DIPLOMOVÁ PRÁCE MONITOROVACÍ SYSTÉM PROSTŘEDÍ PRO DLOUHODOBÉ SLEDOVÁNÍ KANCELÁŘSKÝCH PROSTOR

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV ODBOR TERMOMECHANIKY A TECHNIKY PROSTŘEDÍ

DIPLOMOVÁ PRÁCE

MONITOROVACÍ SYSTÉM PROSTŘEDÍ PRO DLOUHODOBÉ SLEDOVÁNÍ KANCELÁŘSKÝCH PROSTOR

Vypracoval: Jiří David Vedoucí diplomové práce: Ing. Josef Štětina Číslo diplomové práce: VUT-EU-ODDI-3302-03-06 Celkový počet stran: 55

BRNO

květen 2006

Čestné prohlášení Prohlašuji, že tuto diplomovou práci jsem vypracoval samostatně bez cizí pomoci. Vycházel jsem při tom ze svých znalostí, odborných konzultací a doporučené literatury, uvedené v seznamu.

V Brně dne 25. 5. 2006

…………………………………… podpis

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Poděkování Děkuji vedoucímu mé diplomové práce Ing. Josefu Štětinovi za ochotu při odborných konzultacích a realizaci projektu.

5

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Anotace Diplomová práce se zabývá návrhem měřícího systému pro dlouhodobé sledování prostředí v kancelářských prostorech. Seznamuje čtenáře s veličinami, které jsou potřebné pro vyhodnocení mikroklimatických parametrů vnitřního prostředí, s metodami jejich měření a s vybranými snímači a měřícími moduly. Představuje, pro tento systém vyvinutý, počítačový měřící program, který provádí sběr měřených dat a jejich pravidelné ukládání do databáze, a internetovou aplikaci prezentující naměřená data ve formě tabulek a grafů. Obsahuje příklad použití systému v praxi a rozbor části získaných dat.

6

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

OBSAH

Použité označení..................................................................................................................... 9 1. ÚVOD .................................................................................................................................. 10 2. TEPELNÁ POHODA ........................................................................................................ 11 3. MĚŘENÍ TEPELNÉHO STAVU MIKROKLIMATU .................................................. 13 4. HODNOCENÍ TEPELNÉHO STAVU MIKROKLIMATU ......................................... 18 5. HARDWARE...................................................................................................................... 19 5.1 Moduly ........................................................................................................................... 19 5.1.1 Moduly ADAM firmy Advantech........................................................................... 19 5.1.2 Měřící modul ADAM 4015..................................................................................... 21 5.1.3 Měřící modul ADAM 4018..................................................................................... 22 5.1.4 Převodník ADAM 4520 .......................................................................................... 23 5.2 Snímače .......................................................................................................................... 23 5.2.1 Odporové teploměry................................................................................................ 23 5.2.2 Termoelektrické teploměry ..................................................................................... 23 5.2.3 Termoanemometry .................................................................................................. 25 5.2.4 Snímač teploty a relativní vlhkosti MIDAM 180.................................................... 25 5.2.5 Snímač absolutního tlaku vzduchu MIDAM DPS-02............................................. 26 5.3 Sběrnice.......................................................................................................................... 26 5.3.1 Sběrnice RS 232 ...................................................................................................... 27 5.3.2 Sběrnice RS 485 ...................................................................................................... 27 5.4 Chyby a nejistoty měření................................................................................................ 28 5.4.1 Přímá měření ........................................................................................................... 28 5.4.2 Nepřímá měření....................................................................................................... 29 5.4.3 Nejistoty měření ...................................................................................................... 29 5.4.4 Vyhodnocení nejistot odporového teploměru ......................................................... 31 6. SOFTWARE ....................................................................................................................... 31 6.1 Databáze ......................................................................................................................... 31 6.1.1 Interbase/Firebird .................................................................................................... 32 6.2 SQL ................................................................................................................................ 32 6.3 PHP................................................................................................................................. 33 6.4 Webový server................................................................................................................ 33 6.4.1 Apache..................................................................................................................... 33 7. MONITOROVACÍ SYSTÉM PROSTŘEDÍ................................................................... 34 7.1 Stručný popis.................................................................................................................. 34 7.2 Rozmístění a zapojení snímačů ...................................................................................... 34 7.3 Měřící program Envimo ................................................................................................. 36 7.3.1 Nastavení programu před měřením ......................................................................... 37 7.3.2 Postup měření.......................................................................................................... 40 7.4 Databáze ......................................................................................................................... 42 7.5 Prezentace dat................................................................................................................. 43 8. VYHODNOCENÍ MĚŘENÍ.............................................................................................. 45 8.1 Měření kulovým teploměrem ......................................................................................... 45 7

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

8.1.1 Statistický rozbor teplotních rozdílů ....................................................................... 47 8.1.2 Tepelná setrvačnost ................................................................................................. 49 8.2 Měření vlhkosti .............................................................................................................. 50 8.3 Měření tlaku ................................................................................................................... 51 8.4 Měření teploty ................................................................................................................ 52 9. ZÁVĚR................................................................................................................................ 53 10. PŘÍLOHY ......................................................................................................................... 54 10.1 Příkazová sada modulu ADAM 4018 .......................................................................... 54 11. LITERATURA ................................................................................................................. 55

8

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Použité označení

Značka q Q QK QD QS QV I kr p P p(y) SR s s2 ta tg tkorig tm to tr tpr Δtpr tr ts uA uB uC U va x x ε η ϕ σ σ2

Veličina Měrný energetický výdej Energetický výdej Tepelný tok konvekcí Tepelný tok dýcháním Tepelný tok sáláním Tepelný tok vypařováním Intenzita sálání Koeficient rozšíření Tlak Pravděpodobnost výskytu hodnoty Hustota pravděpodobnosti Intenzita pocení Směrodatná odchylka Rozptyl Teplota vzduchu Výsledná teplota Korigovaná teplota Teplota mokrého teploměru Operativní teplota Střední radiační teplota Rovinná radiační teplota Asymetrie radiační teploty Teplota rosného bodu Povrchová teplota Nejistota typu A Nejistota typu B Kombinovaná nejistota Rozšířená nejistota Rychlost proudění vzduchu Medián Průměr Odchylka Účinnost Relativní vlhkost Směrodatná odchylka Rozptyl

9

Jednotka W.m-2 W W W W W W.m-2 Pa g.h-1 °C °C °C °C °C °C °C °C °C °C

m.s-1 % %

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

1. Úvod Kvalita prostředí v obytných a pracovních prostorách má velký vliv na tělesné a duševní zdraví člověka a jeho pracovní výkon. Cílem je dosažení pohody prostředí. Zda je takového stavu dosaženo se objektivně posuzuje měřením. Použití počítače v oblasti měření umožňuje často dosažení vyšší přesnosti měření. Při dlouhodobé činnosti je největší výhodou možnost zautomatizování sběru dat v pravidelných intervalech a jejich následného zpracování. Pro sledování a hodnocení stavu prostředí lze použít zobrazení výsledků měření na internetu. Prezentace dat na internetu s sebou přináší výhody vzdáleného přístupu k výsledkům všech měření bez potřeby specializovaného programového vybavení.

10

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

2. Tepelná pohoda Tepelná pohoda znamená, že je dosaženo takových tepelných poměrů, kdy člověku není ani chladno, ani příliš teplo – člověk se cítí příjemně (Cihelka). Člověk na základě svých biologických pochodů neustále produkuje teplo, které odevzdává do svého okolí. Množství uvolňované energie závisí především na intenzitě fyzické činnosti a na hmotnosti člověka. Jen malá část této energie se přemění v mechanickou práci konanou člověkem, zatímco většina se transformuje do vnitřního tepla. Základní životní podmínkou je tepelná rovnováha člověka. To je stav, kdy prostředí odebírá tělu tolik tepla, kolik právě produkuje. Teplo, které člověk vydává do okolí, závisí na teplotním spádu, tj. na rozdílu teplot mezi povrchem těla a teplotou okolí. Výměna tepla s okolím nastává vedením, konvekcí, sáláním, vypařováním, dýcháním a její velikost ovlivňuje termoregulační centrum těla. Teplo vzniká v tělesném jádru, zejména v játrech. Toto teplo se rozvádí po celém těle z velké části prouděním krve. Lidské tělo má účinný termoregulační systém, který udržuje teplotu tělesného jádra na hodnotě přibližně 37 °C. Teplota kůže se může pohybovat v rozmezí 31 až 34 °C, podle okolního prostředí. Na teplé prostředí nebo stoupající produkci metabolického tepla tělo člověka reaguje rozšířením podkožních cév a zvýšením zásobování pokožky krví. Je to tedy teplota pokožky, která zvýší odvod tepla z těla. Jestliže zvýšení teploty pokožky nemůže obnovit tepelnou rovnováhu, jsou aktivovány potní žlázy a dojde k pocení. Pocení je účinný ochlazovací nástroj, protože teplo potřebné k odpaření potu je odebíráno z pokožky. Zvýšení teploty tělesného jádra pouze o několik desetin stupně Celsia vede ke tvorbě potu. Pokud nedojde k obnovení tepelné rovnováhy těla, může nastat přehřátí organismu. Prvními příznaky jsou: slabost, bolest hlavy, ztráta chuti, nevolnost, krátký dech, zrychlený tep (až 150/min), lesklé oči, duševní nepokoj, apatie nebo naopak vznětlivost. V případě, že prostředí je příliš chladné a odebírá tělu více tepla, než produkuje, nastává podchlazení. Organismus se tomu brání fyzikální termoregulací, tzn. omezí průtok krve do periferních částí těla (končetiny, nos, uši), které tak pomocí snížení své povrchové teploty sníží výdej tepla do okolí. Pokud to nestačí, může se aktivovat chemická termoregulace, tj. přímá výroba tepla. Takovým procesem je i svalový třes. Svalová práce má však malou účinnost, tzn. že svalový výkon se z velké části mění na teplo. Povrchová teplota kůže je tak výsledkem neustálé interakce mezi člověkem a okolím, kterému se tak snaží přizpůsobit. Mimo uvedených základních termoregulačních procesů, které se uskutečňují automaticky a bez zásahu vůle, používá člověk ještě vědomou termoregulaci. K uvědomělým konáním na zajištění pocitu teplené pohody patří: − − − −

změna tělesné činnosti a tím změna metabolického tepla, změna části povrchu těla, která se účastní na výměně tepla, změna oblečení, změna teploty prostředí.

Rovnice tepelné rovnováhy: Q = QK + QS + QV + QD

(1)

11

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Na levé straně je teplo člověkem produkované, na pravé straně teplo vydávané do prostředí. Pokud je rovnice splněna, je člověk ve stavu tepelné rovnováhy [10]. Q představuje energetický výdej. Energetický výdej se skládá z metabolického tepla, které vzniká při základních biologických pochodech a má pro dospělého člověka hodnotu 58,15 W/m2. Energetický výdej se vyjadřuje také v jednotkách Met (1 Met = 58,15 W/m2). Dospělý člověk má plochu přibližně 1,8 m2. Fyzická aktivita je provázena zvýšením energetického výdeje. Tab. 1 Měrný energetický výdej vybraných činností Měrný energetický výdej Činnost q (W/m2) Spánek 41 Sezení v klidu 58 Kancelářské práce 58 až 70 Chůze po rovině 3,2 km/h 116 Chůze po rovině 6,4 km/h 221 Squash 320 až 430 Ruční hoblování 350 Vaření 83 až 116 Ruční praní a žehlení 116 až 210 QK představuje tepelný tok konvekcí, tedy prouděním. Výdej tepla prouděním roste s rychlostí proudícího vzduchu. Při vyšších teplotách vzduchu, kdy klesá teplotní spád mezi povrchem těla a okolím, člověka vítr příjemně ochladí, kdežto za bezvětří pociťuje horko. QS označuje výdej tepla sáláním (radiací). Všechny pevné povrchy, které mají teplotu vyšší než absolutní nula, vydávají teplo sáláním. Sálavý tok prochází vakuem i vzduchem beze změn. Na teplo se mění až při dopadu na pevný povrch. Tak člověka zahřívá sluneční záření, i když je okolní vzduch chladný. Naopak v zimě, kdy při nízké teplotě vnějšího vzduchu je vnitřní povrchová teplota prosklených ploch výrazně nižší než teplota vzduchu v místnosti, je tento jev negativně vnímán člověkem jako tzv."chladné sálání". Tepelná bilance mezi dvěma pevnými povrchy, které si předávají teplo sáláním, závisí tedy na rozdílu jejich povrchových teplot. Pro člověka to znamená rozdíl mezi teplotou kůže, resp. oděvu a teplotou okolních stěn. QV značí výdej tepla difůzí vodní páry pokožkou a odpařováním potu. Člověk odevzdává do prostředí trvale určité množství vodní páry. Za optimálních podmínek vodní páru pohltí okolní vzduch a pokožka zůstává suchá. Tento jen nazýváme difůzí vodní páry pokožkou. Pokud je prostředí velmi teplé, teplotní spád mezi povrchem těla a okolím se zmenšuje, ochlazuje se člověk pocením. To znamená, že odvádí teplo do okolí. QD vyjadřuje výdej tepla dýcháním, v tepelné bilanci tvoří malý podíl.

