Опыт использования технологии LonWorks®

0
88

В настоящее время при проектировании крупных объектов городской инфрастуктуры,
таких как предприятия торговли, медицинские учреждения, жилые комплексы и офисные
здания все чаще ставится
задача комплексного управления инженерными сетями этих объектов. В зависимости
от желания и финансовых возможностей Заказчика, степень интеграции инженерных
сетей может быть разной. В основном, интеграции подвергаются системы кондиционирования,
отопления и ГВС, а также системы управления освещением и безопасности. Здесь
будет уместным сделать следующее замечание. Под интегрированными системами
управления мы понимаем такие системы управления, которые используют общую идеологию
управления, общий протокол обмена, программное обеспечение для конфигурационного
и сетевого менеджмента, взаимозаменяемое оборудование разных производителей
— словом все, что характеризуется термином “Interchangeability & Interoperability”,
что означает “Взаимозаменяемость и взаимодействие”.

Курсы по автоматизации систем Отопления, Вентиляции и Кондиционирования в Учебном центре АПИК!

Такие технологии начали
успешно развиваться с конца 80-х годов прошлого века и к настоящему времени
успешно используются во многих странах, поскольку их применение позволяет добиться
ощутимой экономии энергоресурсов при полном информационном контроле над всеми
задействованными инженерными системами. В сфере управления инженерными сетями
наибольшее распространение в мире получили две технологии: LONWORKS® и EIB®.
Поскольку изначально LONWORKS® была больше ориентирована на управление климатом,
то и выбор был сделан на использование именно этой технологии управления. Кроме
того, технология LONWORKS® базируется на идее распределенного управления. Управляющий
алгоритм не сконцентрирован в одном центральном контроллере или в компьютере,
а разбит на отдельные сегменты, размещенные в локальных контроллерах, которые
управляют работой конкретных устройств или систем. Такой подход значительно
повышает надежность всей системы управления. Широкий выбор оборудования и доступность
программного обеспечения позволили в короткий срок выйти на уровень создания
интегрированных систем управления для больших объектов. Один из первых проектов
был разработан для Краснодарского Кардиологического центра.

 

Рис.1. Схема системы
кондиционирования операционных и палат интенсивной терапии

 

Краснодарский кардиологический центр в настоящее время является крупнейшим
на юге Российской Федерации медицинским комплексом по лечению заболеваний сердца.
Центр имеет пять операционных блоков, палаты интенсивной терапии, отделение
детской
реанимации, палаты послеоперационного восстановительного лечения и огромную
поликлинику. Штат врачей, медсестер и обслуживающего персонала кардиоцентра
составляет более
900 человек. Отделение кардиохирургии насчитывает 500 койко/мест.

 

Рис.2. Система
кондиционирования операционных и палат интенсивной терапии

 

Техническое задание предусматривало разработку системы управления и диспетчеризации
четырьмя системами кондиционирования, тремя приточно-вытяжными системами
вентиляции и системой холодоснабжения. Конфигурация оборудования систем кондиционирования
была достаточно сложной. Так, в частности, система кондиционирования операционных
блоков и палат интенсивной терапии состояла из двух частей. Первая часть

система предварительной подготовки воздуха — включала пластинчатый рекуператор,
два независимых
контура подготовки приточного воздуха с температурой 16°С и 26°С. Далее
холодный и теплый воздух поступали на шесть независимых камер смешения, которые
готовили
приточный воздух необходимой температуры для каждой из зон. Вторая часть
системы — это подготовка приточного воздуха по влажности. Кроме того, для всех
систем
кондиционирования, обеспечивающих подачу воздуха в операционные блоки и палаты
интенсивной терапии, были предъявлены очень жесткие требования по точности
поддержания параметров температурно- влажностного режима, а также требования
по обеспечению
максимальной надежности. Некоторые системы были более простыми, но, в основном,
они включали пластинчатый теплообменник, нагреватель и охладитель.

По системе холодоснабжения особые требования предъявлялись к визуализации
состояния и параметров работы чиллера.

 

Рис.3. Управляющая
сеть
(щелкните
по изображению чтобы увеличить)

 

При принятии решения о том, как и на чем делать данный проект, были приняты
во внимание различные аспекты. С одной стороны, финансирование, сроки
разработки и изготовления системы управления, включая аппаратную часть и программное
обеспечение, были минимальными. Но, в то же самое время, требования к
надежности
и функциональности
были максимально жесткими. В итоге остановились на технологии LONWORKS®.
К тому
времени было разработано и реализовано несколько небольших проектов с
использованием LONWORKS®. В данном случае, без использования свободно-программируемых
контроллеров нельзя было реализовать в полной мере алгоритм управления.
Для обеспечения
минимизации затрат и решения поставленной задачи были применены как специализированные
контроллеры
CORRIGO, так и свободно-программируемые серии DIGI-LON. Такое решение
позволило
в кратчайшие сроки решить поставленную задачу с минимальными затратами.
Кроме того, применение свободно-программируемых контроллеров гарантировало
высокую
надежность системы в целом. К примеру, если бы управление было бы основано
на одном мощном контроллере, выход его из строя привел бы к остановке
всей системы,
в нашем случае алгоритм управления был разбит между несколькими контроллерами
таким образом, что выход из строя любого модуля не является критическим
и не приводит к остановке всей системы. Использование LONWORKS® позволяет
строить
заведомо избыточный алгоритм управления, не привязывая его к конкретным
физическим устройствам. В качестве объекта в LONWORKS® используются функциональные
блоки,
а в качестве инструмента воздействия на алгоритм управления без перекомпиляции-
переменные конфигурации. Таким образом, используя такой объектно-ориентированный
подход, можно за 3–4 часа, непосредственно на месте, собрать и сконфигурировать
сеть, состоящую из достаточно большого количества модулей.

 

Рис.4. Отображение
мнемосхемы инженерного оборудования с индикацией значений датчиков,
уставок и работоспособности локальных систем управления
(щелкните по изображению чтобы увеличить)

 

Система управления построена на основе управляющих модулей АСМ/DDC, в
которых использованы компоненты известных европейских фирм-производителей
низковольтной
аппаратуры.

Программные компоненты, для программирования модулей и конфигурации
управляющей сети представляют собой стандартные продукты компании
ECHELON, такие
как NODE BUILDER, LON MAKER.

В качестве SCADA — был применен программный продукт компании INNOVEX
TECHNOLOGIESINNOVISION 32. A. Диспетчеризация, построенная на
упомянутой SCADA системе,
выполняет достаточно стандартный набор функций, который стал стандартом
де-факто для такого типа систем, а именно:

  1. обмен информацией по сетевому каналу связи с независимыми системами
    локального управления, установленными в различных помещениях
    объекта;
  2. многооконный графический интерфейс с оператором;
  3. отображение топологии объекта с указанием места расположения
    систем локального управления;
  4. дистанционное задание параметров для локальных систем
    управления;
  5. отображение мнемосхемы инженерного оборудования с индикацией
    значений датчиков, уставок и работоспособности локальных
    систем управления;
  6. отображение графиков переходных процессов для каждой
    локальной системы управления;
  7. отображение списка активных аварий;
  8. ведение и
    отображение по запросу журнала аварий;
  9. архив функционирования каждой из локальных систем
    управления.
  10. просмотр архивных данных;
  11. защита от несанкционированного доступа.

В заключение, хотелось бы отметить некоторые моменты.

Применение технологии LONWORKS®, в качестве базовой
для Краснодарского проекта полностью себя
оправдало. Низкая
стоимость управляющего
оборудования и открытость
програмного ресурса позволили существенно
снизить общую стоимость технического решения по данному
проекту. При этом, сохранена
функциональность системы
в целом и полностью обеспечена абсолютная
наращиваемость системы.

 

Рис.5. Отображение
главного окна системы
(щелкните по изображению чтобы увеличить)

 

Объектно-ориентированный подход к проектированию
управляющих сетей, построенных на базе
технологии LONWORKS®, примененный
на Краснодарском
проекте, также
значительно увеличил надежность управляющих
систем ввиду того, что в данной технологии
реализуется распределенный принцип управления.
Были получены очень высокие показатели
соотношения цена/качество. Эти решения были впоследствие
использованы на целом ряде крупных объектов
в Санкт-Петербурге,
Москве и Казани.

И, наконец, опыт, полученный специалистами
компании “Арктика” в процессе работ
по созданию интегрированных
систем управления,
позволяет
с
полной уверенностью утверждать, что
наши технические разработки в области
распределенного управления
инженерными сетями зданий применимы
для задач любой сложности.

Лукша В.Л.,
начальник отдела КИПиА
компании “АРКТИКА”

Предыдущая статьяМетодика расчета и проектирования систем обеспечения микроклимата в помещениях плавательных бассейнов
Следующая статьяПринципы работы холодильной машины

Решение года