Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Система управления очистки и подогрева воды в бассейне

Содержание:

Обозначения и сокращения 4
Нормативные ссылки 5
Введение 6
Глава 1. Анализ исходных данных и обоснование темы ВКР 8
1.1 Общая характеристика исследуемого объекта и теоретические аспекты автоматизации управления очистки и подогрева воды в бассейне 8
1.2 Обоснование темы, постановка цели и задач автоматизации управления очистки и подогрева воды в бассейне 18
Выводы по первой главе 20
Глава 2. Разработка системы управления очистки воды в бассейне 21
2.1 Особенности технологического процесса очистки воды 21
2.2 Требования к качеству воды и системе очистки 22
2.3 Разработка структуры и выбор технических средств системы управления очистки воды в бассейне 24
2.3.1 Разработка структуры системы 24
2.3.2 Выбор необходимых технических средств 26
2.3.3 Расчет модели системы и выбор регулятора 34
Выводы по второй главе 51
Глава 3. Разработка системы управления подогрева воды в бассейне 52
3.1 Технологические аспекты подогрева воды в бассейне 52
3.2 Выбор технических средств системы управления подогрева воды в бассейне 53
3.3 Разработка алгоритма функционирования системы управления очистки и подогрева воды в бассейне 55
Выводы по третьей главе 58
Заключение 59
Список используемых источников 61

Введение:

В настоящее время большое значение приобретает строительство купальных бассейнов, бассейнов для общеразвивающих упражнений в воде. По сравнению с зарубежными странами Россия отстаёт в развитии таких сооружений. Если в странах Европы один бассейн приходится на 14 – 17 тыс. человек, то в России один бассейн приходится на 49 тыс. человек.
Для обеспечения требований санитарных норм предусматриваются специальные установки для очистки, обеззараживания и подогрева воды, а также устройства и оборудование вспомогательных помещений для обслуживания посетителей.
Автоматизация различных технологических процессов – это основа технического прогресса во всех сферах человеческой деятельности. Именно внедрение автоматизированных систем в совокупности с новыми технологиями способно значительно повысить качество и комфорт жизни.
Комплексная автоматизация с применением автоматизированных систем, с широким использованием вычислительной техники существенно снижает вероятности возникновения аварийных ситуаций. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием [3]. Актуален данный вопрос и для систем управления очистки и подогрева воды в бассейнах.
Тема данной выпускной квалификационной работы – «Система управления очистки и подогрева воды в бассейне».
Цель работы – проведение исследования и разработки системы управления очистки и подогрева воды в бассейне.
Исходя из цели работы, необходимо в процессе ее выполнения решить следующие задачи:
– дать общую характеристику исследуемого объекта;
– исследовать особенности процесса очистки воды в бассейне;
– разработать структуру и произвести выбор технических средств системы управления очистки воды в бассейне;
– исследовать технологические аспекты подогрева воды в бассейне;
– произвести выбор технических средств системы управления подогрева воды в бассейне;
– произвести разработку алгоритма функционирования системы управления очистки и подогрева воды в бассейне.
Для решения данных задач необходимо произвести поиск доступных на рынке компонентов, необходимых для реализации проекта.
Объект исследования настоящей выпускной квалификационной работы – система автоматического управления очистки и подогрева воды в бассейне.
Предмет исследования – поиск оптимальных технологических и технических решений в процессе разработки системы автоматического управления очистки и подогрева воды в бассейне.
При написании выпускной квалификационной работы будут применены такие методы научного исследования, как изучение научной литературы по теме исследования, нормативно-правовой базы, аналитический и сравнительный методы. Среди теоретических методов, используемых при разработке, отмечу анализ, применяемый в процессе выбора используемого оборудования и метод классификации. Практические методы, используемые в работе – наблюдение, сравнение.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы предполагается получить значительный объем теоретических и практических навыков по исследуемой тематике, которые будет необходимы в процессе дальнейшей трудовой деятельности по специальности.

Заключение:

В данной выпускной квалификационной работе была разработана система управления очистки и подогрева воды в бассейне.
Система контролирует температуру и регулирует чистоту воды в бассейне в соответствии с заданными параметрами. Все параметры отображаются на дисплее и при необходимости могут передаваться на ПК для обработки и хранения.
В ходе выполнения данной работы была изучена литературы, описывающая работу устройств по измерению, поддержанию и регулированию технологических параметров технических систем. Были рассмотрены доступные на рынке устройства, подходящие под заданный объект.
Были получены практические навыки работы с программами для моделирования и проектирования электронных схем, с микроконтроллером и периферийными электронными компонентами.
Был разработан алгоритм работы системы, по которому была написана программа, позволяющая управлять внешними устройствами по регулированию параметров.
По завершению работы получены следующие результаты:
– дана общая характеристика исследуемого объекта и исследованы теоретические аспекты автоматизации управления очистки и подогрева воды в бассейне;
– произведено обоснование темы, постановка цели и задач автоматизации управления очистки и подогрева воды в бассейне;
– исследованы особенности технологического процесса очистки воды в бассейне;
– исследованы требования к качеству воды и системе очистки;
– разработана структура и произведен выбор технических средств системы управления очистки воды в бассейне;
– исследованы технологические аспекты подогрева воды в бассейне;
– произведен выбор технических средств системы управления подогрева воды в бассейне;
– произведена разработка алгоритма функционирования системы управления очистки и подогрева воды в бассейне.
По завершению написания выпускной квалификационной работы необходимо отметить, что все поставленные задачи были выполнены, цель работы в полной мере достигнута.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Анализ исходных данных и обоснование темы ВКР
1.1 Общая характеристика исследуемого объекта и теоретические аспекты автоматизации управления очистки и подогрева воды в бассейне

Исследуемый в данной работе объект – открытый бассейн оздоровительного комплекса, предназначенный для оздоровительного плавания, купания, общеразвивающих упражнений в воде, скиммерного типа, круглогодичного использования, размерами 25×10м.
Источником водоснабжения служит сеть хозяйственно-бытового водопровода оздоровительного комплекса. Техническое помещение совмещено с конструкцией бассейна.
Конструктивно-строительная характеристика исследуемого бассейна приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Конструктивно-строительная характеристика исследуемого бассейна
Характеристика Значение
Назначение бассейна плавание и купание
Тип бассейна скиммерный
Тип покрытия плиточное
Площадь зеркала воды 250 м2
Глубина максимальная/минимальная 1,45/1,25 м
Объем бассейна 338 м2
Объем воды 288 м2
Требуемая температура 25 °С
Периметр бассейна 70 м

В скиммерном бассейне за забор воды отвечают скиммеры. Они представляют собой баки, к которым подсоединён трубопровод. Сбоку скиммеров имеются окошки с плавающими заслонками. Схема работы подобных устройств очень проста:
 загрязнённая вода попадает в окошко скиммера;
 плавающая заслонка отделяет чистую воду от засорённой;
 попадающие в бак крупные кусочки мусора задерживаются фильтром;
 уже очищенная вода подаётся на обогрев, проходит очистку и обеззараживание, а после отправляется обратно в чашу.
Технологическая схема работы скримерного бассейна приведена на ринке 1.1.

Рисунок 1.1 – Технологическая схема работы скримерного бассейна
Так как скиммеры устанавливаются на 10-15 см ниже чаши, то и заполнение её водой должно быть соответствующим: то есть наполнить полную чашу нельзя. Количество устройств для забора воды подбирается индивидуально в зависимости от размеров искусственного водоёма. Как правило, устанавливают один скиммер на каждые 25 квадратных метров.
Среди достоинств бассейнов со скиммерами стоит выделить:
 простую конструкцию и лёгкий монтаж;
 невысокую стоимость (на 10-15% дешевле переливного бассейна);
 отсутствие необходимости в установке ёмкости ниже уровня воды.
Рассмотрим теоретические аспекты автоматизации управления технологическими процессами.