Рис. 1. Системный контроллер UTY-APGX
Рис. 2. Принципиальная блок-схема системного контроллера UTY-APGX
Рис. 3. Наглядное представление объектов в группе мониторинга
Рис. 4. Схема режима ротации внутренних блоков
Рис. 5. Отчеты об экономии электроэнергии и энергопотреблении
Разработанные японской компанией General устройства управления мультизональными системами Airstage предназначены для решения широкого спектра задач и имеют различный уровень функциональности: от упрощенных проводных пультов, позволяющих только включать и отключать внутренний блок, регулировать температуру и скорость вращения вентилятора, до программных комплексов, решающих сложнейшие задачи по оптимизации энергопотребления зданий и обеспечивающих полнофункциональное управление, диспетчеризацию и поблочный расчет электроэнергии для систем с суммарным количеством внутренних блоков (до 1600 шт.).
Помимо этого, управление и мониторинг системами кондиционирования можно осуществлять через «сухие» контакты, программу диагностики и мониторинга Service Tool и системы автоматизированного управления зданиями (BMS) на базе открытых сетей BACnet и LonWorks. Возможности индивидуальных и центральных пультов управления подробно описаны в предыдущей статье, а в этой мы рассмотрим более сложные и интересные системы, открывающие широчайшие возможности по дистанционному контролю, мониторингу и диагностике систем Airstage V II.
Программное управление через компьютер
Возможность управления системой кондиционирования с помощью персонального компьютера позволяет быстро реагировать на поступившую информацию, точно регулировать и, если необходимо, корректировать работу элементов системы. Необходимо разделить два принципиальных решения на этом уровне управления: программный комплекс, использующий внутренний протокол обмена данными в системе Airstage V II, и интеграция в систему управления зданием BMS (Building Management Systems) на базе открытых протоколов управления.
Первое решение представлено программным комплексом, получившим название системный контроллер UTY-APGX, а второе — интерфейсным шлюзом для сети BACnet (UTY-ABGX) и конвертором для интеграции в LonWorks (UTY-VLGX). Системный контроллер UTY-APGX является программным продуктом последнего поколения, позволяющим в полной мере осуществлять мониторинг и управление четырьмя независимыми сетями, с общим количеством до 400 наружных и 1600 внутренних блоков.
Помимо стандартных функций эта программа также включает в себя расчет затрат на электроэнергию, дополнительные возможности по энергосбережению, настройку работы по календарному расписанию и многое другое. Дополнительно можно приобрести расширяющий пакет UTY-PEGX, позволяющий осуществлять контроль пиковых значений потребляемой мощности, задание верхнего предела производительности наружных блоков, а также ротацию внутренних блоков.
Системный контроллер UTY-APGX состоит из программных модулей VRF Controller и VRF Explorer, которые устанавливаются с фирменным ключом защиты Wibu-Key на серверном компьютере, расположенном непосредственно на объекте, при этом модуль VRF Explorer для дистанционного контроля и мониторинга может быть установлен и на другие компьютеры без ключа защиты. Модуль VRF Controller осуществляет обмен данными между мультизональной системой и модулем VRF Explorer.
При помощи VRF Explorer с одного компьютера можно осуществлять централизованное управление и удаленный контроль (через Интернет) до 10-ти объектов с установленными модулями VRF Controller, при этом каждый объект может включать в себя до 20-ти зданий. Один модуль VRF Controller может контролироваться любым количеством VRF Explorer, но одновременно может быть подключено до пяти клиентских ПК.
Программа обладает удобным русскоязычным интерфейсом, представляющим информацию о работе систем как в 3D-режиме, наглядно демонстрирующем работу оборудования в реалистичной трехмерной модели здания, так и в более традиционных форматах поэтажных планов и таблиц. Все объекты группы мониторинга могут быть представлены на реальной карте города.
UTY-APGX позволяет настраивать практически все параметры работы, программировать таймер по календарному расписанию, ограничивать диапазон настраиваемой с индивидуальных пультов температуры, ограничивать возможности этих пультов, автоматически настраивать часы во всей системе и принудительно отключать сразу все блоки. Таймер по календарному расписанию позволяет задавать индивидуальные параметры работы для каждого дня в течение года (можно указать 72 диапазона включения/выключения в день или 143 контрольные точки с 10-минутными интервалами, задав для каждой точки одну из 101-й возможной конфигурации).
При настройке можно задавать день недели, день месяца, неделю года, праздники и специальные дни. Также можно настроить активацию и отключение режима снижения уровня шума. Для удобства настройки можно предварительно настроить до 100 шаблонов контроля работы внутренних блоков и групп в течение 48 часов (двухдневная схема шаблона).
