Комплексная диспетчеризация бизнес-центра

Теплоноситель – водопроводная вода, хотя во всём мире всё более часто в этом качестве используется специальный  антифриз, который имеет меньшую  температуру замерзания и существенно  меньше приводит к коррозии. Возможно, система отопления была изначально рассчитана под воду, т.к. для антифриза  нужна большая мощность насосов  и большый диаметр труб, что  связано с меньшей теплоёмкостью  и большей вязкостью антифриза.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.7

Простейшая  мнемосхема ИТП

Теплоноситель, поступающий  в ТП по подающему трубопроводу теплового  ввода, отдает свое тепло в подогревателях систем ГВС и отопления, а также  поступает в систему вентиляции потребителей, после чего возвращается в обратный трубопровод теплового  ввода и по магистральным сетям  отправляется обратно на теплогенерирующее  предприятие для повторного использования. Часть теплоносителя может расходоваться  потребителем. Для восполнения потерь в первичных тепловых сетях на котельных и ТЭЦ существуют системы  подпитки, источниками теплоносителя  для которых являются системы  водоподготовки этих предприятий.

Система отопления также  представляет замкнутый контур, по которому теплоноситель движется при  помощи циркуляционных насосов отопления  от ТП к системе отопления зданий и обратно. По мере эксплуатации возможно

возникновение утечек теплоносителя  из контура системы отопления. Для  восполнения потерь служит система  подпитки теплового пункта, использующая в качестве источника теплоносителя  первичные тепловые сети.

Важнейшая часть системы – циркуляционные насосы. В БЦ установлено 2 насоса немецкой фирмы Grundfos.  Их плавное управление осуществляется с помощью частотного преобразователя Mitsubishi FR-700, располагаемого в помещении ИТП. Последний имеет возможность контроля и управления через промышленный протокол Modbus RTU.

Поставленная  задача диспетчеризации не только считывать  с частотного преобразователя параметры  входных и выходных электрических  характеристик, но и получать сведения о наработке частотного преобразователя, что нужно для его своевременного технического обслуживания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2.Требования, предъявляемые к разрабатываемой системе управления. Техническое задание.

Технические требования к диспетчеризации инженерных систем:

1. Разработать диспетчеризацию инженерных систем на базе контроллеров ввода-вывода Beckhoff и программным комплексом SCADA Zenon.
2. Сервер с программным комплексом Zenon установить в диспетчерской охраны помещение №134. Обеспечить звуковое оповещение об аварии в помещении №134.
3. Щиты диспетчеризации установить на этажах (Приложение А):  
   - 1-этаж: в помещение № 123 кроссовой, к нему подключается оборудование инженерных систем первого и цокольного этажа.  
   - 2-этаж: в помещение №214 кроссовой,  к нему подключается оборудование инженерных систем 2-ого этажа.  
   - 3-этаж: в помещении №314 кроссовой,  к нему подключается оборудование третьего и четвертого этажа  
   - 5-этаж: в помещении №514 кроссовой, к нему подключается оборудование пятого и 6-го этажей 
4. Передачу данных осуществлять по локальной вычислительной сети (Ethernet), для чего спроектировать транспортную локальную сеть. Коммутационное оборудование установить в помещении №123.
5. Обеспечить бесперебойное питание системы диспетчеризации после отключения электропитания:  
   - оборудования в щитах диспетчеризации и измерительные датчики — в течении 24 часов;  
   - сервер диспетчеризации в помещении №134 — в течении 10 мин.

 

6. Индивидуальный тепловой пункт.
1. Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:  
     
2. - мониторинг заполнения приямка в помещении ИТП;   
     - мониторинг состояния преобразователя частоты, подключенного к насосам (осуществлять через RS485 интерфейс); 

- мониторинг  заполнения приямков в паркинге, в количестве 2 шт.;

3. Аварийные сигналы, указанные в пункте 5.6.1. отобразить на мониторе диспетчера.
4. Заложить кабель в ИТП для:  
   - мониторинга температуры теплоносителя;  
   - мониторинга давления теплоносителя;

 

7. Система Вентиляции и Кондиционирования.
1. Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:  
   - связь с системой вентиляции и кондиционирования по протоколу Modbus и LonTalk;

- прием  и распознавание аварийных сигналов  от системы вентиляции и кондиционирования,  которые внутренняя автоматика  систем вентиляции и кондиционирования  передает в штатном режиме  по протоколам LonTalk и Modbus;

- обеспечить  передачу сигнала (сухой контакт)  в щиты управления системами  общеобменной и противопожарной  вентиляции, для обеспечения режима  работы «Пожар» (описание режима  работы «Пожар» - см. пункт 5.15.2);

- обеспечить  получение общего аварийного  сигнала чиллера, через релейный  выход «Авария», передаваемый в  штатном режиме автоматикой чиллера.

