Комплексная диспетчеризация бизнес-центра
Глава 1 . Характеристика объекта «Бизнес – центр «Антарес»».
1.1.Описание объекта
Объект – семиэтажное отдельно стоящее здание, находящееся по адресу: г. Санкт-Петербург, ул. Савушкина д.83, корп. 3 Бизнес - центр «Антарес». Эксплуатация здания круглогодичная. На цокольном этаже расположен паркинг. Бизнес – центр уже имеет следующие инженерные системы:
- Системы вентиляции и кондиционирования
- Система отопления
- Система контроля и управления общим доступом (СКУД)
- Система управления освещением
- Система управления люками дымоудаления
- Система пожарообнаружения
- Система пожаротушения
По мере
эксплуатации здания обслуживающей
компанией потребовалось
1.2 Описание существующих систем
Далее будут рассмотрены существующие инженерные системы здания, с описанием оборудования и простейших принципов работы систем.
1.2.1.Система вентиляции.
Система вентиляции включает в себя 22 вент – установки, располагаемых в цоколе, на первом, шестом и седьмом этажах БЦ «Антарес». В качестве охладителя используется дистиллированная вода. Кондиционирование осуществляется по принципу «Сплит» - системы, т.е. когда имеются отдельно внешние и внутренние блоки управления кондиционером.
Управление вентиляцией происходит из 17 ЩУВов (Щитов управления вентиляцией), посредством регулирования параметров управления в специализированных контроллерах для систем вентиляции «REGIN CORRIGO E». «CORRIGO E» выбраны для управления отдельными контурами приточно-вытяжной системы. В них происходит сбор данных о внешней температуре воздуха, о температуре в трубопроводах и помещениях; измеряется давление в трубопроводах. Свободно программируемые контроллеры Corrigo серии E предназначены для управления температурой, влажностью и давлением в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.
Объект управления - вентиляционные установки. Наличие нескольких аналоговых и цифровых входов и выходов позволяет контролировать поддержание основных параметров микроклимата и управлять работой большинства исполнительных устройств. Аналоговые входы используются для подключения преобразователей температуры, влажности, давления или аналогичных приборов с выходным сигналом 0-10 В, предназначенных для измерения параметров устройств, входящих в состав систем вентиляции и кондиционирования воздуха или отопления. Цифровые входы применяются для контроля работы вентиляторов и циркуляционных насосов, состояния фильтров,
проверки
работоспособности
внешних
устройств аварийной и пожарной
сигнализации. Возможно конфигурирование
цифровых входов для учета расхода
тепла и электроэнергии. Аналог
Рисунок 1.1
Приблизительная схема автоматики существующей системы управления вентиляцией
Система автоматически поддерживает необходимый для конденсации параметр – удельную теплоту конденсации, равную удельной теплоте парообразования теплоносителя.
Удельная теплота
Где — удельная теплота испарения.
Рисунок 1.2
Чиллерная установка «Carrer» с интеллектуальной микропроцессорной системой управления «PRO-DIALOG Plus»
В нашем случае охладитель системы- дистиллированная вода, удельная теплота парообразования составляет 2260 кДж|кг. В системе вентиляции вода
используется для многочисленных охладителей (рекуператоров) и нагревателей (электрокаллориферов). В систему кондиционирования вода поступает из чиллерной установки фирмы «Carrer».
Автоматическое управление чиллером осуществляется контроллером PRO-DIALOG Plus, который обеспечивает точный контроль температуры воды после испарителя и оптимизирует потребление энергии. Контроллер имеет эргономичный дисплей. Индикаторы, дисплей, кнопки расположены на схематическом изображении машины. Пользователь может немедленно узнать все рабочие параметры: давления, температуры, наработку и т.д.
Всё оборудование смонтировано и настроено компанией «Арктика», являющейся ведущей организацией в Санкт-Петербурге в сфере проектирования и наладки систем вентиляции и кондиционирования.
- .2 Система контроля и управления общим доступом.
Для ограничения доступа в бизнес - центре применяются система, построенная на оборудовании PERCo- S. Она состоит из считывателей магнитных карт, специализированных замках, турникетах и сетевых контроллерах, позволяющих передавать информацию о времени открытия замков, владельце карты на пульт охраны.
Рисунок 1.3
Структурная схема системы управления доступом
Система состоит из 5 уровней доступа:
- Общий доступ (без ограничения). Доступ к зоне «Ресепшн», в холле при входе в здание.
- Доступ для арендаторов. Доступ в основную часть здания и боковым лестницам.
- Доступ для тех. работников. Помимо 2 уровня разрешён доступ в основные технические помещения, такие как индивидуальный тепловой пункт, чиллерная и венткамеры.
- Доступ для охраны. Помимо доступа во все вышеперечисленные помещения, позволяет проходить в комнату охраны.
- Неограниченный доступ. Позволяет проходить во все зоны здания, также в кроссовые, в которых установлено техническое оборудование для управления системы пожаротушения и СКУД. Обладает таким доступом только 3 человека: главный инженер, главный энергетик и начальник смены охраны.
- Спринклерная система пожаротуш
ения, пожарообнаружения.
В каждом помещении бизнес - центра располагаются оптические детекторы дыма EP 212-141.
В оптическом датчике обнаружение дыма основано на изменении характеристик создаваемого в измерительной камере светового потока при попадании в него дымовых частиц.
Рисунок 1.4
Оптический детектор дыма EP 212-141
В датчиках, реагирующих на ослабление светового потока, источник света в измерительной камере направлен на фотоприемник, создавая на его чувствительном элементе определенное освещение. При появлении дыма освещенность падает из - за поглощения и рассеивания света, что вызывает уменьшение тока в приемнике и выдачу тревожного сигнала.
Таблица 1.1
Технические характеристики EP 212-141
Параметры |
Значения |
Ток (в режиме ожидания) |
40 mkA |
Чувствительность |
0,05-0,2 dB/m |
Напряжение |
9-30 V |
LED индикация |
Да |
Материал |
ударопрочный |
Время работы аккумулятора |
Не менее 10 лет |
Рабочая температура, (°C Min/Max) |
-45/+55 |
Размеры, мм |
93 x 46 |
Для обнаружения пламени в каждом помещении БЦ установлены тепловые извещатели пламени ИП 114-5-А2.
В основе работы тепловых датчиков лежит принцип измерения максимального или относительного (дифференциального) значения температуры
воздуха контролируемого помещения.
Датчики максимального
измерения тепла в качестве
чувствительных элементов
Рисунок 1.5
Тепловой датчик пламени ИП 114-5-А2
Таблица 1.2
Технические характеристики ИП 114-5-А2
Параметры |
Значения |
RS-485 |
+ |
Номинальная температура срабатывания, |
°С 54 ÷ 70 |
Максимальный коммутируемый |
не более, мА 50,0 |
Максимальное коммутируемое |
не более, В 28,0 |
Диапазон рабочих температур, |
°С -40 ÷ +50 |
Габаритные размеры, |
мм Ø60х40 |
Масса, не более, |
кг 0,04 |
Тепловой датчик реагирует
на скорость возрастания
Тепловые пожарные
датчики находят применение
Дымовые и тепловые извещатели объединяются в отдельные шлейфы, проходящие по каждому этажу, и объединяются в кроссовых. В них установлены специализированные релейные блоки С-2000-СП-1, обеспечивающих сбор сигналов по интерфейсу RS-485 от датчиков и передающих извещения на пульт
централизованного наблюдения, находящегося в комнате охраны.
Для быстрого пожаротушения в паркинге установлена система спринклерная система пожаротушения. Спринклерная установка состоит из сети водопроводных труб, находящихся под постоянным давлением. В спринклерные установки вмонтированы спринклеры ТУ3251 "TYCO".
Спринклер - это составляющая системы пожаротушения, оросительная головка. Отверстие спринклера закрыто тепловым замком, рассчитанным на температуру 79, 93, 141 или 182°С. При достижении температуры в помещении определенной величины, замок спринклера распаивается, и вода начинает орошать защищаемую зону.
Рисунок 1.6
Внешний вид спринклера "TYCO"
Помимо спринклерной системы, в здании существует отдельный противопожарный водопровод, давление в котором тоже следует контролировать, противопожарная вентиляция, огнезапорные люки, люки дымоудаления.
Одна из задач диспетчеризации объединить в себе все системы пожарообнаружения, и управлять ими с пульта оператора. Кроме этого, потребуется отсылать тревожные сигналы во все системы, в т. ч. Отключать вентиляцию, разграничивать СКУД, опускать лифты на нижние этажи здания.
- Индивидуальный тепловой пункт.
Для отопления бизнес – центра установлен индивидуальный тепловой пункт, находящийся в цоколе.
Тепловой пункт — комплекс устройств, состоящий из элементов тепловых энергоустановок, обеспечивающих присоединение этих установок к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, трансформацию, регулирование параметров теплоносителя и распределение теплоносителя по типам потребления.
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
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
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
Глава 2.Требования, предъявляемые к разрабатываемой системе управления. Техническое задание.
Технические требования к диспетчеризации инженерных систем:
- Разработать диспетчеризацию инженерных систем на базе контроллеров ввода-вывода Beckhoff и программным комплексом SCADA Zenon.
- Сервер с программным комплексом Zenon установить в диспетчерской охраны помещение №134. Обеспечить звуковое оповещение об аварии в помещении №134.
- 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 - Передачу данных осуществлять по локальной вычислительной сети (Ethernet), для чего спроектировать транспортную локальную сеть. Коммутационное оборудование установить в помещении №123.
- 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.
- Индивидуальный тепловой пункт.
- Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:
- - мониторинг заполнения приямка в помещении ИТП;
- мониторинг состояния преобразователя частоты, подключенного к насосам (осуществлять через RS485 интерфейс);
- мониторинг
заполнения приямков в
- Аварийные сигналы, указанные в пункте 5.6.1. отобразить на мониторе диспетчера.
- Заложить кабель в ИТП для:
- мониторинга температуры теплоносителя;
- мониторинга давления теплоносителя;
- Система Вентиляции и Кондиционирования.
- Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:
- связь с системой вентиляции и кондиционирования по протоколу Modbus и LonTalk;
- прием
и распознавание аварийных
- обеспечить
передачу сигнала (сухой
- обеспечить
получение общего аварийного
сигнала чиллера, через
- Аварийные сигналы, указанные в пункте 5.7.1. отобразить на мониторе диспетчера.
Главный распределительный щит (ГРЩ).
- 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
- 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.). - 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».
- Электроосвещение в общественны
х помещениях (коридоры, паркинг) - Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:
-мониторинг
положения контактора
-управление
группами освещения вкл./выкл. (только
когда кулачковый выключатель
в положении «Авт.»);
-мониторинг положения кулачкового переключателя;
-управление электропитанием щитов освещения
(арендаторы) ЩС1 -ЩС7.
- На мониторе диспетчера необходимо отобразить:
- - 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)
- Лифтовое оборудование
- Система диспетчеризации должна осуществлять следующие функции:
- мониторинг состояния лифта (авария, нормальная работа, первый этаж, двери лифта открыты).
- управление лифтом — только передача электрического сигнала «пожар»; - 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; - Система управления лифтом должна быть оборудована необходимым оборудование для передачи перечисленных сигналов в контроллер системы диспетчеризации.
- Температура воздуха в технических помещени
ях. - 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. - На мониторе диспетчера необходимо отобразить:
- текущую температуру в помещениях;
- критические температуры в помещениях.
- Люки дымоудаления.
- 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». - 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). - Установка панели управления планируется на 7-ом этаже в венткамере. Управление осуществлять релейным электрическим сигналом.
- Система контроля и управления доступом и охранная сигнализация.
- 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». - На мониторе диспетчера необходимо отобразить:
- сигналы тревоги системы СКУД и ОС;
- кнопку управления всеми дверьми, контролируемыми системой СКУД (открыть/закрыть);
- Ворота и шлагбаумы.
- Система диспетчеризации должна осуществлять мониторинг состояния ворот паркинга (2шт.) и шлагбаумов (2шт.) - открыто/закрыто.
- На мониторе диспетчера необходимо отобразить состояние ворот и шлагбаумов — открыто/закрыто.
- Пожарная сигнализация.
- Система диспетчеризации должна принимать тревожный сигнал «Пожар» и отображать его на мониторе диспетчера.
- 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.
- Система внутреннего противопожарного водоровода и автоматическая установка водяного пожаротушения автостоянки.
- 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 - 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. - 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:
- 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.
- 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».
- Экономическая выгода
Более подробно данный аспект будет рассмотрен в главе 5.
- Экономия пространства в щитах диспетчеризации.
«BC9020» в сборе занимают в десятки раз меньше свободного места на дин – рейках, чем контроллеры «Овен», «Mitsubishi Electric», «Siemens».
- 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.

- Комплексная интерактивная система по контролю и обеспечению жизнедеятельности растений
- Комплексная логопедическая работа с заикающими подростками и взрослыми
- Комплексная маркетинговая программа повышения конкурентоспособности
- Комплексная механизация и автоматизация погрузо-разгрузочных работ в транспортно-грузовых системах
- Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов ООО «Шахта Коксовая»
- Комплексная механизация производственных процессов возделывания многолетних трав на сена с разработкой технологии хранения урожая
- Комплексная механизация производственных процессов содержания КРС на откорме с разработкой технологической линии раздачи кормов
- Комплекс геодезических работ в строительстве
- Комплекс геодезических работ при межевании земельного участка в городе Бугуруслан Оренбургской области
- Комплекс геолого-технологических исследований для выделения продуктивных пластов в поисково-разведочных скважинах Тевлинско-Русскинско
- Комплекс геофизических исследований скважин самотлорского месторождения для оценки ФЕС и насыщения коллекторов
- Комплекс маркетинга
- Комплекс машин та обладнання для механізації виробничих процесів на молочно-товарній фермі з розробкою лінії водопостачання
- Комплексна оцінка фінансового стану підприємства та шляхи його вдосконалення