Статья «МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ КЛИМАТ-КОНТРОЛЯ» в научном журнале
«Образование и наука в России и за рубежом»
научно-образовательное издание для преподавателей и аспирантов, реклама в соответствии с законодательством Российской Федерации о рекламе

Учредитель: Общество с ограниченной ответственностью «Московский Двор»
ПИ №ФС77-54347
ISSN 2221-4607
Выпускается ежемесячно.
Издается с 2010 года.
Тираж 1000 экз.
+7(910)445-77-88
gyrnal@bk.ru
Адрес редакции: 129366, г. Москва, ул. Ярославская, д.10, корп.2
Включение в eLibrary.ru: Лицензионный договор №114-03/2014
Отправить статью
Следующий выпуск
1 мая
Рассчитать стоимость
публикации статьи
График выпуска журнала
Поданные статьи авторов
Автор:
Северюхин Егор Павлович
Должность:
Российская Федерация, Московская обл.,г.Дубна , Государственный университет природы общества и человека “Дубна”, кафедра КИТЭС, соискатель
 
Получено:
09.02.2019
Статус:
принята к печати
Выход в печать:
Журнал №2 (Vol. 50), 2019,10.02.19

 УДК: 004.896:681.51

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ КЛИМАТ-КОНТРОЛЯ

TECHNIQUE OF PROJECTION OF THE AUTOMATED CLIMATE CONTROL SYSTEMS

 

Автор: Северюхин Егор Павлович - Российская Федерация, Московская обл.,г.Дубна , Государственный университет природы общества и человека “Дубна”, кафедра КИТЭС, соискатель 

Author: Severyukhin Egor Pavlovich- Russian Federation, Moscow region,  Dubna,  Government University of Nature, Society  and Man “DUBNA”, Russia, Moscow region, Dubna, competitioner

Аннотация: в статье представлен новый подход к проектированию автоматизированных систем климат-контроля. Новый подход основывается на построении единой интегрированной в проект автоматизированной системы климат-контроля условно состоящей из пяти уровней. Ключевой особенностью является инновационный метод построения, представленный в данной статье. Приводится  алгоритм синтеза системы климат-контроля по критериям. В окончании приводится анализ результатов, и теоретические выводы, заключение о возможности практического применения. Таким образом реализуется построение современной автоматизированной системы климат-контроля.

Annotation: The paper presents a new technique to designing automated climate control systems . The new approach is based on constructing a single integrated automated climate control system of five levels. A key feature is an innovative method of construction presented in this paper . An algorithm for synthesis of the climate control system on the criteria. At the end of an analysis of the results and theoretical conclusions , the conclusion about the possibility of practical application. Thus realized building modern automatic climate control systems.

Ключевые слова: автоматизированная система климат-контроля; уровни, комбинации, алгоритм, критерий.

Keywords: automated climate control systems, levels, combinations,  algorithm,  criteriа.

 

При проектировании интеллектуальных автоматизированных систем “умного” дома особое внимание предполагается уделять инструментарию принятия решений. Инструментарием проектировщика в дальнейшем будем называть набор компонентов, методов и способов принятия решений [1]. Осуществление и реализация конкретного технического проекта предполагает применение и использование различного набора инструментариев. Как правило, проектировщик применяет все возможные варианты  и способы компоновки жилого пространства в  комнате или в доме, которые имеются “под рукой”.

