Автоматизация – попытка упростить жизнь путем ее усложнения. А. А. Мусаев
Итак, начинаем наш первый урок. Как вы уже знаете, зовут меня Ромуальд и здесь я для того, чтобы приподнять занавес и осветить наиболее важные аспекты автоматизации и диспетчеризации инженерных систем зданий. Тема автоматизации сама по себе интересна и, несмотря на то, что долгие годы в нашей стране внимания ей особо не уделяли, довольно хорошо изучена. И повествование свое начну я с ответа на вопрос «Зачем нужна автоматизация и диспетчеризация?».
Возьмём современное здание торгово-офисного центра. Исходя из его назначения, это напичканный современным технологическим оборудованием монстр. Если предположить, что все это оборудование работает в автономных режимах, то количество обслуживающего персонала будет стремиться к числу в 30-50 человек. Мало того, человеческий фактор (забыл, не увидел, и так сойдет) всегда приводит к большим финансовым затратам. Поэтому возникает две задачи:
Рассмотрим наиболее часто встречаемые инженерные системы и задачи, связанные с их автоматизацией и диспетчеризацией:
Таким образом, можно изобразить такую схему инженерных систем, предполагающих автоматизацию и диспетчеризацию.
Необходимо отметить, что на данном этапе мы не будем рассматривать такой большой раздел, как пожарно-охранные системы, поскольку на сегодняшний день пока не разрешено объединять систему диспетчеризации инженерного оборудования и систему охранно-пожарной сигнализации в одно целое.
При реализации существует два уровня задач. Представим, что нужно просто автоматизировать системы без необходимости их диспетчеризации. Это означает, что нам не нужно сводить все данные в центральную диспетчерскую. В этом случае понятие диспетчеризации отсутствует. Ситуация обратная. Вы не хотите ничего автоматизировать, но хотите иметь все сигналы о состоянии оборудования. В этом случае присутствует только диспетчеризация и отсутствует понятие автоматизации.
Естественно грамотным решением, отвечающим всем правилам и нормам, является автоматизация и диспетчеризация. По каждой из технологических систем существует перечень обязательных (нормированных) и целесообразных (ненормированных) задач, как по автоматизации, так и по диспетчеризации.
Здесь я не буду ссылаться на разные ГОСТы, СНиПы и ДБНы, дабы не захламлять ваш мозг. Поверьте, я их хорошо знаю и отслеживаю все изменения. И обязательно в следующих уроках я затрону интересующий вас вопрос и приведем ссылки на необходимую нормативную базу.
Жду вас на следующем уроке. Обещаю, будет интересно!
Опубликованно 28-09-2007 в 14:39. Смотреть все Уроки.
Комментарии к публикации «Урок 1. Автоматизация и диспетчеризация зданий. Что это такое? С чем его едят?»
Принимается ли на центральную диспетчерскую станцию информация со счетчиков коммерческого учета потребления холодной воды?
МОЛОДЦЫ! Давно не встречала толковой и полезной информации для начинающего автоматчика. Спасибо, действительно хороший сайт. С нетерпением буду ждать следующих уроков.
Спасибо за доступное изложение материала. Интересно знать названия офицельных украинских норм и правил, предписаниям которых нужно следовать. Есть ли эти источники в интернете? Где вы прослеживаете изменения этих норм.
“1950: Принимается ли на центральную диспетчерскую станцию информация со счетчиков коммерческого учета потребления холодной воды?”
Здравствуйте. Указано ли в какой-то нормативной документации отключаться должны вентиляторы с щитка управления вентиляцией при срабатывании сигнала пожар или при сигнале пожар должно обесточиваться питание самого щитка управления вентиляции?
Ответ на Ваш вопрос дан в разделе “Ответы на вопросы” здесь.
Задать вопрос или оставить свой комментарий
«Школа автоматчиков» — образовательный проект компании «РАУТ-автоматик» Сайт разработан на основе WordPress.
Системы автоматизации и диспетчеризации инженерных систем
Автоматизация и диспетчеризация инженерных систем позволяют удаленно отслеживать, контролировать состояние технологических сетей зданий, а также собирать и архивировать данные об их работе. Они дают возможность следить в реальном времени за процессами, режимами работы инженерного оборудования, передавать немедленный сигнал при возникновении нештатных ситуаций.
