Эффективные системы диспетчеризации современных зданий и комплексов. Диспетчеризация инженерных систем предприятий и зданий Контролируемые и управляемые параметры

16.06.2019

В современном здании функционируют десятки различных инженерных систем и системы автоматики и диспетчеризации предназначены обеспечить эффективность функционирования этих систем. Применение автоматики и диспетчеризации в инфраструктуре здания позволяет контролировать состояние отдельных систем, протоколировать параметры их работы, снижать энерго- и тепло- затраты, износ оборудования, своевременно реагировать на внештатные ситуации.

Система автоматизации и диспетчеризации традиционно разделяют на 3 уровня:

Периферийное оборудование;
Полевые контроллеры;
Систему верхнего уровня.

Периферийное оборудование это различного рода датчики (давления воды, температуры воды, температуры воздуха и т.д.), запорно-регулирующая аппаратура, приводы, клапаны.

Контроллеры это центральная часть систем автоматизации и диспетчеризации. Конструктивно они могут иметь распределенную структуру модулей ввода-вывода, а могут быть представлены единым блоком. Контроллеры обычно устанавливаются либо в шкаф автоматики, либо в комбинированный шкаф, включающий как электрическую часть, так и автоматику.

В последнем случае должны быть предприняты специальные меры для защиты их от помех. Комбинирование силовых шкафов и шкафов автоматики позволяет сократить кабельные трассы и снизить общую стоимость инсталляции. Для обмена данными между контроллерами применяются сети со своими протоколами передачи данных: Lonworks, BACnet, ModBus, EIB, KNX, C-Bus и другие. Протоколы передачи данных могут быть как открытыми, так и закрытыми, используемыми только одним производителем контроллеров. Преимущества открытых протоколов перед закрытыми состоит в том, что заказчик не привязан к конкретному производителю оборудования и может использовать контроллеры различных фирм, использующих данный открытый проткол.

Lonworks - наиболее распространённое решение среди открытых систем. В мире установлены миллионы Lonworks- совместимых устройств в офисах, домах, на производстве, на транспорте. Устройства Lonworks способны передавать информацию по витой паре, сетям Ethernet, оптическому волокну, инфракрасным и радио каналам. Протокол передачи данных Lonworks одинаков для всех устройств, что обеспечивает совместимость различного оборудования: свободно программируемых контроллеров, панелей для задания температуры, клапанов, детекторов присутствия, кондиционеров, чиллеров, счетчиков тепло и электропотребления.

Cистемы верхнего уровня позволяют обслуживающему персоналу и пользователям отслеживать состояние системы, оперативно реагировать на аварийные и предаварийные ситуации, сохранять параметры технологических процессов и протоколировать действия операторов для дальнейшего анализа. Современные системы верхнего уровня дают возможность:

Создания графических экранов, мнемосхем, систем меню и окон для отображения технологической информации;
Архивации данных, переданных технологическим оборудованием или сформированных в процессе обработки;
Архивации событий, сигналов АПС, а также составление отчетов;
Защиты от несанкционированного доступа;
Регистрации запусков системы и других действий оператора (ведение системного журнала);
Использования мощной подсистемы статистической обработки;
Наличие базы данных реального времени, размещаемой в оперативной памяти, где находятся все системные и определяемые пользователем переменные, связываемые с технологическими данными и с отображаемыми на экраны объектами.
Построить распределенную иерархическую систему в которой сервер занимается сбором и хранением информации, а рабочие станции позволяют операторам осуществлять взаимодействие с технологическим оборудованием независимо друг от друга.

Диспетчеризация инженерных систем здания, группы зданий, предприятия – дна из самых актуальных проблем во внедрении автоматизированных систем управления технологичискими процессами – АСУТП. Современные инженерные системы являются сложными, комплексными системами, для нормального функционирования которых требуются автоматизированные системы диспетчеризации. Инженерное оборудование, входящее в комплекс жизнеобеспечения зданий, имеет, как правило, огромный набор технологических параметров и сигналов, которые требуют непрерывного контроля. Обеспечить такой контроль под силу только современным системам диспетчеризации.

Диспетчеризация инженерных систем позволяет расширить традиционную автоматику инженерных систем и вывести ее на уровень, на котором мониторинг и управление всеми системами осуществляется с одного рабочего места диспетчера. Диспетчеризация инженерных систем позволяет поддерживать их работоспособность и повышать эффективность использования энергоресурсов. Благодаря оперативному контролю состояния инженерных систем и своевременному реагированию на изменения в работе систем и оборудования возможно эффективное принятие управленческих решений и предупреждение возможных сбоев.