Конкретный технический проект и конечное техническое задание требует от проектировщика не распылять свои силы на множественную проработку различных вариантов, и как следствие не выбирать несколько инструментариев, а остановиться на одном методе, едином варианте реализации. В дальнейшем же конструктору и разработчику требуется последовательно осуществлять его развитие и регулярно проводить анализ в конкретной технической реализации для данного пространства. В случае если данный вариант заказчик признает неуспешным, не реализующим основную концепцию заказчика, требуется вносить коррективы. Проведя функционально-стоимостный анализ мы часто встречаем технически решения необоснованно дорогие. Более того некоторые из них являются просто крупным вложением денег, технически и технологически необоснованным с практическим отсутствием оптимального соответствия “цена-качества”, с относительно невысоким интегральным критерием описывающим соотношение “цена-качество”. В результате заказчик не всегда остается доволен,  и  в таких случаях необходима оптимизация затрат. Как правило, мастерство проектировщика автоматизированных систем, в том числе систем климат-контроля,  состоит в умении определить “золотую середину”, т.е. оптимальное сочетание между ключевыми комплексными критериями. В результате достигается компромисс между техническими возможностями проектировщика и желаниями заказчика. При наличии финансирования проще всего спроектировать дорогое устройство без анализа стоимостных коэффициентов, без учета экономии  ресурсов, что обычно и практикуется для обеспеченных клиентов.[3]

Для дальнейшей оценки качества проекта применяется в дальнейшем используется критериальная основа. В данной же статье на рис. 1, предлагается один технический проект системы климат-контроля, который в дальнейшем рассматривается и анализируется разработчиком с точки зрения функциональных характеристик.

Общий вид системы предлагаемой к рассмотрению в данной статье представлен на рисунке №1. Данный проект представляет собой компромиссный вариант между пожеланиями заказчика, оформленными, как техническое задание  и техническими  возможностями проектировщика.

 

Рис.1 Обозначения на рис.1 соответствуют данным таблицы №1

 Ограничимся рассмотрением варианта одного технического проекта. Он обладает некоторой долей универсальности, некоторые части его можно удалить без вреда для работы всей системы в целом.

C технической точки зрения данный общий вид проекта представляет собой сочетание блоков: умного пола; сбора и обработки информации от внешних источников; блока управления и передачи информации; блока отопления и устройств обогрева; блока исполнительных и переключающих устройств.

Важным компонентом является техническая реализация, т.е. наполнение этих блоков конкретными частями, а также непосредственно алгоритм и оптимизация выбора нехудших вариантов реализации. Разбирая и анализируя аналоги подобных систем, необходимо выделить универсальность интерфейса. При проектировании экономическая выгода от некоторых проектов по экономии тепла достигает 20%  +/- 5%  от общей стоимости обслуживания жилых домов в год. В некоторых регионах она может быть выше, поэтому инновационные подходы в данном случае оправданы.

Обоснованность реализации данного проекта и экономическая выгода от него зависят от типа квартиры, в которой данная система климат -контроля устанавливается, и места расположения объекта внутри города.  При выгодном расположении дома, квартиры по отношению к распределительному тепловому узлу затраты на обогрев значительно сократятся.

 

 

Рис.2   Алгоритм реализации синтеза системы, отличающийся от других подобных алгоритмов своей нацеленностью на результат, экономической эффективностью.

 

Данный алгоритм позволяет получить техническую модель, отличающую повышенной экономической эффективностью, экономией энергоресурсов, в наибольшей степени соответствующей ожиданиям заказчика. Возможные варианты исполнения системы резко увеличиваются в числе. Рассматривая один лишь существующий пример, данные по одному интерфейсу типа LON. Синтезированы с использованием  LON интерфейса следующие сочетания блоков. Все они отобрались в качестве нехудших решений. Каждая из букв характеризуется каким то законченным блоком системы. В таком случае рассматривая первоначальные условия задачи получим.

Даже в рассматриваемом примере, после выбора по безусловному критерию предпочтения разработчик вынужден выбирать оптимальную систему из 180-ти вариантов комбинаций, представлены таблицей в приложении №2. Задача становится трудоемкой, поскольку разработчик должен рассмотреть большое количество разнобразных вариантов, если не ориентироваться на законченный вариант.

Формализация задачи и реализация алгоритма позволяет выбрать оптимальный вектор, наилучшим образом в два этапа. В конечном случае ЛПР ,проектировщик, получит вектор являющийся при заданных условиях или наилучшим, или это будет группа векторов и среди них будут варианты-аналоги оптимальные с точки зрения сочетаний критериев. Конечной моделью остается вариант оптимальный по своему составу и максимально подходящий под поставленное техническое задание. Удовлетворенность заказчика при такой реализации проекта будет достигнута, но при условии что все блоки функционируют без неполадок и на одном типе интерфейса LON. В некоторых случаях эффективность возрастает от совместного использования отдельных блоков системы объединенных общим блоком управления (системным блоком) для нескольких квартир в общую сеть с системами климат –контроля в других квартирах. Предлагаемый общий вид используемой методики иллюстрирует получение  технической модели, после проведения поблоковой оптимизации по разнообразным парам критериев. Оптимизация в данном случае подразумевает исключение “лишних” вариантов, при которых разработчик и конструктор не достигают требуемых параметров, заложенных в техническом задании на разработку.

 

Рис.3

Данный рисунок в общем виде объясняет схему принятия решения при проектировании АС КК.

Выводы

Основными результатами предлагаемыми в данной статьи являются: алгоритм проектирования и технический проект, —сочетающие в себе экономическую эффективность, достижение целей заказчика по выделенным ими критериям. На основе предлагаемых пунктов предполагается создание оптимальных компонентов, в конечном счете реализация в единую, систему интеллектуальную систему климат-контроля законченных решений. В техническом проекте рассматривается реализация вышеупомянутых систем в строительстве современных квартир и  загородных домов. Использование общих магистральных структур, наличие многочисленных “точек” сбора данных получающих информацию о параметрах, таких как: напряжение, сила тока, температура, давление, влажность ,скорость вращения вентилятора и мощность (направление) потока воздуха позволит  создать более современные системы, подходящие под конкретные требования заказчика и реализуемые в техническом проекте. В данной статье приведены общий алгоритм синтеза, представлен общий вид автоматизированной системы климат-контроля.

 

Список литературы:

1.О.Л. Кузьменко. Многокритериальный выбор и принятие решений на основе экспертных знаний и нечеткого распознавания ситуаций. Диссертационная работа.Таганрог, -2008.

2.Д.П.Олейников. Принятие решений при качественных критериях оценки альтернатив. Диссертацонная работа.Волгоград,-2006 .

3. Седов А.В., Челышков П.Д. “Постановка задачи оптимизации работы мультизональной энергоэффективной системы климатконтроля”// Вестник МГСУ-2008-№1.

4.А.А. Волков  “Интеллект зданий” .Часть 1// Вестник МГСУ-2008-№4

5. .А. Пегат. Нечеткое моделирование и управление, Щецинский технический университет. Пер.с англ.А.Г.Подвесовского, Ю.В.Тюменцева. М.:Бином,2009;

List of references:

  1. O.L.Kyzmenko. The multicriteria choice and decision-making on the basis of expert knowledge and indistinct recognition of situations. Dissertation work.Taganrog, -2008.
  2. D.P. Oleinikov Decision-making at qualitative criteria for evaluation of alternatives. Dissertion work. Volgograd,-2006.
  3. 3.A.V.Sedov, P.D.Chelishkov. Problem definition of optimization of work of a multizone energy efficient system climate control.-2008.
  4. A.A.Volkov. Intellect of a smart houses.Part1- 2008.

5.A Pegat. Indistinct modeling and management, Szczecin technical university. The lane from English A.G. Podvesovsky, Yu.V. Tyumentsev- М.:-2009.



 

 

 

 

 

 

Приложение Таблица 1

Уровни проектирования интеллектуальной автоматизированной системы климат-контроля.

Номер

Уровни системы климат-контроля

1 уровень

блок сбора и обработки информации

2 уровень

блок управления и передачи информации

3 уровень

блок "умного" пола

4 уровень

блок отопления и устройств обогрева

5 уровень

блок исполнительных и переключающих устройств

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение Таблица 2. Отобранные варианты готовых блоков системы КК

I(ур)  II(ур)     III(ур)    IV(ур.)    V(ур.)

F1      N2          B3             N4             B5

E1      F2           N3             K4             E5

─          ─          E3              E4             N5

─          ─           ─               F4              ─

─          ─           ─               B4              ─

 

 

 

 

 

 

Приложение Таблица 3. Образование новых вариантов технической реализации систем из отобранных блоков-уровней. Пример, когда в результате оптимизации отобрались следующие блоки, обозначенные буквами.

 

    LON      интерфейс.

 

 

Вариации изменений

 

1-й блок

Модифика-ции испол-нения

 

2-й блок

Модифика-ции испол-нения

 

3-й блок

модификации исполнения

 

4-й блок

модификации исполнения

 

5-й блок

модификации исполнения

5-й блок

3 варианта технической реализации

4-й и 5-й

блоки

15 вариантов технической реализации

15 вариантов технической реализации

3-й, 4-й,

5-й блоки

45 вариантов технической реализации

45 вариантов технической реализации

45 вариантов технической реализации

2-й, 3-й,

4-й, 5-й

блоки

90 вариантов техничес-кой реа-лизации

90 вариантов технической реализации

90 вариантов технической реализации

90 вариантов технической реализации

1-й,2-й,

3-й,4-й,5-й блоки

180 вариантов технической реализации

180 вариан-тов тех-нической реализации

180 вариантов технической реализации

180 вариантов технической реализации

180 вариантов технической реализации

 

