Срок службы системы управления зданием производства Johnson Controls около 10 лет с учетом замены неисправных и выработавших свой ресурс компонентов. Среднее время наработки на отказ для интеллектуальной системы составляет не менее 10 000 часов, а среднее время восстановления работоспособности – 0,5 часа.
Как устроена система
Система управления зданием имеет трехуровневую структуру:
· уровень локального управления,
· уровень автоматизации,
· уровень управления информацией и администрирования системы.
На уровне локального управления располагаются первичные датчики. Они обеспечивают сбор информации о системе. Модульные устройства и контроллеры позволяют обеспечивать управление локальными системами нижнего уровня.
Завершают цикл локального управления устройства интеграции. Они осуществляют передачу информации о работе локального оборудования в сеть.
Уровень автоматизации оснащается цифровыми контроллерами. Они обеспечивают автоматическое управление группами локальных систем и передачу данных о работе этих систем на вышестоящую ступень сети. Центральное звено этого уровня – сетевые процессоры. В их функции, помимо управления и обработки информации, входит обеспечение связи между верхними уровнями сети и локальными системами.
Для интеграции оборудования различных производителей используются различные сетевые технологии (например, системная шина EIB, технология LonWorks, открытый протокол BacNet).
Эти технологии предназначены для управления коммуникациями зданий и сооружений (освещение, отопление, кондиционирование, вентиляция, жалюзи, охранная и пожарная сигнализация и т. д.).
На уровне управления информацией и администрирования системы располагаются рабочие станции диспетчеров со специализированным программным обеспечением. Здесь архивируется и анализируется работа всех систем здания в целом.
Центральным пунктом управления и мониторинга в системе управления зданием является рабочая станция диспетчера. Она позволяет отслеживать состояние всех подсистем и устройств здания, производить настройку их параметров.
Рабочие станции диспетчера (OWS) используют стандартные платформы аппаратного обеспечения ПК и работают в среде Microsoft Windows.
Программное обеспечение для рабочей станции диспетчера предполагает единый графический интерфейс для всех приложений системы управления зданием, четкую структуру приложений и навигацию между программными компонентами.
Это обеспечивает максимальную простоту работы с системой и удобство поиска информации.
Рабочая станция диспетчера сочетает текстовую, табличную и графическую форму представления данных. Диспетчер может вывести на экран информацию о системе управления зданием с любой степенью детализации. Возможен контроль в масштабе плана здания и технических параметров отдельного прибора. Эти параметры включают в себя информацию о работе устройства, зону нечувствительности, данные о сигналах тревоги и связанные с ними сообщения.
Процесс устранения сбоев в системе управления зданием оптимизирован.
Система обрабатывает сообщения о тревоге, поступающие с разных приборов, в строгом соответствии с приоритетами. События с наивысшим приоритетом выводятся на экран диспетчера и обрабатываются в первую очередь. Кроме того, аварийные сигналы распределяются по рабочим станциям разных диспетчеров в соответствии с их сферой ответственности.
Предусмотрен режим защиты от ситуаций игнорирования сигналов тревоги. Высокоприоритетный сигнал тревоги может периодически выводиться на экран рабочей станции. Это будет напоминанием о том, что неполадка не устранена.
4 Принципы управления распределением энергоресурсов
Смысл управления отоплением заключается в распределении энергоресурсов, питающих отопительные приборы строения. С помощью исполнительных устройств отопительные приборы переводятся в активный режим при понижении температуры в помещениях ниже заданных границ и частично или полностью отключаются при прогреве воздуха до необходимой температуры. Типы исполнительных устройств определяются видом энергоресурсов, используемых для питания этих отопительных приборов, а тип системы отопления – видом питающих систему энергоресурсов.
Рассмотрим принципы управления распределением различных видов энергоресурсов, используемых для создания необходимой температуры воздуха в помещениях и поддержания ее в заданных пределах.
В системах центрального отопления в качестве энергоресурса используется теплоноситель (горячая вода или пар), поставляемый органами коммунального хозяйства. Данные системы отопления могут быть построены по одно- и двухконтурной схемам. В первой схеме отопительные приборы (радиаторы, конвекторы, «теплые полы» и др.) всего обогреваемого строения включены в единую систему, и для их питания используется теплоноситель, централизованно поставляемый органами коммунального хозяйства.
