«Проектирование системы сбора данных о расходе газа, воды, электроэнергии и тепла потребителями в жилом доме.» - Курсовая работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

1 Описание объекта сбора данных 5

1.1 Бытовой счетчик газа 5

1.2 Счетчики воды ВСХ, ВСГ, ВСТ 8

1.3 Электросчётчик Kamstrup 162 9

1.4 Теплосчетчик MULTICAL UF 10

2 Проектирование микропроцессорной системы 12

2.1 Структурная схема системы 12

2.2 Проектирования принципиальной схемы системы 15

2.3 Описание принципа работы системы 15

2.4 Разработка блок-схемы алгоритма работы и кода программы 18

3 Расчет потребляемой мощности 20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 22

ПРИЛОЖЕНИЕ А 24

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 25

ПРИЛОЖЕНИЕ В 26

Введение

В настоящее время возрастает необходимость в эффективном управлении потреблением ресурсов в жилых комплексах. В контексте сокращения запасов энергии и стремления к экологической устойчивости, ключевым становится создание системы мониторинга, способной контролировать и оптимизировать использование газа, воды, электроэнергии и тепла в жилых объектах. Такой подход не только позволяет снизить расходы на ресурсы, но и повысить уровень комфорта для жильцов, а также уменьшить воздействие на окружающую среду. Более того, разработка такой системы способствует повышению энергоэффективности жилых помещений и внедрению новаторских подходов в сфере жилищно-коммунального хозяйства. В свете этого, разработка системы сбора данных о расходе ресурсов в жилых объектах представляет собой актуальную и важную задачу.

Правительство утвердило окончательное решение о внедрении обязательного поквартирного учета всех используемых ресурсов, включая воду, тепловую энергию, газ и электроэнергию.

Это означает, что ответственность за организацию, учет и оплату ресурсов значительно возрастает для всех участников процесса. С увеличением этой нагрузки возрастает и риск ошибок, как случайных, так и умышленных, при ручной обработке данных квартирного учета.

Единственный способ исключить влияние человеческого фактора на точность передаваемой информации и обеспечить одновременный и своевременный сбор данных - это оборудование всех приборов устройствами дистанционной передачи данных, объединенных в единую автоматизированную систему контроля учета энергоресурсов (АСКУЭР), как это предусмотрено законодательством.

Предмет исследования: Проектирование системы сбора данных о расходе газа, воды, электроэнергии и тепла потребителями в жилом доме.

Объектом исследования выступают жилые дома и их потребление ресурсов (газ, вода, электроэнергия, тепло).

Цель исследования: Разработать эффективную систему сбора данных, позволяющую контролировать и управлять расходом газа, воды, электроэнергии и тепла в жилом доме.

Задачи исследования:

• 1. Изучить существующие методы и подходы к сбору данных о расходе ресурсов в жилых домах.
• 2. Провести анализ требований и потребностей потребителей ресурсов.
• 3. Разработать технические решения для системы сбора данных, включая выбор соответствующего оборудования и датчиков.
• 4. Провести моделирование и оптимизацию работы системы с целью минимизации расхода ресурсов и повышения энергоэффективности жилого дома.
• 5. Создать прототип системы сбора данных и провести тестирование его работоспособности и точности сбора информации о расходе ресурсов.
• 6. Проанализировать полученные результаты, оценить эффективность и применимость разработанной системы.
• 7. Сформулировать рекомендации по внедрению системы сбора данных в жилые дома и возможным улучшениям.

В результате выполнения задач исследования планируется создать систему сбора данных, которая будет способствовать оптимизации расхода ресурсов в жилом доме, обеспечивать более эффективное управление потреблением и повышение энергоэффективности данного объекта.

Выдержка из текста работы

1 Описание объекта сбора данных

Предоставление различных услуг жилым домам в современных условиях коммунального хозяйства является сложной задачей, которую осуществляют различные предприятия. Для учета потребления различных услуг, таких как вода, тепло, газ и электроэнергия, необходимо устанавливать отдельные датчики для каждой квартиры в здании.

«Однако более эффективным подходом является применение микропроцессорных диспетчерских станций, способных собирать данные о потреблении. Этот метод позволяет оптимизировать процесс сбора информации и создать удобную систему учета» [3].

«В каждой квартире жилого дома имеются различные потребители услуг, таких как вода, газ, тепло и электроэнергия. Вода используется для бытовых нужд, приготовления пищи и гигиены, и поступает по трубопроводу, который используется круглосуточно. Тепло необходимо для обеспечения комфортных условий проживания, особенно в холодное время года. Электричество используется для освещения и использования бытовой техники, а газ – для готовки и отопления» [5].

Современный жилой дом является сложной системой, которая требует использования современного оборудования и квалифицированных специалистов со стороны коммунальных служб для обслуживания.

