Основным требованием для создания системы диспетчеризации является необходимость наличия коммуникации у контроллеров. Среди инженеров, занимающихся автоматизацией зданий, и заказчиков, которым необходимо разобраться в системах автоматизации, постоянно ведутся споры, какой протокол должен использоваться в системе диспетчеризации. На мой взгляд, рекомендация может быть такой. Если вся система автоматики от начала и до конца строится одной компанией и не планируется ее расширение и модернизация (если и планируется, то с полной заменой лет через 25), то совершенно не важно, на основе какого протокола она будет строиться. В жизни, наверное, такая ситуация бывает редко. В случае, если система управления зданием объединяет устройства различных производителей или будет постепенно расширяться, приобретая дополнительные возможности, то такую систему просто необходимо строить на основе какого-либо стандартного протокола. Можно долго спорить о преимуществах того или иного протокола по сравнению с другими, но на мой взгляд, нужно руководствоваться двумя критериями — стоимость организации сети между устройствами и ее распространенность (или перспективы распространения того или иного протокола).Выбор протокола во многом определяет выбор системы диспетчеризации, а точнее — набор программных и аппаратных средств, которые необходимо использовать. На мой взгляд, достаточно очевидно при использовании автоматики какого-либо производителя использовать и систему диспетчеризации того же производителя. При этом необходимо, чтобы производитель использовал для коммуникации широко распространенный стандартный протокол, что позволит с наименьшими потерями интегрировать оборудование третьих производителей или использовать дополнительные средства диспетчеризации, поддерживающие данный протокол. Хотелось бы предупредить читателя, что даже при выборе стандартного протокола, получившего широкое распространение (и на базе которого предлагается интегрировать оборудование различных производителей), нецелесообразно устраивать на объекте «зоопарк» из различных контроллеров и производителей. Более целесообразно использовать компоненты одного производителя для построения основной системы диспетчеризации, а оборудование других производителей использовать только в случае крайней необходимости. Также весьма важно, чтобы все компоненты базовой системы автоматизации и диспетчеризации использовали для коммуникации выбранный вами протокол. Часто бывает, что из маркетинговых соображений фирмы-производители декларируют использование в своих системах того или иного стандартного протокола, а на самом деле используют свой внутренний протокол (простой и недорогой в реализации), а для перехода к стандартному протоколу используют шлюз. Таких ситуаций тоже рекомендуется по возможности избегать, поскольку эти шлюзы создаются и поддерживаются по остаточному принципу, и в большинстве случаев сервис, который они предоставляют, имеет ограничения, отсутствующие в системах, для которых протокол является базовым. На практике опять же не всегда можно найти все оборудование, работающее на одном протоколе, и в этом случае надо очень ответственно подходить к вопросу интеграции. В некоторых случаях интеграция может осуществляться даже на уровне «сухих контактов», т.е. для систем, снабженных собственной автоматикой, используются входы и выходы основных контроллеров автоматизации для дублирования информации в систему диспетчеризации. В настоящее время, собственно к системам диспетчеризации со стороны потребителя предъявляются различные требования. Часть из этих требований действительно позволяет снизить эксплуатационные расходы и позволяет организовать более грамотное и удобное управление, другая часть обуславливается разрекламированными, но не дающими особой отдачи возможностями. Внедрить нужные и отбросить нежелательные достаточно сложно. Компании, предлагающие на сегодняшний день системы диспетчеризации, основной упор делают на графические системы с трехмерной моделью обслуживаемого здания — как в компьютерных играх — с редкими вкраплениями полезной информации. На неискушенного зрителя это, конечно, производит неизгладимое впечатление, а по сути, является лишь красивой картинкой, не имеющей прикладного значения. За неделю персонал наиграется с подобной системой, а потом будет искать удобные статические экраны с правильно подобранной информацией. Безусловно, другой крайностью является аскетичная подача информации в виде столбцов цифр. Истина, как и всегда, находится гдето посредине.Развитие информационных технологий позволяет организовать систему диспетчеризации так, чтобы способствовать снижению эксплуатационных расходов за счет оперативного уведомления о возникновении нештатных ситуаций. Это позволяет оптимизировать количество и квалификацию обслуживающего персонала. Именно на этих интересных возможностях и хотелось бы остановиться чуть подробнее — на примере реализации проекта одного из крупнейших в Москве фитнес-центров VIP-класса. Для начала немного о составе технологического оборудования автоматизированного ив данном проекте. Все технологическое оборудование, автоматизированное на объекте, можно разбить на три группы. 1. Система подготовки воды для бассейнов. Данный процесс достаточно технологически сложен и потребовал тщательной проработки алгоритмов. Основная задача системы автоматики, помимо управления, состоит в своевременном уведомлении об отклонениях технологического процесса от норм, что может привести к неработоспособности системы подготовки воды и, как следствие, невозможности пользоваться бассейнами. 2. Система управления освещением и жалюзи в помещениях клуба. Обычно под управлением освещением подразумевается его своевременное включение/отключение в той или иной части здания. В данном же случае были организованы более сложные схемы управления (типа «бегущая волна») и автоматическое изменение сценариев освещения по времени. Помимо задачи организации собственно управления, в данном случае был необходим легкодоступный интерфейс для внесения изменений в алгоритмы управления и оперативное управление из обслуживаемых помещений. 