2. Аварийные сигналы, указанные в пункте 5.7.1. отобразить на мониторе диспетчера.

Главный распределительный щит (ГРЩ).

3. Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:

-   мониторинг температуры в щите ГРЩ;

- мониторинг  параметров сети на вводе 1 и вводе 2 (напряжение, ток, мощность, коэффициент мощности, чередование  фаз); 

- мониторинг  положения автоматических выключателей  – ЩПН - ввод 1, ЩПН - ввод 2, ЩСГД  -ввод 2; 

• управление автоматическими выключателями (отключение по сигналу «Пожар») - ЩВ1-ввод 1, ЩВ2-ввод1, вводные автоматы ЩВ3, ЩВ4, ЩВ5;  
  - управление вводным автоматическим выключателем в щитах управления вентиляцией (2 шт.) арендаторов (кафе, т.д.).
4. На мониторе диспетчера необходимо отобразить:  
   -  температура воздуха в щите ГРЩ;  
   -  параметры сети ввод 1 и ввод 2  - напряжения, токи, мощность,  коэффициент мощности, чередование фаз.  
   - положение автоматических выключателей — ЩПН-ввод 1, ЩПН-ввод 2, ЩСГД-ввод 2;  
   - кнопки управления автоматическими выключателями - ЩВ1-ввод 1, ЩВ2-ввод1, ЩВ3, ЩВ4, ЩВ5 и ЩВ арендаторов, для ручного отключения после подтверждения тревоги «Пожар».

 

8. Электроосвещение в общественных помещениях (коридоры, паркинг)
1. Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:

-мониторинг  положения контактора освещения  в щитах ЩРО (7шт, внутреннее  освещение) и  ЩНО (пом. 116, наружное  освещение)  - включено / отключено ;  

-управление  группами освещения вкл./выкл. (только  когда кулачковый выключатель  в положении «Авт.»);  
-мониторинг положения кулачкового переключателя;  
-управление электропитанием щитов освещения (арендаторы) ЩС1 -ЩС7.

2. На мониторе диспетчера необходимо отобразить:   
   
3. - состояние освещения — включено/отключено;   
   - кнопки управления внутренним и наружным освещением по группам — вкл/выкл.;  
   - положение кулачкового переключателя: ручной/автомат;  
   - кнопки управления электропитанием щитов освещения ЩС1-ЩС7  (вкл/выкл)

 

4. Лифтовое оборудование
5. Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:   
   - мониторинг состояния лифта (авария, нормальная работа, первый этаж, двери лифта открыты).  
   - управление лифтом — только передача электрического сигнала «пожар»;
6. На мониторе диспетчера необходимо отобразить:   
   - состояние лифта после сигнала «пожар» - нет на первом этаже/ на первом этаже двери закрыты/ на первом этаже двери открыты;   
   - авария лифта;  
7. Система управления лифтом должна быть оборудована необходимым оборудование для передачи перечисленных сигналов в контроллер системы диспетчеризации.

 

9. Температура воздуха в технических помещениях.
1. Установить датчики температуры с диапазоном  температур минимум -10°С - +70°С, в помещениях:   
   - серверные помещения: 124;   
   - кроссовые помещения: 123, 214,314, 414, 514, 612;   
   - ИТП: 009;   
   - ГРЩ: 005.  
2. На мониторе диспетчера необходимо отобразить:  
   - текущую температуру в помещениях;   
   - критические температуры в помещениях. 

 

10. Люки дымоудаления.
1. Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:   
   - управление люками дымоудаления в атриуме (16шт), во время тревоги «Пожар» и в режиме проветривания;  
   - управление  люками дымоудаления для доступа альпинистам — открыть два люка дымоудалениея  
   - мониторинг положения люка (открыт/закрыт)  
   - управление электропитанием щита ЩВД (пом. 704), включение в режиме «Пожар».
2. На мониторе диспетчера необходимо отобразить:  
   - кнопки управления люками (2шт. - управление парой люков для доступа альпинистам, открыть/закрыть для проветривания);  
   - отображение положения люков атриума — открыто/закрыто (16шт.);  
   - кнопку управления электропитанием щита ЩВД (пом. 704).
3. Установка панели управления планируется на 7-ом этаже в венткамере. Управление осуществлять релейным электрическим сигналом.

