Главная Магазин Статьи FAQ Скачать Контакты
 

Интуитивная автоматика управления вентиляцией,
на основе анализа статистики появления людей.

Для облегчения понимая сущности разработанной системы,
рекомендуем сначала ознакомиться с видео-роликами.

Видео №1 - Теория и реклама. (Специалисты могут пропустить этот ролик)

 

Видео №2 - Управление с местного пульта

 

Видео №3 - Управление из программы визуализации.


Комплект поставки

Ссылки для скачивания

  Подробная документация
  Схема подключения оборудования
  Видео №1 - Реклама и теория
  Видео №2 - Управление с местного пульта
  Видео №3 - Управление из программы визуализации.


 

 

1. Введение

 

В настоящее время схемы узлов автоматического управления вентсистемами а конкретнее приточными камерами с электрическим теплообменником становятся всё более совершенными и наделёнными не только функциями защиты оборудования, но и некоторыми элементами систем «искусственного интеллекта», для полноценного и экономичного применения в составе систем «умного дома». В функции современных систем автоматизации входит круглосуточное ведение статистики наличия людей в зоне вентиляции в зависимости от дня недели и времени суток, данная информация позволяет экономить электроэнергию на нагрев воздуха, «предугадывать» появление людей, осуществлять заблаговременное проветривание обслуживаемых помещений а также снижать расходы на приготовление воздуха в тот период, когда в этом нет необходимости.

Наиболее перспективный сектор применения подобных систем в данный момент представляют собой объекты жилого фонда и небольшие офисные помещения с незначительным количеством персонала и отсутствием выделения вредных и загрязняющих веществ. В общем случае это объёкты площадью 50-100м2, для которых объём необходимого воздухообмена систем вентиляции лежит в пределах 100-200м3/ч. На широте Киева для нагрева входящего воздуха зимой к примеру от -22°С до +24°С, при этих объёмах (100-200 м3/ч) воздухообмена нужно затратить на нагрев электрическим теплообменником соответственно 1,32 - 2,64 кВт. В случае питания нагревателя от сети 220В, это составляет 6-12А При стоимости электроэнергии в пределах 0,20 грн/кВт/ч, за сутки в самое холодное время, система подготовки воздуха израсходует на нагрев 63,4 кВт/ч электроэнергии, или 12,68 грн. Значительно снизить данные затраты можно при управлении приточной камерой в соответствии с режимной картой, и датчиком движения людей. При комбинировании обоих этих режимов можно выйти на 40-60% экономию электроэнергии при соблюдении тех же санитарных требований по вентиляции данного помещения.

Особенно остро этот вопрос встаёт при установке герметичных металлопластиковых и других оконных систем, исключающих какой бы то ни было воздухообмен в помещении. Недостаток свежего воздуха ведет в снижению работоспособности, быстрой утомляемости, ослаблению иммунитета. Для объектов подобного рода предназначены микропроцессорные контроллеры ClimatProcessor 207, ClimatProcessor 307 . В них встроены все необходимые цепи управления вентилятором и нагревателем, в том числе силовые элементы бесконтактной коммутации. В комплект поставки входят датчик температуры и датчик движения. Для быстрого конфигурирования оборудования, данный комплект имеет возможность подключения к ПК по RS 232. Программа для конфигурирования контроллеров предоставляется бесплатно.

2.Компоненты системы управления.

2.1.Микропроцессорный контроллер ClimatProcessor 207 ( CP 207).

Внешний вид микропроцессорного контроллера CP 207, приведен на рисунке 1. Расположение защитных предохранителей приведено на рисунке 2. В нижней части контроллера расположены разъёмы и клеммы для подключения внешних цепей контроллера. Схема подключения контроллера CP207 , приведена на рисунке 3.

Рис.1 – Внешний вид контроллера CP 207.

Рис.2 – Расположение защитных предохранителей контроллера CP 207 (верхняя крышка снята).

