Диспетчеризация и мониторинг инженерных систем

В процессе централизованного или распределенного оперативного контроля инженерных систем любого здания и дистанционного управления его объектами может быть использован ряд специальных технических средств. В первую очередь, выделяется класс автоматизированных систем управления зданием (АСУЗ), предназначенных для поддержки комплексов Интеллектуальных зданий. С другой стороны, существуют технологии автоматизации инженерных сетей (САИС), одной из основных функций которых является контроль и управление технологическими и коммуникационными объектами в различных жилищных, коммерческих или государственных строениях. Более простые аналоги автоматизации или индивидуальные комплексы жизнеобеспечения в рамках одного дома либо квартиры является домашняя автоматизация или более привычное для нас понятие система Умный Дом.

Объекты системы диспетчеризации и мониторинга

Многие инженерные подсистемы в Интеллектуальном здании должны быть подвержены диспетчеризации и мониторингу, поскольку такой подход необходим в целях обеспечения безопасности, экономии и комфорта. Технологическая инфраструктура, для которой требуется применение АСУЗ или САИС, состоит из следующих основных объектов среды жизнедеятельности любого функционирующего сооружения:

• Электроснабжение
• Газоснабжение
• Теплоснабжение
• Освещение
• Водоснабжение
• Канализация или водоотведение
• Телекоммуникация
• Сигнализация
• Лифтовое хозяйство

Общее устройство диспетчеризации и мониторинга

Стандартная СДМ состоит из диспетчерского пункта, в котором находится центральный пульт мониторинга и управления, а также шкафов автоматики с программируемыми контроллерами, отвечающие за сбор показателей и состояния инженерного оборудования.

АСУЗ или САИС в части аппаратно-программного комплекса, размещенного в диспетчерской, обеспечивает взаимодействие всех таких контроллеров с единой точкой управления посредством локальной кабельной сети.

SCADA-системы

Сбор и обработка характеристик функционирования Умного сооружения является емкой задачей для осуществления, которого необходимо специальное программно-аппаратное оснащение, например SCADA комплексы, нацеленные на контроль сетевых элементов в режиме реального времени с последующей систематизацией полученных данных, их визуализации и хранения для статистики. SCADA-системы, как правило, являются составляющими для АСУЗ или САИС и т.п.

С целью охвата всевозможных инженерных и информационных разветвлений, SCADA-комплексы могут быть укомплектованы дополнительным аппаратным и программным обеспечением. Такие СДМ класса SCADA SoftLogic считаются наиболее интегрированными в общую структуру Интеллектуального строения. В частности, это позволяет применять СДМ при развитии различных методологий по автоматизации, в том числе, для управления и контроля технологических процессов диспетчеризации и мониторинга.

Применение диспетчеризации и мониторинга

В технологиях применения средств СДМ можно перечислить, исходя из способов организации процесса, следующие подходы:

• Диспетчеризация и мониторинг в локальном режиме. Замкнутая система, все элементы которой размещены в одном месте комплексно, служащая для передачи контрольных данных от инженерных сетей на пункт управления.
• СДМ в дистанционном режиме. Открытая топология, предназначенная для объединения локальных комплексов и позволяющая собрать воедино данные о контроле с разрозненных технологических средств.

СДМ в Интеллектуальных зданиях

Умное здание является многофункциональным комплексом с иерархической сетевой структурой входящих в него объектов. В нем посредством коммуникационных элементов связано оборудование, управляющие работой отдельных устройств. Для обеспечения отказоустойчивости всех составляющих, должен применяться оперативный мониторинг заданных показателей с последующей диспетчеризацией за счет заложенных алгоритмов контроля, визуализации и оповещения.

Сооружение может управляться не только АСУЗ или ее частью, но и включать средства САИС, т.е. для диспетчеризации и управления возможно использование различных программно-аппаратных устройств. Главное, чтобы такая среда удовлетворяла основному критерию по управлению инженерно-техническими объектами внутри этого строения.

Под управлением комплекса средств АСУЗ / САИС может также осуществляться контроль взаимодействия различных инженерных и информационных сетей. Таким образом, эти типы СДМ используются не только при эксплуатации промышленных зданий, но и в ходе автоматизации помещений бытового назначения. Структурированный комплекс Умного здания не обязан поддерживать весь спектр процессов диспетчеризации и мониторинга, но возможно применение какой-либо их части в зависимости от оснащенности различными технологическими системами.

Основные подходы в части внедрения СДМ в структуру застройки

Как АСУЗ, так и САИС используют общие методологические принципы, заложенные в алгоритмы их функционирования при управлении Интеллектуальным зданием. В общем смысле, кабельная технологическая сеть такого строения является структурированной системой, построенной по строго заданным правилам и нормам.

Для применения оборудования различных производителей оптимизированы стандартные открытые протоколы, что позволяет реализовать комплексную интеграцию инженерных сетей со средствами диспетчеризации и мониторинга.
Принцип независимости и самостоятельности (т.н. распределенный искусственный интеллект) устройств СДМ обуславливает надежность и отказоустойчивость при функционировании системы. Взаимозаменяемость узлов управления позволит, в ходе поломки какого-либо из таких приборов, передать его задачи работоспособному объекту.

Масштабирование обеспечивает необходимое и достаточное наращивание мощности в АСУЗ / САИС, т.е. возможно подключать к ним требуемые объекты диспетчеризации и мониторинга. При этом расширение комплекса управления Интеллектуальным домом допускается также в части самих элементов СДМ.

В инженерном плане СДМ, исходя из индивидуального размещения объектов жизнеобеспечения помещений, проектируется с учетом таких особенностей и принципа оптимальности расхода комплектующих. Например, сетевые контроллеры могут размещаться в шкафах или щитах автоматики – в зависимости от удобства вертикальной или горизонтальной установки устройств и прокладки кабеля соответственно. При таком подходе используется, в частности, принцип локальной привязки от объекта хранения автоматики к главному центру управления.

Поскольку контроль ведется посредством интеллектуального высокотехнологичного оборудования (сетевых контроллеров или процессоров, датчиков мониторинга, схем диспетчеризации и т.п.), то такой процесс автоматизирован. На основании собранных данных элементы СДМ направляют инженерным узлам соответствующие служебные команды, определенные заложенным алгоритмам реагирования. Такие сценарии взаимодействия предусмотрены как для регламентных ситуаций, так и для случая возникновения внештатных событий. Благодаря использованию этих программируемых алгоритмов, смоделированных на этапе проектирования Интеллектуального сооружения, обеспечивается слаженная работа в любых проблемных зонах СДМ.

Преимущества диспетчеризации и мониторинга

Без использования СДМ в первую очередь ставится под вопрос безопасность, включая защиту всех его помещений в аварийных ситуациях. Своевременный контроль, а в случае неполадок с оборудованием и оповещением, является одним из основных преимуществ проактивного мониторинга всех значимых объектов жизнеобеспечения.

Диспетчеризация позволяет безошибочно определить, устранив проблему, в каком именно звене внутри инженерных систем или на их стыках произошел сбой, а также сэкономить время на реагирование. Таким образом, общая безопасность Интеллектуального дома будет поддержана за счет предварительной реакции на возможность аварии не только со стороны автоматизированного комплекса, но и со стороны оперативной диспетчерской бригады, получившей оповещение в онлайн режиме.

Не менее важным достоинством комплексной интеграции СДМ необходимо признать экономное расходование ресурсов жизнедеятельности. Общее управление СДМ, контролирующее функционирование систем внутри здания, позволяет держать ситуацию в рамках допустимых отклонений, что приводит, например, к сокращению потребления энергии. Кроме того, такое рациональное использование оборудования приводит к его более долговечному использованию и продлению срока стабильной службы, а также сокращение амортизационных расходов.

Грамотная диспетчеризация и соответствующий ей мониторинг позволяет осуществлять постоянный контроль заданных технологических параметров. В режиме реального времени СДМ управляет средой жизнеобеспечения, а также происходящими в ней технологическими процессами, проводит анализ деятельности всех инженерных объектов.

Финансовая составляющая проекта СДМ

Инвестиции в проекты по внедрению Интеллектуальных зданий, содержащих комплексные системы диспетчеризации и мониторинга, являются экономически выгодными с точки зрения закладываемой окупаемости таких систем. Возврат вложений определяется как прямой, так и косвенной финансовой отдачей.

В качестве прямых экономических выгод можно рассмотреть следующие основные аспекты:

• Сокращение расходования ресурсов. Затраты уменьшаются как в части эксплуатации Умного сооружения, так и за счет применения СДМ с ее ресурсоемкими алгоритмами функционирования.
• Уменьшение фонда оплаты труда. Ответственные за эксплуатацию здания сотрудники привлекаются намного реже к выходам вне смены, поскольку сокращается количество поломок в инженерных сетях.
• Увеличение арендной платы. Интеллектуальное здание с АСУЗ / САИС включается в группу строений высших категорий. Владельцы помещений в таком комплексе получают дополнительный доход от сдачи их в наем.

Косвенные финансовые преимущества, как правило, можно определить по следующим показателям:

• Комфортность внутри здания. Производительность людей, за счет более приемлемых условий отдыха и труда, будет повышена.
• Оптимальность режима работы оборудования. Благодаря этому срок службы объектов инженерных сетей будет продлен.

В целом, независимость от внешних и внутренних угроз для функционирования систем жизнеобеспечения внутри Интеллектуального здания является неоспоримым преимуществом как для бизнеса, поскольку обуславливает его непрерывность и стабильность в глазах клиентов, так и для обычных людей, чувствующих свой комфорт, безопасность и экономию средств.

По материалам компании DarDali - https://dardali.com
Киев 2016

Также будет интересно ознакомиться:

• Умный дом без ремонта и проводов
• Как узнать стоимость системы Умный дом
• Автоматика Crestron, решение, которое может практически все
• Как Умный дом помогает экономить энергоресурсы

Техническая консультация и приобретение