Суть диспетчеризации заключается в визуализации информации о функционировании инженерных систем и предоставлении оператору возможности прямого управления оборудованием из диспетчерского пункта. Данные о состоянии инженерного оборудования поступают от контроллеров локальной автоматики и передаются на сервер. Обработанные технологические данные с необходимой аналитической информацией поступают на сервер диспетчеризации и выводятся на экранах компьютеров на рабочих местах операторов в наглядном динамическом графическом виде.

При использовании систем диспетчеризации инженерных систем повышается рациональность использования всех видов ресурсов и тем самым увеличивается прибыль от эксплуатации объектов. Автоматизированная система диспетчеризации инженерных систем позволяет учитывать энергоресурсы, нормировать их потребление, корректировать работу оборудования с учетом внешних условий. Таким образом, клиент может экономить существенную долю финансовых средств и направлять их на развитие бизнеса.

НТЦ Энерго-Ресурс эффективно разрабатывает и внедряет автоматизированные системы диспетчерского контроля (АСДК) и управления (АСДУ) инженерных систем различных объектов:

промышленных объектов и предприятий;
бизнес-центров;
торгово-развлекательных центров, гипермаркетов;
отдельно стоящих зданий или комплексов жилых зданий;
спортивных объектов;
медицинских учреждений;
складских комплексов;
отдельных участков внутри промышленного, хозяйственного, общественного, офисного или жилого объекта.

Внедрение системы диспетчерского контроля АСДК, а если требуется, системы диспетчерского контроля и управления АСДУ позволяет:

Графически, наглядно отображать информацию;
Вести учет и анализ потребления энергоресурсов;
Осуществлять круглосуточное оперативное управление в зависимости от ситуаций на объекте;
Быстро, достоверно диагностировать состояние объекта;
Снижать уровень воздействия человеческого фактора;
Существенно уменьшить численность обслуживающего персонала;
Снижать расходы на эксплуатацию;
Планировать сервисное обслуживание оборудования;
Оперативно отслеживать сбои, предупреждая развитие аварийных ситуаций в превентивном режиме;
Выдавать диспетчеру контекстные подсказки в аварийных ситуациях;
Вести журнал событий в автоматическом режиме, документальное определение причин аварий, потерь и их виновников;
Получение и анализ данных для разработки мероприятий, направленных на повышение энергоэффективности.

Диспетчеризация охватывает инженерные системы:

Освещение внутреннее и наружное;
Котельные установки и индивидуальные тепловые пункты, образующие систему теплоснабжения;
Элементы вытяжной вентиляции (ВВ) и приточной вентиляции (ПВ), центральные кондиционеры и кондиционеры-доводчики (фанкойлы, тепловые завесы, регуляторы воздушного потока);
Холодильные центры и станции холодоснабжения;
Охранно-пожарная сигнализация (средства дымоудаления, огнезащитные клапаны, системы водяного и газового пожаротушения и т.п.);
Отдельные скважины и водозаборные узлы, установки повышения давления;
Холодное водоснабжение (ХВС);
Горячее водоснабжение (ГВС);
Контроль протечек (затопление и дренаж);
Дизельные электростанции, трансформаторные подстанции, мощные ИБП, устройства распределения электроэнергии;
Узлы учета энергетических ресурсов;
Лифтовое хозяйство и эскалаторы;
Системы контроля и управления доступом, видеонаблюдение.

Система диспетчеризации инженерных систем является многоуровневой системой дистанционного контроля и управления. В ее состав входят:

Нижний уровень (полевой уровень) : датчики, исполнительные механизмы и кабельная система. Нижний уровень может включать в себя от единиц до тысяч источников сигналов, опрашиваемых датчиков, различных устройств, подключенных по различным типам интерфейсов, передающих информацию к оборудованию среднего уровня.

Средний уровень: контроллеры, осуществляющие прием и обработку аналоговых, дискретных сигналов и выработку команд управления. Оборудование среднего уровня представляет собой программируемые контроллеры, модули дискретных, аналоговых входов, релейных входов и выходов. Контроллеры производят преобразование данных, полученных от наблюдаемого оборудования, предварительные расчеты состояния оборудования, формирование пакетов данных, а также формируют сигналы для управляемых устройств. Объект может содержать сотни таких контроллеров в зависимости от структуры и размеров объекта.

Верхний уровень: управляющий компьютер с прикладным программным обеспечением (АРМ оператора). Оборудование верхнего уровня представляет собой компьютер со специальным программным обеспечением. Он запрашивает и получает данные от контроллеров.

Программное обеспечение, с которым работает оператор, отображает задействованное в системе оборудование в удобном для оператора виде (планировки здания с указанием на них размещения оборудования, структурные цепочки оборудования по различным подсистемам). Имеется возможность работы с журналами тревог, событий, действий операторов, фильтрации событий в журналах по дате, времени, типу события, виду оборудования. АРМ оператора может задавать параметры работы оборудования, с появлением тревог при выходе параметров за заданные рамки, отображать статистику изменения параметров систем в виде графиков и таблиц. Осуществляется также разграничение прав пользователей по возможностям управления, диспетчеризации инженерных систем.

Диспетчерский пост (АРМ оператора) оборудован источником бесперебойного питания, звуковой сигнализацией и имеет в своем составе 3 монитора (левый, центральный и правый). С точки зрения размещения информации на них, каждый монитор является независимым и самодостаточным. На каждый монитор можно вывести любой кадр с информацией. Распределение кадров с информацией по мониторам производит сам диспетчер, исходя из собственных предпочтений и удобства восприятия.

Существуют следующие типы кадров:

Стартовый кадр;
Главная мнемосхема строений;
Главная мнемосхема строения;
Мнемосхема контура инженерной системы;
Мнемосхема поэтажного плана размещения оборудования.

Для быстрого устранения неисправности предусмотрен вывод на экран поэтажной мнемосхемы размещения оборудования, на котором возможно точно определить место расположения аварийного оборудования.

После ввода системы диспетчеризации в эксплуатацию, компания НТЦ Энерго-Ресурс осуществляет сервисное обслуживание системы. Специалисты компании по согласованию с заказчиком, используя удаленный доступ, могут посмотреть реальную картину происходящего в любом контуре диспетчеризации объекта заказчика в режиме “on-line” и внести необходимые изменения в программное обеспечение.

Необходимость применения систем диспетчеризации инженерных систем очевидна. Они дают возможность надежного взаимодействия между всеми подсистемами жизнеобеспечения объекта, оперативного контроля и управления. Чем сложнее инженерный комплекс объекта, тем важнее роль систем диспетчеризации.

Назначение
Система комплексной автоматизации и диспетчеризации предназначена для управления инженерными системами жизнеобеспечения объекта и создания комфортных условий жизнедеятельности работающего персонала.
Технические преимущества

Автоматическое поддержание оптимальных режимов работы оборудования
Прогнозирование выхода оборудования из строя
Все функции по управлению инженерными системами доступны из единого пользовательского интерфейса
Масштабирование от небольших систем до крупных систем со множеством подсистем
Оперативное диспетчерское управление и оповещения технологическими процессами и оборудованием инженерных систем
Централизованный контроль (мониторинг) в режиме реального времени состояния технологических параметров и оборудования инженерных систем
Интеграция всех систем объекта, создание общекорпоративной системы безопасности и реализация единой политики реагирования
Использование развитой системы управления аварийным оповещением
Оперативное и наглядное отображение на экранах уведомлений об аварийных ситуациях
Разграничение доступа к информации

Экономические преимущества

Повышение эффективности управления, эксплуатации и безопасности инженерного комплекса объекта
Экономия энергоресурсов
Экономия трудозатрат эксплуатационных служб
Эффективное планирование использования оборудования
Повышение престижности объекта
Снижение стоимости страхования объекта

Структура построения системы комплексной автоматизации и диспетчеризации инженерных систем
Система комплексной автоматизации и диспетчеризации инженерных систем строится по принципы двухуровневого интегрирования:

Верхний уровень – система сбора и обработки данных
Нижний уровень – локальные системы автоматики (ЛСА)

Система сбора и обработки данных обеспечивает

Непрерывный контроль состояния оборудования инженерных систем объекта и протекания технологических процессов с постоянной регистрацией происходящих событий
Долговременное хранение информации о событиях
Привязку фиксируемых событий в различных системах инженерного обеспечения объекта к единой шкале времени
Взаимодействие между системами в части функционирования в различных ситуациях, в том числе нештатных (аварийных).
Визуальный контроль работы (состояния) оборудования контролируемых инженерных систем и протекания технологических процессов.
Дистанционное управление инженерными системами и их отдельным оборудованием с автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора.
Дистанционное изменение режимов работы оборудования инженерных систем с АРМ оператора.
Формирование различных отчетов о функционировании контролируемых систем инженерного обеспечения здания.

Состав основного оборудования системы сбора и обработки данных

Сервер системы сбора и обработки данных.
Интерфейсное оборудование связи сервера с локальными системами автоматики.
Автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора инженерных систем.
Программное обеспечение системы сбора и обработки данных.
Оборудование для создания ЛВС.
Источники бесперебойного питания.