Наличие автоматики и диспетчеризации – обязательное условие при сдаче современных зданий в эксплуатацию. Интеграция этих систем позволяет:
К единой сети дистанционного управления подключаются любые объекты, где используются бытовые приборы, инженерные установки или другое технологическое оборудование. К ним относятся жилые дома, офисные, административные здания, производственные объекты и т.д. Система управления и диспетчеризации инженерного оборудования позволяет сделать пребывание людей в здании более комфортным, безопасным.
Системы диспетчеризации инженерных систем сами по себе не являются системами автоматизации. Они выполняют функцию диспетчерского контроля, то есть предоставление данных о состоянии оборудования, а также диспетчерского управления, то есть возможность удаленного ручного управления. Поэтому автоматизация и диспетчеризация обычно проектируются совместно.
Задачи и особенности системы диспетчеризации зданий
Диспетчеризация позволяет организовать контроль работы любого инженерного оборудования в режиме реального времени. Кроме того, эта система дает возможность решать следующие задачи:
Мы занимаемся проектированием систем автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования с 2012 года и являемся экспертами в этой области!
Точная стоимость работ по инженерному проектированию рассчитывается индивидуально. Что бы уточнить расценки на проектирование инженерных систем и получить консультацию свяжитесь с нами по телефону или оставьте заявку на нашем сайте.
Сроки и стоимость на проектные работы зависят от следующих факторов:
К эксплуатационно-техническим характеристикам относится сложность формы постройки, вид конструкции, общая площадь, число этажей и др.
Подробнее ознакомиться с услугой проектирования систем автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования вы можете у нас на сайте.
Системы диспетчеризации инженерных систем включают два основных элемента: шкафы автоматики, диспетчерский пункт. В шкафы автоматики монтируются контроллеры, которые можно свободно программировать. Они осуществляют сбор данных, выполняют функции устройства управления. На диспетчерский пункт поступают данные, собранные с оборудования, и выводятся на экран диспетчера в графическом виде. При возникновении нештатной ситуации система подаст сигнал.
На пульт диспетчера может поступать информация от следующих систем:
Возможности систем диспетчеризации инженерных систем
Использование автоматизации и диспетчеризации на объекте значительно повышает рациональность расходования ресурсов и безопасность. Это достигается за счет наличия возможности контролировать, нормировать потребление энергии, а также корректировать работу оборудования, исходя из внешних факторов. В целом же, внедрение диспетчеризации обеспечивает:
Программное обеспечение и оборудование
Диспетчеризация необходима для передачи данных о состоянии оборудования в понятном, удобном виде и возможности удаленного управления им. Чаще всего информация отображается на компьютере диспетчера в графическом виде. Соответственно, обязательными элементами системы будут программное обеспечение и преобразователи интерфейсов, которые устанавливаются в щитах автоматизации инженерных систем.
В задачи программного обеспечения, используемого в диспетчеризации, входит:
Данные от автоматики к пульту диспетчера могут поступать напрямую или через интерфейс OPC сервера. OPC (Open Platform Communication) сервер – это преобразователь, задача которого переводить данные оборудования в понятную для интерфейса диспетчера форму. Стандарт OPC позволяет использовать при проектировании автоматизации инженерных систем различное оборудование, без ограничения его совместимости.
Проектирование системы диспетчеризации и автоматизации инженерных систем
Проектирование автоматизации и диспетчеризации – это сложный многоуровневый процесс, от правильности выполнения которого зависит корректность работы установленного оборудования в будущем. Потому эту задачу необходимо доверять профессиональным разработчикам, которые имеют опыт и соответствующую квалификацию. Сотрудники компании «Ф-метрикс» на протяжении нескольких лет успешно проектируют автоматизацию и диспетчеризацию для объектов, имеющих разное назначение.
Вне зависимости от того, для какого здания выполняется проект, работы включают несколько основных этапов:
Обычно проект диспетчеризации и автоматизации инженерных систем состоит из следующих частей:
Кроме того, проект включает разработку автоматизированного места диспетчера, его программного, технического оснащения. При неправильном проектировании возможен риск некорректной работы оборудования, отсутствия оповещений об аварийной ситуации или их поступления с задержкой, перебои в работе оборудования или его отказ, что может вызвать непоправимые последствия. Потому разработку проекта должны осуществлять сотрудники проектной организации, имеющие высокую квалификацию.
Стоимость и сроки работ
На практике сроки и цена работ по проектированию автоматизации и диспетчеризации инженерных сетей зависят напрямую от сложности объекта, его масштаба. Кроме того, на цену влияют требуемая протяженность сетей, уникальные особенности объектов, их площадь, выбранное оборудование, программное обеспечение и т.д. Предварительный расчет стоимости производится индивидуально для всех Заказчиков на этапе разработки технического задания.
Важно понимать, что такие работы являются технически сложными и требуют максимальной точности, так как именно от качества выполнения проекта зависит работоспособность комплекса в будущем. А потому предложения разработки проектов автоматизации и диспетчеризации по заниженной стоимости влекут за собой некачественное выполнение работ и, как следствие, проблемы в работе систем. Пользуйтесь услугами проверенных разработчиков, которые имеют опыт в этой сфере и могут предоставить рекомендации других клиентов.
Стандартная система диспетчеризации состоит из шкафов автоматики и диспетчерского пункта, которые обеспечивают функции управления, а также сбора данных с определенного инженерного оборудования. В диспетчерском пункте находится один или несколько персональных компьютеров, оснащенных специализированным программным обеспечением. Все оборудование связано с ПК диспетчера через технологическую сеть. Количество сегментов в сети, а также число подключаемых шкафов практически не ограничено. В зависимости от характеристик автоматизируемого объекта и объема обрабатываемой информации структура построения систем диспетчеризации реализуется в каждом случае индивидуально.
Какие задачи решает диспетчеризация?
Система диспетчеризации обеспечивает многоуровневый комплексный контроль и управление:
Преимущество применения систем диспетчеризации:
Остановимся на каждом из перечисленных пунктов более подробно.
1. Контролирующая система
Вопрос заключается в следующем: система будет осуществлять только мониторинг объекта или же оператор должен иметь возможность управлять объектом удаленно с диспетчерского пункта. Входит ли в «обязанности» оборудования, расположенного на объекте, управление технологическим процессом? На основании этого будет принято решение о применении контроллера со свободно программируемой логикой или же достаточно локальных регуляторов с прошитой логикой, интерфейсом связи или простых модулей ввода/вывода.
2. Канал передачи данных
Каналы связи между различными уровнями системы могут быть проводными и беспроводными на основе выделенных и коммутируемых телефонных линий, локальных компьютерных сетей, сетей сотовой связи, радиоканалов. Если речь идет о диспетчеризации на уровне цеха или предприятия, зачастую прокладка кабеля решает вопрос организации связи диспетчерского пунк- та с установленным оборудованием. В случае удаленной диспетчеризации используются беспроводные линии, которые вызывают наибольший интерес и все большее распространение, об их применении и пойдет далее речь.
Компания ОВЕН вместе со своими партнерами предоставляет возможности решения задач удаленной диспетчеризации на основе сети GSM. Передачу данных в сети GSM можно осуществлять тремя способами: SMS, CSD и GPRS.
SMS (Short Message Service – служба коротких сообщений) – технология, позволяющая осуществлять приём и передачу коротких текстовых сообщений сотовым телефоном, входит в стандарты сотовой связи. SMS используется, как правило, для информирования главного специалиста и диспетчера о произошедшем событии. SMS для передачи данных практически не используется из-за высокой стоимости. Кроме того, время доставки SMS не регламентировано, и, следовательно, ставит под вопрос актуальность получаемой информации.
CSD (Circuit Switched Data – технология передачи данных) использует один временной интервал для передачи данных по голосовому каналу связи в подсистему сети и коммутации, где они могут быть переданы через эквивалент модемной связи в телефонную сеть. На текущий момент CSD является самым надежным и гарантированным способом передачи данных. Принцип действия: устанавливается прозрачный канал связи между модемами, и данные передаются от устройства, подключенного к одному модему, на другое, подключенное к другому модему. Как правило, такой способ передачи данных используется при создании систем, в которых требуется инициативная связь объекта с диспетчерским пунктом. Основным препятствием его широкого использования является высокая стоимость времени соединения из-за гарантированного времени соединения (при нахождении в сети всех абонентов).
