студенты группы АиУ-09-3: Альжанова Д.К., Сладкова М.Ю.

научный руководитель Лисицын Д.В.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

УМНЫЙ ДОМ НА БАЗЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ КОТРОЛЛЕРОВ

«Умный дом» – новая среда обитания, отвечающая всем запросам современного человека. Это технологии, обеспечивающие новое качество жизни. Домашняя автоматизация позволит связать все устройства в единую систему, где каждый бытовой прибор будет работать в оптимальном режиме, согласованно с другой техникой. Такой подход сделает ваше жилище более комфортным, безопасным и экономичным.

Идея системы «Умный Дом» на базе промышленных свободно программируемых логических контроллеров (ПЛК) состоит в том, чтобы снять интеллектуальные функции с оконечных устройств автоматики Умного Дома и использовать одно интеллектуальное устройство для множества простых и дешёвых устройств. За счёт этого мы приобретаем экономическую выгоду и возможность применения сложных алгоритмов, доступных ранее только в промышленности.

Контроллер состоит из интеллектуальной части (сам процессор) и модулей расширения, обеспечивающих преобразование электрического сигнала на входе/выходе в логическую переменную, используемую в программе контроллера.

Для управления, например, группой света, к выходу модуля цифрового вывода подключается любое коммутационное реле с выходом 220В 10А.

К модулю цифрового входа напрямую подключается обычный выключатель, только он коммутирует не электрическую силовую цепь, а низковольтную логическую. Стоит обратить внимание, что при этом выбор выключателей расширяется с исключительно интеллектуальных на любые выключатели.

Рисунок 1 -  Система «Умный Дом» с применением промышленных контроллеров

В дальнейшем возможности системы ограничиваются только наличием коммуникационных и специальных модулей.

Так, например, для диммирования можно использовать не внешний управляемый диммер, а специальный модуль со встроенным диммером для группы освещения мощностью до 600Вт.

Для измерения 3х фазного напряжения, потребляемого тока, cos Ф, общей мощности есть специализированый модуль измерения мощности.
Если на объекте всё-таки установлены интеллектуальные выключатели или любое интеллектуальное оборудование, то есть модули преобразующие переменные шины интеллектуальных выключателей в переменные доступные для обработки программой контроллера.

Вот далеко не полный список интерфейсов доступных для интеграции в общую систему: RS232, RS485, Modbus, EIB (KNX), LON, DALI, CANopen.

Плюсы системы:

- централизованное расположение интеллектуального оборудования в одном или нескольких щитах (поэтажно, поквартирно etc.);

- высокие интеллектуальные возможности даже самого простого контроллера, вплоть до использования контроллера Embedded PC, являющегося настоящим промышленным ПК;

- возможность использовать для задач Умного Дома дешёвое оборудование с простыми интерфейсами (например, простой выключатель с интерфейсом «сухой контакт»);

- возможность использовать любое сложное оборудование с любыми открытыми интерфейсами (LON, EIB (KNX), RS232, RS485, и т.д.).

Минусы системы:

- централизованное интеллектуальное оборудование: при выходе из строя процессора или программы работы процессора вся подсистема обслуживаемая контроллером парализуется;

- высокая стоимость контроллера делает невыгодным его использование для простых задач. (например, управление с пяти выключателей пятью группами света).

Создание Умного Дома позволит оптимально распределить ресурсы, снизить затраты на эксплуатацию и предоставить владельцу возможность полного и максимально удобного контроля над всей техникой и инженерными сетями в доме. Система на базе промышленных контроллеров замещает сложные распределенные системы из множества элементов одним устройством, способным выполнять более сложные алгоритмы. Интеллектуальное здание живет по заранее прописанным сценариям, избавляя своего владельца от рутинных домашних забот и делая его жизнь в целом более комфортной и мобильной.