3. Системы теплоснабжения, вентиляции, кондиционирования и управления климатом в помещениях. Системы вентиляции были снабжены локальной автоматикой, а микроклимат в помещении поддерживался комнатными контроллерами. Обе системы интегрированы в общую систему диспетчеризации с целью получения информации о работе систем и возможности оперативного управления для персонала. При разработке системы автоматизации и диспетчеризации на первом этапе был выбран протокол системы диспетчеризации. Им оказался получивший на сегодняшний день широкое распространение протокол BACNet. Вариант создания системы диспетчеризации на базе одного семейства конкретного производителя был отвергнут по причине разнородности оборудования и сложности организации интерфейса пользователя. Для систем вентиляции и кондиционирования воздуха, снабженных собственной автоматикой Minerga, необходим шлюз с протоколом BACNet. Протокол BACNet для систем контроллеров автоматизации в помещении с коммуникацией на стандартных протоколах используется достаточно редко, поэтому необходимо было предусмотреть шлюз для протокола комнатных контроллеров. Исходя из вышеизложенных требований, в качестве базового оборудования автоматизации была выбрана система Desigo производства компании Siemens. Для автоматизации систем водоподготовки, управления освещением и теплоснабжения были использованы свободно-программируемые контроллеры Desigo PX, для которых протокол BACNet является базовым. Для интеграции систем вентиляции и кондиционирования были использованы шлюз LONMark в BACnet, а также специализированный модуль для интеграции систем кондиционирования Minerga. Для управления микроклиматом в помещении были использованы контроллеры Desigo RX, использующие для коммуникации протокол LONMark. При помощи шлюза они также были интегрированы в общую систему диспетчеризации. В результате автоматизации инженерных систем здания мы получили единое информационное пространство, в котором вся необходимая для работы информация передавалась по протоколу BACNet. Теперь перейдем к описанию технических решений, использованных для создания системы диспетчеризации. В любой системе, занимающейся сбором и обработкой информации, весьма полезно иметь компьютер-сервер. Основной задачей такого компьютера является задача непрерывного сбора информации и предоставления ее клиентам. В качестве сервера обычно используется компьютер, установленный в труднодоступном помещении и снабженный различными системами, обеспечивающими повышенную отказоустойчивость. Для обеспечения интерфейса с пользователем используются компьютеры-клиенты, при этом к ним предъявляются более мягкие требования по отказоустойчивости и вычислительной мощности. Такого рода системы получили обобщенное название «клиент–сервер», при использовании которой основное внимание уделяется способам взаимодействия между сервером и клиентом (распространенным примером систем «клиент–сервер» является использование Интернет-сервера). Действительно, вся необходимая информация и процессы ее обработки размещаются на серверах, а у пользователя работает одна простейшая программа, называемая браузером, которая лишь обеспечивает интерфейс для общения с пользователем. На рассматриваемом объекте основным компонентом системы диспетчеризации является сервер сбора информации, организованный при помощи программы Desigo Insight. Одной из основных функций данного сервера является сбор информации по протоколу BACNet и ее первичная обработка. На этом же сервере организован простейший Интернет-сервер, для которого серверная часть программы Desigo Insight является поставщиком информации. Для отображения информации с Интернет-сервера были использованы простейшие компьютеры в виде сенсорных панелей, установленные в стенах в помещениях, откуда осуществлялось взаимодействие конечного пользователя с системой автоматизации — примеры таких интерфейсов можно увидеть на рисунках. Всего таких клиентов в различных помещениях было около 20, хотя их число ограничено исключительно возможностями компьютера, на котором работает Интернет-сервер. Использование Интернет-технологий, наряду с несомненными достоинствами, имеет и некоторые недостатки. Достаточно сравнить работу, например, в электронной таблице (MS Excel) с работой с таблицей товаров в Интернет-магазине. Понятно, что интерфейс электронной таблицы гораздо более гибкий и работать с ней приятнее. Еще один вариант использования технологии «клиент–сервер» был предложен фирмой Microsoft. Технология эта называется Terminal Server. В этом случае вся полезная работа выполняется на компьютере-сервере, а компьютер-клиент осуществляет лишь отображение информации на дисплее и ввод информации при помощи клавиатуры и мыши. В данном случае работа с приложением выглядит точно так же, как и работа на своем компьютере. Подобная технология хороша тем, что в качестве компьютера-клиента может быть использован любой компьютер локальной сети, и он, как и в случае Интернет-взаимодействия, не требует никакой дополнительной настройки. Такое решение оптимально, когда нескольким разным людям необходим временный доступ к системе диспетчеризации. В нашем случае доступ был предоставлен сотрудникам, которые занимаются вводом информации по сценариям работы освещения и руководителям соответствующих инженерных служб. Помимо этого, при использовании глобального интернета можно организовать терминальную сессию к серверу с любого компьютера в интернете и работать как за обычным диспетчерским компьютером. Организация такого взаимодействия — лишь вопрос настройки ITсетей. Ввиду того, что правильное функционирование некоторые автоматизированных систем технологического оборудования критично для функционирования всего комплекса, были установлены две автономные диспетчерские станции, работа которых никак не зависит от работы центрального сервера. Одна из станций находится в непосредственной близости от наиболее критичного технологического оборудования — системы подготовки воды для бассейна, обеспечивает мониторинг и управление системой водоподготовки. Другая автономная станция установлена в диспетчерской для обеспечения интерфейса со всей системой для инженера-диспетчера. ❏
Принципы построения систем удаленного мониторинга
Опубликовано в журнале СОК №9 | 2009
Rubric:
При построении системы автоматизации с использованием контроллеров появляется возможность создания системы удаленного мониторинга и дистанционного управления — чаще всего на базе персонального компьютера или устройства, его заменяющего. Такие системы получили название систем диспетчеризации. Конечно, простейшую систему дистанционного мониторинга и управления можно создать без использования компьютеров и контроллеров, но в итоге пользователь получит архаичное решение с весьма ограниченными функциями.