12

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Faktory, které ovlivňují tepelnou pohodu, lze rozdělit do tří skupin [3]: − Vnitřní prostředí − Teplota vzduchu – teplota interiérového vzduchu bez vlivu sálání z okolních povrchů. − Střední radiační teplota – myšlená rovnoměrná společná teplota všech ploch v prostoru, při níž by byl přenos tepla z těla sáláním stejný jako ve skutečnosti. − Vlhkost vzduchu – relativní vlhkost, která udává nasycení vzduchu vodní parou. − Rychlost proudění vzduchu a jeho turbulence – rychlost vzduchu ovlivňuje přenos tepla prouděním a odpařování vlhkosti z pokožky. Může však způsobit i pocit průvanu. − Osobní faktory − Hodnota metabolismu − Oblečení – jeden z hlavních faktorů ovlivňujících odvod tepla z lidského těla do okolí. Pro účely studia tepelné pohody byla zavedena jednotka clo. 1 clo odpovídá izolační hmotě s tepelným odporem R = 0,155 m2K/W). 1 clo je izolační hodnota pro běžný pánský oblek s bavlněným spodním prádlem. Celková hodnota clo pro soubor oblečení je 0,82 násobek součtu jednotlivých částí oblečení. − Doplňující faktory − Jídlo a pití − Adaptace na venkovní klima − Adaptace na vnitřní klima − Tělesná postava a podkožní tuk – produkce tepla je úměrná hmotě těla, ale tepelné ztráty závisí na povrchu těla. Štíhlí lidé s hranatou postavou mohou mít větší plochu těla než lidé s oblou (zakulacenou) postavou, to znamená i úměrně větší tepelnou výměnu s okolím. Oblejší lidé preferují nižší teploty, protože mají menší povrch pro tepelnou výměnu s okolím, ale i proto, že podkožní tuk je dobrý izolátor. − Věk a pohlaví

3. Měření tepelného stavu mikroklimatu Při měření stavu vnitřního prostředí je třeba si uvědomit, že člověk nepociťuje teplotu v místnosti, ale cítí tepelný tok z těla do okolí. Proto je třeba měřit veličiny, které tento tok ovlivňují. Vliv těchto veličin přitom není stejný. Měřené a stanovené veličiny potřebné pro vyhodnocení mikroklimatických parametrů vnitřního prostředí a tepelné zátěže definované ve vztahu k člověku pohybujícímu se ve sledovaném prostoru jsou [6]: Teplota vzduchu ta (°C) také nazývaná suchá teplota, je teplota v okolí lidského těla, měřená jakýmkoli teplotním čidlem neovlivněným sáláním okolních ploch. Při měření teploty lze použít jakékoli teplotní čidlo s požadovanou přesností měření ± 0,2 °C. Musí být brána v úvahu jeho tepelná setrvačnost, výslednou hodnotu lze odečítat až po ustálení čidla. Je zapotřebí

13

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

snížit vliv okolní radiace na teplotní čidlo. Změřená hodnota by pak neodpovídala skutečné teplotě vzduchu, ale ležela by někde mezi teplotou vzduchu a střední radiační teplotou. Výsledná teplota tg (°C) je teplota v okolí lidského těla měřená kulovým teploměrem, která zahrnuje vliv současného působení teploty vzduchu, teploty okolních ploch a rychlosti proudění vzduchu. Pro měření se používá kulový teploměr. Kulový teploměr je tvořen koulí z měděného plechu o průměru obvykle 150 nebo 100 mm. Koule má matný černý povrch vytvořený elektrochemicky či nátěrem (Vernonův kulový teploměr), nebo má povrch potažený pěnovým polyuretanem (Vernonův – Joklův kulový teploměr). Ve středu koule je umístěna baňka rtuťového teploměru, případně jiné teplotní čidlo. Doba ustálení kulového teploměru je 20 až 30 minut podle fyzikálních vlastností koule a podmínek prostředí. Pro velkou tepelnou setrvačnost není tento přístroj vhodný pro měření v prostředí s rychlými teplotními změnami. Operativní teplota to (°C) je rovnoměrná teplota uzavřené černé plochy, uvnitř které by člověk sdílel sáláním a prouděním stejně tepla jako v prostředí skutečném. Stanoví se výpočtem. t o = t r + A ⋅ ( t a − t r ) pokud va ≥ 0,2 m.s-1

(2)

-1

(3)

to = tg

pokud va < 0,2 m.s

kde A je funkcí rychlosti proudění vzduchu podle tab. 2. Tab. 2 Závislost koeficientu A pro výpočet operativní teploty to na rychlosti proudění vzduchu va (m.s-1) -1 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1,0 va (m.s ) A (-) 0,50 0,53 0,60 0,65 0,70 0,75

Střední radiační teplota t r (°C), také nazývaná střední teplota sálání ploch, je rovnoměrná teplota okolních ploch, při níž se sdílí sáláním stejně tepla jako ve skutečném heterogenním prostředí. Pro přesná měření střední radiační teploty se používají různé typy přístrojů založené na principu měření přenosu tepla zářením, které lze obecně nazvat radiometry. V oblasti techniky prostředí se nejčastěji používá kulový teploměr, dva katateploměry, dvoukulový radiometr a čidlo konstantní teploty. Střední radiační teplota slouží jako jedna ze vstupních hodnot pro výpočet operativní teploty.

[

t r = ( t g + 273) 4 + 2,9 ⋅ 10 8 ⋅ v 0a, 6 ( t g − t a )

]

1/ 4

− 273

(4)

kde tg je výsledná teplota kulového teploměru φ 0,10 m (°C) nebo

[

t r = ( t g + 273) 4 + 2,5 ⋅ 10 8 ⋅ v 0a,6 ( t g − t a )

]

1/ 4

− 273

kde tg je výsledná teplota kulového teploměru φ 0,15 m (°C)

14

(5)

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Rovinná radiační teplota tpr (°C) nebo také radiační teplota protilehlých ploch je chápána jako rovnoměrná teplota okolních povrchů, kde radiace na jedné straně malého rovinného prvku je stejná jako v nerovnoměrném skutečném prostředí. Radiační teplota protilehlých ploch popisuje radiaci jen v jednom směru, proto ji lze označit také jako radiační teplotu v daném směru. Pro měření radiačních teplot protilehlých ploch se používá směrový radiometr, zahřívané čidlo s reflexním a pohltivým kotoučem, kotouč s konstantní teplotou a řada dalších přístrojů. Pokud měřící přístroj dovoluje měřit jen radiační teplotu v jednom směru, je nutné pro zjištění asymetrie radiační teploty provést měření ve dvou opačných směrech. Radiační teploty protilehlých ploch lze však také počítat, ale početní řešení je značně obtížné, jelikož vyžaduje znalost teplot všech povrchů objektů ve sledovaném prostoru, a to včetně rozmístění povrchů v tomto prostoru. Asymetrie radiační teploty Δtpr (°C, K) také nazývaná jako asymetrie teploty sálání, je rozdíl mezi rovinnými radiačními teplotami dvou protilehlých ploch malého rovinného prvku. Intenzita sálání I (W.m-2) vyjádřená jako efektivní tok sdílený sáláním, popisuje výměnu tepla sáláním mezi povrchy (plochami) prostoru a lidským tělem. Pro přímá měření slouží radiometry. Intenzitu sálání lze také vypočítat pomocí radiační teploty ze vztahu: I=

( t r + 273) 4 − 8,65 ⋅ 10 9 17,3 ⋅ 10 6

(W ⋅ m −2 )

(6)

za podmínky, že průměrná teplota povrchu lidského těla je 32 °C. Korigovaná teplota tkorig (°C) je teplota vzduchu snížená vlivem proudění vzduchu, která se užívá při hodnocení účinku větru na člověka na venkovních pracovištích. Povrchová teplota ts (°C) je teplota měřená na povrchu těles a stavebních konstrukcí kontaktním nebo bezkontaktním způsobem. Konstrukce kontaktních teploměrů musí být taková, aby bylo co nejméně ovlivněno teplotní pole v místě měření. Při měření větších ploch je výslednou hodnotou měření plošně vážený průměr dle vztahu

ts = (t1A1+ t2A2 + ………. + tnAn) / A

(7)

kde A (m2) je celý povrch měřené plochy, A1, A2 … An (m2) jsou části povrchu A, ve kterých jsou měřeny povrchové teploty t1, t2 ... tn Z bezdotykových teploměrů se při měření stavebních konstrukcí nejvíce používají infračervené radiační přístroje, které dávají okamžitý obraz teplotních poměrů na sledovaném povrchu, odečtené hodnoty jsou již hledanými teplotami, průměrnými pro příslušný měřený povrch. Povrchová teplota je používána: − při hodnocení přípustných povrchových teplot pevných materiálů, s nimiž přichází kůže pracovníka do přímého styku, − pro výpočet teploty sálání, − pro určení teploty podlahy. 15

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Relativní vlhkost φ (%) vyjadřuje stupeň nasycení vzduchu vodními parami, definovaný poměrem hustoty vodní páry ve vzduchu a ve vlhkém vzduchu nasyceném vodní párou při stejné teplotě a tlaku.

Používanými přístroji jsou: − psychrometry, kde se hodnota relativní vlhkosti získá z psychrometrické tabulky nebo diagramu na základě změřené suché teploty ta a mokré teploty tm nuceně větraného mokrého teploměru, − kapacitní vlhkoměry – na hodnotu vlhkosti se převádí kolísání elektrické kapacity čidla, − hygrometry, tj. vlhkoměry založené na prodloužení nebo deformaci organického materiálu, např. blánové a vlasové. Tyto vlhkoměry se musí často kalibrovat a před měřením vždy provést „regeneraci“ organického materiálu. Požadovaná přesnost pro rozsah měření 30–70 % φ je ± 5 %. Teplota mokrého teploměru tm (°C) nazývaná psychrometrická, je teplota nuceně větraného vlhčeného teplotního čidla používaná při stanovování relativní vlhkosti vzduchu psychrometrem. Teplota rosného bodu tr (°C) je teplota, při níž dochází k orosování povrchů, tzn. vlhký vzduch je ochlazen až na teplotu, při níž se dosáhne stavu sytosti (relativní vlhkost je 100 %). Stanoví se z teploty a vlhkosti vzduchu z psychrometrického diagramu nebo výpočtem. Některé v současnosti užívané přístroje přímo ukáží hodnotu teploty rosného bodu. Rychlost proudění vzduchu va (m.s-1) je veličina charakterizující pohyb vzduchu v prostoru, je určená svojí velikostí a směrem proudění. Rychlost proudění vzduchu v prostoru je nutno měřit metodami, které umožňují stanovit s dostatečnou přesností nízké rychlosti proudění 0,05 až 0,5 m.s-1. Protože pohyb vzduchu v prostoru je značně turbulentní a časově velmi proměnný, nelze k vyhodnocení použít okamžité změřené hodnoty, ale pouze střední hodnoty za delší časový interval – minimálně 1 min., optimálně 3 min. Je třeba uvážit citlivost čidla na směr proudění vzduchu. Doporučovaná jsou všesměrová čidla s krátkou dobou ustálení. Při použití směrového čidla je zapotřebí měřit ve směru, kde byly zjištěny největší okamžité hodnoty. Je vhodné toto měření minimálně třikrát opakovat, aby se vyloučila chyba měření způsobená nesprávným směrem měření. K měření rychlosti proudění vzduchu se nejčastěji používají:

− všesměrová čidla, např. anemometr se zahřívanou kuličkou, termistorový anemometr, laserový Dopplerův anemometr, ultrazvukový anemometr, − směrová čidla, např. lopatkové anemometry, anemometr se žhaveným vláknem. Požadovaná přesnost měření ± 0,1 m.s-1, vhodná přesnost ± 0,05 m.s-1.