GPRS (General Packet Radio Service – пакетная радиосвязь общего пользования) – один из наиболее востребованных способов передачи данных. Он позволяет пользователю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. GPRS предполагает тарификацию как по объёму переданной/полученной информации, так и по времени, проведённому он-лайн. Такой способ связи позволяет объекту постоянно находиться на связи. Тем не менее и этот вариант не лишен недостатков. Канал связи GPRS не является приоритетным в отличие от голосового канала (CSD), и время доставки пакетов не регламентировано. Кроме этого, число предложений и отсутствие стандартных решений отнимают много времени при создании подобных систем. Компания ОВЕН предлагает потребителям три варианта решения задачи соединения по каналу GPRS:
Статический IP
С оператором связи заключается договор на предоставление статического IP-адреса (услуга платная), закрепленного за СИМ-картой. После регистрации в сети ПЛК к нему можно будет обращаться по этому IP-адресу. Обращение можно организовать с любого ПК, подключенного к Интернету.
Динамический IP (реальный IP)
C оператором связи заключается договор на предоставление услуги «реальный» IP (услуга платная), но значительно дешевле услуги «статический IP».
Пользователь регистрируется на одном из сервисов DynDNS (платно или бесплатно), ему предоставляется логин и пароль для регистрации в Интернете. После регистрации ПЛК он определяет свой текущий IP-адрес, сообщает его DynDNS-серверу и обращаться к нему можно через Интернет, используя не IP-адрес, а DNS-имя.
3. Архив данных
Потребность создания и ведения архивов непосредственно на самом объекте и передача их при очередном сеансе связи на диспетчерский пункт возникает в том случае, если связь с объектом носит периодический характер, а информация о состоянии оборудования и технологическом процессе необходима в полном объеме. Возможность создания архивов определяется перечнем установленного оборудования. При необходимости архива не обойтись без контроллера, если же архив не требуется, то можно использовать локальные приборы или модули ввода/вывода с модемом.
4. Опрос устройств с нераспространенными протоколами передачи данных
Часто совместно с автоматическими системами управления на объекте устанавливаются средства учета тепловой и электрической энергии, и возникает дополнительная задача передачи информации и от этих средств учета. В этом случае необходимо использовать контроллер в качестве шлюза передачи данных от средств учета на ПК оператора. Основной особенностью такой задачи является то, что, как правило, подобные средства имеют свой протокол передачи данных, который необходимо поддерживать в основном контроллере (шлюзе). Такие протоколы зачастую поддерживаются в SCADA и SoftLogic-системах, и их применение значительно облегчает процесс объединения контроллеров и средств учета. В случае отсутствия поддержки необходимого протокола клиент может организовать поддержку протокола самостоятельно.
5. Программное обеспечение
Выбор программного обеспечения – один из основных вопросов при создании новой системы диспетчеризации. Ведь от выбора ПО зависит стоимость и скорость создания проекта, квалификация нанимаемого специалиста, уровень поддержки производителя. Компания ОВЕН предлагает своим клиентам несколько программных продуктов.
Среда программирования CoDeSys
CoDeSys – одна из самых распространенных независимых сред программирования как в России, так и за рубежом, разработана компанией 3S-Software (www.3s-software.com). CoDeSys выбрали для своих контроллеров такие крупнейшие разработчики как Beckhoff, Wago, Turk и др. CoDeSys полностью поддерживает пять языков программирования согласно стандарту IEC 61131-3 и дополнительный язык CFC и обеспечивает поддержку протоколов передачи данных: Мodbus ASCII/ RTU/TCP, DCON, OWEN. Помимо стандартных протоколов CoDeSys позволяет создавать оригинальные протоколы с использованием библиотек, поставляемых компаниями 3S-Software и ОВЕН.
CoDeSys идеально подходит для решения задач, в которых необходимо организовывать сложные алгоритмы управления и системы со сложными вычислениями, она позволяет создавать системы диспетчеризации с использованием как проводных, так и беспроводных сред передачи данных.
Единственным ограничением можно назвать только отсутствие поддержки нераспространенных протоколов обмена с внешними устройствами – такими как расходомеры, теплосчетчики, электросчетчики и т.п. Кроме того, интеграция в SCADA–системы хотя и является стандартной процедурой через ОРС-сервер, но тем не менее при большом количестве переменных занимает много времени.
Среда программирования ISaGRAF
Разработка компании ICS Triplex ISaGRAF (www.isagraf.com) – ин- струмент для создания прикладных программ состоит из среды разработки (Workbench), адаптируемой под различные аппаратно-программные платформы исполнительной системы (Target). ISaGRAF поддерживает пять языков стандарта IEC 61131-3 и язык Flow Chart, обеспечивает поддержку большого количества стандартных протоколов (Modbus ASCII/RTU/TCP и DCON). ISaGRAF является открытой платформой и позволяет добавлять в него драйверы для собственных ПЛК, библиотеки и дополнительные модули.
Диапазон применения ISaGRAF очень широк – от крупных ТЭЦ до небольших теплиц.
На основе ISaGRAF компанией «ФИОРД» (www.fiord.com) разработаны расширения, которые сделали ISaGRAF универсальной средой для создания интегрированных решений как в области АСУ ТП (www.isagraf.ru), так и в системах диспетчеризации.
ISaGRAF является универсальной средой программирования контроллеров и обладает такими же ограничениями, как и CoDeSys.
SCADA и Softlogic-система Master- SCADA
Одна из самых популярных российских SCADA-систем (www.insat.ru), представленных на российском рынке. Поставляется компанией ОВЕН и ее дилерами. При использовании SCADA- системы целесообразно использовать контроллер с предустановленной на нем Softlogic-системой MPLC. Связано это с тем, что при использовании данного продукта пользователь создает свою программу из единой среды разработки – MasterSCADA. Это значительно облегчает связь переменных нижнего уровня (ПЛК) с верхним (АРМ диспетчера). Преимущество использования SCADA и Softlogic-системы перед средой программирования очевидны в случае создания систем мониторинга. Поддержка SCADA–системой большого количества как стандартных, так и нестандартных протоколов передачи данных позволяет использовать контроллер в качестве шлюза, объединяющего в единую сеть все установленное на объекте оборудование.
Ограничение в использовании подобного подхода только в том, что при необходимости создания сложных программ и алгоритмов управления среда программирования ПЛК может оказаться недостаточно функциональной.
SCADA и Softlogic-система Энтек
SCADA-система Энтек – одна из самых распространенных SCADA-систем (www.entels.ru), работающих в российской энергетике. Она разработана компанией Энтелс, занимающейся внедрением автоматизированной информационно-измерительной системы – АИИС ЭНТЕК. Энтек, также как и предыдущая SCADA-система, позволяет запрограммировать контроллер для диспетчерского пункта непосредственно из основной среды разработки, для чего на ПЛК должна быть предустановлена система исполнения En-logic от компании Энтелс. Применение SCADA-системы Энтек и системы исполнения En-logic целесообразно при создании крупных распределенных систем мониторинга энергетических и других объектов, так как большое количество примитивов и библиотек позволяет сделать проект с минимальными временными затратами.
Более подробную информацию о всех этих программных продуктах можно прочитать на сайтах компаний разработчиков.
Довольно часто при создании новой системы диспетчеризации приходится интегрироваться в уже установленную на ПК SCADA-систему. При решении этой задачи необходимо понимать, какие протоколы передачи данных и какие интерфейсы поддерживает ранее установленный программный продукт, так как это повлияет и на выбор программного обеспечения, и на выбор среды программирования для ПЛК. Если ПО необходимо устанавливать с нуля, то зачастую имеет смысл выбрать SCADA и SoftLogic-системы, которые позволят не только создать визуализацию, но и запрограммировать контроллер в одной среде программирования.
В следующей части статьи будут рассмотрены несколько способов решения задач удаленной диспетчеризации различной степени сложности, используемые аппаратные и программные средства, преимущества и недостатки предлагаемых методов.
Издание зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации средств массовой информации ПИ № ФС77-68720.
Технологические карты
Формат dwg pdf
