Публикации
Объединение разнородных инженерных сетей в единую схему диспетчеризации
25.08.2010 08:51 | 
Автор: Сергей Васильевич ТЕРЕНТЬЕВ
Объединение разнородных инженерных сетей в единую схему диспетчеризации
Система автоматизации и (или) диспетчеризации инженерных сетей зданий подразумевает объединение в единый информационно-технический комплекс большого числа разнородных систем, например:
- система вентиляции и кондиционирования;
- отопление;
- электроснабжение;
- горячее и холодное водоснабжение;
- канализация;
- лифтовое оборудование и пр. Каждая из систем проектируется
отдельно и зачастую не учитывает возможности включения ее в систему автоматизации. Поэтому для создания функциональной и оптимальной системы автоматизации необходимо тесное взаимодействие между субподрядчиками на самых ранних стадиях - при формировании технического задания на проектирование. В этом случае можно учесть все требования и заложить необходимые проектные решения по всем инженерным сетям объекта.
Создание любой системы автоматизации начинается с определения количества и типа контролируемых параметров и управляющих сигналов. На основании этих данных можно произвести выбор технического решения и провести необходимые предварительные экономические расчеты. Если речь идет о системе диспетчеризации инженерных сетей, то здесь можно ограничиться сигналами, регламентируемыми СНИПами. В основном это аварийные сигналы и сигналы неисправности того или иного технологического оборудования. Как правило, у заказчика также имеются требования по необходимости контроля того или иного параметра. Например, необходимо производить технический или коммерческий учет энергопотребления.
С технической точки зрения система автоматизации является более расширенной и функциональной системой диспетчеризации, к которой добавлены сигналы управления, определен алгоритм взаимодействия между входными и выходными сигналами и, возможно, добавлены необходимые органы управления и контроля.
Общая структурная схема системы автоматизации приведена на рис. 1.
Полевой уровень образуют датчики и исполнительные механизмы. Уровень управления образуют контроллеры, которые контролируют сигналы от датчиков и формируют управляющие воздействия для исполнительных механизмов в соответствии с запрограммированным алгоритмом работы. Уровень контроля, как правило, представляет собой рабочую станцию, на которой отображается вся необходимая информация о работе системы и имеется возможность ручного управления.
Интеграция разнородных инженерных сетей объекта в единую систему автоматизации возможна на каждом из этих уровней, и каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки.
1. Интеграция на полевом уровне (уровень датчиков и исполнительных механизмов).
Большинство современных датчиков и исполнительных механизмов имеют стандартные выходные и выходные сигналы. Управление и мониторинг сигналов между контроллерами уровня управления и компонентами полевого уровня осуществляются в стандартных диапазонах, таких как от 0 до 5 V, от 0 до 10 V, от 4 до 20 тА, переключаемых 0 и 5 V, переключаемых 0 и 10 V и т.д. Температурные датчики, как правило, содержат стандартные термочувствительные элементы типа Pt1000, Pt100, NM000, на подключение которых рассчитаны все стандартные контроллеры.
Большинство монтируемых инженерных систем в здании уже имеют какую-либо внутреннюю схему автоматизации, а также встроенные средства контроля и управления. Для примера рассмотрим индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Все необходимые параметры (температура и давление теплоносителя в различных точках, параметры подачи топлива, работа горелок котлов) контролируются штатными датчиками. Это могут быть датчики с визуальной индикацией или с электрическими выходами. Эта информация передается на щит автоматики ИТП. Зачастую использовать эти данные для общей системы автоматизации невозможно. В
этом случае приходится устанавливать дополнительные датчики, которые во многих случаях дублируют штатные. Эти датчики подключаются к контроллерам, которые передают значения контролируемых параметров в систему диспетчеризации или автоматизации.
Понятно, что с экономической точки зрения установка дублирующих датчиков невыгодна. Как правило, такая ситуация возникает из-за несогласованности действий подрядчиков по различным сетям и по системе автоматизации. Потому установку датчиков, не предусмотренных изначальным проектом по инженерной системе, стоит рассматривать только как «резервный» способ для контроля параметров, возможность контроля которого в изначальном проекте не предусматривалась.
2. Интеграция на уровне контроллеров.
И с экономической, и с технической точек зрения это самый рациональный способ объединить в единый комплекс разнородные системы. Например, если контроллер вентмашины системы вентиляции и кондиционирования имеет какой-либо стандартный интерфейс, то его можно задействовать для передачи значений контролируемых параметров (например, температуре и влажности воздуха, степени загрязнения фильтров и пр.) и сигналов управления (например, задвижками или вентиляторами) непосредственно в систему автоматизации. То же самое и с ИТП. Например, с контроллера котла можно снимать информацию о температуре и давлении теплоносителя на выходе из котла, исправности горелки, пропадании факела горелки и пр. Для контроля потребления электроэнергии рациональнее всего использовать электросчетчики со стандартным выходным интерфейсом, чем устанавливать дополнительные трансформаторы тока и специализированные контроллеры.
Одним из наиболее удобных протоколов для построения комплексных систем автоматизации является протокол LON сети - LON Talk. Для того, чтобы создать полноценную систему автоматизации, в идеальном случае все
связываемые инженерные сети должны иметь возможность полного контроля и управления по LON-сети. Останется только разработать и реализовать необходимые алгоритмы взаимодействия при различных ситуациях, разработать пользовательский интерфейс оператора и при необходимости дооснастить систему необходимыми органами управления и контроля. Конечно, на практике такое случается редко, но стремиться к этому можно. По крайней мере, в техническом задании на проектирование можно указать пункт, предписывающий использовать оборудование с LON-интерфейсом (или с каким-либо другим открытым протоколом).
Основные преимущества технологии LonWorks:
• универсальность и экономичность - аппаратная совместимость, независимость от производителя оборудования;
• открытость и стандартизация технологии;
• поддержка гибкой сетевой структуры и большого количества узлов:
• централизация управления(ручного и автоматического);
• независимость работы каждого узла - узел работает по заданной программе, до её изменения с диспетчерского пульта или сервера; • масштабируемость и простота технического обслуживания. Именно поэтому LonWorks является хорошо зарекомендовавшей себя технологией, на основе которой можно создать единый центр для управления всеми инженерными системами современных зданий.
Следует отметить, что существует возможность интеграции систем и на уровне контроля. Как правило, это исключительно программная интеграция и, на наш взгляд, данный способ сегодня не обеспечивает необходимого уровня надежности и функциональности.
Резюмируя вышесказанное, можно отметить, что для создания функциональной, надежной, рациональной системы автоматизации необходимо взаимодействие всех вовлеченных в этот процесс субподрядчиков на самой ранней стадии работ - на этапе формирования технического задания. Причем необходимо делать ставку на использование общего открытого протокола, с помощью которого системы могут быть объединены в единый комплекс с минимальным количеством технических и организационных сложностей, что в конечном счете благоприятно скажется не только на качестве, но и на цене конечного продукта.