16

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Intenzita turbulence Tu popisuje vliv turbulence na ochlazování lidského těla konvekcí. Při měření v prostoru se střední hodnota rychlosti určuje z časového průběhu rychlosti za dobu minimálně 3 minut. Rychlostní čidla pro měření turbulence musí mít malé časové konstanty a musí být napojeny na přístroje schopné sledovat a zaznamenat tyto rychle probíhající děje.

Tu =

s va

(8)

Kde s je směrodatná odchylka místní rychlosti vzduchu, v a je místní průměrná rychlost vzduchu. Volba míst měření je závislá na činnosti a pohybu osob. Snímací čidla se umísťují na úroveň výšky hlavy, břicha a kotníků člověka: pro sedící osobu – 1,1; 0,6; 0,1 m pro stojící osobu – 1,7; 1,1; 0,1 m Počet měřicích míst z hlediska vertikálního rozložení mikroklimatických parametrů je závislý na tom, zda je možné prostředí v blízkosti osoby považovat za homogenní nebo heterogenní. Jako homogenní prostředí lze označit takové prostředí, kde jsou v daném okamžiku odchylky jednotlivých mikroklimatických veličin měřených v doporučených výškách hlavabřicho-kotníky od jejich střední hodnoty menší než ± 5 %. V homogenním prostředí stačí jedno místo měření v prostoru ve výšce břicha stojící nebo sedící osoby. V prostředí heterogenním (např. tam, kde jsou zdroje sálavého tepla nebo chladu, proměnlivé rychlosti proudění vzduchu apod.) nebo v případech, kdy sledovaná osoba pracuje na různých místech, se musí měřit na několika místech v prostoru a ve všech třech výškách, tj. v úrovni hlavy, břicha a kotníků. Z takto naměřených veličin pro všechny tři výšky se vypočítá průměrná hodnota. V heterogenním prostředí se výsledná teplota tg měří vždy ve všech třech výškách. Teplotu vzduchu ta stačí ve většině případů měřit pouze ve výšce břicha (sálavé složky prostředí, které ovlivňují výslednou teplotu, ovlivňují teplotu vzduchu minimálně), stejně tak vlhkost vzduchu. Působení rozdílné rychlosti proudění vzduchu se projeví na výsledné teplotě. Pokud nepotřebujeme znát jednotlivé rychlosti proudění vzduchu pro další výpočty nebo pro posouzení lokálního diskomfortu, stačí také jedno měření ve výšce břicha pracovníka. Stanovení průměrných hodnot teplot: Průměrná hodnota pro výslednou teplotu, nebo teplotu sálání v daném okamžiku se určí ze vztahu Φt =

t hlava + 2t bricho + t kotniky

(9)

4

Počet měřicích míst z hlediska horizontálního rozložení mikroklimatických parametrů nebo změny činností zaměstnance je závislý na tom, jak se mění mikroklimatické veličiny v blízkosti pohybující se osoby v průběhu dne. V prokazatelně stacionárním prostředí, tj. kde jsou v průběhu dne odchylky jednotlivých mikroklimatických veličin od jejich střední hodno-

17

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

ty menší než ± 5 %, stačí měřit dvě hodiny s pravidelnými půlhodinovými odečty jednotlivých veličin. Pokud je prostředí nestacionární, nebo pokud se osoba pohybuje na různých místech, musí se mikroklimatické veličiny sledovat tak, aby doba měření umožnila popsat měnící se mikroklimatické parametry během celé směny nebo doby pobytu osoby. Obvykle postačí měřit v případě osmihodinové směny 6 hodin s odečty veličin nejdéle v hodinových intervalech, optimálně v půlhodinových intervalech. Součástí měření mikroklimatických parametrů vnitřního prostředí je měření teploty a vlhkosti venkovního prostředí s popisem venkovní klimatické situace (slunečno, zataženo, vítr a podobně).

4. Hodnocení tepelného stavu mikroklimatu Na základě rovnice tepelné pohody lze sestavit různé diagramy (většinou nomogramy) nebo i tabulky tepelné pohody, ve kterých jsou vymezené vhodné rozsahy jednotlivých veličin tepelného stavu mikroklimatu, a to pro různé typy činnosti člověka a pro různé typy oblečení. V některých diagramech bývá tepelná pohoda vyjádřena i procentem nespokojených lidí nebo stupněm či indexem komfortu. Nařízení vlády České republiky 178/2001 Sb. stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci. Pro uzavřená pracoviště předepisuje přípustné hodnoty mikroklimatických podmínek pro celý rok. Na pracovištích, kde se vykonává kancelářská administrativní práce, musí být ještě dodrženy tyto požadavky: Rozdíly teplot vzduchu mezi úrovní hlavy a kotníků nesmí být větší než 3 °C, asymetrie radiační teploty od oken nebo jiných chladných svislých povrchů nesmí být větší než 10 °C, asymetrie radiační teploty od teplého stropu nebo jiných vodorovných povrchů nesmí být větší než 5 °C, intenzita osálání hlav nesmí být větší než 200 W.m-2. Tab. 3 Přípustné hodnoty mikroklimatických podmínek pro kancelářskou práci Q (W.m-2) to min to opt to max va (m.s-1) φ (%) SRto (g.h-1) ≤ 80 20 22 ± 2 28 0,1 až 0,2 30 až 70 107 kde to min je platná pro tepelný odpor oděvu 1 clo to opt je platná pro tepelný odpor oděvu 0,75 clo to max je platná pro tepelný odpor oděvu 0,5 clo va je rychlost proudění vzduchu SR je intenzita pocení φ je relativní vlhkost clo je jednotka tepelně izolační vlastnosti oděvu. Přípustnou operativní teplotou se rozumí průměrná operativní teplota, která je dána časově váženým průměrem teplot vyskytujících se v osmihodinové směně, respektive aritmetickým průměrem pravidelně měřených teplot v intervalech nejdéle jedné hodiny.

18

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Měřič tepelného komfortu – je to přístroj, který umožňuje měření a hodnocení stupně tepelné pohody v různých prostředích. Tepelný snímač tohoto přístroje, jehož parametry odpovídají tepelným charakteristikám lidského těla, je elektricky vyhříván na určitou teplotu a v daném prostředí je stejně jako katateploměr ochlazován konvekcí a sáláním. Po nastavení parametrů odpovídajících skutečné tělesné činnosti, tepelnému odporu oděvu a parciálnímu tlaku vodních par ve vzduchu měří tento přístroj účinnou teplotu okolních ploch a na základě rovnice tepelné pohody vyhodnocuje a indikuje stupeň tepelné pohody či nepohody v daném prostředí, tzv. index PMV (index předpokládaného středního výsledku hodnocení). Index PMV vychází ze 7 stupňové psychrofyzikální stupnice:

- 3 - 2 - 1 0 +1 +2 +3

zima, chladno, mírně chladno, tepelná pohoda, mírně teplo, teplo, horko

Na stupnici přístroje lze také odečíst pohodovou teplotu a index PPD, tj. index předpokládaného procenta nespokojených. Zatímco index PMV je vyjádřením všeobecného stupně pohody či nepohody pro velkou skupinu osob, index PPD přestavuje procento osob, které budou ve zkoumaném prostředí určitě nespokojeny [9].

5. Hardware

5.1 Moduly V řadě případů při laboratorním měření a v převážné většině průmyslových aplikací nelze připojit vstupy řídicího počítače přímo k zařízení, jehož parametry chceme měřit. V těchto případech je nutné, doplnit zapojení o obvody či moduly pro přizpůsobení a úpravu signálu. Stejně tak pro galvanické oddělení vstupů a výstupů řídicího počítače se používají moduly, které mimo oddělovačů často obsahují také zdroj referenčního napětí resp. proudu pro napájení senzorů a filtry pro filtraci signálu. Řada modulů je vyráběna s galvanickým oddělením vstupu a výstupu, které fungují jako předzesilovače, filtry, zdroje proudu resp. převodníky pro přímé připojení řady senzorů neelektrických veličin. 5.1.1 Moduly ADAM firmy Advantech

Firma Advantech je předním světovým výrobcem měřící a regulační techniky. Rodina modulů ADAM řady 4000 zahrnuje širokou škálu modulů s digitálním nebo analogovým vstupem či výstupem a několik převodníků pro připojení systému k běžnému osobnímu počítači. Dálkové řízení modulů zajišťuje sada přibližně deseti příkazů v ASCII formátu, které se přenáší po sběrnici RS 485. Pomocí těchto příkazů se provádí veškeré nastavení a kalibrace modulů. Na modulech samotných nenajdeme žádné prvky měnící jejich nastavení. Konfigu19

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

rační a kalibrační parametry modulu jsou ukládány do paměti EEPROM, ve které jsou uloženy pro případ výpadku napájení. Běžně jsou moduly napájeny stejnosměrným napětím 24 V, ale dovolený rozsah napětí je 10 až 30 V. Díky kompaktní konstrukci, zvýšené odolnosti a nízké spotřebě je lze provozovat v prostředí o teplotě 0 až 70 °C a vlhkosti 0 až 95 % [11].

Obr. 1 Zapojení modulů ADAM Základní technické údaje: − − − − − − −

Maximální přenosová rychlost 115,2 Kb/s Maximální komunikační vzdálenost 1200 m LED ukazatel napájení a komunikace ASCII protokol příkaz/odpověď Asynchronní datový formát: 1 start bit, 8 data bit, 1 stop bit, no parity Až 256 modulů na jeden sériový port Online přidání a odebrání modulu

Označení ADAM-4011 ADAM-4012 ADAM-4013 ADAM-4015 ADAM-4016 ADAM-4017 ADAM-4018 ADAM-4019

Tab. 4 Moduly ADAM řady 4000 Popis Termočlánkový vstupní modul Analogový vstupní modul RTD vstupní modul Šestikanálový RTD vstupní modul Analogový I/O modul Osmikanálový analogový vstupní modul Osmikanálový analogový vstupní modul Osmikanálový univerzální analogový vstupní modul 20

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

ADAM-4021 ADAM-4024 ADAM-4050 ADAM-4051 ADAM-4052 ADAM-4053 ADAM-4055 ADAM-4060 ADAM-4069 ADAM-4080

Analogový výstupní modul Čtyřkanálový analogový výstupní modul Digitální I/O modul Šestnáctikanálový digitální vstupní modul Izolovaný digitální vstupní modul Šestnáctikanálový digitální vstupní modul Šestnáctikanálový izolovaný digitální I/O modul Reléový výstupní modul Osmikanálový reléový výstupní modul Čítačový vstupní modul

Označení ADAM-4500 ADAM-4510 ADAM-4520 ADAM-4521 ADAM-4522 ADAM-4530 ADAM-4541 ADAM-4542 ADAM-4550 ADAM-4561 ADAM-4572

Tab. 5 Moduly ADAM řady 4500 Popis Komunikační kontrolér na bázi PC Repeater RS 422/RS 485 Izolovaný RS 232/RS 485 převodník Adresovatelný RS 232/RS 485 převodník RS 232/RS 485 převodník Leased modem interface RS 232/RS 422 optické vlákno převodník RS 232/RS 422 optické vlákno převodník Rádio modem 2,4 GHz USB RS 232/RS 485 převodník Ethernet/Modbus brána

5.1.2 Měřící modul ADAM 4015

ADAM 4015 je šestikanálový RTD vstupní modul. Obsahuje funkci rozpoznání přerušeného spojení, díky které může uživatel snadno odhalit závadu. Tento modul podporuje dvou i tří drátová RTD čidla. Základní technické údaje: − − − − − − −

6 vstupních kanálů Izolační ochrana 3000 V Vzorkovací rychlost 12 s-1 Vstupní impedance 10 MΩ Přesnost ± 0,1 % Příkon 1 W Typy vstupů a rozsah pracovních teplot

21

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06 Tab. 6 Typ Pt100

Rozsah -50 až 150 °C 0 až 100 °C 0 až 200 °C 0 až 400 °C -200 až 200 °C -40 až 160 °C -30 až 120 °C -80 až 100 °C 0 až 100 °C

Pt1000 BALCO500 Ni 50 RTD Ni 508 RTD 5.1.3 Měřící modul ADAM 4018

ADAM 4018 je šestnáctibitový, osmikanálový analogový vstupní modul. Modul provádí převod analogového signálu na digitální signál na všech osmi kanálech, obsahuje jeden D/A převodník, jednočipový mikrokontrolér a podpůrné obvody. Každý kanál je k převodníku připojen na předem stanovenou dobu, ve které se provede měření a převod analogové úrovně vstupu na číselnou hodnotu. Takto získaná data dále zpracovává mikrokontrolér a posílá je řídícímu počítači. Základní technické údaje: − − − − − − − − −

8 vstupních kanálů 16 bitové rozlišení Vstupní rozsahy: ±15 mV, ±50 mV, ± 100 mV, ± 500 mV, ± 1 V, ± 2,5 V, ± 20 mA Izolační ochrana 3000 V Vzorkovací rychlost 10 s-1 Vstupní impedance 20 MΩ Přesnost ± 0,1 % Příkon 0,8 W Typy termočlánků a rozsah pracovních teplot

Typ J K T E R S B

Tab. 7 Rozsah 0 až 760 °C 0 až 1370 °C -100 až 400 °C 0 až 1000 °C 500 až 1750 °C 500 až 1750 °C 500 až 1800 °C

22

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

5.1.4 Převodník ADAM 4520

Převádí signál RS 232 na samostatný signál RS 485. Umožňuje vybudovat dálkový komunikační systém na průmyslové úrovni využívající výhody RS 485. Přitom součástí tohoto systému může být díky převodníku ADAM 4520 běžný osobní počítač. Není tedy třeba žádného dodatečného programového ani hardwarového vybavení. Převodník je vybaven konektorem RS 232 DB9 díky němuž jej lze snadno propojit s každým stejně vybaveným počítačem. Základní technické údaje: − − − − − − − −

Přenosová rychlost až 115,2 Kb/s Automatická kontrola datového toku RS 485 Síťové propojení až na vzdálenost 1200 m Izolační ochrana 3000 V Napájecí napětí +10– +30 V Příkon 1,2 W Pracovní teplota -10– 70 °C Konektor RS 232 DB9

5.2 Snímače 5.2.1 Odporové teploměry

Využívají fyzikálních vlastností elektricky vodivých látek a polovodičů. Odpor takových látek je obecně závislý na teplotě. Tuto závislost lze v určitém rozsahu teplot obvykle nahradit přímkou. Pro vyšší požadované přesnosti a širší měřící rozsahy se závislost odporu na teplotě nahrazuje i polynomy vyšších stupňů. Odporové teploměry z elektricky vodivých látek bývají nejčastěji vyrobeny z platiny, a to pro teploty do 600 °C, přechodně do 1000 °C. V obdobných teplotních rozsazích se používá palladium. Pro nižší teploty lze použít nikl, stříbro, zlato nebo slitiny Au-Ag a jiné. Čidlo odporového teploměru je vyrobeno z drátku o průměru 0,01 až 0,1 mm. Přívody k čidlu musí být z materiálu, který netvoří s odporovým drátem termoelektrický nebo galvanický článek. Nejčastěji se lze setkat s odporovými čidly Pt100. Tato čidla lze podle přesnosti rozdělit do tří tříd: třída přesnosti A s tolerancí 0,15 °C, třída přesnosti B s tolerancí 0,30 °C a třída přesnosti C s tolerancí 0,60 °C. Při výběru čidel Pt100 můžeme volit z široké nabídky vyráběných velikostí a rozmezí měřících rozsahů. Všechny uvedené tolerance platí pro teplotu 0 °C. Aplikace odporových teploměrů je výhodná, chceme-li použít naměřené signály pro další elektrické zpracování naměřených hodnot – v oblasti regulace, automatizace a podobně. 5.2.2 Termoelektrické teploměry

Zahříváním spoje dvou různých elektricky vodivých látek vzniká potenciální rozdíl, ze kterého lze usuzovat na teplotu spoje. Termoelektrické teploměry jsou vybaveny termoelektrickými čidly – termočlánky. Termočlánek představuje dva různé vodiče, které jsou na jednom konci spojené nejlépe svařením nebo pájením a na druhém konci připojeny ke svorkovnici. Vzhledem k relativně malému rozměru termočlánkového spoje lze termočlánky využívat i pro dynamická měření nebo měření teplot povrchů. Příklady vhodných dvojic kovů pro ter23

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

močlánky jsou uvedeny v tab. 8, v praxi se však můžeme setkat i s jinými typy. Plášťové termočlánky mají plášť z nerezavějící oceli, inconelu apod. Vodiče mohou být v plášti izolovány stlačeným MgO nebo AL2O3. Spoje termočlánků mohou být propojené s pláštěm (uzemněné) nebo izolované, popřípadě otevřené – termočlánek bez pláště a bez izolace. Krajní náhodné chyby termočlánků mohou být u laboratorních měření od 0,2 K a u provozních měření se pohybují v jednotkách kelvina, přičemž vyšší hodnoty platí pro vyšší teploty.

Značení T J L E K S R B A

Tab. 8 Přehled termočlánků dle ČSN EN 25 8304 Materiály Barevné značení Rozsah teplot [°C] Cu - CuNi oranžová -100 až 400 Fe - CuNi černá -200 až 900 Fe - ko NiCr - CuNi hnědá -200 až 900 NiCr - NiAl žlutá -200 až 1300 PtRh10 - Pt zelená 0 až 1600 PtRh13 - Pt zelená 0 až 1600 PtRh30 - PtRh6 fialová 300 až 1800 WRe5 - WRe20 0 až 2500

Pro měření v oblasti techniky prostředí se nejčastěji používají termočlánky typu T. Jejich pracovní rozsah je sice nejmenší ze všech typů termočlánků, ale plně pokrývá všechny situace, se kterými se lze v technice prostředí setkat. Použití termočlánku s pracovním rozsahem větším než je nezbytně nutný rámec, pouze zvyšuje nepřesnost měření, protože chyba měření se určuje z pracovního rozsahu. Vlastní zapojení termočlánků může být různé. Přímé zapojení (obr. 2a) obsahuje pouze jeden termočlánkový spoj ts, který je umístěn v měřeném prostředí. Napětí U měřené na volných koncích termočlánku (svorkách) je úměrné teplotní diferenci mezi termočlánkovým spojem ts a teplotou na svorkách rs, které se chovají jako referenční – studené spoje. Pokud měříme teplotu referenčních spojů, nebo pokud měřící přístroj udržuje referenční spoje na známé teplotě, lze určit absolutní hodnotu termočlánkového spoje ts tj. v měřeném místě. V laboratorních podmínkách, ale i v provozních měřeních se používá vhodnější zapojení dle (obr. 2b), kde referenční – studený spoj (zde druhý termočlánkový spoj) je umístěn ve zvláštním prostoru s konstantní teplotou (směs vody s ledovou tříští, termostat pro udržování teplot referenčních spojů termočlánků apod.). Pro zesílení výstupního napětí lze termočlánky řadit sériově (obr. 2c).

a) přímé

b) diferenční c) sériové Obr. 2 Možné způsoby připojení termočlánků

24

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Aplikace termoelektrických teploměrů je výhodná, chceme-li použít naměřené signály pro další elektrické zpracování naměřených hodnot – v oblasti automatizace a v oblasti měření s využitím počítačů. Měření termoelektrického napětí se provádí pomocí výchylkové nebo kompenzační metody měření malých stejnosměrných napětí. 5.2.3 Termoanemometry

V technice prostředí se pro měření rychlosti vzduchu v místnostech, ve větracích a klimatizačních zařízeních velmi často používají termoanemometry, které se označují také jako žárové anemometry či žhavené anemometry. Jsou založeny na principu měření intenzity ochlazování různých vzduchem obtékaných tělísek, jako je např. žhavený drátek, dva různoběžné drátky nebo žhavená kulička. Termoanemometry lze použít dle konstrukce čidla a dle nastaveného rozsahu přístroje pro rychlosti v rozmezí od 0,01 do 100 m.s-1. Směrem k nulové rychlosti se citlivost termoanemometrů zvětšuje. V technice prostředí jsou užitečné především pro měření malých rychlostí do 1 m.s-1, kde se nedají použít mechanické anemometry. Cejchování anemometrů pro extrémně malé rychlosti lze provést umístěním sondy na rotující rameno nebo tažením sondy v klidném prostředí. Žhavený drátek se vkládá do měřeného prostoru kolmo na směr proudu, při jeho odklonění o úhel 10° naměříme rychlost menší asi o 3 %. Žhavená kulička je prakticky směrově nezávislá, proud by však neměl přicházet ze strany držáku. Předností termoanemometrů jsou relativně malé rozměry sond, které nenarušují příliš proměřované rychlostní pole. Anemometry se žhavenými drátky či malými žhavenými tělísky, vybavené moderní elektronikou umožňují někdy navíc i měření intenzity turbulence, měření autokorelačních funkcí apod. Mezi nedostatky termoanemometrů lze řadit jejich závislost na teplotě prostředí, ale u mnohých přístrojů bývá tento vliv potlačen zvýšením teploty drátku, nebo lépe měřením teploty okolí a automatickým provedením potřebných korekcí. Rychlostní čidla s malými žhavenými tělísky vyžadují navíc vysokou čistotu měřeného prostředí, aby nedošlo k jejich mechanickému poškození [9].

5.2.4 Snímač teploty a relativní vlhkosti MIDAM 180

Modul MIDAM 180 je inteligentní čidlo teploty a relativní vlhkosti řízené mikroprocesorem. Čidlo se sestává z vlastního měřícího elementu a elektroniky umístěné v hlavici čidla. Rozsah měřených hodnot je u teploty -40 °C až 123,8 °C a u relativní vlhkosti 0 až 100 %. Modul komunikuje a je ovládán prostřednictvím datové sběrnice RS 485. Komunikační protokol je shodný s moduly ADAM řady 4000 firmy Advantech. Čidlo MIDAM 180 se chová jako dva moduly ADAM 4013 (moduly jsou umístěny na dvou po sobě následujících adresách, přičemž adresací modulu na nižší adrese se automaticky přeadresuje i čidlo na vyšší adrese) tzn., že pro ovládání je možné použít standardní ovladače pro moduly ADAM v různých řídících programech. Modul na nižší adrese udává hodnotu teploty. Modul na vyšší adrese udává hodnotu relativní vlhkosti. Protože některé komunikační kabely obsahují více párů vedení v jednom kabelu, může být napájení k modulu přivedeno dalšími volnými vodiči v kabelu. Základem analogového modulu je senzor teploty a relativní vlhkosti a A/D převodník řízený procesorem. Komunikační vstupy jsou chráněny proti přepětí. V případě, že modul je na vedení umístěn jako koncový, je možné zkratováním kontaktů (BUS END vedle svorek pro připojení komunikačních vodičů) připojit k vedení zakončovací odpor. Pro snadnější identifikaci možných závad je uvnitř modulu indikační LED dioda, která blikne vždy, když čidlo 25

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

komunikuje. Veškerá nastavení jsou uložena v paměti EEPROM. Modul je vybaven obvodem WATCHDOG, který dohlíží na správný běh programu v procesoru. 5.2.5 Snímač absolutního tlaku vzduchu MIDAM DPS-02

Toto mikroprocesorem řízené čidlo s digitálním výstupem se sestává z vlastního měřícího elementu a elektroniky umístěné v hlavici čidla. Rozsah měřených hodnot je přednastaven na 15 až 115 kPa a na tento rozsah je modul i nakalibrován. Modul komunikuje a je ovládán prostřednictvím datové sběrnice RS 485. Komunikační protokol je shodný s moduly ADAM řady 4000 firmy Advantech. Čidlo MIDAM DPS-02 se chová jako modul ADAM 4013. Základem analogového modulu je A/D převodník řízený procesorem. Komunikační vstupy jsou chráněny proti přepětí. V případě, že modul je na vedení umístěn jako koncový, je možné zkratováním kontaktů připojit k vedení zakončovací odpor. Pro snadnější identifikaci možných závad je uvnitř čidla indikační LED dioda, která blikne vždy, když čidlo komunikuje. Veškerá nastavení jsou uložena v paměti EEPROM. Čidlo je vybaveno obvodem WATCHDOG, který dohlíží na správný běh programu v procesoru. Jestliže je čidlo nastaveno na formát dat typu HEX, absolutní tlak se vypočítá podle vzorce: p [kPa] = 0,095/0,009 + N/(65535*0,009)

(10)

kde N je číslo získané ze snímače

Obr. 3 MIDAM DPS-02

5.3 Sběrnice Pro distribuované měřící, řídící a informační systémy je nutnou podmínkou pro splnění požadované funkce systému vhodné propojení všech prvků. Za prvky systému považujeme řídící jednotky, periferie, akční členy, inteligentní senzory. Vzájemné fyzické propojení několika prvků systému zajišťuje sběrnice. Sběrnicí rozumíme fyzickou část komunikační cesty mezi prvky systému nebo jeho částmi. Proto dělíme sběrnice na vnitřní a vnější. Vnitřními sběrnicemi rozumíme například sběrnice počítačů, které jsou nutné pro funkci daného počítače. Pro přenos dat mezi zařízeními se často používá sériová komunikace. Zatímco snaha po zrychlení toku dat (například mezi jednotlivými obvody v jednom přístroji) vede k užívání synchronního přenosu, pro malé objemy dat a větší vzdálenosti je naopak výhodná asynchronní komunikace. Pojmem “malý objem dat” je zde myšlena rychlost v řádech 1 až 100 kilobitů za sekundu. Asynchronní komunikace minimalizuje počet vodičů potřebných k přenosu, čímž se zlevňuje komunikační vedení.

