Отчет по преддипломной практике тема диплома icon

Отчет по преддипломной практике тема диплома



Смотрите также:
Отчёт о преддипломной практике Вотделе опеки и попечительства администрации Кимовского...
Обязан сдать отчёт по преддипломной практике с пометкой о зачёте, датой сдачи зачёта...
Отчет о практике Тема работы...
Учебно-методический комплекс по производственной преддипломной практике...
Учебно-методический комплекс по производственной преддипломной практике...
Отчет по преддипломной практике Анализ финансово-хозяйственной деятельности Отчет по практике...
Отчёт о преддипломной практике Отчёт представлен...
Руководство по преддипломной практике...
Отчет о прохождении практике 5 Выводы 11...
Отчёт по преддипломной практике...
Отчёт по преддипломной практике в средней общеобразовательной школе №542 г. Санкт-Петербурга...
Программа преддипломной практики по специальности 080504...



скачать


Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный институт электроники и математики

(технический университет)


Кафедра ЭВА


ОТЧЕТ

ПО ПРЕДДИПЛОМНОЙ ПРАКТИКЕ


Тема диплома: Разработка автоматизированной системы рационального использования энергоресурсов с интегрированной функцией видеонаблюдения контролируемого пространства в помещениях общего назначения


Выполнил:

Студент группы С-105

Серов Е.И.


Москва 2008

Содержание


Введение 4

 Глава 1 4

1. Актуальность проблемы 4

1.1. Актуальность проблемы энергосбережения 4

1.2. Видеонаблюдение 5

1.3. Выводы 6

2. Примеры использования. Солнечные установки. 6

3. Возможные варианты реализации 7

3.1. Использование контроллера автоматизации 8

3.2. Использование компьютера 10

3.3. Использование видеомультиплексора с тревожными входами 13

3.4.Шинная организация 15

3.5. Заключение 16

Введение




Энергосбережению всегда придается огромное значение. Актуальна эта тема в условиях рыночной экономики — от этого зависят конкурентоспособность страны, каждого предприятия.

Каждый человек желает, чтобы дом встречал его светом, теплом и уютом, был комфортным и безопасным. А начинается этот уют с освещения подъезда дома.

Обычно при возведении новостроек и при дальнейшей эксплуатации жилья в подъездах домов используются стандартные осветительные приборы. При этом часто осветительные приборы работают по 12…24 часа в сутки, в том числе и в дневное время суток, что приводит к неоправданно большим расходам электроэнергии, т.е. отсутствует контроль за рациональным использованием электроэнергии.

Получить дополнительные киловатты столь нужного электричества - удовольствие очень дорогое. Предприятия ЖКХ, промышленные предприятия, частные лица постоянно расходуют средства на оплату электроэнергии. Малому бизнесу такие траты не по силам.
^

 Глава 1




1. Актуальность проблемы

1.1. Актуальность проблемы энергосбережения



На данный момент дефицит электроэнергии в Москве по официальным данным составляет около 1500 мВт (12-14 % от общего уровня потребления). Известно, что более половины оборудования ОАО "Мосэнерго" достигло предела своей гарантийной работы, а 40% оборудования Московской областной электросетевой компании работает с превышением нормативного срока эксплуатации.

По мнению экспертов, одним из наиболее эффективных способов решения проблемы дефицита электроэнергии является внедрение автоматических регуляторов освещения. Подобные устройства недороги, просты в установке и эксплуатации и позволят существенно снизить потребление электроэнергии на освещение подъездов, номеров домов и других многочисленных объектов городского хозяйства.

В среднем годовой экономический эффект от использования энергосберегающих опто-аккустических выключателей составляет не менее 500 руб. с одного светильника, а энергосбережение – 250-500 кВт/ч. Это оборудование надежно и не требует технического обслуживания.

Подобные системы опробованы и работают во многих регионах России. Так, например, в Подольске (Московская область) в подъездах жилых домов установлены энергосберегающие подъездные выключатели. В результате, по отзывам эксплуатирующей организации, потребление электроэнергии снизилось на 90 %. Подобными устройствами оборудуются в настоящее время подъезды жилых домов района Лианозово г. Москвы.

1.2. Видеонаблюдение



Системы телевизионного наблюдения предназначены для обеспечения безопасности на объекте. Они позволяют наблюдателю следить за одним или несколькими объектами, находящимися порой на значительном расстоянии как друг от друга, так и от места наблюдения. В настоящее время системы телевизионного наблюдения не являются экзотикой, они находят все более широкое применение во многих сферах человеческой жизни. Наиболее простая система телевизионного наблюдения - это камера, подключенная к телевизору или монитору, такая система позволяет наблюдать за ребенком или автомобилем возле дома.

Электронные системы наблюдения позволяют выполнять и другие не менее важные и более сложные задачи. Например, наблюдение за несколькими больными одновременно, движением транспортных потоков на оживленных магистралях или в портах. Существует целый ряд применений систем видеонаблюдения в научных исследованиях и в промышленности, например, для контроля за технологическими процессами и управления ими. При этом наблюдение может производится в условиях низкой освещенности или в средах, где присутствие человека не допускается. Успешно эти системы используются в магазинах, в казино, в банках, на автостоянках. Малокадровые системы для дома и офиса способствуют повышению безопасности и создают дополнительные удобства.

Однако основной задачей, с которой должна справляться система телевизионного наблюдения, и именно для этих задач они и создавались, - это обеспечения физической безопасности объекта, как самостоятельно, так и при совместной работе с другими системами безопасности.

При современных темпах криминализации общества и роста преступности, сложившейся общественно политической обстановке в стране, постоянной угрозы террористических актов просто необходима охрана периметра и территории, контроль доступа на объект его сотрудников, посетителей и транспорта, ведение визуального наблюдения за состоянием различных частей объекта.





^ Рисунок 1. Организация видеонаблюдения


Видеокамера преобразует световой поток в электрический сигнал, величина которого пропорциональна интенсивности светового потока. Далее, данные от видеокамеры могут передаваться к последующим устройствам как по проводам, (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно), так и по системам радиосвязи.

В аналоговых системах, чтобы эффективно управлять камерами, применяются такие устройства, как переключатели (квадраторы), мультиплексоры и матричные системы.

Переключатель (квадратор) - это устройство, имеющее несколько входов для видеокамер и позволяющее оператору произвольно переключать выводимое на монитор или записываемое изображение с любой камеры, или включать последовательное автоматическое переключение камер.

1.3. Выводы



В связи с тем, что в системе автоматизированного управления и видеонаблюдения решаются схожие задачи и иметься тенденция к одновременному использованию обеих систем, то представляется целесообразным объединить их в единую систему.

Реализация таких возможна систем на базе специализированных контроллеров или специальных серверов. Такие системы являются очень гибкими, но стоимость таких систем дорога, а также возникает необходимость настройки такой системы вплоть до программирования логики ее работы на специализированном языке.

Использование специализированной системы рационального использования энергоресурсов с интегрированной функцией видеонаблюдения контролируемого пространства в помещениях общего назначения позволило бы сэкономить деньги и время. Он не имел бы большой гибкости, зато был бы прост в использовании.


^

2. Примеры использования. Солнечные установки.


Для предотвращения энергетического кризиса возможно также использование альтернативных источников электроэнергии, например солнечных батарей.

Солнечная установка представляет собой комплекс батарей и аккумуляторов. Включенные в систему датчики освещения и датчики движения позволяют обеспечить рациональный расход энергии, накопленной в аккумуляторах. Солнечные батареи могут быть установлены на крыше здания, а также на его фасаде при условии, что одна из стен дома выходит на южную сторону. В настоящее время благодаря солнечным батареям с 1 кв. м поверхности можно получать до 150 кВт электрической энергии.

Такая система не нова. В Италии, Германии, Дании и Швеции подобными системами оснащены и жилые дома и организации. Там владельцы солнечных электростанций не только обеспечивают электроэнергией себя, но и получают доход от продажи электричества в городские электросети.

Батареи работают даже в пасмурную погоду, поскольку для них важен ультрафиолетовый сегмент солнечного спектра. Помимо солнечных батарей подъезды дома были оснащены энергосберегающими светильниками, аккумуляторами и датчиками движения. Если в подъезде никого нет, горит дежурное освещение. Появляется человек - загораются яркие лампы.

Освещение дома и околоподъездной территории осуществляется при помощи энергосберегающих ламп, что является решающим фактором в вопросе использования данной системы.

На примере дома в Леонтьевском переулке: до установки батарей расход энергии колебался в районе 6 киловатт в час, а с началом использования уменьшился до 0,4-0,8 киловатт....

Только отказ от ламп накаливания, требующих значительных энергозатрат, а также использование батарей с большим током заряда и датчиков, обеспечивающих срабатывание только в момент присутствия человека, позволили применять системы на основе солнечной энергии.