Применение автоматизированной системы контроля и учета энергоресурсов, охватывающей квартирные приборы учета, предоставляет следующие преимущества:

«- Исключение влияния человеческого фактора на точность данных счетчиков ресурсов;

- Автоматизированное внесение данных поквартирного учета в систему бухгалтерской программы;

- Передача данных в расчетно-кассовые центры для выставления счетов абонентам за потребленные ресурсы;

- Получение оперативных оповещений о внештатных ситуациях (аварии, несанкционированное вмешательство, неисправности);

- Исключение необходимости ручного снятия показаний счетчиков потребителями;

- Уменьшение численности персонала ЖКХ, занятого сбором и обработкой информации;

- Обеспечение круглосуточного доступа к информации о потреблении ресурсов для всех заинтересованных сторон;

- Ведение подробной статистики потребления ресурсов каждым абонентом» [7].

1.1 Бытовой счетчик газа

Мембранные счетчики газа используются для коммунально-бытовых нужд и предназначены для измерения объема газа, прошедшего через них. Они могут использоваться как для природного газа, так и для других газов, которые не вызывают коррозию (при использовании другого газа рекомендуется проконсультироваться с производителем).

Таблица 1 содержит основные технические характеристики счетчиков газа, такие как диапазон измерения, точность, рабочее давление и другие параметры, которые помогают выбрать наиболее подходящий счетчик для определенных нужд [10].

При выборе и установке счетчиков газа важно учитывать эти технические характеристики, чтобы обеспечить их правильное и надежное функционирование. Рекомендуется ознакомиться с указаниями производителя по эксплуатации и обслуживанию счетчиков газа, чтобы гарантировать их долговечность и сохранность [7].

Заключение

В результате выполнения данной курсовой работы была разработана стационарная информационно-измерительная система для отслеживания и регистрации расхода воды, тепла, газа и электроэнергии в жилом доме. Эта система осуществляет опрос датчиков, запись информации, отображение данных на дисплее и передачу информации на верхний уровень.

Установка и использование этой системы имеют следующие особенности:

1) Внедрение системы требует значительных затрат, особенно для старых жилых домов. Однако в новых строениях установка такой системы может быть включена в общую стоимость квартиры.

2) Для получения данных с приборов учета не требуется согласия жильцов — информацию можно получить через специальную программу, что повышает достоверность данных.

3) Взаимодействие с должниками по оплате услуг становится более эффективным — отправка предписаний, звонки и, при необходимости, передача дел в суд. Возможно также удаленное отключение воды в случае необходимости.

Список литературы

1. ГОСТ 8.009-84: Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений // Консорциум кодекс: электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. [Электронный ресурс] - URL: http://docs.c**d.ru/document/1200004505/ .

2. Вагин, Г.Я. Учет энергоресурсов: комплекс учебно-методических материалов / Г.Я. Вагин, А.М. Мамонов. – Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2014.-107 с.

3. Гардин, А.И. Универсальный стенд по изучению автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии // Труды НГТУ – 2017. – №1. – С. 90-97.

4. Голдштейн С., Зурбалев Д., Флатов И. Оптимизация приложений на платформе .Net. М.: ДМК Пресс, 2014.

5. Данилин, А.В. Цифровая подстанция. Подходы к реализации // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение. – 2012. – №3. – С. 96- 101.

6. Еремина, М.А Развитие автоматизированных систем коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ) // Молодой ученый. – 2015. – №3. – С. 135-138.

7. Казачков В. С. Автоматизированная система поквартирного и домового учета потребления энергоресурсов. Материалы Форума Международных научно-практических конференций. СПб.: Политехника, 1999.

8. Простые методы модуляции, реализуемые в УПС при работе по ТЧ // РЧЦ МО: АНО «Радиочастотный центр МО». 2014. [Электронный ресурс] - URL: http://www.r**md.ru.

9. Семёнов Ю.А. Алгоритмы и протоколы каналов и сетей передачи данных: учебное пособие.-M.: Издательство БИНОМ, 2010 г.-254 c. Техподдержка Инкотекс // Блог посвященный вопросам эксплуатации счетчиков электроэнергии «Меркурий» [Электронный ресурс] - URL: http://in**otex-support.blogspot.ru/2013/03/bquark.html

10. Lysanov D.M., Isavnin A.G., Eremina I.I., Ishmuradova I.I., Karamy- shev A.N. System Design of Management of Energy Resources in the Field of Housing. HELIX. 2019. Vol. 9. Is. 4.

11. Rojas-Renteria J. An Electrical Energy Consumption Monitoring and Forecasting System [Электронный ресурс]: DOAJ. 2016. URL: https://d**j.org/article/00b7d02fd8fc420cbb670581d2eb5fd4 (дата обращения: 10.02.2024).

12. Yang H. Power Optimization of Multimode Mobile Embedded Systems with Workload-Delay Dependency [Электронный ресурс]: Hindawi. 2016. URL: https://www.hi**awi.com/journals/misy/2016/2010837 (дата обращения: 10.02.2024).