26

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

5.3.1 Sběrnice RS 232

Komunikace po lince RS 232 je nejběžnější, protože rozhraní RS 232 má vyveden každý běžný počítač. Používá se pro připojení zařízení komunikujících maximální rychlostí 115,2 kBd na vzdálenost maximálně 15 metrů. Nevýhodou linky RS 232 je omezená komunikační vzdálenost a nemožnost jejího větvení. Navíc obvykle nebývá od zařízení galvanicky oddělena, což přináší problémy se zemními smyčkami, které v průmyslovém prostředí celou komunikaci znemožní. Proto tam, kde nelze použít jinou linku, lze doporučit alespoň galvanicky oddělit všechny používané signály. Kromě zlepšení komunikace se tak předejde zničení budičů a přijímačů zařízení. Při sériové komunikaci jsou data vysílána jako posloupnosti jednotlivých bitů, přičemž v jednom časovém okamžiku je přenášen vždy jediný bit. Přenášené bity nabývají logických hodnot 0 nebo 1. Log 1 odpovídá napěťové úrovni -3 až -15 V, log 0 úrovni +3 až +15 V. Obvody rozhraní jsou nesymetrické, proto se uvedené úrovně vztahují vůči potenciálu nulového signálového vodiče. Odpor zátěže se může pohybovat v rozmezí 3 až 7 kΩ, kapacita zátěže nesmí být větší než 2500 pF. Standard definuje celkem 20 signálů rozhraní a přiřazuje je konkrétním pozicím na konektoru s 25 kontakty. Typ konektoru není specifikován. Prakticky se využívají především konektory Canon s 25 nebo 9 kontakty. V případě měřících přístrojů a osobních počítačů se používá pouze 9 základních signálů. Při asynchronním sériovém přenosu je naprosto nezbytné shodně nastavit formát přenosu dat a přenosovou rychlost u komunikujících zařízení. Formát přenosu dat se skládá z 1 start bitu, 5 až 8 datových bitů, z 1 paritního bitu (může být vynechán) a 1 nebo 2 stop bitů. Přenosová rychlost se volí z řady 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 nebo 19200 bit/s. Formát přenosu dat u RS 232 umožňuje použití různých způsobů kódování dat. V měřící technice je to zejména kódování ASCII (znaky vysílány jednotlivě v 7 bitovém formátu, zpravidla s paritou), binární (datové bajty vysílány bez jakékoliv úpravy v 8 bitovém formátu bez parity) nebo Hex (každý bajt vysílán v podobě dvou znaků reprezentujících hexadecimální číslice v 7 bitovém formátu s paritou). 5.3.2 Sběrnice RS 485

V současné době je sběrnice RS 485 nejrozšířenější průmyslovou sběrnicí. Podle standardu EIA není definován v RS 485 maximální počet vysílačů, ale počet přijímačů je omezen na 32 na jedné sběrnici. Signál se přenáší v binární formě maximální modulační rychlostí (která je vzhledem k binární formě i přenosovou rychlostí) 10 Mb/s s předpokládanou stejnosměrnou složkou. Přenosovým mediem je dvoudrát, který norma blíže nespecifikuje. Pro snížení vnějšího rušení se používá kroucený (twisted) dvoudrát s případným stíněním. Jeden vysílač je schopen budit až 32 přijímačů a dva zakončovaní rezistory. Zatěžovací charakteristiku sběrnice určují přijímače, neaktivní vysílače a zakončovaní impedance. Zatěžovací charakteristika je syntézou stejnosměrné a střídavé složky. Nízká impedance je volena pro omezení rušení v průmyslových provozech. Kroucený dvoudrát patří mezi finančně nejméně nákladná přenosová media [9].

27

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

5.4 Chyby a nejistoty měření Při každém měření je potřeba počítat s tím, že naměřené údaje jsou zatíženy chybami. Patří k nim chyby čidel, chyby přístrojů, chyby převodníků signálů, chyby obsluhy, chyby zvolené metody, chyby umístění čidel, chyby způsobené okolním prostředím, chyby zpracování naměřených dat apod. Z pohledu matematické definice chyby rozlišujeme chyby absolutní a relativní. Absolutní chyba se nazývá odchylka ε naměřené hodnoty y od předpokládané správné hodnoty y* a je dána vztahem ε = y – y*

(11)

Rozměr absolutní chyby je stejný jako rozměr měřené hodnoty. Správnou hodnotu měření nelze vlastně nikdy určit, a proto jí nahrazujeme nejpravděpodobnější hodnotou (konvenčně pravou hodnotou), určenou např. u měření nezávislých veličin jako střední hodnotu (aritmetický průměr). Relativní chyba η je bezrozměrná, a často se uvádí v procentech, a lze jí definovat poměrem

η=

ε

(12)

y*

Z hlediska možnosti odstranění chyb můžeme dělit chyby na hrubé, symetrické a nahodilé. Hrubé chyby jsou způsobené omyly nebo nepozorností obsluhy, neznalostí metod měření, nebo poškozením měřícího zařízení. Tyto chyby se vyznačují především tím, že se vymykají trendu ostatních naměřených hodnot, a proto je můžeme obvykle snadno identifikovat a z dalšího statistického zpracování vyloučit. Systematické chyby mohou být způsobeny nevhodně zvolenou měřící metodou, chybnou měřící aparaturou, neznalostí nebo nedostatečnými schopnostmi obsluhy apod. Tyto chyby lze identifikovat porovnáním naměřených hodnot s výsledky měření jinou metodou, odhalením chování měřícího zařízení (cejchováním přístroje, rozborem principu práce přístroje – statických a dynamických charakteristik, digitalizace, volbou vzorkovací frekvence apod.), nebo rozborem zvolené metody měření či přístupu obsluhy k měření. Po odhalení lze systematické chyby korigovat. Korekční hodnoty se přičítají k nekorigovaným výsledným hodnotám měření, čímž se systematické chyby kompenzují. Nahodilé chyby vznikají především nekontrolovatelným působením celé řady vlivů. Těmto chybám nelze obvykle vzhledem k jejich charakteru čelit, ani je nelze korigovat. Někdy však po rozboru měření lze nalézt zdroj těchto chyb (nahodilé vlivy okolí, nekvalitní příprava na průběh měření) a jejich vliv minimalizovat. Výsledky měření budou proto po vyloučení hrubých chyb a po korigování systematických chyb stále zatíženy jistými nahodilými chybami.

5.4.1 Přímá měření

Nahodilé chyby přímých měření nezávislých veličin se snažíme vyjádřit pomocí zákonů matematické statistiky. Lze očekávat, že naměřená hodnota bude ležet v intervalu α až β možných hodnot y (obecně by mohla hodnota y ležet v intervalu − ∞ až + ∞ ). Pravděpodobnost P výsledku hodnoty y v intervalu α až β je dána vztahem 28

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

β

P = ∫ p( y)dy

(13)

α

kde p(y) je hustota pravděpodobnosti, kterou lze vyjádřit normálním zákonem rozložení p( y ) =

1

σ 2π

exp

− ( y − y*) 2 2σ 2

(14)

kde σ je výběrová směrodatná odchylka a σ2 je rozptyl možných hodnot y kolem nejpravděpodobnější hodnoty y *. 5.4.2 Nepřímá měření

Odchylky či nejistoty nepřímých měření nezávislých veličin jsou funkcí odchylek či nejistot jednotlivých veličin, ze kterých se výsledná veličina počítá. Je-li výsledná veličina y funkcí veličin a, b, c…, y = f (a,b,c...),

(15)

lze z teorie chyb určit směrodatnou odchylku (nejistotu) veličiny y ve tvaru 2

2

2

⎞ ⎛ ∂f ⎞ ⎛ ∂f ⎞ ⎛ ∂f σ y = ⎜ σ a ⎟ + ⎜ σ b ⎟ + ⎜ σ c ⎟ + ... ⎝ ∂a ⎠ ⎝ ∂b ⎠ ⎝ ∂c ⎠

(16)

kde σa, σb, σc… jsou směrodatné odchylky veličin a,b,c... Veličiny a,b,c... mohou být jednak námi naměřené veličiny, ale mohou se zde vyskytnout i hodnoty převzaté z literatury (konstanty a fyzikální vlastnosti látek z tabulek, z převzatých rovnic apod.), u kterých je rovněž nutné znát jejich reálné odchylky či nejistoty. 5.4.3 Nejistoty měření

Pod pojmem nejistota měření se označuje parametr související s výsledkem měření a charakterizující rozsah hodnot, které je možné racionálně přiřadit k měřené veličině. Nejistota se skládá z několika dílčích nejistot, jejichž velikost lze stanovit pomocí statistického zpracování naměřených údajů (metoda typu A) nebo pomocí zpracování naměřených údajů jiného než statistického (metoda typu B) [7]. Metoda typu A vychází ze statistické analýzy opakované série měření. Je-li n nezávislých stejně přesných pozorování (n > 1), bude odhad výsledné hodnoty y reprezentován hodnotou výběrového průměru (aritmetického průměru). Nejistota příslušná k odhadu y se určí jako směrodatná odchylka této výsledné hodnoty. Nejistota se zpravidla značí uAy a vypočítá podle vztahu n sy 1 u Ay = s y = = ( y i − y) 2 (17) ∑ n (n − 1) i =1 n

29

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Tato nejistota je způsobena kolísáním naměřených údajů. V případě malého počtu měření (n < 10) vypočtená hodnota málo spolehlivá. Potom by bylo třeba tuto nejistotu odhadnout metodou typu B na základě jiných informací, než jsou současně naměřené hodnoty. Metoda typu B odhaduje standardní nejistotu pomocí racionálního úsudku na základě všech možných a dostupných informací. Nejčastěji se použijí údaje výrobce měřící techniky, zkušenosti z předchozích sérií měření, zkušenosti s vlastnostmi chování materiálů a techniky a poznatky o nich, údaje získané při kalibraci a z certifikátů, nejistoty referenčních údajů v příručkách. Při určování nejistoty touto metodou se vychází z dílčích nejistot jednotlivých zdrojů uBzj. Je-li známa maximální odchylka j-tého zdroje nejistoty zjmax, určí se nejistota uBzj podle vztahu

u Bzj =

z j max

(18)

k

kde k je součinitel vycházející ze zákona rozdělení, kterým se příslušný zdroj nejistoty řídí. Pro normální rozdělení je k = 2, popř. 3, pro rovnoměrné k = 1,73 atd. V některých případech však může být známa již přímo hodnota standardní nejistoty uBzj (například z kalibračního certifikátu měřidla). Výsledná nejistota pro p zdrojů z1, z2, zj, … zp se určí podle vztahu u By =

p

∑A j=1

2 j

u 2Bzj

(19)

kde uBzj jsou nejistoty jednotlivých zdrojů, Aj jejich součinitele citlivosti. Kombinovaná nejistota veličiny y se označuje uCy a určuje se jako odmocnina ze součtu čtverců obou typů nejistot A a B podle vztahu

u Cy = u 2Ay + u 2By

(20)

Rozšířená nejistota se používá tam, kde nestačí standardní nejistoty. Původně stanovená směrodatná odchylka (tedy i standardní nejistota) představuje např. u nejčastěji používaného normálního rozdělení interval určený s pravděpodobností asi 68 %. Podobně je tomu i u jiných zákonů rozdělení. Aby bylo dosaženo lepšího intervalu pokrytí, blížícího se 100 %, je třeba rozšířit standardní nejistotu koeficientem rozšíření kr. Jeho význam je v podstatě shodný s významem kvantilů u normálního Gaussova rozdělení, kde kr = 2 pro rozlišení na 95 % a kr = 3 pro rozlišení na 99,7 % pravděpodobnost atd. Rozšířená nejistota je pak vyjádřena vztahem U = kr ⋅ u

(21)

30

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

5.4.4 Vyhodnocení nejistot odporového teploměru

K měření jsou použity odporové teploměry Pt100 třídy přesnosti A s tolerancí 0,15 °C. Všechny tři odporové teploměry jsou od výrobce spárovány na stejnou teplotu se vzájemnou odchylkou 0,1 °C. Standardní nejistota typu A je výsledkem statistické analýzy vzorku 30 hodnot zaznamenávaných v minutovém intervalu. u A (t) = s t =

st n

=

n 1 ∑ (t i − t ) 2 = 0,012 °C n (n − 1) i =1

(22)

Na standardní nejistotě typu B se podílejí dvě složky: chyba čidla a vzájemná odchylka, přičemž u obou se předpokládá rovnoměrné pravoúhlé rozdělení (výskyt kterékoliv hodnoty z intervalu omezeného chybou je stejně pravděpodobný). u B1 ( t ) =

z 1 max 0,15 = = 0,087 °C k 3

(23)

u B2 (t) =

z 2 max 0,1 = = 0,058 °C k 3

(24)

výsledná standardní nejistota typu B:

u B ( t ) = u 2B1 ( t ) + u 2B 2 ( t ) = 0,087 2 + 0,058 2 = 0,104 °C

(25)

standardní kombinovaná nejistota: u C ( t ) = u 2A ( t ) + u 2B ( t ) = 0,012 2 + 0,104 2 = 0,105 °C

(26)

rozšířená nejistota se spolehlivostí výsledku 95 %: U( t ) = u C ( t ) ⋅ k r = 0,105 ⋅ 2 = 0,21 °C

(27)

6. Software

6.1 Databáze Databáze slouží k ukládání dat. Práce s databází je mnohem rychlejší a především pohodlnější než práce přímo se soubory, nehledě na vyšší úroveň zabezpečení systému. V současné době se nejčastěji používají relační databáze. Je to především proto, že se snadno ovládají a dobře reprezentují běžné datové struktury. Relační databázový systém umožňuje uživatelům vytvářet jednotlivé samostatné databáze, přičemž každá databáze může obsahovat 31

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

jednu či více tabulek. Tabulky jsou tvořeny řádky a sloupci. Řádky odpovídají jednotlivým záznamům, datovým větám, a sloupce atributům, jednotlivým prvkům těchto datových vět. To znamená, že všechny datové věty v jedné tabulce mají stejnou strukturu atributů danou strukturou tabulky. Každý atribut má předem určen datový typ, jakého mohou hodnoty nabývat. Konkrétní implementace datových typů z hlediska rozsahu hodnot, používaného označení či vůbec existence daného datového typu závisí na konkrétním databázovém systému, ale prakticky ve všech databázových systémech jsou k dispozici celá čísla, reálná čísla, řetězce, datum, booleovské hodnoty, vlastní výčtové typy a obvykle typy pro rozsáhlá textová či binární data. Jednotlivé tabulky v databázi nejsou zcela samostatné a izolované. Lze je snadno propojovat a vytvářet mezi nimi vazby přes určité atributy. Zpracováním a přístupem údajů v databázi bývá pověřen program, kterému se říká DBMS (DataBase Management System), nebo česky SŘBD (Systém Řízení Báze Dat). Celé je to tedy zařízeno tak, že veškeré zpracování, ukládání a získávání dat je prováděno DBMS programem. Jakákoli aplikace, která databázi používá, vždy přistupuje přes tento DBMS program. Takových programů existuje celá řada. Je to například Oracle, Sybase, MS SQL, Informix, Interbase/Firebird, MySQL nebo PostgreSQL. Při práci s DBMS programem se používá osvědčený model klient/server. V roli serveru vystupuje DBMS program nabízející své služby. DBMS program je tak nepřetržitě spuštěn a čeká na požadavky od klientů – jiných aplikací, například od PHP. Na tyto požadavky pak odpovídá a reaguje na ně. Protože DBMS program vystupuje v roli serveru, říká se mu také databázový server. Pro zápis požadavků na databázový server se dnes nejčastěji používá SQL jazyk [1]. 6.1.1 Interbase/Firebird

Platforma Interbase v roce 1991 přešla do vlastnictví firmy Borland. Stala se součástí distribuce programovacího jazyku Delphi a pronikala do podvědomí širší odborné veřejnosti. V červnu roku 2000 byly firmou Borland uvolněny zdrojové kódy platformy Interbase. Na jejich základech vznikla relační databázová platforma Firebird, která je zpětně kompatibilní s Interbase. Firebird je obecně zajímavou alternativou např. k MySQL, neboť je také volně dostupný. Nabízí v podstatě všechny vlastnosti MySQL, ale navíc disponuje např. podporou vnořených dotazů nebo transakcí. Nevýhodou Firebirdu je dosud jeho horší podpora. Například skriptovací jazyk PHP disponuje ohromným množstvím funkcí pro MySQL, ale jen zhruba dvacítkou funkcí pracujících s Firebirdem.

6.2 SQL SQL je zkratka anglického názvu Structured Query Language, což lze přeložit jako Strukturovaný dotazovací jazyk. Tento jazyk dnes používá naprostá většina databázových serverů. Proto se takovým serverům říká zjednodušeně SQL servery. Samotný SQL obsahuje vše potřebné pro práci s databázemi. To znamená příkazy pro práci na vytvoření, rušení, modifikování tabulky a příkazy pro práci s údaji samotnými – přidávání, změnu, rušení a vyhledávání údajů. Jazyk SQL má za sebou poměrně dlouhý vývoj. Jeho prototyp byl poprvé implementován v roce 1974 společností IBM. Skutečným faktickým standardem se SQL stal až v roce 1986, kdy se dočkal standardizace díky organizaci ANSI. Od té doby je SQL univerzálním nástrojem pro programování databází. Dnes se každý, kdo se dostává do styku s vývojem, či laděním databází, musí seznámit s jazykem SQL, který je prakticky u databází všudypřítomný. 32

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

6.3 PHP PHP je hypertextový preprocesor, který na serveru interpretuje stránky HTML s vlastními příkazy před jejich odesláním ke klientovi (obvykle je jím webový prohlížeč). PHP tedy umožňuje vkládat vlastní skripty přímo do hypertextových stránek. Jazyk PHP je interpretovaný jazyk. To znamená, že až do okamžiku spuštění je skript uchováván ve zdrojovém tvaru. Interpret jazyka tento kód vezme a překládá jej do strojového kódu počítače, na kterém PHP běží [1]. Provádění kódu na serveru přináší především tyto výhody: − Snadná interakce s dalšími aplikacemi na serveru, není třeba přenášet data po internetu, snáze se zajišťuje bezpečnost celého systému. − Nenáročnost na hardware či software klienta – výstupem je obvykle čisté HTML, které dokáže interpretovat i starší prohlížeč. Není potřeba, aby na klientovi byly prováděny skripty či rozsáhlé výpočty, aby podporoval zásuvné moduly atd. − Menší objem přenesených dat – serverové skripty, jež do kódu vložíme, jsou ještě na serveru interpretovány a ve výstupu se již neobjeví, zatímco skripty určené pro klienta ano. − Výrazně vyšší ochrana zdrojových textů programů – díky interpretaci kódu na serveru se klient nemůže dostat ke zdrojovým textům, zatímco v případě klientských technologií jsou mu zdrojové texty přímo zaslány. Jazyk PHP oproti dalším skriptovacím jazykům nabízí podstatně více možností, pohodlnější práci s proměnnými i objekty, výbornou podporu mnoha databázových systémů, a také přehlednější syntaxi. Funguje dobře na všech operačních systémech a velkou výhodou je jeho cena. Je totiž zcela zdarma.

6.4 Webový server Webový server pomocí internetových přenosových protokolů a rychlého internetového spojení zasílá soubory HTML na klientské počítače, které o ně žádají. S tím, jak roste množství žádostí na internetu, se však konfigurace nejvyspělejších webových serverů začínají čím dál více podobat tradičním systémům klient/server. Dnešní webové servery rozesílají zvuk a obraz po internetu a intranetu, disponují službami pro komunikace a spolupráce, dynamicky generují obsah podle vstupu uživatele, umožňují stahovat komponenty a software, komunikují a manipulují s databázovými aplikace a jinými systémy, řídí obchodní transakce a zajišťují mnoho dalších služeb. Webové servery pro osobní použití jsou např. Personál Web Server, IIS, Apache, Pinknet Webserver, Xitami, OmniHTTPd.

6.4.1 Apache

Apache je nejrozšířenější webový server. Lze ho provozovat na různých platformách operačních systémů. Je k dispozici zdarma a je vhodný pro tvorbu dynamicky generovaných stránek. V současné době je již velmi dobře zdokumentován a jeho zprovoznění je daleko snazší, než dříve. Zároveň díky jeho velkému rozšíření lze snadno najít nápovědu v případě problémů. 33

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

7. Monitorovací systém prostředí

7.1 Stručný popis Základem systému pro dlouhodobé automatické měření je počítač. Měření je prováděno měřícími moduly a snímači připojenými k sériovému portu počítače. Na něm je spuštěn program, který v zadaných intervalech čte naměřené hodnoty z připojených měřících zařízení a ukládá je do databáze. Přístup k naměřeným hodnotám je realizován pomocí internetového prohlížeče. V něm lze volit mezi několika druhy výpisů dat z databáze doplněných grafickým znázorněním časového průběhu hodnot. Pokud je počítač připojen k internetu je možné sledovat výsledky měření na libovolném počítači prostřednictvím internetové sítě.

Měřící modul

Měřící program

Databáze

Internetový prohlížeč

Obr. 4 Schéma systému

7.2 Rozmístění a zapojení snímačů Systém byl nainstalován a spuštěn v únoru letošního roku v kanceláři A2/314c. Okna místnosti jsou orientována na sever do dvora, plocha podlahy je 12,55 m2. Během dne místnost obývá jeden dospělý člověk. Pro měření parametrů prostředí byl použit snímač vlhkosti a teploty MIDAM 180, snímač tlaku MIDAM DPS-02 a modul ADAM 4018, které jsou upevněny na západní stěně místnosti ve výšce 1,60 m. Ve volném prostoru je ještě umístěný jeden modul ADAM 4015 ve výšce 1,10 m. Na vstupy modulu ADAM 4018 je připojeno šest termočlánků typu T a na vstupy modulu ADAM 4015 jsou připojeny tři odporové teploměry Pt100. Naměřené hodnoty jsou do databáze ukládány v intervalu jedné minuty.

