Начинается...

Автоматизация без проводов: веление времени

Автоматизация без проводов: веление времени

И. ГУРОВ – компания ПРОСОФТ

Бывают ситуации, когда прокладка кабельных линий на объекте автоматизации не просто экономически не оправдана, а физически невозможна. Тогда на помощь приходят средства беспроводных коммуникаций. Современные технологии позволяют наделить их ранее недоступными свойствами, такими как сверхнизкое энергопотребление, высокая надежность связи, чрезвычайная компактность. В этой статье рассказано об удачном опыте модернизации системы управления климатом помещений на базе протокола EnOcean.

Беспроводные компоненты систем автоматизации зданий на базе технологии EnOcean нашли удачное применение в офисе миланского подразделения Telecom Italia. Благодаря этому во время проведения монтажных работ в функционирующем офисе итальянского телекоммуникационного гиганта не было ни одного часа простоя рабочего процесса.

Учитывая рост стоимости электроэнергии и прилагаемых усилий по снижению выбросов углекислого газа в атмосферу, модернизация зданий в ключе оптимизации их энергоэффективности приобретает все больший вес и значение. Основными энергопотребителями офисных, жилых или производственных сооружений являются системы отопления, кондиционирования и освещения. Так, при разумной модернизации первых двух систем расход ресурсов можно снизить как минимум на треть. Например, современные температурные регуляторы достаточно интеллектуальны, поддерживают несколько режимов работы (день/ночь), восприимчивы к показаниям окружающей температуры, работают автономно и могут сэкономить внушительные суммы на содержание как в жилых, так и офисных зданиях.

Здание штаб-квартиры Telecom Italia

Рис. 1. Здание штаб-квартиры Telecom Italia

Энергосберегающие решения уже стали стандартом для большинства новостроек или проектируемых зданий. Ситуация с ранее возведенными и находящимися в эксплуатации сооружениями оказывается сложнее, если ставятся задачи по замене устаревших установок на современные энергосберегающие и экологически ориентированные системы. Как правило, любое вмешательство в существующие инженерные системы ведет к неминуемым значительным трудовым, материальным и даже эмоциональным затратам, а также к простою эксплуатируемого помещения во время ремонтных или монтажных работ: становится необходимо сверлить отверстия в перекрытиях, штробить стены, перекладывать сотни метров кабельной проводки, создавая шум, грязь и пыль, производить очередную чистовую отделку помещения. Зачастую к таким перипетиям на тернистом пути к совершенству оказываются не готовы многие компании, среди них компании непрерывного цикла работы (операторы связи, центры обработки и хранения данных), организации здравоохранения (клиники, больницы, фармацевтические производства), исторические и музейные объекты, дорогие жилые апартаменты. Не стоит забывать и о людях, вынужденных жить или работать в условиях строительной площадки. Здесь здравой альтернативой может стать использование простых при монтаже, беспроводных, энергоэффективных и обладающих достаточной пропускной способностью сетей и устройств под торговой маркой EnOcean. Технология объединяет в сеть миниатюрные интеллектуальные беспроводные устройства. Основная особенность EnOcean – полная автономность работы устройств, черпающих электроэнергию буквально из окружающей среды благодаря использованию фото- или пьезоэлектрических преобразователей. Это дает возможность применять устройства в труднодоступных местах и при отсутствии подключения к электросети и объединять их в помехоустойчивые радиосети, работающие в диапазоне ультракоротких волн и покрывающие практически неограниченные площади за счет использования повторителей и усилителей сигналов. 


Siemens RXC2

Комнатные контроллеры RXC20, RXC21 и RXC22 применяются для регулирования температуры в помещениях.

  • Предназначены для 2- или 4-трубных фанкойлов, холодных потолков или радиаторов; для управления термическими и 3-точечными приводами, а также приводами заслонок и электрическими подогревателями.
  • Встроенные релейные контакты для вентиляторов и электрических нагревателей.
  • Возможно регулирование PI или PID (в зависимости от применения).
  • Загружаемые в память программные приложения, возможность коммуникации по шине, совместимой с LONMARK®.
  • Возможность интеграции в систему автоматизации и управления зданиями DESIGO.

Thermokon EasySens STC04-FTT

Комнатное приемное шлюзовое устройство для преобразования радиосигнала EnOcean в LON-протокол. В стандартном исполнении может обрабатывать сигналы с 16 передатчиков одновременно.

  • Интерфейс LON.
  • Напряжение питания 15–24 В.
  • Потребляемая мощность 0,5/0,82 В∙А.
  • Температура окружающей среды 0...+50°C.
  • Корпус: ABS, цвет белый, идентичен RAL 9010, монтаж на стандартную врезную коробку.
  • Антенна: внешняя, встроенная.
  • Степень защиты IP20.

Thermokon SR04 PST

Комнатный радиодатчик температуры с потенциометром установки задания, кнопкой присутствия и переключателем скоростей вентиляции.

  • Диапазон измерения температуры 0...+40°C.
  • Точность: ±0,4°С.
  • Снятие показаний каждые 100 с.
  • Передача радиосигнала каждые 100/1000 с.
  • Установка задания температуры: область поворота 0...270°, разрешение 1,1°.
  • Максимум 5 ступеней регулировки скорости вентилятора.
  • Корпус: пластмасса, цвет белый, идентичен RAL 9010.
  • Температура окружающей среды –25...+65°C.
  • Степень защиты IP30.
  • Возможна специальная окраска и печать.

Беспроводная система автоматизации здания с автономным питанием в настоящее время реализована в штаб-квартире Telecom Italia – ведущего телекоммуникационного провайдера на Апеннинском полуострове. Основанная в 1994 году в Милане компания взяла под свой контроль как большую часть проводных наземных телефонных и Интернет-сетей, так и сотовую мобильную связь через свой филиал Telecom Italia Mobile (рис. 1).

Установленное решение на базе технологии EnOcean работает без применения кабелей и батарей, а если и проводились во время инсталляции дополнительные ремонтные работы, то проходили они локально и оперативно.

Управление вентиляцией, отоплением и системой кондиционирования становится беспроводным

Чтобы сделать содержание восьми этажей здания с сорока офисами на каждом более экономичным, было принято решение обновить существующие инженерные системы, интегрировав их в центральную систему управления верхнего уровня (рис. 2). Первым шагом стала замена всех устаревших фанкойлов общим числом около тысячи единиц. Их место заняли современные приемники, подключенные к комнатным контроллерам управления RXC21.1 производства Siemens (рис. 3). Эти модули осуществляют автоматическое управление узлами охлаждения воздуха – вентиляторами или фанкойлами.

Структурная схема системы автоматизации офисного здания Telecom Italia

Рис. 2. Структурная схема системы автоматизации офисного здания Telecom Italia

Комнатный контроллер управления RXC21.1 Siemens

Рис. 3. Комнатный контроллер управления RXC21.1 Siemens

Следующим шагом стала установка двухсот сетевых шлюзов EnOcean/LON модели STC04-FTT производства немецкой компании Thermokon. Сетевые конверторы позволили интегрировать по протоколу EnOcean в уже существующую масштабную LON-сеть шестьсот беспроводных датчиков температуры SR04 PST. Устройства работают от солнечной энергии и не требуют внешнего питания или установки батарей, имеют возможность задания уставки по температуре и уровню вентиляции; все данные с них преобразуются в цифровой вид и пакетом передаются по радиоканалу на шлюз SRC04-FTT (рис. 4, 5).

Сетевой шлюз EnOcean/LON STC04-FTT производства Thermokon

Рис. 4. Сетевой шлюз EnOcean/LON STC04-FTT производства Thermokon

Беспроводной датчик температуры SR04 PST

Рис. 5. Беспроводной датчик температуры SR04 PST

Все обозначенные компоненты интегрированы в систему под управлением SCADA Siemens DESIGO. ПО является открытой платформой, что значительно упрощает задачи его интеграции с подавляющим большинством существующего и разрабатываемого оборудования. Одновременно обеспечена поддержка всех современных сетевых протоколов и технологий: Ethernet TCP/IP, OPC, BACnet, EIB, LonMark, PROFIBUS (рис. 6).

Устройства, интегрированные в систему автоматизации офисного здания под управлением DESIGO™

Рис. 6. Устройства, интегрированные в систему автоматизации офисного здания под управлением DESIGO™

Siemens DESIGO

Программно-аппаратный комплекс, состоящий из свободно программируемых контроллеров серии PX (станций автоматизации) и системы управления и диспетчеризации, DESIGO™ служит для автоматизации инженерного оборудования и предназначен для интеграции всех подсистем жизнеобеспечения зданий, таких как отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, освещение, контроль доступа, видеонаблюдение, пожарная сигнализация и т.п., в единую систему. DESIGO™ позволяет интегрировать компоненты автоматизации, поддерживающие любой из современных интерфейсов: OPC, BACnet, LON, EIB, KNX, MODBUS, M-Bus и т.д. Система отличается открытостью, что означает возможность интеграции продуктов сторонних производителей в любой из уровней комплекса, в том числе и при модернизации существующих объектов, без замены установленного оборудования.


Деликатная установка

Монтаж восьми сотен беспроводных устройств прошел быстро и безболезненно. Реализация проекта заняла три месяца, в течение которых привычный график работы офисного здания остался неизменным, и все сотрудники сохранили привычный для них ритм труда. Замена фанкойлов происходила по ночам, а вся автоматика монтировалась в течение дня, так как не было нужды в масштабных строительных работах по переоборудованию кабельных сетей здания.

Разумный контроль энергопотребления

Выбор в пользу внедрения инновационных технологий помог итальянскому телекоммуникационному гиганту предложить своим работникам больше удобств и комфорта на рабочем месте, при этом значительно сократив расходы компании на энергоресурсы и приблизив их к реальным потребностям. Малыми усилиями, без проведения затратных строительных и монтажных работ стало возможным развернуть полноценную беспроводную систему автоматического регулирования климата в помещении.

Скачать статью в формате pdf →

117437, Москва,
ул. Профсоюзная, д. 108
☎ +7 (495) 234-06-36
info@prosoft.ru
www.prosoft.ru


Читайте также: