Розумний дім

Каталог статей

Основна підсистема ІБ – автоматизована система керування життєзабезпеченням. На Заході об”єкт автоматизації такої АСУ прийнято називати HVAC (Heating, Ventilation, Air Condition). Він включає в себе вентиляцію, тепло- та холодопостачання, кондиціонування та електропостачання.

Система має класичну трирівневу структуру, характерну для звичайних промислових АСУ ТП. Фактично будинок можна розглядати як технологічний процес.

· 1-й рівень (field level) – периферійні пристрої (датчики та виконавчі пристрої), безпосередньо пов”язані з об”єктами автоматизації.

Як датчики температури використовуються опори з нормованими характеристиками. Для зміни тиску використовують датчики з уніфікованими аналоговими вихідними сигналами. А виконавчими пристроями служать клапани та заслонки з електроприводом.

Одним з самих поширених типів виконавчих пристроїв в будівлі є насосне обладнання. Його провідні виробники, чия продукція встановлена в переважній більшості нових будівель, та тих що будуються, - це датська компанія Grundfos та німецька Wilo. Їх вироби є хорошим прикладом складових ІБ: найбільш важливе – насосне – обладнання включає в комплект поставки вбудовані засоби, які дозволяють автономно керувати основними параметрами насоса і контролювати їх, при цьому вони мають все, що потрібно для об”єднання з іншими системами автоматизації. На цьому рівні використовуються пристрої з високою мірою стандартизації вхідних/вихідних сигналів, типових для АСУ будинків.

Особливістю першого рівня автоматизації є використання „інтелектуальних” пристроїв, які дозволяють будувати системи з розподіленими функціями керування.

Найбільше поширення получили пристрої, які використовуються в основному для цілей так званої офісної автоматики: керування зонним мікрокліматом, освітленням, жалюзями та обладнанням конференц-залів. Ці пристрої можуть автономно виконувати не складні функції контролю та керування.

Переважно вони позиціонуються як окремі периферійні пристрої автоматики першого рівня, які просто конфігуруються для типових задач. Але для реалізації набагато більш складних алгоритмів автоматичного керування вони не знаходять широкого застосування.

· 2-й рівень (automation level) – електросилова та релейна частина автоматики, модулі вводу-виводу та контролери, мережеві комунікації між пристроями.

Це основний рівень, на якому виконуються задачі автоматичного керування та контролю. Сучасні АСУ використовують розподілений обмін сигналами між периферійними пристроями та конролерами, і тим забезпечують надійність та гнучке конфігурування системи.

Сучасні контролерні засоби є перепрограмовувані, вони здатні конфігуруватися під вирішення будь-яких задач автоматизації в будинку (переважно для локального автоматичного керування, що включає захисні блокування та моніторинг аварійних ситуацій). Комунікація між контролерами та верхнім (операторським) рівнем здійснюється по мережам, побудованим, переважно, на фізичному рівні по інтерфейсу RS485. На програмному рівні в більшості випадків використовуються внутрішні протоколи виробників, але сьогодні відслідковується очевидна тенденція стандартизації.

· 3-й рівень (management level) – операторські станції з SCADA-системою [Supervisory Control and Data Acquisition (англ.) – збір даних та керування], керуючі панелі та мережеві комунікації.

На цьому рівні виконується дистанційний контроль через SCADA-систему на операторській станції – переважно, це звичайний персональний комп”ютер з вбудованим мережевим інтерфейсом та встановленою на ньому SCADA-системою. На цьому рівні забезпечується дистанційний операторський контроль та керування, реєстрація аварійних повідомлень, збір даних для побудови графіків змін та підготовки звітів. Практично всі крупні виробники АСУ мають свої власні SCADA-системи.

Крім АСУ життєзабезпечення є і інші складові „інтелекту„ будинку – підсистеми пожежної та охоронної сигналізації, контроль доступу, системи відеоспостереження та ін. По структурі вони багато в чому схожі з АСУ життєзабезпечення. Дійсно, є перший рівень, до якого входять різні периферійні пристрої: зчитувачі, контактні та інфрачервоні датчики охоронної сигналізації, димові та температурні датчики пожежної сигналізації, відеокамери та керовані елементи у вигляді приводних замків та протипожежних клапанів.

Другий рівень таких підсистем також може включати в себе контролери з вбудованими функціями автоматичної обробки вхідних/вихідних сигналів від периферійних пристроїв та комунікаційні засоби для зв”язку з верхнім рівнем. На відміну від АСУ життєзабезпечення, цей тівень „інтелектуалізований” набагато менше, тут використовуються не настільки потужні процесорні та комунікаційні засоби, - це пояснюється більш вузькою функціональністю підсистем, а також істотно меншою кількістю сигналів та параметрів.

На третьому рівні використовуються інформаційно-керівні панелі або операторські станції на базі звичайних персональних комп”ютерів. В багатьох випадках виробники таких систем виконують інтеграцію вже на рівні продуктів, і не потрібно зовнішнього ПЗ. Наприклад, при спрацюванні елемента охоронної сигналізації на екран оператора автоматично виводиться зображення з відповідної камери відеоспостереження.

Окремо стоїть структурована кабельна мережа (СКМ), яка забезпечує зв”язок між комп”ютерами, зв”язок між ІТ-обладнанням та цифрову телефонію. СКМ є самою високотехнологічною підсистемою, пронизуючою будівлю зверху донизу. Більша гнучкість в конфігурації і комунікаційні можливості роблять її особливо привабливою як основного інтеграційного засобу інтелектуального будинку.

Інтелект: Скільки коштує

Затрати на інтелектуальну начинку можна порівняти з загальними будівельними затратами на цілу будівлю – це не долі процента, а деколи десятки (від 30 до 80 доларів за квадратний метр). І тим не менше вона цього вартує: підсистеми ІБ починають функціонувати вже на ранніх етапах будівництва, не лише знижуючи витрати на пуско-наладочні роботи, але і покращуючи загальну організацію робіт з монтажу та вводу в експлуатацію всіх інженерних систем.

Інтелект: З чого почати

На ринку є ряд крупних виробників, які використовують загальні мережеві комунікаційні технології, і дозволяють легко інтегрувати їх продукцію в єдину систему. Не секрет, що між прихильниками різних технологій ведеться активна інформаційна „війна” для підтримки саме свого „правильного” рішення. Особливо це помітно, коли сутичка відбувається в середині одного споживчого сектору. Подібна конкуренція, переважно, приводить до уніфікації технологій на базі загального стандарту, або до сегментування технологій по рівням.

Часто потрібно об”єднати периферійні пристрої різних виробників, для цього використовуються стандарти RS 232/485, відкриті програмні інтерфейси або протоколи власного виробництва та адаптори.