Розробка автоматизованої системи підтримки рівня води

Abstract

Робота складається із вступу, чотирьох розділів, що містять 24 рисунки, висновків і списку використаних джерел, який налічує 13 найменувань й розміщений на 2 сторінках. Загальний обсяг роботи – 80 сторінок, з якого основного тексту – 64 сторінки. Метою роботи є розробка автоматизованої системи підтримки рівня води у накопичувальній ємності з урахуванням особливостей роботи свердловини, добових тарифів на електроенергію та можливості використання домашньої сонячної електростанції. У першому розділі проведено аналіз предметної області, розглянуто типові рішення автоматизації систем водопостачання, виконано огляд насосних станцій, реле контролю рівня, частотно-керованих систем та програмованих контролерів, а також сформульовано вимоги до розроблюваної системи. У другому розділі досліджено технічні засоби реалізації системи, обґрунтовано доцільність використання сучасних мікроконтролерних платформ та пристроїв автоматизації, розглянуто варіанти контролерів насосної станції, засобів реалізації логіки керування та інтеграції з домашньою сонячною електростанцією. У третьому розділі розроблено структуру системи керування, виконано вибір обладнання, побудовано структурну схему та реалізовано алгоритми автоматичного керування на платформі Tuya Smart. Передбачено контроль рівня води, врахування обмеженого дебіту свердловини, підтримку нічного тарифу електроенергії та використання енергії сонячної електростанції. У четвертому розділі розглянуто питання охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях під час монтажу, налагодження та експлуатації автоматизованої системи. У висновках вказано, що у результаті виконання роботи проведено аналіз існуючих засобів автоматизації систем водопостачання, обґрунтовано вибір технічних засобів реалізації та розроблено автоматизовану систему підтримки рівня води для приватного господарства. Запропоноване рішення забезпечує автоматичне керування насосним обладнанням, раціональне використання електроенергії, підвищення надійності водопостачання та можливість дистанційного контролю за допомогою мобільного застосунку. Отримані результати можуть бути використані для автоматизації систем водопостачання приватних домогосподарств, фермерських господарств та інших об’єктів із накопичувальними резервуарами води.The work consists of an introduction, four chapters containing 24 figures, conclusions, and a list of sources used, which includes 13 items and is placed on 2 pages. The total volume of the work is 80 pages, of which the main text is 64 pages. The purpose of the work is to develop an automated system for maintaining the water level in a storage tank, taking into account the peculiarities of the well operation, daily electricity tariffs and the possibility of using a home solar power plant. The first section analyzes the subject area, considers typical solutions for automating water supply systems, reviews pumping stations, level control relays, frequency-controlled systems and programmable controllers, and formulates requirements for the developed system. The second section examines the technical means of implementing the system, justifies the feasibility of using modern microcontroller platforms and automation devices, considers options for pumping station controllers, means of implementing control logic and integration with a home solar power plant. In the third section, the structure of the control system is developed, the equipment is selected, a structural diagram is built and automatic control algorithms are implemented on the Tuya Smart platform. Water level control, taking into account the limited well flow rate, support for the night electricity tariff and the use of solar power plant energy are provided. In the fourth section, the issues of labor protection and safety in emergency situations during the installation, commissioning and operation of the automated system are considered. The conclusions indicate that as a result of the work, an analysis of existing means of automation of water supply systems was carried out, the choice of technical means of implementation was justified and an automated water level support system for a private household was developed. The proposed solution provides automatic control of pumping equipment, rational use of electricity, increased reliability of water supply and the possibility of remote control using a mobile application. The results obtained can be used to automate water supply systems of private households, farms and other facilities with water storage tanks.