Контроллер СР207 устанавливается внутри приточной камеры, либо рядом с ней. В его функции входит управление силовыми агрегатами, выполнение команд контроллера СР307 и передача ему данных с датчиков температуры и движения. Контроллер также осуществляет функции защиты нагревателя от перегрева с помощью подключаемых к нему термоконтактов датчика перегрева нагревателя, блокировки включения нагревателя при низких производительностях вентилятора.

2.2. Микропроцессорный контроллер ClimatProcessor 307 ( CP 307).

 

Внешний вид микропроцессорного контроллера CP 307, приведен на рисунке 3. На переднюю панель контроллера выведены кнопки и индикатор с бегущей строкой состояния системы. Контроллер CP 307 подключается штатными кабелями и разъёмами к контроллеру CP 207 и компьютеру. Контроллер имеет русскоязычное меню для просмотра и изменения основных параметров системы. Все данные о собранной статистике, режимные карты, энергонезависимые часы находятся в составе этого контроллера. Контроллеры СР207 и СР307 при работе в паре автономны. Подключение к компьютеру используется только для редактирования почасовых режимных карт, просмотра графиков статистики и удобства управления. В общем случае постоянное наличие компьютера не обязательно.

 

Рис.3 – Внешний вид контроллера CP 307.

2.3. Датчики температуры.

В комплекте поставляются два канальных датчика температуры на основе цифровых термометров DS18S20 Dallas Semiconductor. Размеры их приведены на рисунке 4. Для установки датчиков на воздуховод, необходимо просверлить в воздуховоде отверстие диаметром 9мм, вставить датчик и зафиксировать его двумя саморезами. Четырёхконтактный разъём датчиков температуры, подключается к разъёму XS 3 контроллера CP 207.

Рис.4 – Размеры датчиков температуры.

2.4. Датчик движения.

  В комплекте поставляется датчик движения, для обнаружения людей в помещении. Внешний вид датчика показан на рисунке 5. Трёхконтактный разъём датчика движения, подключается к разъёму XS 4 контроллера CP 207.

Рис.5 – Внешний вид датчика движения.

 

2.5. Кабель преобразователя USB - Serial COM Port .

  В комплекте поставляется кабель USB-Serial, на основе преобразователя PL2303, производства компании Prolific. Внешний вид кабеля приведён на рисунке 6. Для правильной работы преобразователя в среде Windows, необходимо установить драйвер, поставляемый в комплекте на диске CP-Install. Во избежание выхода из строя оборудования, рекомендуем использовать только тот кабель и драйвер, которые поставляются в комплекте.

 

Рис.6 – Кабель преобразователя USB-Serial.

 

 

3. Установка программного обеспечения.

3.1. Установка драйвера USB - Serial .

В комплекте поставки бесплатно предоставляется компакт диск с программой CP-SmartAirator и драйвером СОМ порта для поставляемого в комплекте адаптера USB to Serial .

Для начала работы с программой установите драйвер последовательного порта

Prolific USB-to-Serial Comm Port.

ВНИМАНИЕ ! Если вы уже подключили адаптер USB to Serial к компьютеру – перед установкой отключите его.

Драйвер находится на диске в каталоге Driver . Установка драйвера осуществляется запуском файла установщика

PL-2303 Driver Installer.exe.

После установки драйвера подключите адаптер USB to Serial из комплекта поставки к свободному USB разъёму компьютера. После подключения, уточните какой номер СОМ порта назначил драйвер автоматически, его номер должен быть в пределах от 1 до 6. При необходимости измените номер установленного СОМ порта на свободный из этого диапазона. Для изменения номера СОМ порта,необходимо пройти в меню Windows :

Пуск->Настройка->Панель управления->Система->Свойства системы-> Оборудование->Диспетчер устройств->Порты СОМ и LPT и запомнить на какой из СОМ портов настроен драйвер Prolific USB to Serial Comm Port .

Пример:

В данном примере установленный драйвер настроен на порт СОМ3.