 

11. Система контроля и управления доступом и охранная сигнализация.
1. Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:   
   - мониторинг системы СКУД и ОС (Parsec), прием от СКУД и OC сигнала тревоги;   
   - управление системой СКУД, открытие всех контролируемых дверей по тревоге «Пожар».
2. На мониторе диспетчера необходимо отобразить:   
   - сигналы тревоги системы СКУД и ОС;  
   - кнопку управления всеми дверьми, контролируемыми системой СКУД (открыть/закрыть);  
   
12. Ворота и шлагбаумы.
1. Система диспетчеризации должна осуществлять мониторинг состояния ворот паркинга (2шт.) и шлагбаумов (2шт.) - открыто/закрыто.
2. На мониторе диспетчера необходимо отобразить состояние ворот и шлагбаумов — открыто/закрыто.
13. Пожарная сигнализация.
1. Система диспетчеризации должна принимать тревожный сигнал «Пожар» и отображать его на мониторе диспетчера.
2. В режиме «Пожар» система диспетчеризации должна:   
   - отправить тревожный сигнал «пожар» в системы:   
   - вентиляция и кондиционирование;   
   - СКУД;   
   - систему управления лифтом;   
   - управлять огнезадерживающими клапанами системы вентиляции, в режиме «Пожар» - закрыть;   
   - отключение общеобменной вентиляции — отключение питания;   
   - управление всеми дверьми, которые контролируются системой СКУД —  открыты в режиме «Пожар»;   
   - управление люками дымоудаления — открыты в режиме «Пожар»;   
   - включение противопожарной вентиляции — включение вентиляторов  дымоудаления.

 

 

14. Система внутреннего противопожарного водоровода и автоматическая установка водяного пожаротушения автостоянки.
1. Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:  
   - мониторинг снижения давления в спринклерной системе пожаротушения паркинга (сигнал «Пожар в паркинге»);  
   - мониторинг работы насосов установки повышения давления внутреннего противопожарного водопровода (ВПВ);  
   - мониторинг работы электрозадвижек на обводных линиях ВПВ — в помещении водомерного узла;  
   - мониторинг заполнени
2. На мониторе диспетчера необходимо отображать:   
   - сигнал «пожар в паркинге»;   
   - режим работы насосов ВПВ (включены/выключены);   
   - сигнал «авария насоса» ВПВ;   
   - положение электрозадвижки ВПВ — закрыто/открыто;  
   - мониторинг заполнения приямка в помещении водомерного узла.
3. Перепрограммировать оборудование системы пожарной сигнализации «Орион» для выдачи релейных сигналов:  
   - пожар в паркинге;  
   - насос «работает/отключен» ВПВ;  
   - авария насоса ВПВ;

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Построение модели диспетчеризации. Выбор оборудования.

 

Для диспетчеризации  бизнес – центра «Антарес» выбраны  контроллеры фирмы «Beckhoff» модели «BC9020» и скада – система «Zenon».

Обоснование выбора скада - системы будет более  подробно рассмотрено в пункте 4.2.1. Контроллеры фирмы «Beckhoff» выбраны для диспетчеризации по следующим аспектам:

1. Многофункциональность                                                                      

Контроллеры немецкой фирмы «Beckhoff» BC9020 смогут поддерживать все возложенные на них задачи благодаря многочисленным коммуникационным модулям ввода – вывода и поддержке  ModBus и Lon – технологий.

2. Надёжность

Контроллеры немецкой фирмы «Beckhoff» BC9020 отлично себя зарекомендовали на большинстве сданных объектов. Более того, по показателям надёжности они близки к своим главным конкурентам – фирме «Siemens».

3. Экономическая выгода

Более подробно данный аспект будет рассмотрен в главе 5.

4. Экономия пространства в щитах диспетчеризации.

«BC9020» в сборе занимают в десятки раз меньше свободного места на дин – рейках, чем контроллеры «Овен», «Mitsubishi Electric», «Siemens».

5. Хорошо организованная и бесплатная техническая поддержка.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.1

Внешний вид контроллера  «BC9020» в сборе с коммуникационными модулями (Kl1809(18-канальные модули дискретных входов), Kl2408(8-канальные модули дискретных выходов), Kl3208(8-канальные модули входа для температурных датчиков), Kl6401(модули расширения под Lon - протокол), Kl6041(модули расширения под Rs-485), Kl9010(конечный модуль))

 

 

Для диспетчеризации  на первом, втором, третьем и пятом  этажах в кроссовых  устанавливаются  контроллеры BC9020. Далее между собой они объединяются по TCP/IP в единую скада – систему, приём и хранение данных с контроллеров в которой будет осуществляться с помощью установки специального сервера в помещении кроссовой первого этажа, а с операторской будет вестись управление скада-системой, запущенной на сервере.

Рисунок 3.2

Принципиальная предпроектная схема подключения контроллеров BC9020 к инженерным системам здания.