РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Особенностью человека является то, что он всегда стремится к организации комфортных условий для своей трудовой деятельности, жизни и отдыха. Такая тенденция возникла на заре становления человеческого общества и на сегодняшний день не исчерпала себя, с появлением современных средств автоматизации стала еще более ощутимой.
В процессе нашей жизни большинство людей сталкивается с необходимостью времяпрепровождения в промышленных, офисных и жилых зданиях. Это обусловлено особенностью организации пространства современных городских поселений, где наблюдается острый недостаток площадей.
Современные здания из бетона и стали представляют собой отдельные с точки зрения микроклимата объекты, управление которыми необходимо для обеспечения безопасной и комфортной работы, жизни и отдыха человека. Микроклимат это относительно сложное понятие, которое характеризует совокупность некоторых факторов, которые в свою очередь определяют такие параметры как температура, влажность окружающей среды, наличие вредных газообразных примесей в воздухе и мн. др.
Управления микроклиматом может быть организовано с применением различных методов теории автоматического управления, например, аппарата нечеткой логики.
Целью выпускной квалификационной работы являетсяразработка и исследование методов автоматизации систем управления микроклиматом административных зданий для обеспечения ресурсосбережения

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МИКРОКЛИМАТЕ, ОСВЕЩЕНИИ ПОМЕЩЕНИЙ 9
1.1 Понятие о микроклимате помещений 3
1.2 Факторы формирующие микроклимат 32
1.2.2 Перемещение потоков воздуха 3
1.2.3 Молекулярная диффузия паров и газов 3
1.3 Комфортные значения температуры воздуха в помещении 3
1.4 Комфортные значения влажности воздуха в помещении 17
1.5 Комфортные значения подвижности воздуха в помещении 18
1.6 Понятие воздушного комфорта 19
1.7 Понятие о системах искусственного освещения 3
1.7.1 Классификация систем освещения 3
1.7.2 Качество освещения 28
2 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА 3
2.1 Анализ методов реализации систем управления техническими объектами 3
2.1 Основные понятия и определения нечеткой логики 36
2.1.1 Определение нечеткого множества, функции принадлежности 36
2.1.2 Определение нечеткой и лингвистической переменной 37
2.1.3 Вид функций принадлежности 39
2.1.4 Структура, алгоритм функционирования нечеткого контроллера 39
2.2 Основные понятия и определения нейро-нечетких сетей 3
2.2.1 Выбор базовой архитектуры нейро-нечеткой сети для синтеза регулятора 3
2.2.2 Адаптация ННС ANFIS к выбранной задаче 46
3 РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ЗДАНИЯ 48
3.1 Применение методологии системного анализа к решению задачи автоматизации здания 48
3.2 Определение задачи 3
3.3 Определение целей системы, критериев их достижения 3

3.4 Определение модели системы 51
3.5 Реализация системы автоматизации здания 3
3.5.1 Разработка системы управления микроклиматом помещений здания 3
3.5.2 Разработка системы управления освещением помещений здания 56
3.6 Разработка интеллектуальных контроллеров системы автоматизации здания в Matlab 58
3.6.1 Разработка нечетких контроллеров 58
3.6.2 Разработка нейро-нечеткого контроллера 63
4. АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗДАНИЕМ 68
4.1 Выбор программно-вычислительного модуля системы управления 68
4.2 Выбор модулей расширения программируемого логического контроллера 76
4.2.1 Выбор модулей расширения ввода/вывода 76
4.2.2 Выбор модулей беспроводной связи 77
4.3 Выбор измерительных устройств системы управления 79
4.3.1 Выбор датчика температуры, влажности, содержания вредных примесей в воздухе 79
4.3.2 Выбор датчика анализатора содержания вредных примесей в воздухе 80
4.4 Выбор исполнительных механизмов 80
4.4.1 Выбор устройства управления и защиты электропривода 81
4.4.2 Выбор частотного преобразователя электропривода 81
4.5 Структурная и принципиальная схемы 84
4.6 Внешний вид 85
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТЫ 87
5.1 Маркетинговое исследование рынка 87
5.1.1 Актуальность проекта 87
5.1.2 Описание изделия 87
5.1.3 Сегментирование рынка 87
5.1.4 Конкуренция 88
5.1.5 Ценообразование 88
5.2 Выбор аналога 89
5.3 Расчет интегрального критерия качества 89
5.4 Расчет капитальных вложений 91
5.5 Расчёт эксплуатационных расходов 93
5.6 Стоимостная оценка разработки 94
5.7. Расчет сравнительной технико-экономической эффективности разработки 96
6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ 98
6.1 Системный анализ надёжности и безопасности автоматизированной системы управления микроклиматом 98
6.2 Мероприятия по улучшению условий труда оператора 3
6.3 Анализ напряжённости условий труда оператора 3
6.4 Анализ мер по снижению опасности труда оператора 3
6.5 Пожаробезопасность 3
6.6 Влияние на окружающую среду 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 3
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 3