Предлагаемые производители оборудования и программного обеспечения системы сбора и обработки данных

SIEMENS

Локальные системы автоматики обеспечивают работу инженерных систем в автоматическом режиме, как автономно, так и в составе системы комплексной автоматизации и диспетчеризации здания.

Состав основного оборудования локальных систем автоматики

Контроллеры и модули ввода/вывода
Периферийные средства автоматизации:
- датчики технологических параметров (температура, влажность, давление, перепад давления, расход, уровень, освещенность и т.п.)
- исполнительные устройства (клапаны, задвижки, привода и т.п.

Энергоэффективность
Интеллектуальная энергосберегающая система автоматизации зданий сокращает уровень вы- броса вредных веществ и позволяет снизить эксплуатационные расходы.

В отличие от конструктивных мер, автоматизация зданий - менее трудоёмкое и гораздо более дешёвое средство улучшения энергоэффективности. Система автоматизации – это мозг здания. Он ин- тегрирует информацию обо всех инженерных системах. Он управляет системами отопления и охлаж- дения, вентиляции и кондиционирования, электроснабжения и освещения. Поэтому именно мозг зда- ния должен быть наделён функциями контроля над использовани- ем энергоресурсов. Эти функции позволяют снизить энергопотреб- ление здания на 30%.

Повышение производительности и эффективности путем управления полным жизненным циклом здания ООО «РТК-системы» предлагает интеллектуальные интегрированные решения для жилых и нежилых зданий и инфраструктур общественного назначения. На протяжении всего жизненного цикла объекта наши услуги и решения в области низковольтных распределительных сетей и электроустановок, автоматизации зданий, пожарной безопасности и охранных систем гарантирует:

оптимальный комфорт и высочайшую энергетическую эффективность зданий,
защиту и безопасность людей, процессов и материальных ценностей,
повышение производительности труда.

Перечень контролируемых систем: Система отопления (индивидуальный тепловой пункт) - диспетчеризация ИТП здания позволяет снизить влияние человеческого фактора при обслуживании, сократить риски чрезвычайных происшествий связанных с неожиданным выходом из строя оборудования, минимизировать ущерб, связанный с разрывами трубопроводов, анализировать потребление тепла в различные периоды времени (и/или при различных обстоятельствах) для получения оптимальных (наиболее экономичных) настроек работы ИТП. Автоматику ИТП экономически и технически целесообразно выполнить в составе системы диспетчеризации, что позволяет осуществить полную интеграцию ИТП в систему диспетчеризации и при этом избежать дополнительных затрат связанных с дублированием оборудования, контролирующего одни параметры.

Температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах теплосети, подающих и обратных трубопроводах контуров отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и стояков отопления. Контроль температур теплоносителя в различных точках технологического процесса позволяет оптимально настроить режимы потребления тепловой энергии различными потребителями, а также контролировать качество услуг предоставляемых теплосбытовой компанией.
Давление в подающем и обратном трубопроводах теплосети - контроль качества услуг теплосбытовой компании.
Давление в подающих и обратных трубопроводах контуров отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и стояков отопления - контроль состояния трубопроводов, наличия теплоносителя, защита от «сухого хода» насосов.
Перепад давления на фильтрах и грязевиках - контроль засорения фильтров, своевременное оповещение персонала о необходимости чистки.
Перепад давления на насосах - контроль исправности насосов, своевременное оповещение персонала о необходимости ремонта/замены.
Управление положением запорно-регулирующей арматуры контуров отопления вентиляции и ГВС
Поддержание тепловых режимов согласно заданным параметрам (уставкам), температуре наружного воздуха, температуре теплоносителя поступающего из теплотрассы.
Управление положением запорной арматуры стояков отопления, оперативное прекращение утечки теплоносителя в случае нарушения герметичности контура.
Интеграция средств коммерческого и/или технического учета потребления тепла и расхода ГВС.

Система вентиляции - диспетчеризация системы вентиляции здания позволяет снизить влияние человеческого фактора при обслуживании, сократить риски чрезвычайных происшествий связанных с неожиданным выходом из строя оборудования (например установок дымоудаления), минимизировать ущерб, связанный с разрывами трубопроводов или простоем дорогостоящего оборудования. Автоматику систем вентиляции экономически и технически целесообразно выполнить в составе системы диспетчеризации, что позволяет осуществить полную интеграцию в систему диспетчеризации и при этом избежать дополнительных затрат связанных с дублированием оборудования, контролирующего одни параметры.