Новости

ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 1 мая 2019 ГОДА. Уже 15 статей приняты.
Журнал №6 (Vol. 54) вышел в свет 15 апреля 2019 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 15 апреля 2019 ГОДА. Уже 34 статьи приняты.
1 апреля наш журнал исключили из российского индекса РИНЦ. Но загруженные выпуски журнала остаются в базе данных, свободно доступны для поиска и просмотра на платформе elibrary.ru.
Журнал №5 (Vol. 53) вышел в свет 1 апреля 2019 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 1 апреля 2019 ГОДА. Статьи принимаются до 31 марта. Уже 85 статей приняты.
Журнал №4 (Vol. 52) вышел в свет 15 марта 2019 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 15 марта 2019 ГОДА. Уже 100 статей приняты.
Журнал №3 (Vol. 51) вышел в свет 1 марта 2019 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 1 марта 2019 ГОДА. Уже 114 статей приняты.
Журнал №2 (Vol. 50) вышел в свет 10 февраля 2019 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 10 февраля 2019 ГОДА. Уже 99 статей приняты.
Журнал №1 (Vol. 49) вышел в свет 20 января 2019 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 20 января 2019 ГОДА. Уже 98 статей приняты.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 декабря 2018 ГОДА. Уже 102 статьи приняты.
Журнал №12 (Vol. 47) вышел в свет 3 декабря 2018 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 3 декабря 2018 ГОДА. Уже 87 статей приняты.
Журнал №11 (Vol. 46) вышел в свет 10 ноября 2018 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 10 ноября 2018 ГОДА. Уже 84 статьи приняты.
Журнал №10 (Vol. 45) вышел в свет 25 октября 2018 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 октября 2018 ГОДА. Уже 84 статьи приняты.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 сентября 2018 ГОДА. Уже 75 статей приняты.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 августа 2018 ГОДА. Уже 78 статей приняты.
Журнал №7 (Vol. 42) вышел в свет 25 июля 2018 года.
Электронная версия 6 выпуска (2018) журнала загружена на сайт научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU
https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=48986.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 июля 2018 ГОДА. Уже 54 статьи приняты.
Журнал №6 (Vol. 41) вышел в свет 25 июня 2018 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 июня 2018 ГОДА. Уже 47 статей приняты.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 мая 2018 ГОДА. Уже 22 статьи приняты.
Журнал №4 (Vol. 39) вышел в свет 25 апреля 2018 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 апреля 2018 ГОДА. Уже19 статей приняты.
В ближайшие дни журнал №3 (Vol. 38) будет размещен на сайте eLIBRARY.RU - крупнейшей в России электронной библиотеки научных публикаций. Библиотека интегрирована с Российским индексом научного цитирования (РИНЦ).
Журнал №3 (Vol. 38) вышел в свет 30 марта 2018 года.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 апреля 2018 ГОДА. Уже 2 статьи приняты.
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 30 марта 2018 ГОДА. Уже 14статей приняты.
Журнал №2 (Vol. 37) вышел в свет 25 февраля 2018 года
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 февраля 2018 ГОДА. Уже 3 статьи приняты.
Журнал №1 (Vol. 36) вышел в свет 25 января 2018 года
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 25 ЯНВАРЯ 2018 ГОДА. Уже 15 статей приняты.
Журнал №6 (Vol. 35) вышел в свет 20 декабря 2017 года
ПРИНИМАЮТСЯ СТАТЬИ ДЛЯ ОЧЕРЕДНОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА, КОТОРЫЙ ВЫЙДЕТ 20 ДЕКАБРЯ 2017 ГОДА. Уже 26 статей приняты.
Журнал №5 (Vol. 34) вышел в свет 20 ноября 2017 года
СЛЕДУЮЩИЙ ВЫПУСК 20 НОЯБРЯ 2017 ГОДА. Уже 18 статей
Журнал №4 (Vol. 33) вышел в свет 30 сентября 2017 года
Журнал №3 (Vol. 32) вышел в свет 28 июля 2017 года
Журнал №2 (Vol. 31) вышел в свет 25 мая 2017 года
Журнал №1 (Vol. 30) вышел в свет 30 марта 2017 года
Журнал №6 вышел в свет 30 декабря 2016 года
Журнал №5 вышел в свет 28 октября 2016 года
Журнал №4 вышел в свет 17.08.16.
Тираж 1000 экз.
Журнал №3 (2016) Vol. 26
подписан 06.06.16.
Тираж 1000 экз.
Журнал №2 (2016) Vol. 25
подписан 24.04.16.
Тираж 1000 экз.
Набираем статьи для 2-го выпуска журнала в 2016 году.
Журнал №1 (2016) Vol. 24
подписан 25.02.16.
Тираж 1000 экз.
Набираем статьи для 1-го выпуска 2016 года.
Журнал №6 (Vol. 23) 2015 года подписан в печать 11.12.16
Тираж 1000 экз.
Набираем статьи для 6-го выпуска журнала.
Выпуск выйдет 15 января 2016 года
Журнал №5 (Vol. 22) 2015 года подписан в печать 24.11.15
Тираж 1000 экз.
Вышел в печать 5 выпуск журнала
Вниманию авторов: Продолжается набор статей для 5-го выпуска журнала.
Журнал №4 (Vol. 21) 2015 года подписан в печать 18.09.15
Тираж 1000 экз.
Журнал №3 (Vol. 20) 2015 года подписан в печать 08.07.15
Тираж 1000 экз.
Журнал №2 (Vol. 19) 2015 года подписан в печать 01.05.15
Тираж 1000 экз.
Журнал №1 (Vol. 18) 2015 года подписан в печать 17.03.15
Тираж 1000 экз.
Журнал №8 (Vol. 17) 2104 года подписан в печать 28.12.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №7 (Vol.16) подписан в печать 24.11.14. Тираж 1000 экз.
Журнал №6 подписан 28.08.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №5 подписан 22.05.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №4 подписан 20.03.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №3 подписан 12.02.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №2 подписан 10.01.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №1 подписан 05.11.13.
Тираж 1000 экз.
Журнал №3 (Vol. 38) вышел в свет 30 марта 2018 года.В ближайшие дни этот журнал будет размещен на сайте eLIBRARY.RU - крупнейшей в России электронной библиотеки научных публикаций. Библиотека интегрирована с Российским индексом научного цитирования (РИНЦ).
Индексируется в: