Назад в библиотеку
Автор: Климов К.В.
К.В. Климов, А.Н Шушура
Донецкий национальный технический университет, г. Донецк
кафедра системного анализа и моделирования
ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОВЫМ КОТЛОМ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ GSM СЕТИ
Аннотация
Климов К.В, Шушура А.Н. Дистанционное управление газовым
котлом с использованием GSM сети. Разработана система дистанционного
управления газовым двухконтурным котлом с использованием GSM сети.
Рассмотрены недостатки GSM контроллеров, предложены методы их
устранения.
Ключевые слова: регулирование температуры, GSM контроллер,
дистанционное управление.
Постановка проблемы. На сегодняшний день существует большое
количество видов бытового отопительного оборудования, в частности
настенных, напольных электрических газовых котлов. Однако во время
эксплуатации газового прибора часто возникает необходимость удаленного
контроля. Одним из абсолютно новых подходов, с помощью которых
возможно удаленно управлять различного рода объектами - это управление с
использованием GSM сети.
Управление температурой в помещении является довольно актуальной
проблемой. Регулирование температуры происходит за счет увеличения или
уменьшения температуры теплоносителя. Включение и выключение котла
происходит в зависимости от того, достигла ли вода в системе отопления
заданной на котле температуры. При понижении или повышении температуры
за пределами помещения, необходимо регулировать температуру отопления на
котле вручную. В таком режиме работы происходят очень частые пуски котла
на небольшой период времени, как правило, циркуляционный насос работает
практически постоянно, а запуск горелки происходит на
1-2 минуты.
Следовательно, котел постоянно работает в режиме включения, выключения.
В связи с этим, расход газа и электроэнергии двухконтурного котла
мощностью 24кВт или более в отопительный период довольно велики, а так
же при постоянных запусках отопительного прибора уменьшается и срок
службы.
Цель статьи - повышение удобства использования газового котла и
снижение эксплуатационных затрат путем разработки структуры и алгоритмов
дистанционного управления котлом.
Информационные управляющие системы и компьютерный мониторинг (ИУС КМ 2013)
Секция 10. Системный анализ и управление организационными и техническими объектами
569
Разработка структуры системы. В данной работе разработана структура
системы дистанционного управления газовым двухконтурным котлом,
представленная на рисунке 1.
Рисунок 1 - Структура системы управления двухконтурным газовым котлом с
использованием GSM сети
x - входной управляющий сигнал, y - выходная переменная ЦУУ -
Цифровое управляющее устройство, ИМ - исполнительный механизм. [1]
Разработка алгоритма функционирования. Функциональная схема
представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Функциональная схема. Подключение к котлу и
исполнительным механизмам
На рис. 2 (1) - Котел; (2) - система горячего водоснабжения; (3) -
циркуляционный насос;
(4)
- блок питания контроллера;
(5)
- датчик
температуры в помещении.
Общий алгоритм работы GSM контроллера в качестве регулятора: в
зависимости от температуры в помещении и в контуре горячего
водоснабжения контроллер включает и выключает бойлер, а также
манипулирует циркуляционным насосом так, чтобы обеспечить приоритет
системы отопления на заданном уровне. При понижении температуры воздуха
на 1,25°С от заданного значения, контроллер дает команду на включение,
котел начинает работать на отопление (см. рис. 3).
Информационные управляющие системы и компьютерный мониторинг (ИУС КМ 2013)
570 Секция 10. Системный анализ и управление организационными и техническими объектами
Рисунок 3 - Блок - схема алгоритм функционирования дистанционного
управления газовым котлом.
Информационные управляющие системы и компьютерный мониторинг (ИУС КМ 2013)
Секция 10. Системный анализ и управление организационными и техническими объектами
571
Как только температура достигает необходимого значения, контроллер
отключает котел. Значение температуры устанавливается дистанционно при
помощи SMS сообщения. Воздух в помещении остывает намного медленнее,
чем вода в системе отопления, поэтому частота включений и выключений
сокращается, тем самым увеличивается срок эксплуатации газового
двухконтурного котла.
Из данной функциональной схемы видно, что система реально
применима как в быту, так и в других предметных областях, управление
отоплением - это один из вариантов.
Недостатки GSM контроллеров. Несмотря на все преимущества
дистанционного управления с использованием GSM - сети, система имеет
существенные недостатки:
• работа только в зоне действия GSM-сети;
• незащищенность от генераторов помех GSM;
• невозможность контроля денежных средств на счету;
• возможное совпадение частот GSM - модуля и других устройств, что
создает помехи при работе.
Первый недостаток можно устранить, применив другие каналы связи,
такие как: TCP/IP, Ethernet, локальную сеть. [2] Защиту от помех возможно
реализовать программно. Если при работе GSM - модуля наблюдаются шумы,
то контроллер попытается отправить текстовое сообщение о пропаже сигнала.
Так же для предотвращения помех, можно использовать внешние выносные
антенны. [3]
Выводы: Анализ эффективности дистанционного управления газовым
двухконтурным котлом показал, что использование разработанного метода
позволяет снизить расходы на топливо и электроэнергию, а так же увеличить
срок службы отопительного прибора. Рассмотрены недостатки GSM
контроллеров и возможные пути их устранения.
Список литературы
1.
Куропаткин П.В. Теория автоматического управления М.: Высш. школа
1972. 523с.
2.
Попов В.И. Основы сотовой связи стандарта GSM / В.И. Попов - Эко -
Трендз, 2005. - 296 с.
3.
Андрианов В.И., Соколов А.В. Средства мобильной связи / СПб.: Арлит
1998. - 256 с.
4.
Дистанционное управление GSM телеметрия / Электронный ресурс -
режим доступа http://www.icm-tec.com/system.htm. - Загл. с экрана.
5.
Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи / Ю. А.
Громаков - Эко - Трендз, Москва - 1998.
Информационные управляющие системы и компьютерный мониторинг (ИУС КМ 2013)
