной схемы автоматизации 45
2.4 Создание принципиальной электрической схемы 49
2.5 Конструирование отдельных элементов системы 52
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ 58
3.1 Составление алгоритма функционирования системы 58
3.2 Написание управляющей программы 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
ПРИЛОЖЕНИЕ А 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 71
ПРИЛОЖЕНИЕ В 72
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 73

Весь текст будет доступен после покупки

В условиях стремительного роста энергетических затрат и повышения требований к комфорту проживания в жилых зданиях особую актуальность приобретает автоматизация инженерных систем. Одной из ключевых систем, напрямую влияющих на микроклимат и здоровье жителей, является приточно-вытяжная вентиляция. Традиционные системы с постоянной производительностью неэффективны: они либо недостаточно очищают воздух при повышенной нагрузке, либо расходуют избыточную энергию на отопление или охлаждение приточного воздуха в периоды низкой потребности. Решением этой проблемы становится создание автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), способной адаптироваться к реальным условиям эксплуатации.
Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование и разработка АСУ ТП для приточно-вытяжной вентиляции жилого дома, обеспечивающей поддержание заданных параметров воздушной среды при минимальном энергопотреблении.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
– провести анализ объекта автоматизации и сформулировать технические требования к системе;
– изучить существующие аналоги и выявить их сильные и слабые стороны;
– спроектировать аппаратную часть системы, включая выбор оборудования и разработку электрических схем;
– разработать алгоритм управления и реализовать его в виде управляющей программы.
Объектом исследования является приточно-вытяжная вентиляционная установка, функционирующая в составе инженерных систем жилого дома. Субъектом исследования выступает сама автоматизированная система управления (АСУ ТП), предназначенная для контроля и регулирования параметров этой установки.
В ходе работы использовались методы системного анализа для изучения объекта автоматизации, методы проектирования автоматизированных систем для создания структурных и принципиальных схем, а также методы алгоритмизации и программирования для разработки логики управления.
Практическая значимость выполненной работы заключается в создании законченного проекта АСУ ТП, который может быть использован как основа для внедрения в реальных жилых объектах. Предложенное решение направлено на повышение энергоэффективности, обеспечение стабильного качества воздушной среды и, как следствие, создание более комфортных и здоровых условий для проживания.

Весь текст будет доступен после покупки

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ
1.1 Общая информация о системе вентиляции
Пребывание людей в помещениях и осуществление производственных операций неизбежно сопровождается выделением в воздушную среду разнообразных веществ, способных негативно влиять как на здоровье человека, так и на качество выпускаемой продукции. К таким веществам относятся водяные пары, аэрозоли, пары кислот и щелочей, газообразные соединения, избыточное тепло, пылевые частицы и прочие загрязнители. Даже обычное нахождение человека в помещении изменяет параметры воздуха – за счёт выделения тепла, влаги, углекислого газа, испарений с кожных покровов, а также пыли, оседающей на одежде.
Под вентиляцией понимают процесс целенаправленного обмена воздуха в помещениях, направленный на удаление избытков теплоты, влаги, вредных примесей и других нежелательных компонентов с целью поддержания допустимых микроклиматических условий и качества воздушной среды в зонах обитания или работы. При этом допускается превышение нормируемых параметров не более чем в течение 400 часов в год при круглосуточном режиме функционирования и 300 часов в год – при односменной работе в дневное время.
Обслуживаемая зона (зона обитания) – это пространство внутри помещения, ограниченное плоскостями, параллельными полу и стенам:
– Для находящихся в вертикальном положении или перемещающихся людей – от 0,1 до 2,0 м над уровнем пола.
– Для сидящих лиц – до высоты 1,5 м от пола (при этом не ближе 1 м к потолку в случае применения потолочного отопления).
– На расстоянии 0,5 м от внутренних поверхностей наружных и внутренних стен, оконных проёмов и отопительных приборов.
Рабочая зона – это область, расположенная на высоте до 2 м над уровнем пола или рабочей площадки при выполнении работ стоя, либо до 1,5 м – при сидячем положении, где организованы места постоянного (более 50 % рабочего времени или свыше 2 часов подряд) или временного пребывания персонала.
Зона дыхания определяется как сфера радиусом 0,5 м от лица человека. Единая и общепринятая терминология в области вентиляции позволяет специалистам – от проектировщиков до эксплуатационников – использовать согласованный понятийный аппарат при создании и обслуживании систем воздухообмена.
Основная задача вентиляции – поддержание физических и химических характеристик воздуха в пределах, установленных санитарными нормами (СанПиН) и/или технологическими требованиями, то есть обеспечение заданных метеорологических параметров воздушной среды. Эти требования обусловлены необходимостью создания комфортных условий для длительного пребывания людей, а также обеспечения стабильности технологических процессов.
Рабочие места в производственных помещениях могут быть как постоянными, так и временными. Постоянными считаются те, где работник находится более половины своего рабочего времени или непрерывно свыше двух часов.
В жилых зданиях обслуживаемой зоной считается пространство, ограниченное:

Весь текст будет доступен после покупки

1) ГОСТ Р 59038-2020 «Системы автоматизации технологические. Термины и определения».– Введ. 2021-07-01. – М.:Стандартинформ, 2020.–40 с.
2) ГОСТ 34.003-2023 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения». – Введ. 2024-07-01. – М.: Стандартинформ, 2023. – 64 с.
3) СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003». – М.: Минстрой России, 2021. – 186 с.
4) ГОСТ Р 59732-2021/ISO/TR 22400-10:2018 «Системы промышленной автоматизации и интеграция. Ключевые технико-экономические показатели (KPIs) для управления производственными операциями». – Введ. 2022-04-01. – М.: Стандартинформ, 2021. – 36 с.
5) Бородин, И. Ф. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления: учебник для СПО / И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Юрайт, 2024. – 377 с. – (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-19876-8.
6) Воронов, М. В. Автоматическое управление. Управление организационными системами. Цифровые платформы: учебник для вузов / М. В. Воронов, В. И. Пименов, И. А. Небаев. – М.: Юрайт, 2024. – 475 с. – (Высшее образование). – ISBN 978-5-534-20189-1.
7) Гутгарц, Р. Д. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления: учебное пособие для вузов / Р. Д. Гутгарц. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Юрайт, 2024. – 351 с. – ISBN 978-5-534-19745-7.
8) Зубчук, В. И. Промышленные контроллеры и системы автоматизации: практикум / В. И. Зубчук, С. В. Савельев. – СПб.: Лань, 2022. – 288 с. – ISBN 978-5-8114-7215-3.

Весь текст будет доступен после покупки