TTK Links: Home Page | TTK Moodle | ÕIS
TTK/UAS Repository For Digital Teaching and Learning Resources

Targa maja lahendus üksikelamule Beckhoff tööstusautomaatika näitel

Põdersalu, Ergo (2019) Targa maja lahendus üksikelamule Beckhoff tööstusautomaatika näitel. [thesis] [en] Smart home example for a detached house based on Beckhoff industrial controller.

[img]
Preview
PDF - Published Version
Download (934kB) | Preview

Abstract

Käesoleva diplomitöö üheks peateemaks oli Beckhoff tööstusautomaatika kontrolleriga targa maja lahenduse koostamine. Targa maja lahenduse pakkujaid on väga palju ning on ka olemas täiesti valmis lahendused, mida saab poest letist osta ja koju paigaldada. Kuid antud diplomitöös oli eesmärk teha targa maja lahendus veidi teistmoodi. Kasutades tööstusautomaatika kontrollerit, mis on eesti turul võrdlemisi uus ja teha süsteem ehituselt selliselt, et säiliks majas traditsiooniline elektrisüsteem. Diplomitöös võrreldi kahte eritüüpi enim levinud andureid hooneautomaatikas, 4-20mA ja 0-10V. Töös jõuti arusaamale, et 4-20mA andurite kasutamine on mõistlikum, nende eluea ja täpsuse osas. Töös valiti välja sobiv CO andur, et juhtida 4-20mA signaaliga sagedusmuundurit, mis käivitab ventilatsiooni süsteemi astmeliselt väljatõmbe torust mõõdetava CO taseme järgi. Samuti valiti välja sobivad temperatuuriandurid, et juhtida maja küttesüsteemi. Beckhoff kontrolleri kaartide valimine oli töö tähtsaim osa, töös toodi välja erinevad kontrolleri signaalikaardid, mis on vajalikud Keila linnas asuva üksikelamu targa maja süsteem koostamiseks. Töös valiti välja sobilikud digitaalsisendi ja digitaalväljund moodulid, millel on piisav arv sisendeid ja väljundeid, et oleks võimalikult optimaalne ruumi kasutus kilbis. Samuti sai välja valitud analoogsisendi kaart, millel on piisav arv sisendi ja analoogväljundi kaart ventilaatori juhtimiseks. Töös leiti ka vajalik laienduskaart, et tekitada hoone elektritarbimise kohta ülevaade, mis kuvab ka eri faaside koormust trendidena. Diplomitöö viiendas peatükis käsitletakse süsteemi programmeerimise etappe ja sobilikke programmi lõike, et juhtida targa maja lahendust. Antud peatükis käsitletakse, ventilatsioonisüsteemi, küttesüsteemi, pistikute, valgustite ja valvesüsteemi juhtloogikat ja struktuurilist ülesehitust. Samuti on toodud lisas 3. välja vajalik programmi lõik ventilatsiooni süsteemi juhtimiseks näidisena. Diplomitöö eesmärk oli leida sobilikud andurid ja lahendus, et oleks alus mille põhjal koostada targa maja lahendus. Antud diplomitöös saavutati eesmärk ja leiti vajalikud andurid, ning kontrolleri pool koos ekraaniga. Ekraan on vajalik, et koondada kokku kogu hoone juhtimine ühte punkti. Töös leiti, et kõige mõistlikum koht on selle paigaldamiseks on sissepääsu ukse kõrvale. Käesolev diplomitöö on aktuaalne, kuna ajal kus kliima soojeneb ja elektrihind on suunaga üles. Tuleb järjest enam mõelda lahendustele, mis on keskkonna säästlikumad ja hoiavad kokku tarbitavat elektrienergiat. Kui koostada tervik lahendus targa maja süsteemile võiks hoone aastane elektrikulu langeda ligi 20%. Kuna antud süsteemi on koondatud kõik erinevad tehnosüsteemid kokku ja tänu sellele töötavad süsteemid üksteist aidates, mitte üksteise vastu.

Abstract [en]

"The topic of this bachelor's degree thesis about finding opportunities of making a smart home solution, using the Beckhoff industrial controller. The pricing of smart home solutions has become affordable thanks to the ever-growing demand and supply of economical and safe smart home solutions. Nowadays there is a multitude of smart home systems, which are accessible to most people. This thesis is centered on the usage of the industrial controller, which is still quite uncommon for smart home solutions. The Beckhoff controller is a newcomer in this market. The main target of this thesis is to run and maintain a smart electrical system using the Beckhoff controller. This thesis contains a comparison of most common sensors typically used in home automation systems. The first one is 4-20mA and the second one 0-10v. The author concluded that the most reasonable sensor used in home automation systems is the 4-20mA one, because with this sensor, the cable length does not affect the sensor itsself. The 0-10v sensors are vulnerable to various kinds of interferences. The author searched for 4-20mA sensors for the ventilation system and temperature sensors in order to be able to control the heating system. The 4-20mA sensors give out signals to the controller, which gives feedback to the frequency converter. The most important part of this bachelor's degree thesis was finding essential controller input and output cards. Once the author formed the concept, he knew which analogue inputs, analogue outputs, digital inputs and digital outputs were needed to make a smart home solution for a client. The chosen input and output cards take up minimal space in the electric shield. The author also chose a load card, which gives the client information about their electrical usage. The fifth chapter of this bachelor's degree thesis about making a programme, which will run the smart home system. The author will further explain the logic behind the reasonable usage of lights, electrical sockets, ventilation system, heating and surveillance systems. An example of the ventilation system is given in extra 3. The main goal of this thesis was to find the most reasonable sensors, Beckhoff controllers, I/O modules and displays to run the system. The goal of this thesis was achieved. This thesis is vital for the topic of saving energy on the local and also global scale. Before the smart home solutions became affordable to people, they were mostly used in buildings where system control was essential. Currently the smart home system is affordable and enables the user to save up to 20% on energy cost."

Item Type: thesis
Advisor: Olev Rand
Subjects: Mechanical Engineering > Electrical Engineering and Electrical Equipment > Energy Technology and Automation
Divisions: Institute of Engineering > Electrical Engineering
Depositing User: Ergo Põdersalu
Date Deposited: 06 Jun 2019 07:04
Last Modified: 06 Jun 2019 07:04
URI: http://eprints.tktk.ee/id/eprint/4386

Actions (login required)

View Item View Item