Инженерная автоматика. Диспетчеризация инженерных систем предприятий и зданий. DESIGO RX - оптимальный комфорт в отдельных помещениях

На базе оборудования ОВЕН выполнен комплекс работ по автоматизации и диспетчеризации инженерных систем здания Административно-делового центра Троицкого и Новомосковского административных округов города Москвы.

Проектом предусматривалась автоматизация и диспетчеризация следующих инженерных систем:

1. Системы вентиляции

2. Тепловые завесы

3. Система холодоснабжения

4. Дренажные насосы

5. Контроль загазованности

6. Насосная станция хозяйственно-питьевых насосов

7. ИТП (индивидуальный тепловой пункт)

Принцип построения систем управления и структура

Для автоматизации инженерного оборудования зданий было использовано оборудование ОВЕН. Система выполнена по двухуровневому принципу. На локальном уровне автоматизации используются свободно программируемые коммуникативные контроллеры ОВЕН ПЛК154, располагаемые в щитах управления и автоматики. Для расширения дискретных и аналоговых входов/выходов применяются модули ввода/вывода ОВЕН МВ110, МУ110, которые связаны с контроллером с помощью интерфейса RS-485 (Modbus RTU). Связь между контроллерами, а также с диспетчерским пунктом, осуществляется посредством передачи данных по протоколу Modbus TCP на основе технологии Ethernet.

Для управления инженерными системами здания разработаны щиты управления, находящиеся поблизости от управляемых агрегатов. Помимо автоматики, в щитах размещается пускорегулирующая, коммутирующая и светосигнальная аппаратура, элементы релейной автоматики, вторичные источники питания и контроллеры.

На базовом уровне автоматизации (уровень контроллеров) обеспечивается прямое (без участия компьютера системы диспетчеризации) непрерывное управление технологическим оборудованием, автоматическое поддержание заданных значений параметров технологических систем.

На верхнем уровне осуществляется взаимодействие между персоналом (операторами, диспетчерами, пр.) и системой через человеко-машинный интерфейс, в качестве которого используется специализированный сервер и SCADA-система.

Для просмотра и изменения параметров регулирования возможно подсоединение панели управления, предоставляющей удобный доступ к параметрам контроллера в виде системы русскоязычных меню. Проектом предусмотрено электропитание, защита и управление оборудованием как в автоматическом, так и в ручном режиме управления.

Основные функциональные возможности систем управления верхнего уровня:

контроль основных параметров жизнеобеспечения, состояния оборудования и подсистем информационного и инженерного обеспечения из центральной диспетчерской объекта;
визуализация информации о состоянии оборудования, параметров, средств и подсистем жизнеобеспечения;
оперативная индикация, регистрация, сигнализация отклонений в работе оборудования от допустимых значений;
архивирование, документирование и вывод на печать необходимой информации;
анализ сигнализации повреждений;
протоколирование работы оборудования и действий персонала;
автоматический вызов обслуживающего персонала при выявлении нештатных ситуаций.

Любое сооружение без систем коммуникаций выглядит безжизненным и не представляет большой ценности. Только подключение к нему электричества, воды и газа, отопительной и канализационной систем позволяет использовать здание по назначению. Совокупность всех коммуникационных систем, обеспечивающих жизнедеятельност ь в зданиях или сооружениях, принято называть системами жизнеобеспечения , или инженерными системами. В промышленных помещениях, где коммуникации требуются не только для поддержания микроклимата, но и для обеспечения производственног о процесса, объемы потребляемых ресурсов многократно возрастают. Вместе с этим возрастает потребность в учете и контроле использования воды, газа, электроэнергии и необходимости координации работы всех инженерных систем. Эти задачи решает частичная или полная автоматизация инженерных систем. ООО ТОРЭЛС предлагает услуги по проектированию, внедрению и отладке автоматизированн ых систем диспетчеризации и управления инженерными системами.

ООО ТОРЭЛС - готовые решения по автоматизации производства и инженерных систем

Специалисты нашей компании предлагают полный спектр работ по разработке автоматизации и диспетчеризации инженерных систем. В каждом конкретном случае предлагаются индивидуальные решения по конкретному производству: контроль за работой системы, предупреждение аварийных ситуаций, учет потребления, режим работы и отключения устройств, поддержание оптимального микроклимата и уровня освещенности помещений. Мы предлагаем рациональные экономически выгодные решения по автоматизации инженерных систем:

водопровода и водоотведения;

вентиляции и охлаждения воздуха;

электроснабжения;

освещения;

отопления;

газоснабжения;

оповестительных систем (пожарная и охранная сигнализации);

специальных систем (домофон, диспетчеризация и т.д.).

Автоматизация инженерных систем – экономически выгодный проект

Внедрение систем комплексной или локальной автоматизации и контроля инженерных сетей помогает избежать нецелесообразног о расходования ресурсов, поддерживает комфортный микроклимат в помещении, систематизирует учет расхода. Реализация программ автоматизации управления и контроля имеет огромный экономический потенциал и быструю окупаемость за счет экономии энергоресурсов. Автоматизация и диспетчеризация инженерных систем обеспечивает безопасную эксплуатацию производственных помещений, торгово-развлека тельных сооружений, спортивных объектов, лечебно-профилак тических учреждений. Уровень автоматизации инженерных систем может быть различным: организация автоматической диспетчерской сети, установки датчиков, счетчиков и ЩУ или сложных интеллектуальных систем с программным обеспечением и возможностью управления с индивидуальных мобильных установок. Практика показывает, что системы автоматизации управления инженерными системами существенно сокращают эксплуатационные издержки на содержание объекта.

Данный раздел посвящен проектам систем диспетчеризации и автоматизации инженерных систем зданий . Здесь представлены программное обеспечение и оборудование, которые поставляет ИнСАТ для подобных систем, а также услуги, которые ИнСАТ может оказать по их разработке и внедрению.

Для создания систем автоматизации и диспетчеризации инженерных систем зданий компания ИнСАТ предлагает MasterSCADA - один из лидирующих на российском рынке продуктов. Это вертикально интегрированный и объектно ориентированный программный комплекс для разработки систем управления и диспетчеризации.

MasterSCADA имеет ряд специализированных средств для автоматизации зданий :

для систем вентиляции и кондиционирования (HVAC) - специализированная библиотека ВФБ
для систем учета ресурсов зданий - комплект драйверов для распространенных приборов учета

Ниже приведены примеры проектов, реализованных на MasterSCADA. Набор примеров не является исчерпывающим. Список ведрений MasterSCADA насчитывает уже много тысяч систем , которые успешно работают на территории СНГ. Подробное описание MasterSCADA представлено в разделе Программное обеспечение .

Компания ИнСАТ поставляет широкий спектр оборудования для автоматизации и диспетчеризации инженерных систем зданий . В большенстве приведенных ниже примеров используются аппаратные средства, поставляемые ИнСАТ. Подробную информацию о номенклатуре и стоимости предлагаемого нами оборудования для систем диспетчеризации и энергоучета можно получить в разделе Оборудование .

Инжиниринг в области диспетчеризации и автоматизации зданий

Компания ИнСАТ имеет богатый опыт проектирования и внедрения таких систем, наработанные комплексные решения, готовые проекты узлов учета, шкафов управления приточно-вытяжными установками и т.п. Мы можем выполнить весь комплекс работ по разработке и внедрению систем управления и диспетчеризации зданий. С перечнем оказываемых услуг можно познакомиться в разделе Инжиниринг .

Примеры проектов автоматизации зданий, выполненных на MasterSCADA

На сегодняшний день MasterSCADA применяется в огромном количестве проектов автоматизации и диспетчеризации инженерных систем зданий. Здесь приведены лишь несколько примеров таких проектов.

Система диспетчеризации предназначена для удалённого отображения сбора и хранения данных о работе технологического оборудования здания или производственного процесса, она передает информацию о параметрах протекающих процессов, режимах работы инженерных систем, нештатных ситуациях. Интерфейс системы диспетчеризации позволяет оператору удаленно задавать режимы работы системы в целом или отдельного оборудования.

Требование наличия систем диспетчеризации в современных зданиях определено СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий». ВСН 60-89 «Устройства связи, сигнализации и диспетчеризации инженерного оборудования жилых и общественных зданий. Нормы проектирования» - регламентирует проектирование систем диспетчеризации.

Т.о., основное назначение системы диспетчеризации - в централизации контроля и управления зданием.

Иногда возникает путаница, когда систему диспетчеризации здания определяют как систему управления зданием BMS . Это связано с тем, что в диспетчеризации применятся контроллеры и программное обеспечение SCADA систем BMS. Однако, система диспетчеризации является интерфейсной частью системы интеллектуального здания, она всего лишь выводит информацию на пульт и позволяет оператору вручную управлять частью процессов, пусть и удаленно. Алгоритмы оптимального и экономичного взаимодействия между подсистемами здания должны быть разработаны проектом автоматизации и запрограммированы в контроллерах управления, только тогда оператор освобождается от принятия большинства рутинных решений.

Система диспетчеризации не является полноценной системой автоматизации! Она выполняет функции, связанные с отображением - «диспетчерский контроль» и ручным удаленным управлением - «диспетчерское управление» инженерными системами.

Обычно, в функции системы диспетчеризации входит:

Сбор данных с устройств и визуальное отображение процессов, происходящих с инженерным оборудованием здания (для современных систем, используя SCADA);
Своевременное выявление нештатных ситуаций, предотвращение аварий;
Формирование и отправка тревожных сообщений ответственным лицам;
Дистанционное управление приборами инженерных систем;
Сбор и хранение показаний приборов в автоматическом или ручном режиме;
Представление данных в графическом и табличном виде;
Ведение отчётности об энергопотребление, формирование в автоматическом режиме и по запросу оператора отчетов;
При необходимости, передача данных на удаленный пульт более высокого приоритета.

На пульт диспетчера выводится информационный поток от следующих систем:

Приточной и вытяжной вентиляции;
Кондиционирования воздуха и холодоснабжения;
Отопления;
Теплоснабжения (ИТП или котельного оборудования);
Водоснабжения, водоподготовки, канализации;
Лифтового и эскалаторного оборудования;
Электроснабжения и электроосвещения;
Пожарной сигнализации и систем безопасности здания;
Систем управления звуком;
Противопожарной автоматики (противодымной вентиляции и пожаротушения);
Других систем, связанных с производством или управления процессом.

Могут выводиться параметры температуры наружного воздуха, охлаждённой воды в/от системы вентиляции, охлажденного этиленгликоля, подогретой воды отопления; значения давления охлажденной воды или этиленгликоля систем вентиляции и кондиционирования; положения регулирующих клапанов; мощности на двигателях циркуляционных насосов или вентиляторов; ; данные о засорении фильтров; сигнализация об угрозе замораживания калориферов информации о состоянии лифтов, подкрепленные видеоданными; состояния автоматических выключателей в электрощитах и т.п.

Управление оборудованием в диспетчеризации ограничивается возможностью включения определенных режимов работы, например, режим запуска системы зимой или летом, режим максимальной производительности, аварийное отключение установки, ручное переключение с основного на резервный насос и т.д. В теории, диспетчер имеет возможность управления каждым из устройств, имеющих привод, однако на практике, один человек физиологически не сможет вручную управлять большой инженерной системой.

Управление такой системой осуществляется в режиме 24/7 квалифицированным персоналом, прошедшим специализированные курсы обучения. Кроме того, для каждой системы в процессе проектирования, наладки и эксплуатации технологами разрабатываются протоколы действий при возможных нештатных ситуациях.

Возможности современных систем диспетчеризации

Современные системы диспетчеризации все чаще реализовываются на контроллерах и программном обеспечении систем BMS . Это обуславливает большое количество программных возможностей по настройке их функций. В общем случае, системы диспетчеризации должны обеспечивать:

Актуальную и полную картину состояния всех инженерных систем в любой момент времени;
Удобный и понятный графический интерфейс;
Быструю реакцию на аварийные ситуации;
Возможность выдачи аварийных сообщений на экран монитора, принтер, удаленный компьютер, мобильный телефон;
Регистрацию всех системных событий, что во многих случаях даёт возможность установить причину аварийной ситуации, ее виновника, а также предотвратить ее появление в дальнейшем;
Подключение к системе удаленно, через интернет-браузер;
Быструю и адекватную реакцию на изменение условий внешней среды;
Автоматический подсчет моточасов, наработки оборудования на отказ и предупреждение о необходимости проведения тех обслуживания и профилактики;
Широкие возможности по управлению системами, что позволяет сократить штат обслуживающего персонала;
Возможность сбора статистической информации, формирования выборок, графиков сравнения прогнозирования расходов.

Отличие системы диспетчеризации от системы автоматического управления и диспетчеризации здания (САУиД)

Основные отличия функций системы диспетчеризации инженерного оборудования и системы автоматического управления зданием видны на приведенных ниже схемах. Типовая схема диспетчеризации инженерных систем объекта

Типовая схема автоматизации и диспетчеризации инженерных систем объекта (синонимы: BMS, интеллектуальное здание)

Таким образом, подсистема диспетчеризации является только частью системы управления зданием BMS .

Оборудование и программное обеспечение систем диспетчеризации

Задача диспетчеризации - отображение информации и предоставление возможности управления, следовательно, основными элементами системы диспетчеризации является программное обеспечение оператора и преобразователи интерфейсов, часто устанавливаемые в щитах автоматизации инженерного оборудования.

Как правило, современные контроллеры автоматизации имеют возможности работы со SCADA ПО системы диспетчеризации, они являются одновременно и преобразователями интерфейсов. Программное обеспечение обеспечивает реализацию таких функций как:

Отображение информации в виде мнемонических схем с выдачей на них в реальном времени значений измерений, значений установок регуляторов, различных пиктограмм и других графических объектов;
Формирование и выдачу аварийных сообщений;
Ведение архивов (трендов) для всех аппаратных сигналов и расчетных технологических переменных;
Возможность коррекции работы системы, без ее остановки;
Возможность поиска и фильтрации записей архивов по ряду критериев отбора; возможность формирования отчетов на основе задаваемых пользователем шаблонов; просмотр архивной информации в виде графиков и таблиц;
Возможности создания расписаний, многоуровневого доступа и прочие функции систем компьютерных систем управления.

Передача данных от локальной системы автоматизации к SCADA системе диспетчеризации может осуществляться напрямую или через интерфейс OPC (Open Platform Communication) сервера. При этом OPC сервер является переводчиком между языком, которое понимает установленное оборудование, и языком программного интерфейса диспетчера.

Главной целью стандарта ОРС явилось обеспечение возможности совместной работы средств автоматизации, функционирующих на разных аппаратных платформах, в разных промышленных сетях и производимых разными фирмами.

После того, как стандарт OPC был введён в действие, практически все SCADA-пакеты были перепроектированы как ОРС-клиенты, а каждый производитель аппаратного обеспечения стал снабжать свои контроллеры, модули ввода-вывода, интеллектуальные датчики и исполнительные устройства стандартным ОРС сервером. Благодаря появлению стандартизации интерфейса стало возможным подключение любого физического устройства к любой SCADA, если они оба соответствовали стандарту ОРС. Разработчики получили возможность проектировать только один драйвер для всех SCADA-пакетов, а пользователи - возможность выбора оборудования и программ без прежних ограничений на их совместимость.

IP оборудование

90% современных систем диспетчеризации имеют возможность обмена информацией по IP сетям. Преобразование данных в соответствующие протоколы происходит либо непосредственно в контроллерах, либо на серверах верхнего уровня (Schneider Electric Automation Server), либо через шлюзы, например, Xenta -911.

С удешевлением IP оборудования, функции передачи данных в сеть постепенно распространяются на полевые устройства (клапаны, преобразователи частоты и т.п.), однако это решение пока в любом случае более дорогое, а также требует разработки стабильной и безопасной СКС на объекте, это так же дорогостоящее мероприятие.

IP оборудование для систем автоматизации и диспетчеризации инженерных систем подбирается в зависимости от требований к его функциям. Как правило, достаточно иметь программный стык системы диспетчеризации с IP сетью предприятия, и появляется возможность подключения к SCADA системе дополнительной информации. В частности, для визуального наблюдения за с диспетчерского пункта за важными узлами или помещениями, к системе подключаются используются IP камеры наблюдения системы промышленного телевидения или безопасности.

Разработка и проектирование систем диспетчеризации

Проект системы диспетчеризации выполняется разделом комплекта чертежей системы автоматизации и диспетчеризации здания. Сигналы, выводимые на пульт диспетчера, определяются разработчиками технологии систем здания.

Норматив проектирования: ВСН 60-89 «Устройства связи, сигнализации и диспетчеризации инженерного оборудования жилых и общественных зданий. Нормы проектирования»

Проект системы диспетчеризации обычно сдержит следующие листы:

В рамках проекта диспетчеризации разрабатывается так же и автоматизированное рабочее место диспетчера. В зависимости от масштаба системы оно может быть оснащено:

Щитом с нанесенной мнемосхемой (в настоящее время такие системы встречаются все реже и на производствах);

ПК с установленной SCADA программой ;

ПК с доступом по веб-интерфейсу к контроллеру-серверу системы (пример: automation server Schneider Electric);

ПК с установленной SCADA системой с выходом на несколько мониторов и на мониторную стену .