Диспетчеризация спортклуба

Описание проекта

Один из наших заказчиков, известная сеть спортивных клубов, обратился к нам с задачей диспетчеризации нового объекта – спортивного клуба премиум-класса, общей площадью 4000 кв.м, расположенном в трех уровнях.

В процессе строительства заказчик неожиданно пожелал управлять всей инженерной инфраструктурой объекта – освещением, отоплением, вентиляцией, электро- и водоснабжением, учетом расхода энергоресурсов по зонам потребления, регистрировать параметры химического состава воды бассейнов, качества воздуха и пр. Необходимо было предусмотреть возможности местного и дистанционного управления, разграничение прав доступа с протоколированием действий оператора, SMS и Viber информирования, выполнения различных сценариев и управления процессами по расписанию.

К счастью, почти все установленное оборудование имело какие-то коммуникационные интерфейсы (или соответствующие внешние входы/выходы) и предполагало возможность интеграции с системой управления по каким-то промышленным протоколам, однако как такового проекта по автоматизации не было, поэтому состав и расположение оборудования, а также наличие коммуникаций имели случайный характер.

Состав оборудования

Освещение:

• 100 групп управления освещением, собранных в 12 щитах освещения, в различных местах на значительном удалении друг от друга
• Датчики присутствия, картоприёмники

Вентиляция:

• 9 приточно-вытяжных установок (27 частотных преобразователей) общей производительностью 200 тыс куб.м/час, чиллер (Modbus, RS-485) на крыше здания
• 8 шиберных заслонок с электроприводом
• 4 дополнительных датчика СО2, датчики температуры и влажности

Отопление:

• 64 Фанкойла
• 4 двухзонных теплосчетчика, AXIS SKS-3, M-bus (RS-485), в подвале, в теплопункте

Электроснабжение:

• 8 электросчетчиков NIK-2303 (RS-485), в ТП

Бассейны:

• Дозирующие насосы, датчики Cl, Ph и температуры, в техподполье под бассейнами

Описание решения

В виду богатой функциональности весь объект удалось диспетчеризировать на одном интеграционном контроллере WebHMI. Всего в проекте используется более 1000 регистров. Система имеет web-интерфейс и обеспечивает возможности управления одновременно нескольким операторам (дежурному технику, начальнику эксплуатационной службы в Киеве, управляющему, менеджерам, администратору на входе) с разграничением прав доступа, с различных устройств (в том числе смартфонов и планшетов) как из локальной сети Wi-Fi, так и удаленно через интернет. Этот интеграционный контроллер также подключен к облачному сервису Level 2, верхнему уровню для систем, построенных на WebHMI, обеспечивающему удобный доступ к нему через Internet без наличия фиксированных IP-адресов (актуально для подключения через 3G, и больших корпоративных сетей), а также дальнейшее развитие системы с подключением других спортклубов этой сети.

Освещение

Для управления освещением были использованы модули удаленного ввода/вывода DAQ (TM WebHMI). Эти УСО имеют 8 дискретных входов / 8 релейных выходов, питаются от сети 220, и управляются по протоколу Modbus TCP, однако их ключевой особенностью является наличие встроенного двухпортового Ethernet коммутатора, позволяющего легко наращивать количество точек ввода/вывода в шкафах управления, просто подключая модули друг за другом, без прокладки дополнительных коммуникаций, а также возможности удлинения сегмента сети (по цепочке, до 100 метров между модулями) без устройства дополнительных точек консолидации (сетевых коммутаторов) с топологией звезда.

Достоинства модуля DAQ – упрощение кабельной разводки, удлиннение сегмента, использование существующих кабелей для ввода сигналов где это необходимо

Интерфейс представлен поэтажными планами с отображением состояния групп освещения и возможностью непосредственного дистанционного управления ими.

Для плановых занятий, наружной подсветки, уборки предусмотрено управление светом по расписанию, редактируемому менеджерами.

Также предусмотрены различные сценарии (группы) для включения наружной подсветки, рекламы уборки, пр. Наличие встроенного языка программирования Lua позволяет организовать более сложную логику работы с проверкой состояния датчиков, задержками, блокировками и т.п.

WebHMI имеет 2 порта Ethernet, таким образом, он может быть одновременно подключен к нескольким сетям: корпоративной сети для доступа операторов и подключения к Internet, и технологической сети для управления оборудованием. Большинство промышленных протоколов не имеют авторизации – поэтому такие устройства не стоит подключать к общей локальной сети без дополнительных мер безопасности, например организации VLAN или разделения сетей.

Вентиляция

Контролеры вент-установок имели коммуникационные порты (Modbus, RS-485) и полностью контролировали работу своего оборудования. Благодаря возможностям клонирования, импорта и экспорта регистров, а также наличия шаблонов при создании проектов в WebHMI вся задача сводилась к настройке конфигурации всего одной установки (добавление регистров и их привязка к мнемосхеме) после чего, в проекте, этот объект клонировался нужное количество раз. Впоследствии оказалось, чиллер и приточки имеют различные параметры обмена данными по RS-485 (скорость, четность и т.п.) и включить их в одну шину удалось лишь за счет наличия в WebHMI поддержки режима связи multiprotocol.

В процессе внедрения системы оказалось, что места установки датчиков температуры и CO2 выбраны неверно, а их количество не достаточно для объективной оценки качества воздуха. Т.к. прокладка дополнительных коммуникаций с учетом готовой отделки и расстояний оказалась затруднительной были удачно использованы беспроводные модули ввода/вывода IO-Node (TM WebHMI). Эти УСО подключаются в сеть по Wi-Fi с протоколом Modbus TCP и обеспечивают возможность подключения до 32 датчиков температуры по шине 1-wire, датчика CO2, а также двух дискретных входов и выходов.

Отопление

В виду больщой площади и огромного энергопотребления (тепла и электричества) объекта заказчика чрезвычайно интересовали вопросы энергоменеджмента – учет расхода ресурсов и повышение энергоэффективности. Для этого был реализован сбор данных с различных приборов учета, а также внедрены механизмы анализа этих данных.

Подрядчиком были установлены популярные теплосчетчики SKS-3 с протоколом M-bus по шине RS-485. Однако коммуникации к теплопункту были проложены отдельным кабелем связи длинной > 100 м не позволяющем подключить эти приборы на общую щину с другими устройствами (в соответствии со стандартом RS-485). WebHMI имеет 1 встроенный коммуникационный интерфейс RS-485 и позволяет наращивать их количество за счет подключения соответствующих преобразователей по шине USB. Поддержка M-bus в WebHMI реализована через пользовательские протоколы, так же позволяющие интегратору самостоятельно реализовать обмен данными с различными устройствами по нестандартным протоколам связи.

В виду важности вопроса надежного теплоснабжения (инерционности системы и времени устранения неисправностей) информация об аварийных ситуациях связанных отоплением сразу отправляется соответствующим сотрудникам в SMS и Viber сообщениях.

Бассейны

Информация о химическом составе воды, ее температуре, а также работе оборудования бассейнов и другой автоматики регистрируется с помощью модулей сбора данных и сохраняется в базе данных на WebHMI. Она доступна для просмотра пользователями в виде отчетов и графиков.

Обслуживание

Несмотря на то, что система находится в эксплуатации, заказчик постоянно расширяет ее функциональность, высказывая все новые и новые пожелания. Их реализация не вызывает никаких трудностей, в виду того что WebHMI имеет встроенную среду разработки, позволяющую редактировать текущий проект прямо в броузере, через Internet, в процессе работы системы, без компиляций и перезагрузок!