Автоматизация, диспетчеризация

А нужна ли диспетчеризация?

Система диспетчеризации позволяет организовать плотное взаимодействие между различными подсистемами инженерного оборудования, она также выполняет автоматизированный оперативный контроль и управление. Необходимость создания подобной системы очевидна. Использование системы диспетчеризации тем оправданее, чем шире спектр инженерного оборудования объекта. Общее количество параметров управления и контроля современного здания или комплекса зданий временами достигает нескольких тысяч. Поэтому подход, в случае которого автоматизация контроля и управления производится за счет отдельных локальных контроллеров, смонтированных отдельно или встроенных в оборудование просто недопустим. Диспетчеризация делает работу систем жизнеобеспечения необыкновенно эффективной, практически сводя к нулю процент использования ресурсов нерациональным способом, кроме того контроль технологических участков осуществляется детально, что позволяет заметно снизить затраты на ресурсы, получив, при этом, дополнительную прибыль. Эффект от внедрения комплексной системы диспетчеризации не заставит себя ждать. Он проявляется в виде снижения потребления энерго-, теплоресурсов и эксплуатационных затрат, а также значительного повышения производительности труда сотрудников предприятия за счет создания высокого уровня комфорта и отличных условий работы. Диспетчеризация обеспечивает учёт потребления ресурсов, современный сервис, согласованную работу всевозможных автономных систем, входящих в инфраструктуру дома, офиса, здания или посёлка, а также производит многоуровневое оповещение в случае возникновения аварийной ситуации.

Понятие диспетчеризации

Любое современное здание, будь это жилой дом, торговый офисный, центр, или спортивное сооружение обязательно содержит солидный объем инженерного оборудования. Причем число инженерного оборудования непрерывно увеличивается. Все это происходит по той причине, что с каждым днем неуклонно повышаются представления об уровне комфорта во время пребывания человека в здании. Сегодня обеспечением безопасности, защищенности здания от внештатных ситуаций, а также поддержанием необходимых санитарно-гигиенических условий, занимается множество разнообразных подсистем инженерного оборудования, которые, в свою очередь, характеризуются достаточно большим набором технологических параметров и сигналов управления, требующих круглосуточного контроля. Все эти системы в совокупности образуют систему жизнеобеспечения здания. В общем случае, подобная система включает в себя следующие подсистемы:
· кондиционирования и вентиляции воздуха (вытяжные и приточные системы, центральные кондиционеры, кондиционеры доводчики: регуляторы воздушного потока, тепловые завесы);
· теплоснабжения (котельные установки или индивидуальные тепловые пункты (ИТП));
· водоснабжения, канализации, водоподготовки, дренажа (различные станции управления насосами);
· пожарная и охранная сигнализации;
· электроснабжения и электроосвещения (дизель-генераторная установка, трансформаторная подстанция, распределительные устройства, электрообогрев трубопроводов, лотков водостока и воронок, мощные источники бесперебойного питания);
· лифтовое оборудование;
· возможны дополнительные подсистемы.

Система диспетчеризации позволяет наблюдать за работой представленных подсистем в реальном времени. Диспетчеризация позволяет контролировать различные процессы, происходящие на удаленных объектах, изменять параметры устройств, которые обслуживают данные объекты, а также просматривать протоколы их работы. Диспетчеризация охватывает информационные системы, включающие базы данных предприятия и (или) оборудование. Для сбора и последующей обработки данных используются программируемые контроллеры, поддерживающие разнообразные стандарты передачи данных. Такие контроллеры работают в двух режимах: независимом, без внешнего управления и зависимом, совместно с центральным пультом управления.

Система диспетчеризации инженерных объектов бывает двух типов:
· локальная
· удаленная

Локальная диспетчеризация позволяет передавать технологические данные как от одной, так и от нескольких инженерных систем на компьютер оператора (пункт диспетчеризации). В данном случае мы имеем замкнутую систему, т.е. оборудование и пульт управления размещены на одном объекте или в одном здании. Зачастую локальную диспетчеризацию называют автоматизацией. Удаленная диспетчеризация позволяет осуществлять передачу параметров от одной или нескольких автоматизированных систем с территориально удаленных объектов на центральную станцию диспетчеризации, с помощью различных каналов передачи данных. Удаленная диспетчеризация может применяется для объединения нескольких зданий, имеющих локальную диспетчеризацию.

Структура комплексных систем диспетчеризации

Стандартная система диспетчеризации состоит из шкафов автоматики (ША) и диспетчерского пункта. В свою очередь шкаф автоматики вмещает в себя свободно программируемый контроллер, оснащенный модулями ввода-вывода, который обеспечивает функции управления, а также сбора данных с определенного инженерного оборудования.

Расположение и число шкафов автоматики определяется для каждого здания отдельно, и, в основном, зависит от его планировки и места установки технологического оборудования. Наиболее удачен вариант установки шкафов автоматики в непосредственной близости от инженерного оборудования.

Зачастую, шкафы автоматики комплектуются как по топологическому, так и по функциональному принципу. Топологический принцип базируется на утверждении "контролирую все, что рядом". Зато функциональный принцип расположения позволяет одному ША обрабатывать сигналы либо с одного агрегата, либо с группы однотипных устройств.

Функциональный подход немного дороже топологического. Однако он бывает просто необходим на крупных объектах, в том случае, если обслуживающий персонал поделен на независимые эксплуатационные службы, которые в соответствии с установленным регламентом имеют право обслуживать только свои подсистемы.

Наряду с представленными выше подходами имеется возможность управления жизненно важными узлами здания при помощи резервирования управляющих и информационных каналов модулей ввода-вывода (в среднем 10 - 20% запаса), также возможна установка отдельных контроллеров на каждый агрегат системы.

Диспетчерский пункт вмещает в себя один персональный компьютер, оснащенный специализированным программным обеспечением. Все контроллеры ША связаны с компьютером диспетчера через локальную технологическую сеть (ЛТС). Топология подобной сети не имеет ограничений, она напрямую зависит от условий наиболее экономичной прокладки кабелем. Количество сегментов в сети, а также число подключаемых контроллеров практически не ограничено.

Диспетчеризация и визуализация

Как правило, для полноценного функционирования, поддержки комплекса жизнеобеспечения и безопасности любого современного здания, требуется ежесекундное чёткое выполнение огромного числа технологических задач. Централизованно и наиболее полно решить все задачи можно с помощью систем диспетчеризации, способных обеспечить комплексный мониторинг, координацию и управление инженерными объектами и сетями, а также всеми технологическими процессами. Современные системы диспетчеризации способны решать такие вопросы, как защита здания от внештатных и аварийных ситуаций и соблюдение санитарно-гигиенических норм на объекте. Диспетчеризацию объекта обеспечивает автоматизированная система контроля и управления эксплуатацией всего комплекса инженерных систем (АСКУЭ), позволяющая реализовать множество задач:
· оптимизировать и согласовать работу инженерного оборудования;
· задать режимы работы узлов и агрегатов инженерных систем с одного пульта;
· оперативно оповещать об отклонении параметров от заданных значений, отказе технологического оборудования;
· обрабатывать запросы дежурного персонала (диалоговый режим);
· обеспечить автоматическое накопление и хранение информации о функционировании систем, учет часов наработки, коммутацию оборудования в соответствии с принятым алгоритмом;
· организовать сбор, обработку и отображение в виде мнемосхем, таблиц и графиков информации о состоянии инженерного оборудования в реальном масштабе времени;
· регистрировать и сохранять информацию о контролируемых параметрах, аварийных ситуациях и действиях персонала;
· вести архив с возможностью составления отчётов в виде обзоров, таблиц и диаграмм;
· планировать профилактические и регламентные работы;
· организовать многоуровневую систему доступа к управлению.

· Помимо решения технологических задач использование системы диспетчеризации поможет:
· повысить надежность работы инженерного оборудования,
· максимально сократить время принятия решений,
· обеспечить энергосбережение,
· снизить численность персонала эксплуатационных служб, одновременно повысив эффективность работы.

Диспетчеризация подсистемы вентиляции и кондиционирования

Данная подсистема осуществляет контроль и управление, на основе сигналов, поступающих от датчиков влажности, температуры, содержания углекислого газа и пыли в воздухе. Зачастую подобные устройства монтируются в помещениях и воздуховодах. В совокупности представленные датчики позволяют отслеживать ресурс, а также аварийные режимы работы оборудования.

Среди функций диспетчеризации вентиляции и кондиционирования следует отметить следующие:
· индикация параметров отдельных узлов подсистемы с возможностью их настройки;
· извещение оператора по причине того что, некоторые узлы системы функционируют, хотя по регламенту они должны быть выключенными;
· извещение диспетчера в случае отказа отдельных устройств и агрегатов, а также при возникновении внештатных ситуаций;
· оперативный перевод систем в аварийные режимы работы в предопределенных ситуациях, например, выключение агрегатов общеобменной вытяжной и приточной вентиляции;
· запуск аварийной вентиляции при пожаре для удаления дыма (осуществляется в случае срабатывания пожарной сигнализации);
· поддержание параметров воздуха в соответствии санитарным нормам;
· регулирование температуры и влажности воздуха, проникающего в систему воздуховодов приточной вентиляции;
· перевод систем как приточной, так и вытяжной вентиляции в режим энергосбережения в часы пониженных нагрузок;
· отработка заданных алгоритмов группового включения/выключения вентиляционно-кондиционирующих установок.

Диспетчеризация подсистемы электроснабжения

Подсистема электроснабжения представляет собой составную часть любого здания, будь то инженерные, жилые или административно-производственные коммуникации. Высокая надежность и эффективность электроснабжения значительно влияют как на ритмичность, так и на качественные показатели работы предприятия, потому что даже не значительные проблемы с электропитанием могут породить множество очень неприятных последствий.

Среди функций диспетчеризации подсистемы электроснабжения стоит выделить следующие:
· непрерывный контроль значений различных параметров электрической сети, в числе которых, ток, напряжение и др.
· возможность сохранения данных в случае аварийной ситуации для последующего анализа;
· контроль положения коммутационных аппаратов, узлов подсистемы электроснабжения;
· своевременное обнаружение предаварийных и аварийных ситуаций в распределительной и питающей сетях по выходу значений технологических параметров за допустимые пределы;
· обнаружение предаварийных и аварийных ситуаций, а также отказов аппаратуры подсистемы по изменению положения защитных и коммутационных аппаратов;
· автоматическое переключение, как на резервное, так и на автономное электроснабжение в случае отключения или выхода из строя основного питания;
· дистанционное управление узлами и коммутационными аппаратами подсистемы с компьютера диспетчера;
· постоянный контроль энергопотребления, с возможностью учета и регистрации потребления в целом по зданию, и по конкретным потребителям;
· индикация параметров распределительных и питающих сетей на локальных пультах управления.

Диспетчеризация подсистемы теплоснабжения

Представленная подсистема используется для регулирования горячего водоснабжения, отопления, управления насосами, котлами и другим оборудованием.

Подсистема теплоснабжения не только регулирует, но и поддерживает в заданных пределах разнообразные технологические параметры, такие как: температура и давление теплоносителя в обоих типах трубопровода (в прямом и обратном), производительность и состояние циркуляционных насосов, величину открытия регулирующих клапанов.

Кроме этого подсистема выполняет целый ряд необходимых функций:
ведет учет ресурса оборудования;
выполняет автоматический ввод резерва;
обеспечивает оперативное срабатывание сигнализации в случае превышения предельных значений температуры и давления в контролируемых точках;
осуществляет срабатывание сигнализации в случае работы насосов в аварийном режиме;
производит учет потребленного тепла и воды, потраченной на горячее водоснабжение;
управляет насосами из диспетчерского пункта.