34

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

6/2

6/6

6/3

1000

6/1 5 3, 4

6/5

1000

7/1 7/3 7/2

1600

6/4

Obr. 5 Půdorys kanceláře A2/314c a rozmístění snímačů

Tab. 9 Měřené veličiny Označení Měřená veličina Snímač teploty a relativní vlhkosti MIDAM 180 3 Teplota 4 Relativní vlhkost Snímač tlaku MIDAM DPS-02 5 Atmosférický tlak Modul ADAM 4018 6/1 Teplota v místě čidla 6/2 Teplota venkovní 6/3 Teplota v místě termostatického ventilu 6/4 Teplota na výstupu z klimatizace 6/5 Teplota na protější straně 6/6 Teplota skla 35

Jednotka

Nejistota

°C %

0,25 2,50

kPa

1,50

°C °C °C °C °C °C

1,29 1,29 1,29 1,29 1,29 1,29

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Modul ADAM 4015 7/1 Teplota kulový teploměr 7/2 Teplota kulový teploměr velký 7/3 Teplota kontrolní

°C °C °C

0,31 0,31 0,31

Abychom mohli správně vyhodnocovat tepelnou pohodu místnosti, museli bychom také měřit rychlost proudění vzduchu. Bohužel v současné době, zejména z důvodu vysoké pořizovací ceny, nemáme vhodný anemometr k dispozici. Nicméně systém dovoluje anemometr či další moduly a snímače v budoucnu kdykoliv přidat.

Obr. 6 Schéma zapojení

7.3 Měřící program Envimo Tento program je určen pro operační systémy Windows. Byl vytvořen ve vývojovém prostředí Borland Delphi 7. Program periodicky čte data z měřících modulů, provádí jejich korekci a v pravidelných intervalech je ukládá do databáze Interbase/Firebird. S měřícími moduly, připojenými na sériový port počítače, komunikuje protokolem ADAM řady 4000. Před zahájením měření program umožňuje vytvoření databázového souboru pro ukládání dat, který je pak během měření pravidelně zálohován. Před zahájením měření je nutné provést jeho nastavení, které pak lze uložit do textového souboru a v budoucnu programem znovu načíst. V průběhu dlouhodobého měření může nastat situace, kdy bude měření nečekaně přerušeno. Při zaškrtnutí tlačítka „Zahájit měření při spuštění“ se bude v takovém případě po znovuspuštění programu automaticky pokračovat v měření s naposledy uloženým nastavením.

36

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Obr. 7 Hlavní okno programu

7.3.1 Nastavení programu před měřením Nastavení modulů

V tomto okně se z nabídky vybírá použitý komunikační port (např. COM1) a zadává se, ze kterých modulů bude program číst hodnoty. Přednastavené parametry komunikace sériového portu jsou uvedeny v tabulce. Tab. 10 Natavení komunikačního portu Parametr Přednastavená hodnota Přenosová rychlost dat (BaudRate) 9600 bit/s Počet datových bitů (DataBits) 8 Parita (Parity) none Počet stop bitů (StopBits) 1

37

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Obr. 8 Okno nastavení modulů Připojené moduly je možné nechat vyhledat, přičemž rozsah prohledávaných adres lze volit v rozsahu 0 až 255. Adresy nalezených modulů se zobrazí v bílém rámečku.

Obr. 9 Okno hledání modulů Bílý rámeček obsahuje adresy všech modulů, které se budou měřit. Jejich počet lze změnit odebráním nebo přidáním. Každý modul je jednoznačně identifikován svou adresou. Kliknutím na tlačítko Upravit se otevře okno Kanály. V něm se pro každý z měřených modulů vybírají zaškrtnutím kanály, jejichž načtené hodnoty budou ukládány. Pro každý kanál lze vyplnit informace popisující jím měřenou veličinu. Políčka „Offset“ a „Zesílení“ se vztahují ke korekci naměřených hodnot. Korekce je přepočet podle vztahu: Korigovaná hodnota = naměřená hodnota * zesílení + offset

38

(28)

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Některé moduly vrací naměřené hodnoty v hexadecimální soustavě. Zaškrtnutím políčka „Data z modulu v hexadecimální soustavě“ budou naměřené hodnoty nejprve převedeny do dekadické soustavy a poté se provede korekce.

Obr. 10 Okno kanály

Nastavení databáze

Data získaná měřením jsou pravidelně ukládána do databáze v intervalu, jehož délka se nastavuje v tomto okně. Pojmenování databáze a její umístění na disku není pevně určeno, ale volí si je uživatel sám. K ukládání dat lze použít již existující databázi nebo novou, kterou program vytvoří. Podmínkou použití již existující databáze je, aby její struktura odpovídala nastavení měřených modulů. Data již obsažená v takové databázi nebudou při jejím dalším použití vymazána. Je-li zvoleno vytvoření nové databáze, program na základě předchozího nastavení měřených modulů vytvoří novou. Její pojmenování a umístění určuje uživatel. Uživatel dále zadá přístupové jméno a heslo dle konfigurace databázového serveru. Program také provádí pravidelné zálohování databáze do uživatelem definovaného souboru. Pro zvýšení bezpečnosti se doporučuje umístit databázi a zálohu na odlišné fyzické disky.

39

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Obr. 11 Okno nastavení databáze

7.3.2 Postup měření

Stisknutím tlačítka START se zahájí cyklus postupně vykonávaných kroků. Program pošle prvnímu modulu ze seznamu měřených modulů příkaz na čtení vstupních dat. Oslovený modul odpoví zasláním datového řetězce, který obsahuje hodnoty naměřené všemi jeho kanály. Každý kanál vrací hodnotu o délce 7 znaků. Program rozdělí získaný řetězec na části o délce 7 znaků, přiřadí je odpovídajícím kanálům a provede korekci hodnot. Tento postup se postupně aplikuje na zbývající měřené moduly. Časový interval zápisu do databáze je při zahájení měření rozdělen na několik menších stejně velkých intervalů, jejichž počet závisí na jeho délce. Během každého z těchto menších intervalů dojde k načtení hodnot ze všech měřených modulů. Na konci intervalu zápisu do databáze je tak z každého modulu získáno několik hodnot. Z nich program pro každou měřenou veličinu vypočte průměrnou hodnotu a uloží ji do databáze. Grafické znázornění postupu měření je na obrázku 12.

40

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Nastavení

START měření

Ne

STOP měření

Je nastavení úplné? Ano Čti data z modulu

Chybový výpis

Ne

Přijata odezva? Ano Zpracování odezvy

Korekce hodnot

Číst další modul?

Ano

Ne Uložit data? Ano Uložení hodnot do databáze

Výpočet průměrné hodnoty

Obr. 12 Postup měření

41

Ne

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

7.4 Databáze Data získaná měřením je nutné pro možnost budoucího zpracování archivovat. Při dlouhodobé nepřetržité činnosti systému lze očekávat výsledné velké množství uložených dat. Data lze v počítači ukládat do souborů nebo do databází. Obecně můžeme říci, že práce s databází je mnohem rychlejší a především pohodlnější než práce přímo se soubory. Například v případě kdy systém zaznamenává údaje z 10 měřících kanálů v intervalu jedné minuty po dobu jednoho roku, vzniklý datový záznam obsahuje přes 500 000 řádků o celkové velikosti převyšující 50 MB. Práce s textovým souborem (jeho otevření, vyhledávání v něm) podobné velikosti je poté velmi výkonově a časově náročná. Z těchto důvodů jsem pro archivaci dat zvolil databázi. Databáze, se kterou pracuje tento systém, představuje jeden soubor tvořený tabulkami DATA a KANALY. Do tabulky DATA jsou průběžně ukládány naměřené hodnoty. Tabulka obsahuje několik sloupců, jejichž počet závisí na množství měřených veličin. Mezi nimi je vždy sloupec indexu řádků a dva sloupce pro datum a čas měření. Do sloupců pojmenovaných MODx0y se zapisují naměřené hodnoty. Jejich počet odpovídá počtu měřených veličin. Označení MODx0y je přiřazeno y-tému kanálu x-tého modulu. Tab. 11 Sloupce tabulky DATA Jméno Datový typ ID Integer DATUMCAS Timestamp CAS Float MODx0y Float

Tabulka KANALY obsahuje údaje o nastavení jednotlivých měřených kanálů. Tyto údaje se do ní uloží při vytváření databáze v programu Envimo. Struktura tabulky je pevně stanovena a ilustruje ji tab. 12. V průběhu měření se do tabulky nic neukládá. Tab. 12 Sloupce tabulky KANALY Jméno Datový typ ID Integer JMENO Varchar JEDNOTKA Varchar MINIMUM Float MAXIMUM Float OFFSET Float ZESILENI Float KANAL Varchar

42

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

7.5 Prezentace dat Nedílnou součástí každého měření je zpracování a prezentace dat. Rychlé, jednoduché a přehledné zobrazení dat napomáhá efektivnímu zpracování a vyhodnocení měření. Prezentace dat na internetu s sebou přináší výhody vzdáleného přístupu k výsledkům měření bez potřeby specializovaného programového vybavení. Internetové stránky monitorovacího systému jsou dynamicky generovány PHP skripty. Skripty jsou zpracovávány na serveru. Jejich výstupem jsou internetové stránky s jednoduchým HTML kódem, který přečte každý internetový prohlížeč. Podle výběru uživatele skript příkazem SQL vyhledává požadovaná data v databázi a zobrazuje je na stránce. PHP skript se při práci s databází musí nejdříve k ní připojit příkazem ibase_connect("localhost:c:/databaze/Office.gdb","jméno", "heslo"); Tento příkaz je jedním z příkazů knihovny php_interbase.dll, která by měla být součástí distribuce PHP. Její použití se povoluje v konfiguračním souboru php.ini. Výběr dat z databáze provádí příkaz ibase_query(), jehož parametrem je SQL dotaz. Následující příkaz vybírá ze sloupců DATUMCAS a MOD301 tabulky DATA hodnoty, které byly naměřeny v průběhu měsíce dubna. ibase_query(" select DATUMCAS, MOD301 from DATA where DATUMCAS between '04/01/2006 00:00' and '05/01/2006 00:00'"); Úvodní stránka nabízí tabulku se všemi měřenými veličinami, jejich naposledy zaznamenanými hodnotami a průměrnými hodnotami za poslední den, týden a měsíc. Kliknutím na název měřené veličiny se otevře stránka s detailními informacemi o průběhu naměřených hodnot. V podobě grafického průběhu a výpisu do tabulky lze sledovat měsíční průměry, denní průměry v měsíci, měsíční a denní výpisy všech hodnot. U denních a měsíčních záznamů systém nabízí stažení naměřených hodnot pro další zpracování ve formě textového souboru.

43

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Obr. 13 Úvodní stránka

44

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Obr. 14 Stránka denního průběhu teploty

8. Vyhodnocení měření

8.1 Měření kulovým teploměrem Pro hodnocení tepelné pohody musíme znát výslednou teplotu tg měřenou kulovým teploměrem. Součástí monitorovacího systému prostředí nainstalovaného v kanceláři A2/314c jsou dva kulové teploměry. Jeden tvoří koule z měděného plechu o průměru 100 mm potažená pěnovým polyuretanem, druhý představuje koule z měděného plechu o průměru 50 mm natřená matnou černou barvou. Uvnitř obou koulí jsou odporové teploměry Pt100, které jsou připojeny na vstup modulu ADAM 4015. K němu je připojen ještě třetí odporový teploměr, jenž měří teplotu vzduchu v těsné blízkosti obou kulových teploměrů. Všechny tři odporové teploměry jsou od výrobce spárovány na stejnou teplotu se vzájemnou odchylkou 0,1 °C. Porovnáním hodnot naměřených těmito třemi teploměry se pokusím nalézt odpovědi na otázky, zda lze standardní kulový teploměr o průměru koule 100 mm nahradit kulovým teploměrem o jiném průměru koule a zda je možné dokonce kulový teploměr nepoužít a měřit 45

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

pouze teplotu vzduchu ta. Porovnání budu provádět na vzorku hodnot naměřených v týdnu od 3. do 9. dubna 2006. týden 3. - 9. 4. 2006

25,5

teplota kulový teploměr teplota kulový teploměr velký teplota kontrolní

teplota [°C]

24,5

23,5

22,5

21,5

21:00

9:00 15:00

21:00 3:00

9:00 15:00

21:00 3:00

15:00

3:00 9:00

15:00 21:00

3:00 9:00

15:00 21:00

3:00 9:00

15:00 21:00

3:00 9:00

15:00 21:00

9:00

20,5

Obr. 15 Průběh teplot v týdnu od 3. do 9. 4. 2006

středa 5. 4. 2006

25 24,5

teplota [°C]

24 23,5 23 22,5

teplota kulový teploměr teplota kulový teploměr velký

22

teplota kontrolní

22:00

20:00

18:00

16:00

14:00

12:00

10:00

8:00

6:00

4:00

2:00

0:00

21,5

Obr. 16 Průběh teplot ve středu 5. 4. 2006 Z důvodu velké tepelné setrvačnosti kulových teploměrů se doporučuje je použít v prostředí bez rychlých teplotních změn. Pro vyrovnání tohoto vlivu použiji v dalším výpočtu průměrné půlhodinové teploty.