1. Методические указания по измерению и оценке микроклимата производственных помещений. МУК 4.3.2756-10
2. Инженерные системы современного здания, http://www.prite.ru.
3. Ярослав Е., Яковлев А. «Системы автоматизации зданий: комфорт плос экономия», С. 32-38, http://www.cta.ru.
4. Виктор Гутман. Климат-контроль в «умном доме» 2008 г, http://www.i-dom.ru.
5. Роман В.В. «Экономические обоснования автоматизации зданий», Автоматизация зданий, 2010.
6. Инженерные системы современного здания, http://www.prite.ru.
7. Сапожникова С.А. Микроклимат и местный климат. Учебное пособие. Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1999 242 с.: ил.
8. Евстигнеева Н.А., Кузнецов Ю.М, Гогиберидзе О.Э. Микроклимат производственных помещений PDF. Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности» – М.: МАДИ, 2005 – 85 с.
9. Кувшинов Ю.Я., Самарин О.Д. Основы обеспечения микроклимата зданий: учебник для вузов. Изд-во АСВ, 2012. - 200 с.
10. Бодров В.И., Бодров М.В. и др. Микроклимат зданий и сооружений. Бодров В.И., Бодров М.В., Трифонов Н.А., Чурмеева Т.Н. Под ред. В.И. Бодрова – Нижний Новгород: Арабеск, 2001. – 393 с. - ISBN 5-87941-033-1.
11. Мишуров Н.П., Кузьмина Т.Н. Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в животноводческих комплексах. Научный аналитический обзор. Москва, 2004. – 94 с.
12. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта/А.Н. Аверкин, И.З. Батырин, А.Ф. Блиншун, Б.В. Силаев, Б.Н. Тарасов. М.: Наука, 1986. 312 с
13. Заде Л. Понятие лингвистических переменных и его применение к принятию приближенных решений. - М.: Мир, 1976. - 165 с.
14. Пупков К.А., Егупов Н.Д. и др. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления/Под. ред. Н.Д. Егупова М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 744 с.
15. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы/Пер. с польского. И.Д. Рудинского. М.: Горячая линия Телеком, 2006. 452 c. – ISBN 5-93517-103-1.
16. Яхъяева Г.Э. Нечеткие множества и нейронные сети: Учебное пособие. – М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 316 с.
17. Деменков Н.П. Нечеткое управление в технических системах. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 200 с. ISBN 5-7038-2742-6.
18. John Lygeros. A Formal Approach to Fuzzy Modeling//IEEE Transactions on Fuzzy Systems, Vol. 5, N. 3, August 1997, pp. 317.
19. Mohammad R., Emami, I. Burhan. Development of A Systematic Methodology of Fuzzy Logic Modeling// IEEE Transactions on Fuzzy Systems, Vol. 6, N. 3, August 1998.
20. Мелихов А.Н., Баронец В.Д. Проектирование микропроцессорных устройств обработки нечеткой информации. Ростов-на-Дону.: Изд-во Ростовского университета, 1990. - 128 с.
21. Брусницин Ю.В.. Методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов на тему "Экономическое обоснование инженерных разработок". Изд-во ТРТУ, 1997 г.
22. Бакаева Т.Н. Безопасность жизнедеятельности. Части 1, 2. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001.
23. Бакаева Т.Н., Непомнящий А.В., Ткачев И.И. В помощь дипломнику: Методическая разработка к разделу "Безопасность и экологичность" в дипломном проекте (работе) для студентов всех специальностей. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001 г.