Системный контроллер UTY-APGX может выполнять роль «черного ящика» системы, сохраняя не только историю ошибок за последний год, но и журналы состояния и эксплуатации, сохраняющие данные о работе для каждого блока (также за один год). Для удобства настройки и работы возможен экспорт и импорт данных. Возможно автоматическое уведомление о возникающих в системе ошибках по электронной почте или с помощью SMS-уведомлений.
Отдельно отметим возможности, которые предоставляет стандартный модуль программы для расчета затрат на электроэнергию. Эта функция бывает часто востребована на таких объектах как офисные и административные здания, а также жилые многоквартирные дома. Предлагается два принципиальных решения: с использованием электросчетчиков и без их использования.
Схема с использованием электросчетчиков позволяет настроить расчет счетов за электричество в автоматическом режиме (данные со счетчиков поступают непосредственно на компьютер) и дает более точный результат, но при этом она более дорогая, т.к. необходимо приобретать дополнительное оборудование. При использовании схемы без дополнительных электросчетчиков требуется вручную заносить данные полученные от поставщика электроэнергии, а система самостоятельно распределит это значение по пользователям в зависимости от работы внутренних блоков за отчетный период.
Такая схема дает относительно точный результат с допустимой погрешностью 5–10 %. Вне зависимости от того, какая именно схема расчета выбрана при пропорциональном распределении электроэнергии, системный контроллер учитывает не только мощность внутренних блоков и время их работы, но и нагрузку, с которой работал каждый блок (учитывается перегрев фреона в режиме охлаждения или переохлаждение в режиме обогрева, а также расход воздуха через внутренний блок) и мощность, потребляемую дополнительными устройствами (например, мотора вентилятора подмеса свежего воздуха).
Многопараметрический расчет позволяет гарантировать, что информация, представленная программой в виде счетов за электричество, будет точной и объективной. Это подтверждено сертификатом Института энергетики, холодильной техники и систем кондиционирования воздуха (Германия). Также отметим, что системный контроллер UTY-APGX может объединить в единую сеть управления не только системы последнего поколения серии V II, но и предыдущие поколения мультизональных систем General Airstage (серии S и V).
Помимо функций, предлагаемых системным контроллером UTY-APGX, доступны и дополнительные возможности: контроль пиковых значений потребляемой мощности, задание верхнего предела производительности наружных блоков, ротация внутренних блоков, а также отчеты об экономии электроэнергии и энергопотреблении за последние три года. Для использования этих возможностей необходимо приобрести расширяющий пакет UTY-PEGX.
Функция контроля пиковых значений потребляемой мощности позволяет задавать целевое значение (максимальная средняя мощность в киловаттах) для кондиционеров и контролирует, чтобы энергопотребление не превышало заданное значение. Для реализации данного контроля требуется установка счетчика электроэнергии. Функция задания верхнего предела производительности наружных блоков ограничивает потребляемую мощность, чем и экономит электроэнергию.
Так как верхний предел мощности внешних блоков ограничивается напрямую, этот режим работы быстрее обеспечивает эффект энергосбережения, по сравнению с другими режимами. Необходимо учитывать, что т.к. внешние блоки не могут превышать заданные пределы мощности, то в зависимости от тепловой нагрузки помещения возможно снижение комфорта. Режим ротации внутренних блоков снижает потребления электропитания за счет поочередного отключения и включения внутренних блоков.
Потребление электроэнергии в произвольно заданной группе снижается за счет поочередной работы внутренних блоков с принудительно выключенным термостатом. Интенсивность ротации может настраиваться индивидуально для каждой группы в количестве от 10 до 30 % внутренних блоков. Применение этого режима дает особо ощутимую экономию на объектах с большими группами внутренних блоков, расположенных в одном помещении.
Отчеты об экономии электроэнергии и энергопотреблении за последние три года. Диаграмма отображает потребление энергии на основании данных, переданных счетчиком электроэнергии, подключенным к кондиционеру. График можно использовать для лучшего понимания использования электроэнергии. Сохраняются данные о потреблении энергии за три года, имеется возможность просмотра архивных данных. Кроме того, имеется возможность визуально сравнить любые два выбранных периода.
Интеграция в систему управления зданием (BMS)
Существует ряд сетевых технологий и протоколов (LON, BACnet, KNX и др.) для создания системы диспетчерского управления и сбора данных. Каждая из них имеет свои особенности и области применения. Вместе с тем единый международный стандарт промышленной сети отсутствует, несмотря на то, что уже много лет ведутся работы над его созданием. Наиболее передовые и перспективные технологии и протоколы, применяемые в настоящее время при автоматизации зданий и сооружений, — это LonWorks и BACnet.
Интеграция в такие системы дает большие возможности по управлению и мониторингу всей инфраструктурой объекта, без привязки к конкретным типам оборудования и производителям. В частности, применение открытых протоколов делает объект независимым от изменения производителем внутренних протоколов обмена данными и, соответственно, от проблемы совместимости систем различных поколений. После интеграции в открытые сети управления мониторинг системами кондиционирования можно осуществлять как с самого объекта, так и дистанционно через Интернет.
Чтобы осуществить переход на различные уровни сетевого управления теми или иными системами в рамках единой диспетчеризации, создается специальный модуль (шлюз), который является компонентом сети. Компания General предлагает для интеграции в BMS системы два шлюза: UTY-ABGX (для интеграции в BACnet) и UTY-VLGX (для интеграции в LonWorks).
Конвертор UTY-VLGX для интеграции в LonWorks позволяет подключать до 128-ми внутренних блоков и до 100 наружных блоков, без ограничения количества используемых переменных. Единая автоматизированная система имеет в своей основе сетевой протокол LonTalk для распределенных сетей произвольной топологии по технологии LonWorks. Технология LonWorks широко используется для построения распределенных систем автоматизации зданий, транспортных сетей, систем автоматизации промышленных предприятий.
Сеть LonWorks имеет децентрализованную распределенную архитектуру, где каждый узел выполняет функции управления, включая обработку информации, ввод/вывод данных и взаимодействие с другими узлами, что обеспечивается программным обеспечением каждого из узлов. Так как узлы сети обмениваются данными непосредственно друг с другом и нет централизованных устройств, выход из строя которых ведет к отказу всей системы, то в целом сеть имеет очень высокую степень отказоустойчивости.
Сетевая платформа LonWorks построена на созданном компанией Echelon Corporation (США-Канада) протоколе сетевого взаимодействия устройств через различные среды передачи данных (например, витая пара). LonWorks характеризуется высоким уровнем стандартизации устройств и, во многом благодаря этому, широко используется для автоматизации различных процессов и функций зданий, в т.ч. как физический уровень данных в протоколе BACnet.
Из-за определенных ограничений в скорости обмена данными и количеству подключаемых устройств использование платформы LonWorks рекомендуется для автоматизации небольших и средних объектов. К одной BMS-системе допускается подключение до четырех конверторов UTY-VLGX, при этом к одной сети мультизональной системы Airstage V II можно подключить только один конвертор.
Интерфейсный шлюз UTY-ABGX для сети BACnet является программным продуктом, позволяющим в полной мере осуществлять мониторинг и управление четырьмя независимыми сетями — с общим количеством до 400 наружных и 1600 внутренних блоков — с единого (для всех инженерных систем здания) диспетчерского пульта с помощью сетевого протокола BACnet. В программное обеспечение входит управляющая оболочка, которая обеспечивает контроль и мониторинг системы, а также позволяет осуществлять расчет затрат на электроэнергию.
Расчет осуществляется без применения дополнительных электросчетчиков, и, соответственно, требуется вручную заносить данные полученные от поставщика электроэнергии, а система самостоятельно распределит это значение по пользователям, в зависимости от работы внутренних блоков за отчетный период. Данные для расчета счетов хранятся в течение года. BACnet (Building Automation and Control Network) представляет собой специализированный протокол передачи и обмена данных для автоматизации различного инженерного оборудования зданий и управляющих сетей.
Каждое устройство в сети BACnet описывается набором стандартных объектов. В качестве канального/физического уровней BACnet использует технологии ARCNET, Ethernet, BACnet/IP, PTP (Point-To-Point) через RS-232, MS/TP (Master-Slave/Token-Passing) через RS-485 и LonTalk. Интеграция в BACnet рекомендуется для автоматизации средних и больших объектов с большим количеством различного инженерного оборудования.
В настоящее время стандарт BACnet принят ANSI (Американский национальный институт стандартов) и ASHRAE (Американское общество инженеров по нагреванию, охлаждению и кондиционированию воздуха), а также получил международное признание и был адаптирован в ряде стран в качестве национального стандарта. Более подробную информацию о рассмотренных выше системах управления вы можете найти в техническом каталоге General Airstage V II, доступном как в бумажном, так и в электронном виде.
Вся техническая информация по климатическому оборудованию General представлена в электронной библиотеке по адресу www.general-russia.ru. В библиотеке размещена вся актуальная информация по системам кондиционирования General: технические и сервисные каталоги, инструкции по монтажу и эксплуатации, презентации, рекламные каталоги, программы подбора, спецификации открытых протоколов, а также многое другое.