46

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

středa 5. 4. 2006

25 24,5

teplota [°C]

24 23,5 23 22,5

teplota kulový teploměr teplota kulový teploměr velký

22

teplota kontrolní

22:00

20:00

18:00

16:00

14:00

12:00

10:00

8:00

6:00

4:00

2:00

0:00

21,5

Obr. 17 Průběh průměrných teplot ve středu 5. 4. 2006 8.1.1 Statistický rozbor teplotních rozdílů

Výpočtem rozdílů půlhodinových průměrů teplot kulového a kontrolního teploměru vůči kulovému teploměru velkému jsem získal statistický soubor a vypočítal jeho číselné charakteristiky. Jejich výpočet a hodnoty ilustrují následující tabulky a grafy. Tab. 13 Průměrné teploty Kulový teploměr velký Datum

3. 4. 4. 4. 5. 4. 6. 4. 7. 4. 8. 4. 9. 4. 3. - 9. 4.

Průměrná teplota [°C] 23,987 23,740 23,205 22,774 22,923 21,961 21,536 22,814

Kulový teploměr

Kontrolní teploměr

Rozdíl oproti kuRozdíl oproti kuloPrůměrná Průměrná lovému teploměru vému teploměru teplota [°C] teplota [°C] velkému [°C] velkému [°C] 23,840 -0,147 24,111 0,124 23,566 -0,175 23,732 -0,008 23,005 -0,200 23,176 -0,029 22,604 -0,170 22,831 0,058 22,760 -0,163 22,946 0,023 21,792 -0,169 21,945 -0,016 21,365 -0,171 21,553 0,017 22,642 -0,172 22,833 0,018

Číselné charakteristiky statistického souboru:

Aritmetický průměr 1 n x = ∑ xi n i =1

(29)

47

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

Rozptyl s2 =

1 n (x i − x) 2 ∑ n i =1

(30)

Směrodatná odchylka s = s2

(31)

Tab. 14 Číselné charakteristiky Kulový Kontrolní teploměr teploměr Rozsah 319 319 Variační rozpětí 0,457 0,817 Medián x [°C] -0,191 -0,012 Průměr x [°C] -0,172 0,019 2 2 Rozptyl s [°C ] 0,005 0,033 Směrodatná odchylka s [°C] 0,067 0,182

kulový teploměr 120

80 60 40 20

rozdíl teplot [°C]

Obr. 18 Histogram teplotního rozdílu kulového teploměru

48

0,15

0,10

0,05

0,00

-0,05

-0,10

-0,15

-0,20

-0,25

-0,30

-0,35

0 -0,40

počet hodnot

100

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

kontrolní teploměr 60

počet hodnot

50 40 30 20 10

0,60

0,55

0,50

0,45

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

-0,05

-0,10

-0,15

-0,20

-0,25

-0,30

0

rozdíl teplot [°C]

Obr. 19 Histogram teplotního rozdílu kontrolního teploměru

Průměr rozdílu průměrných teplot kulového teploměru vůči kulovému teploměru velkému je -0,172 °C a směrodatná odchylka je 0,067 °C. Stejný rozdíl pro kontrolní teploměr má průměrnou hodnotu 0,019 a směrodatnou odchylku 0,182 °C. Všechny tyto hodnoty jsou menší než vypočtená rozšířená nejistota měření v kap. 5.4.4. Lze říct, že v tomto konkrétním případě může být kulový teploměr nahrazen kontrolním teploměrem. 8.1.2 Tepelná setrvačnost

Významnou vlastností kulových teploměrů je velká tepelná setrvačnost. Na obr. 20 lze pozorovat, že tepelná setrvačnost na růst teploty velkého kulového teploměru je 12 minut a malého kulového teploměru 6 minut. Při zvyšování teploty dojde ke vzájemnému přiblížení teplot obou kulových teploměrů a jejich následnému paralelnímu růstu. Tepelná setrvačnost na pokles teploty velkého kulového teploměru je podle obr. 21 5 minut a malého kulového teploměru 3 minuty. Při snižování teploty dojde ke vzájemnému přiblížení teplot kontrolního teploměru a malého kulového teploměru a jejich následnému paralelnímu poklesu.

49

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

středa 5. 4. 2006 22,6

teplota kulový teploměr teplota kulový teploměr velký

22,4

teplota kontrolní

teplota [°C]

22,2 22,0 21,8 21,6

5:32

5:34

5:36

5:38

5:40

18:32

18:34

18:36

18:38

18:40

5:30

5:28

5:26

5:24

5:22

5:20

5:18

5:16

5:14

5:12

5:10

5:08

5:06

5:04

5:02

5:00

21,4

Obr. 20 Tepelná setrvačnost při růstu teploty

středa 5. 4. 2006 24,2

teplota [°C]

24,0

23,8

23,6 teplota kulový teploměr

23,4

teplota kulový teploměr velký teplota kontrolní

18:30

18:28

18:26

18:24

18:22

18:20

18:18

18:16

18:14

18:12

18:10

18:08

18:06

18:04

18:02

18:00

23,2

Obr. 21 Tepelná setrvačnost při poklesu teploty

8.2 Měření vlhkosti Vlhkost je měřena snímačem MIDAM 180. Z naměřených hodnot na obr. 22 je vidět, že relativní vlhkost v měřeném prostoru je dlouhodobě na velmi nízké úrovni. Doporučené hodnoty relativní vlhkosti pro zajištění pohody prostředí jsou v rozmezí 30–70 %. Při relativní vlhkosti nižší než 30 % dochází k vysychání sliznice.

50

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06 3. - 25. 4. 2006

33 31

vlhkost [%]

29 27 25 23 21

25.4.

24.4.

23.4.

22.4.

21.4.

20.4.

19.4.

18.4.

17.4.

16.4.

15.4.

14.4.

13.4.

12.4.

11.4.

10.4.

9.4.

8.4.

7.4.

6.4.

5.4.

4.4.

3.4.

19

Obr. 22 Průběh vlhkosti

8.3 Měření tlaku Tlak je měřen snímačem MIDAM DPS-02. Snímačem naměřené hodnoty nejsou vztaženy na hladinu moře, ale udávají atmosférický tlak v místě čidla. Pro další výpočty tedy nemusí být tlak přepočítáván na nadmořskou výšku měřeného místa.

3. - 25. 4. 2006

98,5

97,5

97

Obr. 23 Průběh tlaku

51

25.4.

24.4.

23.4.

22.4.

21.4.

20.4.

19.4.

18.4.

17.4.

16.4.

15.4.

14.4.

13.4.

12.4.

11.4.

10.4.

9.4.

8.4.

7.4.

6.4.

5.4.

4.4.

96,5

3.4.

tlak [kPa]

98

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

8.4 Měření teploty Kromě teploty vzduchu a kulového teploměru je měřena i teplota na vnitřním skle okna a také venkovní teplota. Termočlánky měřící venkovní teplotu a teplotu skla nejsou chráněny proti vlivu slunečního záření, což je patrné z obr. 24 a 25 na vysokých denních maximálních hodnotách. 3. - 25. 4. 2006

35 30

teplota [°C]

25 20 15 10 5

24.4.

22.4.

20.4.

16.4.

14.4.

12.4.

10.4.

8.4.

6.4.

4.4.

-5

18.4.

venkovní teplota teplota skla vnitřní teplota

0

Obr. 24 Průběh teplot

18. 4. 2006

30

20

15 venkovní teplota teplota skla

10

vnitřní teplota

Obr. 25 Průběh teplot

52

22:00

20:00

18:00

16:00

14:00

12:00

10:00

8:00

6:00

4:00

2:00

5

0:00

teplota [°C]

25

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

9. Závěr Monitorovací systém byl nainstalován a spuštěn v únoru letošního roku a spolehlivě běží dodnes. Systém měří parametry prostředí, ale pro úplné posouzení tepelné pohody v daném prostoru chybí údaje o rychlosti proudění vzduchu. Důvodem je fakt, že vhodný anemometr není v současné době k dispozici. Mezi měřenými parametry jsou teploty ze dvou různých kulových teploměrů. Z jejich vzájemného porovnání spolu s porovnáním vůči teplotě měřené kontrolním teploměrem vyplynulo, že rozdíl naměřených teplot je zanedbatelný. Velikost použitého kulového teploměru nemá v tomto konkrétním případě žádný vliv na správnost vyhodnocení tepelné pohody prostředí. Dokonce lze teplotu měřenou kulovým teploměrem nahradit teplotou vzduchu měřenou volným čidlem. Důvodem tohoto stavu je zřejmě geometrie a poloha zkoumané místnosti. Lze očekávat, že v místnosti s větším podílem venkovních stěn a oken bude výsledek porovnání teplot rozdílný. Navržený systém má univerzální použití. Kromě kancelářských prostor může být použit také například v rodinných domech, šatnách, výrobních a obchodních prostorech apod. Měření může být prováděno různými typy snímačů a modulů od různých výrobců. Maximální počet připojených snímačů je omezen pouze použitým komunikačním protokolem. Během měření lze kdykoliv změnit počet měřených veličin přidáním nebo odebráním snímače. Pro případné budoucí přizpůsobení či rozšíření programu jsou v příloze k dispozici všechny jeho zdrojové kódy.

53

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

10. Přílohy

10.1 Příkazová sada modulu ADAM 4018 Syntaxe příkazu %AANNTTCCFF

#AAN #AA

$AA0 $AA1 $AA2 $AA5VV

$AA6 $AAF $AAM $AA3 $AA9SNNNN

Název Konfigurace

Popis Nastavuje adresu, vstupní rozsah, rychlost přenosu dat, formát dat, kontrolní součet, a integrační čas pro spec. analogový modul Čti analogová data z kanálu Vrací vstupní hodnotu z kanálu N čísla N specifikovaného analogového modulu Vstupní analogová data Vrací vstupní hodnoty ze specifikovaného analogového modulu ve smluveném formátu dat Kalibrace zesílení Kalibruje analogový vstup na korekci chyby zesílení Kalibrace offsetu Kalibruje analogový vstup na korekci chyby offsetu Konfigurační stav Vrací konfigurační parametry pro specifikovaný analogový modul Povol/Zakaž kanály pro mul- Povoluje/Zakazuje multiplexotiplexování vání současně pro jednotlivé kanály daného vstupního modulu Čti stav kanálů Vrací informace o stavu všech osmi kanálů Čti verzi firmwaru Vrací kódové číslo firmwaru pro specifikovaný analogový modul Čti jméno modulu Vrací jméno specifikovaného analogového modulu CJC Stav Vrací hodnotu CJC senzoru pro specifikovaný analogový vstupní modul Kalibrace CJC offsetu Kalibruje analogový vstup modulu podle nastavení chyb offsetu CJC snímače

54

VUT BRNO, FSI-EÚ

VUT-EU-ODDI-3302-03-06

11. Literatura [1]

Bráza, J.: PHP 5 začínáme programovat, Grada Publishing, 2005, ISBN 80-247-1146-X

[2]

Bráza, J.: PHP 4 praktické příklady, Grada Publishing, 2003, ISBN 80-247-0441-2

[3]

Centnerová, L.: Tepelná pohoda a nepohoda, www.tzb-info.cz

[4]

Janotková, E.: Technika prostředí, VUT Brno, 1991

[5]

Kadlec, V.: Seriál Umíme to s Delphi na www.zive.cz

[6]

Málek, B., Matthauserová, Z.: Metodický návod pro měření mikroklimatických parametrů pracovního prostředí a vnitřního prostředí budov

[7]

Palenčár, R., Vdoleček, F., Halaj, M.: Nejistoty v měření II: nejistoty přímých měření, Automa, 10, 2001

[8]

Pankrác, M.: Seriál o PHP na www.zive.cz

[9]

Pavelek, M., Štětina, J.: Experimentální metody v Technice prostředí, VUT Brno, 1997

[10]

Rubinovi, O. a A.: Vnitřní prostředí budov a tepelná pohoda člověka, www.tzb-info.cz

[11]

Firemní literatura Advantech, www.advantech.com

[12]

Firemní literatura Midam, www.midam.cz

55