Системы диспетчеризации инженерного оборудования

Система диспетчеризации предназначена для удалённого отображения сбора и хранения данных о работе технологического оборудования здания или производственного процесса, она передает информацию о параметрах протекающих процессов, режимах работы инженерных систем, нештатных ситуациях. Интерфейс системы диспетчеризации позволяет оператору удаленно задавать режимы работы системы в целом или отдельного оборудования.

Требование наличия систем диспетчеризации в современных зданиях определено СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий». ВСН 60-89 «Устройства связи, сигнализации и диспетчеризации инженерного оборудования жилых и общественных зданий. Нормы проектирования» - регламентирует проектирование систем диспетчеризации.

Иногда возникает путаница, когда систему диспетчеризации здания определяют как систему управления зданием BMS. Это связано с тем, что в диспетчеризации применятся контроллеры и программное обеспечение SCADA систем BMS. Однако, система диспетчеризации является интерфейсной частью системы интеллектуального здания, она всего лишь выводит информацию на пульт и позволяет оператору вручную управлять частью процессов, пусть и удаленно. Алгоритмы оптимального и экономичного взаимодействия между подсистемами здания должны быть разработаны проектом автоматизации и запрограммированы в контроллерах управления, только тогда оператор освобождается от принятия большинства рутинных решений.

Обычно, в функции системы диспетчеризации входит:

• Сбор данных с устройств и визуальное отображение процессов, происходящих с инженерным оборудованием здания (для современных систем, используя SCADA);
• Своевременное выявление нештатных ситуаций, предотвращение аварий;
• Формирование и отправка тревожных сообщений ответственным лицам;
• Дистанционное управление приборами инженерных систем;
• Сбор и хранение показаний приборов в автоматическом или ручном режиме;
• Представление данных в графическом и табличном виде;
• Ведение отчётности об энергопотребление, формирование в автоматическом режиме и по запросу оператора отчетов;
• При необходимости, передача данных на удаленный пульт более высокого приоритета.

На пульт диспетчера выводится информационный поток от следующих систем:

• Приточной и вытяжной вентиляции;
• Кондиционирования воздуха и холодоснабжения;
• Отопления;
• Теплоснабжения (ИТП или котельного оборудования);
• Водоснабжения, водоподготовки, канализации;
• Лифтового и эскалаторного оборудования;
• Электроснабжения и электроосвещения;
• Пожарной сигнализации и систем безопасности здания;
• Систем управления звуком;
• Противопожарной автоматики (противодымной вентиляции и пожаротушения);
• Других систем, связанных с производством или управления процессом.

Могут выводиться параметры температуры наружного воздуха, охлаждённой воды в/от системы вентиляции, охлажденного этиленгликоля, подогретой воды отопления; значения давления охлажденной воды или этиленгликоля систем вентиляции и кондиционирования; положения регулирующих клапанов; мощности на двигателях циркуляционных насосов или вентиляторов; ; данные о засорении фильтров; сигнализация об угрозе замораживания калориферов информации о состоянии лифтов, подкрепленные видеоданными; состояния автоматических выключателей в электрощитах и т.п.

Управление оборудованием в диспетчеризации ограничивается возможностью включения определенных режимов работы, например, режим запуска системы зимой или летом, режим максимальной производительности, аварийное отключение установки, ручное переключение с основного на резервный насос и т.д. В теории, диспетчер имеет возможность управления каждым из устройств, имеющих привод, однако на практике, один человек физиологически не сможет вручную управлять большой инженерной системой.

Управление такой системой осуществляется в режиме 24/7 квалифицированным персоналом, прошедшим специализированные курсы обучения. Кроме того, для каждой системы в процессе проектирования, наладки и эксплуатации технологами разрабатываются протоколы действий при возможных нештатных ситуациях.

Возможности современных систем диспетчеризации

Современные системы диспетчеризации все чаще реализовываются на контроллерах и программном обеспечении систем BMS. Это обуславливает большое количество программных возможностей по настройке их функций. В общем случае, системы диспетчеризации должны обеспечивать:

• Актуальную и полную картину состояния всех инженерных систем в любой момент времени;
• Удобный и понятный графический интерфейс;
• Быструю реакцию на аварийные ситуации;
• Возможность выдачи аварийных сообщений на экран монитора, принтер, удаленный компьютер, мобильный телефон;
• Регистрацию всех системных событий, что во многих случаях даёт возможность установить причину аварийной ситуации, ее виновника, а также предотвратить ее появление в дальнейшем;
• Подключение к системе удаленно, через интернет-браузер;
• Быструю и адекватную реакцию на изменение условий внешней среды;
• Автоматический подсчет моточасов, наработки оборудования на отказ и предупреждение о необходимости проведения тех обслуживания и профилактики;
• Широкие возможности по управлению системами, что позволяет сократить штат обслуживающего персонала;
• Возможность сбора статистической информации, формирования выборок, графиков сравнения прогнозирования расходов.

Отличие системы диспетчеризации от системы автоматического управления и диспетчеризации здания (САУиД)

Основные отличия функций системы диспетчеризации инженерного оборудования и системы автоматического управления зданием видны на приведенных ниже схемах. Типовая схема диспетчеризации инженерных систем объекта

Типовая схема автоматизации и диспетчеризации инженерных систем объекта (синонимы: BMS, интеллектуальное здание)

Таким образом, подсистема диспетчеризации является только частью системы управления зданием BMS.

Оборудование и программное обеспечение систем диспетчеризации

Задача диспетчеризации – отображение информации и предоставление возможности управления, следовательно, основными элементами системы диспетчеризации является программное обеспечение оператора и преобразователи интерфейсов, часто устанавливаемые в щитах автоматизации инженерного оборудования.

Как правило, современные контроллеры автоматизации имеют возможности работы со SCADA ПО системы диспетчеризации, они являются одновременно и преобразователями интерфейсов. Программное обеспечение обеспечивает реализацию таких функций как:

• Отображение информации в виде мнемонических схем с выдачей на них в реальном времени значений измерений, значений установок регуляторов, различных пиктограмм и других графических объектов;
• Формирование и выдачу аварийных сообщений;
• Ведение архивов (трендов) для всех аппаратных сигналов и расчетных технологических переменных;
• Возможность коррекции работы системы, без ее остановки;
• Возможность поиска и фильтрации записей архивов по ряду критериев отбора; возможность формирования отчетов на основе задаваемых пользователем шаблонов; просмотр архивной информации в виде графиков и таблиц;
• Возможности создания расписаний, многоуровневого доступа и прочие функции систем компьютерных систем управления.

Передача данных от локальной системы автоматизации к SCADA системе диспетчеризации может осуществляться напрямую или через интерфейс OPC (Open Platform Communication) сервера. При этом OPC сервер является переводчиком между языком, которое понимает установленное оборудование, и языком программного интерфейса диспетчера.

IP оборудование

90% современных систем диспетчеризации имеют возможность обмена информацией по IP сетям. Преобразование данных в соответствующие протоколы происходит либо непосредственно в контроллерах, либо на серверах верхнего уровня (Schneider Electric Automation Server), либо через шлюзы, например, Xenta -911.

С удешевлением IP оборудования, функции передачи данных в сеть постепенно распространяются на полевые устройства (клапаны, преобразователи частоты и т.п.), однако это решение пока в любом случае более дорогое, а также требует разработки стабильной и безопасной СКС на объекте, это так же дорогостоящее мероприятие.

IP оборудование для систем автоматизации и диспетчеризации инженерных систем подбирается в зависимости от требований к его функциям. Как правило, достаточно иметь программный стык системы диспетчеризации с IP сетью предприятия, и появляется возможность подключения к SCADA системе дополнительной информации. В частности, для визуального наблюдения за с диспетчерского пункта за важными узлами или помещениями, к системе подключаются используются IP камеры наблюдения системы промышленного телевидения или безопасности.

Разработка и проектирование систем диспетчеризации

Проект системы диспетчеризации выполняется разделом комплекта чертежей системы автоматизации и диспетчеризации здания. Сигналы, выводимые на пульт диспетчера, определяются разработчиками технологии систем здания.

Норматив проектирования: ВСН 60-89 «Устройства связи, сигнализации и диспетчеризации инженерного оборудования жилых и общественных зданий. Нормы проектирования»

Проект системы диспетчеризации обычно сдержит следующие листы:

• Общие данные;
• Структурную схему системы диспетчеризации;
  
• Функциональные схемы диспетчеризации;
• Принципиальные электрические схемы щитов диспетчеризации;
• Принципиальные схемы интерфейсных линий связи контроллеров;
• Схемы внешний соединений или таблицы соединений;
• Монтажные схемы оборудования (при необходимости);
• Кабельные журналы;
• Планы расположения оборудования и проводок;
• Спецификации оборудования, изделий и материалов.

В рамках проекта диспетчеризации разрабатывается так же и автоматизированное рабочее место диспетчера. В зависимости от масштаба системы оно может быть оснащено:

Щитом с нанесенной мнемосхемой (в настоящее время такие системы встречаются все реже и на производствах);

ПК с установленной SCADA программой;

ПК с доступом по веб-интерфейсу к контроллеру-серверу системы (пример: automation server Schneider Electric);

ПК с установленной SCADA системой с выходом на несколько мониторов и на мониторную стену.