Библиографическое описание:

Шибеко Р. В., Соколов Е. О. Система поддержания микроклимата в серверном помещении банковского расчетно-кассового центра // Молодой ученый. — 2015. — №22. — С. 209-213.

 

Описывается система, предназначенная для поддержания оптимального микроклимата в серверном помещении банковского расчетно-кассового центра. Обеспечивается необходимая температура и влажность, а также очищается воздух от пыли.

Ключевые слова: микроклимат, вентиляция, банк, сервер, заслонки, увлажнитель, температура, датчик, микроконтроллер, двигатель, осушитель, фильтр.

 

Представленная система предназначена для поддержания оптимального микроклимата в серверном помещении банковского расчетно-кассового центра, объемом не более 300 кубических метров. Система должна поддерживать необходимую температуру и влажность, а также очищать от пыли воздух в помещении. Исходя из этого, выделим следующие параметры системы:

        состояние двух воздушных заслонок;

        температура снаружи помещения;

        температура внутри помещения;

        состояние фильтров;

        состояние вентиляторов и двигателей;

        наличие воды в увлажнителе;

        температура воды обогревателя.

Предполагается использование водяного обогревателя, связанного с центральным отоплением (горячим водоснабжением). Схема системы поддержания микроклимата приведена на рис. 1.

В системе предусмотрены следующие датчики:

        4 контактных датчика открытия/закрытия воздушных заслонок;

        3 контактных датчика состояния фильтров;

        3 контактных датчика состояния вентиляторов;

        контактный датчик состояния вентилятора увлажнителя;

        контактный датчик наличия воды в увлажнителе;

        3 датчика температуры;

        датчик влажности;

        датчик вращения двигателя роторного теплообменника;

        датчик вращения двигателя компрессора осушителя-охладителя.

Рис. 1. Система поддержания микроклимата

 

Система управляет следующими устройствами:

        два двигателя открытия/закрытия воздушных заслонок (постоянная скорость вращения);

        два двигателя вентиляторов (плавное регулирование);

        двигатель водяного насоса (плавное регулирование);

        двигатель схемы сбора пыли (постоянная скорость вращения);

        двигатель вентилятора увлажнителем (постоянная скорость вращения);

        двигатель компрессора осушителем-охладителем (постоянная скорость вращения);

        два трехпозиционных электромагнитных водяных клапана;

        двухпозиционный клапан слива воды в осушителе-охладителе;

        двигатель роторного теплообменника (постоянная скорость вращения).

В системе предусмотрены следующие функции:

        опрос клавиатуры;

        обслуживание звуковой сигнализации;

        обслуживание схемы отображения информации.

Предусмотрено задание требуемой температуры и влажности при помощи клавиатуры, показанной на рис. 2.

Рисунок 2 Клавиатура

Рис. 2. Клавиатура

 

Диапазон задаваемых температур — от +15 до +30 ºС с шагом в 1 ºС. Диапазон задаваемых значений влажности — от 40 до 90 % с шагом 1 %. Задание крайних значений величин клавиатурой не воспринимается.

Система отображает температурную информацию на жидкокристаллическом дисплее (рис. 3).

При работе системы возможны следующие аварийные ситуации:

        неисправности одного из вентиляторов (срабатывание соответствующего датчика);

        неисправности воздушной заслонки (на срабатывание соответствующего контактного датчика в течение 1 минуты после подачи напряжения на двигатель заслонки);

        засорен один из фильтров (срабатывание соответствующего контактного датчика);

        неисправность водяного калорифера (повышение температуры обратной воды выше 40 ºС);

        не вращается ротационный рекуператор;

        неисправность увлажнителя (нет эффекта работы через полчаса);

        неисправность осушителя-охладителя (нет эффекта работы через полчаса).

В системе предполагается использование ультразвукового увлажнителя и фильтра НЕРО для сбора пыли.

При возникновении аварийных ситуаций (кроме засорения фильтров и отсутствия воды в увлажнителе) обесточиваются все блоки. При всех аварийных ситуациях о неисправности сообщается подачей звукового сигнала, а также выводится сообщение на дисплей.

Рисунок 3 Дисплей

Рис. 3. Дисплей системы

 

Структурная схема системы изображена на рис. 4 и состоит из следующих блоков:

        КДВЗ — контактный датчик воздушной заслонки;

        СС — схема сопряжения;

        ДВЗ — двигатель воздушной заслонки;

        СУДВЗ — система управления двигателем воздушной заслонки;

        КДСФ — контактный датчик состояния фильтров;

        ДРТ — двигатель роторного теплообменника;

        СУДРТ — система управления двигателем роторного теплообменника;

        ДВКВ — двигатель вентиляции каналов вентиляторов;

        СУДВКВ — система управления двигателями вентиляторами каналов вентиляции;

        ДПС — двигатель пылесборника;

        СУДП — система управления двигателем пылесборника;

        ДУ — двигатель увлажнителя;

        СУДУ — система управления двигателем увлажнителя;

        ДКОО — двигатель компрессора осушителя — охладителя;

        СУДКОО — система управления двигателя компрессора осушителя — охладителя;

        КДВК — контактный датчик вентилятора каналов вентиляции;

        КДСУ — контактный датчик состояния вентилятора увлажнителя;

        КДНВУ — контактный датчик наличия воды в увлажнителе;

        ДТ — датчик температуры;

        ДВ — датчик влажности;

        ДВРТ — двигатель вращения ротора теплообменника;

        ДВКОО — датчик вращения компрессора осушителя — охладителя;

        ЭВК — электромагниты водяных клапанов;

        КС — клапан слива воды в осушителе — охладителе;

        СУПВК — система управления электромагнитных водяных клапанов;

        СУКС — система управления клапаном слива воды;

        СЗС — схема звуковой сигнализации;

        СОИ — схема отображения информации;

        Кл — клавиатура.

Структурная рис

Рис. 4. Структурная схема устройства

 

Функциональная схема системы представлена на рис. 5 и состоит из следующих блоков:

        ДТВ — датчик температуры внутри помещения;

        ДВл — датчик влажности внутри помещения;

        ДТВд — датчик температуры воды;

        ДТС — датчик температуры снаружи помещения;

        КДСЗ — контактные датчики состояния заслонки;

        КДСФ — контактные датчики состояния фильтров;

        КДСВ — контактные датчики состояния вентиляторов увлажнителя и канала вентиляции;

        КДНУ — контактный датчик наличия воды в увлажнителе;

        ДВРТ — датчик вращения роторного теплообменника;

        СС — схема сопряжения;

        ДВДК — датчик вращения двигателя компрессора;

        Кл — клавиатура;

        СП — супервизор питания;

        AVR — центральный микроконтроллер;

        ДГ — электродинамический громкоговоритель;

        ПР — полупроводниковое реле;

        ДВЗ — двигатель заслонок;

        ДВРтТ — двигатель вращения ротора теплообменника;

        ДВ — двигатель вентилятора;

        ДВССП — двигатель системы сбора пыли;

        ДВВУ — двигатель вентилятора увлажнителя;

        ДВК — двигатель компрессора осушителя — охладителя;

        ЭВК — электромагнитный водяной клапан;

        ЭКСВ — электромагнитный клапан слива воды в осушителе-охладителе;

        РГ — регистр;

        LCD — жидкокристаллический дисплей;

        MUX — мультиплексор.

Схема работает следующим образом. Центральным звеном является микроконтроллер, который связан со всеми блоками системы, построенной по радиальному принципу. Все датчики имеют цифровой выход. Исходя из этого, в схему введен мультиплексор для подключения датчиков напрямую к портам микроконтроллера.

Управление мультиплексором осуществляется посредство генерации кодов, при этом датчики опрашиваются последовательно. Отдельно обслуживаются датчики температуры и влажности внутри помещения, объединенные с одну схему. Опрос данных датчиков ведется по интерфейсу I²C (общий выход).

Для звуковой индикации аварийного состояния на соответствующий порт контроллера программным способом формируется периодический сигнал частотой 10 кГц. Подключение потребителей энергии к сети происходит посредством полупроводниковых реле. Реле управляются напрямую микроконтроллером либо через регистр — защелку, который расширяет функцию ввода/вывода. Все потребители имеют два режима работы: включено/выключено. Исключение составляют двигатели вентиляторов, управляемых ШИМ-способом (используется таймер-счетчик микроконтроллера).

Функциональная рис

Рис. 5. Функциональная схема системы

 

Кроме того, микроконтроллер обслуживает систему отображения информации, построенную на ЖК-дисплее. Для этого он формирует информационный канал и служебные сигналы напрямую.

 

Литература:

 

  1. Кузнецов, Р. И. Вентиляция в быту и на производстве- М.: Высшая школа, 1983. — 242 с.
  2. Левшин, В. П. Основы безопасности жизнедеятельности — М.: Горячая линия — Телеком, 2003г. — 234 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle