Инженерные системы "интеллектуальных зданий"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЗДАНИЙ»

Шелухин Д.О.

ГОУ ВПО «МГУС», г. Москва

Рынок интеллектуальных зданий (ИЗ) можно считать уже сложившимся, в достаточной степени наполненным предложениями во всех ценовых нишах. В настоящий момент актуальные пути развития - это увеличение показателей энергоэффективности зданий (экономия электроэнергии и тепла), повышение эффективности управления системами за счет развитых средств диспетчеризации и, как следствие, одновременное снижение стоимости и увеличение безопасности эксплуатации зданий. Идеи создания «домов будущего», опирающиеся на имидж и высокую стоимость выполнения таких проектов, все больше уступают место решениям, идущим от реальной жизни, определяющей разумные потребности в экономии и комфорте. Благодаря только модернизации системы кондиционирования и отопления здания можно добиться значительного снижения затрат на его содержание. инженерный здание дом интеллектуальный

Для создания оптимальных условий работы и жизнедеятельности обитателей здания, сокращения эксплуатационных расходов и энергосбережения предназначен комплекс систем жизнеобеспечения (КСЖ).

В состав КСЖ входят следующие основные системы: системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха; система управления микроклиматом; система гарантированного бесперебойного электроснабжения; система удаленного мониторинга и управления электроснабжением; системы освещения и управления освещением; системы контроля и управления лифтами и эскалаторами; система учета энергоносителей и другие системы.

Комплексная система вентиляции и кондиционирования воздуха предназначена для создания оптимальных параметров воздуха и поддержания их на заданных уровнях в помещениях здания. В состав комплексной системы вентиляции и кондиционирования воздуха входят приточные и вытяжные системы вентиляции, система температурных доводчиков типа фэн-койлов (fan-coil) или сплит-систем, чиллеры (chiller), система автоматического регулирования (АСУ микроклиматом).

Для осуществления общеобменной вентиляции в помещениях здания проектируются системы приточной и вытяжной вентиляции. В холодное время года подаваемый в помещения воздух нагревается в теплообменниках. Этот процесс осуществляется автоматически в соответствии с данными, получаемыми от датчиков температуры наружного и внутреннего воздуха, и алгоритмом работы свободно программируемых контроллеров, управляющих работой тех или иных исполнительных устройств (электроприводами клапанов трубопроводов, задвижек воздуховодов и т.п.).

Приточная система может быть сконфигурирована в виде приточного центрального кондиционера или комплекта оборудования приточной системы (вентиляторов, фильтров, шумоглушителей и т.д.).

Приточная система создает базовые параметры воздуха в помещениях. Для доведения температуры и влажности до нормативных (заданных) значений в отдельных помещениях устанавливаются кондиционеры-доводчики. В последнее время широкое распространение получили системы фэн-койлов «вентиляторных доводчиков» и чиллеров (холодильных машин) реверсивного действия. Чиллеры производят подготовку воды, которая подается в теплообменники фэн-койлов. Эта система позволяет не только охлаждать, но и нагревать воздух в помещениях в переходный период года. Подготовленная в холодильной машине вода подается к каждому кондиционеру-доводчику при помощи гидравлического модуля.

При этом одной холодильной машины достаточно для обеспечения хладагентом (теплоносителем) всей системы доводчиков, установленных в здании. Чиллер может быть установлен на крыше здания или на техническом этаже. Данная система предпочтительна и с точки зрения эстетики внешнего облика здания, поскольку (в отличие от сплит-систем) не нуждается в большом количестве внешних блоков, уродующих стены здания.

Система управления микроклиматом контролирует параметры воздуха в помещениях здания и управляет работой базовых инженерных систем ОВК. АСУ микроклиматом ИЗ строится на основе распределенных сетей управления при наличии центральной станции мониторинга и управления, обеспечивающей дополнительные сервисные функции. Система управления состоит из расположенных в различных местах здания исполнительных контроллеров, соединенных с сетевым сервером и АРМ оператора. Контроллеры, как правило, размещаются вблизи управляемых устройств и датчиков. По сети они обмениваются информацией с АРМ оператора. В случае потери связи с «центром» они могут работать в автономном режиме в соответствии с алгоритмом ранее загруженных программ.

Локальные контроллеры осуществляют функции локального управления и представляют собой сетевой узел в составе системы управления. Основой сетевого узла является Нейрон-чип (chip Neuron), в котором сетевой протокол LonTalk реализован на аппаратном уровне.

Максимальное количество узлов определяется топологией сети и стандартом Lon-Works. Локальные контроллеры обеспечивают: прием и предварительную обработку информации с датчиков температуры, влажности и давления; регулирование параметров воздуха в соответствии с заданными алгоритмами; контроль состояния теплообменных агрегатов и фильтров; ввод значений параметров «уставок» как дистанционно с АРМ диспетчера, так и с локального контроллера; самодиагностику системы локального управления; отключение при возникновении аварийных ситуаций и по командам СПС.

Современные системы управления состоят из компьютера управления, связанного с сервером баз данных (БД), и сетевых контроллеров, с которыми могут быть связаны сотни исполнительных (локальных) контроллеров сети. При этом актуальные данные доступны для всей системы. Используя модемы, подключенные к сетям связи, система способна воспринимать и данные удаленных периферийных сетей.

Система гарантированного бесперебойного электроснабжения обеспечивает потребителей электропитанием установленных параметров, мониторинг и управление электроснабжением.

Система удаленного мониторинга и управления электроснабжением выполняет важнейшую функцию - защищает информацию, хранящуюся на серверах и рабочих станциях. В случае длительного пропадания электропитания во входной сети вначале корректно закрываются приложения, работающие на станциях, затем - на серверах. Таким образом, ЛВС закрывается без сбоев и потери информации.

Система учета энергоносителей предназначена для суммарного учета расхода воды, тепла и электроэнергии на входе здания, отдельного учета по зонам и передачи данных учета в диспетчерскую службу (ЦДП).

Интеллектуальное здание насыщено множеством кабельных проводок и информационных сетей, среди которых телефонная сеть, ЛВС и другие слаботочные сети контроля и управления. Кабельные системы являются тем «базисом», на котором строятся все компоненты информационно-вычислительных сетей ИЗ. Правильная организация сети определяет надежность функционирования всех служб здания.

Базой комплекса систем информатизации (КСИ) является структурированная кабельная система, предназначенная для организации физического уровня системы передачи информации в локальных вычислительных и телекоммуникационных сетях. В состав КСИ входят системы, предназначенные для приема телевизионных программ, радиотрансляции, передачи данных и информирования обитателей ИЗ: локальная вычислительная сеть (ЛВС); система телефонной сети; система приема эфирного и спутникового телевидения; система радиофикации; система проведения конференций с синхропереводом; система электрочасофикации; средства оперативной радиосвязи персонала и другие системы.

Система приема эфирного и спутникового телевидения обеспечивает прием и ретрансляцию в кабельную сеть здания телевизионных, радиовещательных программ УКВ-диапазона и программ внутреннего вещания.

Система электрочасофикации обеспечивает: отображение даты и времени на основных и дополнительных часах в виде, удобном для наблюдения (с расстояния от 3 до 25м); возможность коррекции времени и хода основных и синхронизированных с ними дополнительных часов с помощью пульта дистанционного управления.

Система проведения конференций с синхропереводом обеспечивает: озвучивание рабочих мест участников; управление различными режимами проведения конференции; подключение аппаратуры для записи выступлений и вывод сигнала на внешнюю систему звукоусиления и систему синхронного перевода с использованием радиоканала или проводных каналов связи.

Традиционные решения инженерного оборудования здания представляют собой совокупность отдельных, не взаимодействующих между собой (автономных) систем. Автономные системы не могут использовать общие данные, поэтому невозможно координировать реакцию этих систем. В интеллектуальном здании эти системы объединены в интегрированный комплекс взаимосвязанных систем. На место автономных систем пришли полностью интегрированные системы, обладающие единым человеко-машинным интерфейсом. Взаимодействие оператора с инженерным оборудованием стало более простым, удобным и надежным. Интегрированная система имеет общую базу данных, которая используется различными устройствами систем безопасности и жизнеобеспечения.

Каждая система ИЗ имеет законченную самодостаточную архитектуру, и в этом смысле она является независимой от работы всего комплекса в целом. Все системы комплексов безопасности, жизнеобеспечения, информатизации могут работать автономно или в сети. Подавляющее большинство систем ИЗ имеет сетевое решение (с соответствующей архитектурой), когда оборудование системы представляет собой не разрозненные элементы, а звенья (узлы) единой сети, по которой производится обмен информацией между ними. При этом внутри этих сетей обмен может осуществляться по своим специализированным протоколам. Преобразование протоколов, необходимое для обеспечения совместимости систем, осуществляется в серверах ввода/вывода (преобразователях интерфейса).

Верхний уровень управления ИЗ представляет собой ЛВС, в которой может находиться любое количество рабочих станций и серверов. Подключение различных систем к этой сети производится по протоколу TCP/IP через свои рабочие станции, шлюзы, серверы ввода/вывода. Таким образом, формируется АСУ зданием, которая и составляет суть интеллектуального здания. Все слаботочные системы контроля и управления объединяются на базе СКС в систему диспетчеризации инженерного оборудования здания с единым центром мониторинга систем.

Основой функционирования центральной станции мониторинга и управления является программное обеспечение (ПО) - пакет программных средств комплексов систем безопасности и жизнеобеспечения. Этот программный продукт обеспечивает операторов удобным и понятным графическим интерфейсом, позволяющим оперативно отслеживать состояние всех систем ИЗ и управлять ими. Он не только предоставляет диспетчеру графическое отображение объекта, но и дает планы различных уровней (помещения, этажа, здания).

Программная среда ИЗ обеспечивает компоненты систем единым языком общения. При обмене информацией между ними сообщения доставляются непосредственно от источника к адресату, минуя центральный сервер БД. Поэтому даже при большом количестве одновременных событий не происходит сбоев и задержек с передачей тревожных сообщений или другой информации. Для повышения надежности работы комплекса ИЗ каждый ПК в сети может быть оснащен собственным сервером БД.

В качестве сервера баз данных - главного хранилища информации - широко используются серверы MS SQL и InterBase. Возможна их интеграция и с любой другой системой управления базами данных. Операционной средой для функционирования программных пакетов ИЗ являются операционные системы семейства Windows (95, 98, NT, 2000 и другие).

Программное ядро ИЗ практически не имеет ограничений в отношении размеров и состава комплекса систем. Оно работает одинаково эффективно с комплексами любого масштаба. При этом интегрированный программный пакет предоставляет возможность управления всем комплексом систем здания с одного ПК.

Пока на российском рынке «автоматики здания» превалируют технические решения интеллектуального здания, предлагаемые крупными иностранными компаниями, имеющими и большой практический опыт, и мощную материально-техническую базу, и разветвленную сеть сервисных центров. Количество отечественных системных интеграторов, готовых предложить комплексное решение и систем безопасности, и систем жизнеобеспечения, пока еще невелико, но тенденции обнадеживающие.

Размещено на Allbest.ru