В таких системах управление отоплением сводится к управлению положением исполнительных устройств отопительных приборов, размещенных в помещениях отапливаемого строения. В качестве исполнительных устройств могут использоваться клапаны регулирующего и нерегулирующего типа.
При Тп < Тн система управления выдает команду исполнительному устройству на частичное или полное открытие и увеличение подачи теплоносителя в отопительный прибор. По мере приближения Тп к Тв вследствие прогрева помещения система управления выдает команду исполнительному устройству на частичное закрытие и ограничение подачи теплоносителя в отопительный прибор.
При Тп < Тн система управления выдает команду исполнительному устройству на перевод его в открытое состояние, чем разрешает подачу теплоносителя в отопительный прибор. При Тп = = Тв вследствие прогрева помещения система управления выдает команду исполнительному устройству на закрытие и перевод отопительного прибора в пассивное состояние. Таким образом, каждый клапан (исполнительное устройство) системы отопления по команде разрешает/увеличивает или запрещает/ограничивает подачу теплоносителя в соответствующий ему отопительный прибор, то есть переводит его в активное/пассивное состояние или увеличивает/уменьшает излучаемую мощность. При этом поддержание температуры в помещении при использовании отопительных приборов, оснащенных нерегулирующими клапанами, производится порционно, а при использовании клапанов регулирующего типа – постоянно, что позволяет более точно поддерживать температуру в помещении.
В двухконтурной схеме энергоноситель, централизованно поставляемый органами коммунального хозяйства, используется для питания бойлерных установок, в которых происходит его теплообмен с теплоносителем внутреннего контура, включающего в себя все отопительные приборы строения. Исполнительными устройствами отопительных приборов служат клапаны различных типов.
Управление системой и поддержание заданной температуры в помещениях загородного дома, оснащенного двухконтурной системой отопления, состоит в управлении положением клапанов отопительных приборов, размещенных в комнатах и помещениях, и, кроме того, положением клапанов бойлера и скоростью циркуляции теплоносителя по внутреннему контуру.
Наиболее распространены в России системы отопления, использующие для нагрева теплоносителя энергию сжигания в котлах различных видов топлива (газообразного, жидкого, твердого). Теплоноситель, циркулирующий по контуру системы отопления, используется для питания отопительных приборов и прогрева помещений строения.
Управление системой в этом случае также сводится к управлению положением клапанов отопительных приборов в зависимости от температуры воздуха в помещениях, скорости циркуляции теплоносителя и сжигания топлива в котловой установке.
В системах отопления, использующих в качестве энергоресурса электрическую энергию, обогрев помещений может производиться как прямым преобразованием электроэнергии в тепловую, так и посредством нагрева теплоносителя и дальнейшим использованием его для питания отопительных приборов.
В системах, использующих прямое преобразование электроэнергии в тепловую, для прогрева воздуха в помещениях могут использоваться электрокалориферы, конвекторы, инфракрасные излучатели, «электрорадиаторы», «теплые полы» и др. Управление системой сводится к управлению состоянием коммутирующих органов отопительных приборов в зависимости от температуры воздуха в помещениях.
Коммутирующими органами могут быть релейные элементы, включающие или отключающие отопительные приборы или тиристорные и симисторные регуляторы, которые также могут включать и отключать отопительные приборы и, кроме того, позволяют ограничивать излучаемую мощность отопительных приборов.
В системах отопления, где используется теплоноситель, нагретый в электробойлерах до определенной температуры, могут применяться радиаторы, «теплые полы» и др. Управление системой и поддержание температуры в помещениях дома, оснащенного данной системой, выражается в управлении положением клапанов отопительных приборов в зависимости от температуры воздуха в помещениях, скорости циркуляции теплоносителя и состояния коммутирующих приборов бойлера.
Независимо от видов используемых ресурсов и отопительных приборов в основу системы управления отоплением могут быть положены следующие структурные схемы:
система с локальным управлением отопительными приборами;
система с централизованным управлением приборами;
система с комбинированным управлением.