Если драйвер настроился на порт выше 6-го, нужно освободить порт с номером меньше и перенастроить драйвер на него. Это осуществляется двойным щелчком на надписи Prolific USB to Serial Comm Port (СОМ…). В появившемся меню нужно перейти на вкладку «Параметры порта» и нажать кнопку «Дополнительно…»

Появится меню дополнительных параметров,

в котором нужно выбрать требуемый СОМ порт из списка «Номер СОМ-порта» . После этого драйвер готов к работе.

 

3.2. Установка программы CP-SmartAirator

Для работы с программой, просто скопируйте папку CPSmartAirator с прилагаемого диска на какой либо из дисков компьютера, к примеру на диск С. Подключите все кабели и разъёмы в соответствии с разделом «Подключение оборудования» данной инструкции. После этого запустите файл CPSmartAirator. exe , находящийся в папке CPSmartAirator вашего компьютера. Появится следующее окно :

Где необходимо выбрать соответствующий номер СОМ порта и нажать кнопку «Подключить RS 232». После начала обмена между компьютером и контроллером CP 207, появится окно, соответствующее выбранному режиму. В нижнем ряду должна идти строка с отсчётом успешных и безуспешных сеансов обмена между контроллером и компьютером.

В верхнем левом углу данного окна размещается панель выбора режима работы камеры, они будут рассмотрены ниже. Под ним располагается панель индикации текущих рабочих параметров камеры, в которой отображаются основные рабочие параметры камеры. А именно :

- Производительность вентилятора в данный момент (фактическая). Этот параметр по сути показывает с какой скоростью вращается вентилятор в данный момент.

- Скважность включения вентилятора в данный момент (фактическая). Этот параметр показывает соотношение времени включения и выключения вентилятора. Часто необходимо добиться прерывистой работы камеры, к примеру для ещё большего снижения производительности. Так значение в 10% означает, что вентилятор будет включен 10% времени и выключен 90%. Время цикла этого процесса – 10 минут. Т.е. 1 минуту вентилятор работает и 9 минут стоит.

- Уставка нагревателя (фактическая). Показывает какую температуру на выходе должен поддерживать нагреватель в данный момент.

- Наружная температура (фактическая). Показывает текущую температуру воздуха до нагревателя в данный момент.

- Температура после СПВ (фактическая). Показывает текущую температуру воздуха после нагревателя в данный момент.

Ниже расположена панель управления часами контроллера. На ней показывается текущее время часов компьютера и часов контроллера. При необходимости можно скорректировать показания часов контроллера, записав в них показания часов компьютера. Делается это нажатием соответствующей кнопки. Часы контроллера имеют собственную батарейку с запасом хода при отсутствии питания на срок порядка 10-ти лет. При наличии питания контроллера этот срок увеличивается. Энергонезависимые часы нужны контроллеру для правильной отработки почасовых режимов и ведения статистики появления людей в помещении.

В приведённом примере, выбран режим «Всё отключено», при котором агрегаты приточной камеры отключены, но статистика появления людей продолжает накапливаться. По этой причине, для быстрого получения статистических данных отключать камеру и автоматику от сети 220 вольт не рекомендуется. Все данные и переменные для работы камеры сохраняются в энергонезависимой памяти контроллеров, но статистика отслеживаться не будет.

 

4. Выбор режима работы камеры.

4.1. Режим «Полная мощность».

Название режима полностью соответствует сути. Максимальные параметры производительности вентилятора, непрерывная его работа. Уставка нагревателя +30°С.

 

4.2. Режим «Ручной постоянный».

В данном режиме есть возможность задать постоянную производительность вентилятора, скважность включений вентилятора, уставку температуры нагревателя. При задании производительности вентилятора, минимальное значение может быть либо 0% либо 50%. Этого требует специфика работы электрического нагревателя. Если необходимо получить меньшие значения часовой производительности камеры, этого можно добиться снижением скважности включений вентилятора. Круговая диаграмма отображает цикл работы вентилятора. В примере выше, зелёная зона соответствует 80% времени в которое вентилятор включен, красная зона – 20%, в которые он выключен, часть зелёной зоны залитая белыми квадратами – прошедшая часть цикла. Как видно из диаграммы, зеленая зона ещё не пройдена, соответственно на панели текущих параметров слева текущие параметры вентилятора показывают, что он включен на 80%. Когда диаграмма дойдёт до красной зоны, вентилятор будет отключен.

 

4.3. Режим «Почасового управления».

В данном режиме есть возможность задать нужные параметры производительности для каждого часа каждого дня недели. Выбираем день в верхней правой панели, устанавливаем параметры в окошках и выгружаем в память контроллера кнопкой «Записать».

Вариантом этого режима является следующий – «Почасовой с контролем движения» .При его выборе появляется окошко состояния датчика движения, и вентилятор камеры будет включаться с параметрами из почасовой карты, но при условии наличия движения в помещении. Задержка отключения камеры после прекращения движения в помещении – 10 минут.

 

4.4. Режим «Статистический»

В данном режиме контроллер камеры использует накопленную статистику пребывания людей в помещении. Данные по статистике пребывания людей хранятся в виде таблицы в энергонезависимой памяти контроллера и модифицируются каждые пять минут. Всего запоминается 2016 значений, т.е. 12 значений в час на 24 часа и на семь дней недели. Значение статистической вероятности появления людей вычисляется по простой формуле с двукратным понижением старых значений относительно каждого нового. Т.е. если наличие или отсутствие людей в данный момент составляет 100%, то вес значения недельной давности 50%, двухнедельной давности соответственно 25%, трёхнедельной – 12,5% и т.д. Благодаря этому реализована переобучаемость системы. Т.е. если месяц назад люди не работали к примеру в субботу, и вероятность их появления была минимальной, то за две-четыре недели появлений в субботу данные о статистике пребывания радикальным образом освежатся и поведение системы станет соответствовать реалиям текущего режима работы помещения. Управление камерой от статистики активизируется простым перемещением ползунка

«Порог включения камеры» от 0 до 100% по шкале вероятности появления людей.

При включении этого режима, выводится график статистики пребывания людей для текущего дня недели (он показан красной ломаной). Кроме него, в зависимости от положения ползунка

«Порог включения камеры» часть графика закрашивается зелёным, что отображает время работы вентилятора. Высота зелёной зоны показывает производительность вентилятора. Порог включения камеры выводится желтой горизонтальный линией. Указатель текущего часа показывается черной прерывистой вертикальной линией. Уставки температуры нагревателя выводятся на этом же графике синей ломаной.

Для просмотра данных по статистике за другие дни недели кроме текущего необходимо выбрать день в рамке с надписью «Показать». Ниже этой рамки расположена панель комбинирования статистического режима с тремя возможными вариантами выбора.

Статистическое управление может комбинироваться либо с полной мощностью камеры, т.е. при превышении заданного порога вероятности появления людей камера включается на полную мощность.

Либо с ручными уставками, ползунки которых расположены справа. В таком режиме камера работает не на полную мощность а по уставкам.

Третий вариант комбинирования – с почасовой картой. Это наиболее гибкий и энергоэффективный режим работы камеры. Т.е. камера будет включаться при превышении порога вероятности присутствия людей, но значения производительности при этом будут браться из почасовых таблиц управления. Т.е. если у нас офис к примеру, и режим его работы с 9,00 до 17,00 с перерывом 12,00-13,00, то эти данные можно занести в таблицы отдельно для каждого дня недели. При этом засиживающийся в Интернете после работы сотрудник не будет заставлять систему работать лично для него.

Кроме того этот режим также комбинируется с датчиком движения, который заставит камеру выключиться, если в помещении не фиксируется перемещений в течение 10 минут. Эта комбинация реализуется установкой галочки в окне «Задействовать датчик движения» , расположенном ниже панели комбинирования.

Ещё ниже расположено окно включения функции упреждения. При установке галочки в окне «Упреждение. Включить за 5 минут», камера будет начинать работать за 5 минут до наступления высокой вероятности появления людей.