Рисунок 2. Система автоматизированого управления освещением с питанием от солнечных батарей

 

^

3. Возможные варианты реализации



В данном разделе будут рассматриваться различные способы реализации автоматизированной системы рационального использования энергоресурсов с интегрированной функцией видеонаблюдения контролируемого пространства в помещениях общего назначения. Основной “уклон” будет сделан на реализацию с помощью уже имеющихся устройств. Датчики движения ввиду особенностей своей работы имеют ограниченный угол действия, в результате чего необходимо устанавливать несколько датчиков движения (в многих случаях достаточно 2, но может понадобиться и большее количество). Рассмотрим случай с 3 датчиками на участок территории, освещаемый одним осветительным прибором (например: этаж здания).


^

3.1. Использование контроллера автоматизации



Рассмотрим самый очевидный способ. Все датчики и осветительные приборы подключаются к пульту управления. Пульт управления подключается к видеомультиплексору. Пульт управления представляет собой контроллер домашней автоматизации либо промышленный контроллер с средством отображения и ввода информации. Мультиплексор должен содержать управляющий вход.




^ Рисунок 3. использование контроллера автоматизации


Рассмотрим устройства необходимые для реализации данной схемы.


Контроллер автоматизации, например LEOPARD II, имеющий все необходимые интерфейсы и сенсорный экран для отображения и ввода информации.




^ Рисунок 4. LEOPARD II

Возможность программирования без участия компьютера - макросы, сценарии управления светом, таймеры, переименование устройств.

Характеристики:

Определяемый пользователем экран 320х240 точек.
Подключение к РС через RS-232.
Порт RJ-11 для подключения контроллеру Х10 (TW7223).
Два ИК - порта (вход и выход) для контроля и для считывания ИК-команд.
Память на 1024 ИК-команды и на 2048 линий кода, 32 таймера.
RS-485 порт для подключения модулей сигнализации, входных-выходных реле, модулей АЦП и цифровых входов-выходов и других контроллеров.
До 128 модулей могут быть объединены в сеть.


Программирование на языке релейно-контактной логики:

2048 строк программного кода
число переменных - 128
число таймеров - 64

Мультиплексор, например, Yoko YK-9516 – 16 канальный черно-белый мультиплексор.




^ Рисунок 5. Мультиплексор Yoko YK-9516


Мультиплексор черно-белый 16-ти канальный, реального времени.


Характеристики:

Встроенный детектор движения:

да

Вход/выход на видеомагнитофон:

да

Габариты (Ш×В×Г):

432×270×44 мм

Генератор времени/даты:

да

Диапазон рабочих температур:

0 – +50 °C

Интерфейс дистанционного управления:

RS-232

Разрешение:

720×512

Регулировка усиления в каналах:

да

Сквозные видеовыходы:

да

Стандарт сигнала:

цветной (PAL)

Тревожные выходы:

да

Количество видеовходов:

16 шт.

Количество видеовыходов на монитор:

3 шт.

Напряжение:

12 В

Тревожные входы:

16 шт.


Ограничение составляет количество видеокамер – 16. Система получается гибкой (возможность написания собственных программ с использованием языка РКЛ), качественной, но дорогой.

^

3.2. Использование компьютера



В данном способе удалось отказаться от дорогого контроллера и мультиплексора, заменив их компьютером с необходимыми платами расширения.

Например плата Orient SDVR-409 - приемное устройство системы видеонаблюдения. Ее цена составляет 1250 рублей, что значительно дешевле мультиплексора.



^ Рисунок 6. Плата Orient SDVR-409


Характеристики


Детектор движения

Есть. Программный с изменяемой активной областью и чувствительностью.













Разрешение

640x480, 640x240, 320x240































Интерфейс

PCI 2.1













Скорость захвата

25 FPS (максимально при захвате с одного канала)













Аудио вход/выход

Возможность подключения до 4 источников звука к разъемам RCA.













Поддерживаемые форматы

NTSC, PAL































Требования к системе

Pentium4 2.0 ГГц, RAM 256 Мб, видеокарты с 32 Мб памяти, установленный DirectX 9































TV in

BNC (16 коннекторов BNC для подключения видеокамер)













TV out

Нет. Возможно подключение приобретаемой отдельно карты вывода на аналоговый монитор GV-DSP















Платы сбора и управления на большое количество каналов мало распространены. Возникает необходимость написания программного обеспечения.





^ Рисунок 7. использование компьютера


При использовании системы, построенной по I либо II способу в подъездах многоэтажных жилых домов возникает проблема “большого количества проводов”, суть проблемы в том, что сигналы со всех камер поступают на переключатель сигнала (топология “звезда”), что приводит к толстым жгутам проводов, и в свою очередь в некоторых случаях возникают сложности установки такой системы…

В данной схеме показано всего 2 этажа с 3 датчиками движения на каждом. Из схемы видно что к центральному пульту подходят с этажей 8 проводов и к видеомультиплексору 2 провода. И того 10 проводов. В случае 20 этажного здания количество проводов составит 100, что уже не приемлемо.

Возможный вариант сокращения количества проводов – объединение датчиков в группы.





Рисунок 8. Объединение датчиков в группы




^

3.3. Использование видеомультиплексора с тревожными входами



Один из возможных вариантов коммутации видео – использование мультиплексоров без контроллера. К мультиплексору возможно подключить датчики освещенности и движения. А управление освещением осуществлять на месте непосредственно с датчика через специальный исполнительный модуль. Исполнительное устройство в данном случае представляет собой не сложное устройство, принимающее с датчиков информацию об освещенности и наличии человека, таймер и реле.





^ Рисунок 9. Использование мультиплексора с тревожными входами


В данной системе сигналы с датчиков движения попадают на исполнительный модуль, который включает свет, а так же сигнал поступает на видеомультиплексор, где в зависимости от режима либо происходит автоматическое переключение камеры либо загорается соответствующий индикатор. При использовании такой организации необходимость Диспетчерского пульта отпадает, его полностью заменяет мультиплексор. В данном решении нельзя управлять осветительными приборами, а также контролировать их состояние(кроме визуального по средствам камер). Появляется необходимость в исполнительном модуле, который при срабатывании одного из подключенных к нему датчиков, включал бы свет на определенное время. Количество проводов, подводимых к мультиплексорам с этажей здания составит в случае 16-этажного дома 32 (16 видео и 16 с датчиков движения).


^

3.4.Шинная организация



Большого количества проводов можно избежать, изменив топологию, то есть применив шинную организацию. В таком случае включение каждой камеры будет осуществлять соответствующий “Исполнительной модуль”, и команды будут поступать с пульта управления по управляющей шине.

В этом случае удастся обойтись 3 кабелями:

  1. Видео

  2. Шина управления

  3. Питание

В данном способе есть возможность самодиагностики системы, что является дополнительным плюсом.

При функционировании системы возможны внештатные ситуации, такие как:

  1. ^ Обрыв провода. При обрыве управляющего или питающего провода, связь между исполнительным модулем и диспетчерским пультом теряется, и исполнительный модуль не отвечает на тестовые посылки. Неисправность отображается на пульте, на этаже аварийно включается свет.

  2. ^ Отсутствие питания на диспетчерском пульте. Тестовые посылки не отправляются с диспетчерского пульта, исполнительные модули фиксируют неисправность диспетчерского пульта. Свет аварийно включается на всех этажах.

  3. ^ Оповещение о неисправности электроосвещения. Если при попытке включить свет исполнительным модулем датчик не фиксирует увеличение освещенности, то это означает неисправность электроосвещения. В этом случае информация о неисправности отображается на диспетчерском пульте.





Рисунок 10. Шинная организация.


3.5. Заключение



В последнем способе, а отличие от предыдущих удается обойтись без использования дорогостоящих видеомультиплексоров, контроллеров.

Нет необходимости сложной настройки и написания программ.

В рассмотренных способах реализации (кроме последнего) возникает проблема “большого количества проводов”, суть которой заключается в том, что к диспетчерскому пульту необходимо прокладывать толстый жгут проводов, что может быть затруднительным. Избежать этого можно используя IV способ.

Использование плат сбора информации с большим числом входов. Написание программного обеспечения Необходимость сложной настройки.






I способ

II способ

III способ

^ IV способ

Количество кабелей к пульту управления с 16 этажного подъезда

80

80

32

3

Возможность централизованного мониторинга

+

+

-

+

Контроль состояния освещения

+

+

-

+

Необходимость в дополнительной конфигурации и настройки

+

+

-

-

Реализация функций самодиагностики

-

-

-

+


Таким образом, наиболее оптимальным вариантом среди рассмотренных выше является способ с шинной организацией.





Скачать 140,95 Kb.
оставить комментарий
Серов Е.И
Дата02.10.2011
Размер140,95 Kb.
ТипОтчет, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх