OGÓLNY OPIS SYSTEMU ZARZ
Ą
DZANIA BUDYNKAMI (BMS)
OGÓLNY OPIS SYSTEMU ZARZ
Ą
DZANIA BUDYNKAMI (BMS)
I. CEL OPRACOWANIA
Zakresem niniejszego opracowania jest projekt wykonawczy w zakresie wykonania
systemu monitorowania i sterowania infrastruktury technicznej Budynków A,B,C,D
Politechniki
Ś
wi
ę
tokrzyskiej w Kielcach.
II. PODSTAWA OPRACOWANIA
- zlecenie Inwestora,
- projekt technologiczny w
ę
zła co,
- projekt instalacji AKPiA w
ę
zła co,
- wizja lokalna,
- uzgodnienia z U
Ŝ
ytkownikiem,
- obowi
ą
zuj
ą
ce przepisy i normy.
III. OPIS TECHNICZNY
Projektuje si
ę
system monitoringu oparty na sterownikach swobodnie swobodnie
programowalnych (projekt wykonano na sterownikach TAC XENTA) umo
Ŝ
liwiaj
ą
cych
odczyt sygnałów, sterowanie urz
ą
dzeniami wg zało
Ŝ
onego programu oraz ł
ą
czno
ść
z
systemem nadrz
ę
dnym z mo
Ŝ
liwo
ś
ci
ą
pełnego nadzoru systemu.
Sterowniki PLC serii XENTA oparte s
ą
na technologii LonWorks
współpracuj
ą
ce z
aparatur
ą
na obiekcie tj. z czujnikami, przetwornikami, siłownikami, nap
ę
dami pomp,
komunikuj
ą
ce si
ę
w sieci LonWorks
mi
ę
dzy sob
ą
, z mo
Ŝ
liwo
ś
ci
ą
zastosowania w
centralnym systemie nadzoru i monitoringu TAC VISTA
. Sterowniki s
ą
oparte o
mikroprocesor z systemem operacyjnym przechowywanym w nieulotnej pami
ę
ci EPROM
i spełniaj
ą
standardy LonMark
. Program aplikacyjny i dane s
ą
przechowywane w
nieulotnej pami
ę
ci zapisywalnej EPROM celem umo
Ŝ
liwienia uzupełnie
ń
i zmian
oprogramowania w trakcie uruchomienia. Ka
Ŝ
dy sterownik jest wyposa
Ŝ
ony w port
komunikacyjny oraz gniazdo do podł
ą
czenia przeno
ś
nego panela operatorskiego lub
komputera serwisowego. Sterowniki i ewentualnie dodatkowe moduły wej
ść
/wyj
ść
maj
ą
mo
Ŝ
liwo
ść
swobodnego rozmieszczenia ich na obiekcie w celu optymalizacji sterowania i
okablowania. System ma mo
Ŝ
liwo
ść
pó
ź
niejszej swobodnej rozbudowy o kolejne
elementy i funkcje. Aplikacja sterownika zawiera swobodnie definiowane zale
Ŝ
no
ś
ci
programowe, które mog
ą
by
ć
zmieniane z panela operatorskiego lub z systemu
nadrz
ę
dnego TAC VISTA
. Istnieje mo
Ŝ
liwo
ść
załadowania programów aplikacyjnych i
konfiguracji sieciowej do sterowników w dowolnym miejscu i czasie na obiekcie.
Sterownik jest kompatybilny ze standardem LonWorks
, dlatego istnieje mo
Ŝ
liwo
ść
przeczytania w nim zmiennych sieciowych SNVT z innych urz
ą
dze
ń
(np. z falowników),
jak równie
Ŝ
wystawienia tych wielko
ś
ci jako wyj
ś
ciowe do innych procesów. Programy
aplikacyjne sterowników zawieraj
ą
wszystkie informacje potrzebne do realizacji funkcji
wykonywanych przez sterownik. W skład programu aplikacyjnego wchodz
ą
:
•
Funkcje sterownicze i regulacyjne (algorytmy PID, regulacja kaskadowa,
kompensacja warto
ś
ci zadanej od temperatury zewn
ę
trznej i czasu itp.).
•
Programy czasowe opisuj
ą
ce sposób działania zadeklarowanych punktów, to
znaczy okre
ś
laj
ą
ce czasy zmian warto
ś
ci poszczególnych parametrów oraz czasy
zał
ą
czenia i wył
ą
czenia sterowanych urz
ą
dze
ń
. Zmiana czasu z letniego na
zimowy i odwrotnie b
ę
dzie odbywała si
ę
automatycznie.
•
Funkcje
alarmowe.
Oprogramowanie
umo
Ŝ
liwia
operatorowi
odebranie
komunikatów o wszystkich alarmach generowanych w urz
ą
dzeniach na obiektach
oraz wszystkich komunikatów awaryjnych generowanych w systemie. Komunikat
alarmowy informuje operatora o niedozwolonej zmianie stanu monitorowanych
parametrów oraz dacie i czasie jej wyst
ą
pienia. Wielko
ść
sygnału jest
porównywana z warto
ś
ciami granicznymi i w przypadku ich przekroczenia, jest
wygenerowany alarm. Alarm jest generowany z okre
ś
lonym opó
ź
nieniem,
zabezpieczaj
ą
cym
przed
zb
ę
dnym
alarmowaniem
przy
chwilowych
przekroczeniach warto
ś
ci granicznych.
•
Rejestracja (na komputerze z oprogramowaniem TAC VISTA
). Oprogramowanie
umo
Ŝ
liwia rejestracj
ę
wybranych punktów analogowych lub binarnych i
zapami
ę
tywanie ich warto
ś
ci. W przypadku przekroczenia zawarto
ś
ci pami
ę
ci,
kasowane b
ę
d
ą
najstarsze dane, na miejsce których b
ę
d
ą
zapisywane warto
ś
ci
bie
Ŝą
ce. Przy rejestracji trendów punktów binarnych sterownik b
ę
dzie
zapami
ę
tywał ka
Ŝ
d
ą
zmian
ę
stanu. Przy rejestracji trendów wielko
ś
ci analogowych
- gdy jej warto
ść
zmieni si
ę
o definiowan
ą
wielko
ść
zadan
ą
, sterownik zapami
ę
ta
now
ą
warto
ść
analogow
ą
i czas zdarzenia. Bufor pami
ę
ci sterownika b
ę
dzie
dost
ę
pny do odczytu z centralnego stanowiska nadzoru.
Wszystkie sterowniki zostan
ą
poł
ą
czone w sie
ć
za pomoc
ą
magistrali LonWorks
,
która umo
Ŝ
liwia obsług
ę
wszystkich typów urz
ą
dze
ń
„lonowskich” (np. pompy, sterowniki
central) zgodnych ze standardem opracowanym przez firm
ę
ECHELON
.
Sie
ć
opiera si
ę
na przewodzie dwu
Ŝ
yłowym (skr
ę
tka), którym s
ą
przesyłane wszystkie
informacje, pomiary, sygnały sterowania, alarmy i inne.
Zadanie BMS
Podstawow
ą
funkcj
ą
systemu BMS jest integrowanie systemów z monitorowanych
obszarów infrastruktury budynku. Proponowany system TAC VISTA 5 integruje w sobie
systemy bezpiecze
ń
stwa, alarmu po
Ŝ
arowego, wentylacji oraz ogrzewania.
Wszystkie procesy zachodz
ą
ce w systemie maj
ą
swoje odzwierciedlenie na grafikach
BMS.
System prowadzi tak
Ŝ
e log wszystkich zdarze
ń
i alarmów.
Dla potrzeb analiz mo
Ŝ
liwe jest zało
Ŝ
enie na danym parametrze tak zwanej rejestracji, co
pozwoli np. na prze
ś
ledzenie wzrostu temperatury serwera przy zadanej temperaturze
klimatyzacji, czy te
Ŝ
analiz
ę
napi
ę
cia elektrycznego.
W budynkach P.
Ś
. projektuje si
ę
wykonanie systemu zarz
ą
dzania infrastruktur
ą
techniczn
ą
w zakresie sterowania i monitorowania instalacji:
•
W
ę
złów cieplnych, budynkowych
•
Central wentylacyjnych
•
Systemu sygnalizacji po
Ŝ
aru - SAP
•
Systemu kontroli dost
ę
pu - KD
•
Systemu włamania i napadu - SSWiN
•
Systemu telewizji przemysłowej - CCTV
•
Instalacji elektrycznej, w zakresie zasilania tablic pi
ę
trowych, oraz szaf AKPiA i
Serwerowych, zasilania wind
•
Instalacji oddymiania
•
Instalacji zamkni
ęć
ogniowych
•
Sterownie parametrami utrzymania warunków klimatycznych w pomieszczeniach
auli budynku A (sterownie wydajno
ś
ci
ą
oraz nawil
Ŝ
anie powietrza uzale
Ŝ
nione od
parametrów panuj
ą
cych w pomieszczeniu
W projekcie przewiduje si
ę
integracji systemu sterowania o
ś
wietleniem opartego o
sterowniki Philips Light pracuj
ą
ce w standardzie komunikacyjnym LonWorks.
Poszczególne
instalacje
integrowane
b
ę
d
ą
poprzez
wewn
ę
trzny
protokół
komunikacyjnych w przypadku systemów SAP, KD, SSWiN, CCTV, monitorowania
instalacji elektrycznej. B
ą
d
ź
za pomoc
ą
oprogramowania pomostowego takiego jak OPC
w przypadku instalacji SAP.
Opis rozwi
ą
za
ń
1. W
ę
zły cieplne i centrale wentylacyjne - projekt automatyzacji w
ę
zła cieplnego
oraz central wentylacyjnych stanowi odr
ę
bne opracowanie
2. System sygnalizacji po
Ŝ
aru – SAP
W zakresie tej instalacji projektuj si
ę
wł
ą
cznie centrali master zamontowanej w
serwerowni w budynku C P.
Ś
. w system BMS. Poł
ą
czenie pomi
ę
dzy central
ą
a
serwerem wykorzystywa
ć
b
ę
dzie transmisj
ę
szeregow
ą
RC232. W celu wł
ą
czenia
instalacji SAP nale
Ŝ
y na komputerze serwera BMS zainstalowa
ć
oprogramowanie
OPC dedykowane dla systemu Schrack BMZ Integral umo
Ŝ
liwiaj
ą
ce transfer
danych do platformy TAC VISTA
3. System kontroli dost
ę
pu oraz włamania i napadu– KD, SSWiN
Projektowany system kontroli dost
ę
pu zintegrowany zostanie w systemie BMS na
poziomie sterowników komunikacyjnych z serii TAC XENTA 527. W systemie BMS
zaimplementowane b
ę
d
ą
funkcje monitorowania oraz zarz
ą
dzania instalacj
ą
KD, w
tym administracja kartami, blokowanie wej
ść
wydawanie kart go
ś
cia.
System kontroli dost
ę
pu posiadał b
ę
dzie wspólne okno alarmów z systemem BMS.
4. System telewizji przemysłowej – CCTV
Projektowany system CCTV zaprojektowany został w oparciu urz
ą
dzenia
pracuj
ą
ce w architekturze rozproszonej, Integral Technologies. Podstawow
ą
zalet
ą
tych urz
ą
dze
ń
jest całkowita integracja z systemem KD i SSWiN I/Net Seven i
zarazem z systemem BMS TAC Vista
5. Monitorowanie stanów zasilania obwodów elektrycznych
W budynkach P.
Ś
. w Kielcach projektuje si
ę
monitorowanie w systemie BMS
podstawowych układów zasilania, monitorowanie i sterowanie systemem
oddymiania
klatek
schodowych
oraz
systemem
zamkni
ęć
drzwi
przeciwpo
Ŝ
arowych i przeciw dymowych .
Realizacja wymienionych instancji wykonana zostanie przy wykorzystaniu
sterowników swobodnie programowalnych TAC Xenta z modułami wej
ść
.
Poni
Ŝ
ej przedstawiono tabel
ę
sygnałów wej
ś
ciowych:
DI
DO
AI
AO
LON
Piwnica
18
10
18
13
13
Parter
19
2
2
1 Pi
ę
tro
4
2
2 Pi
ę
tro
6
2
2
3 Pi
ę
tro
4
2
4 Pi
ę
tro
6
2
2
Budynek A
5 Pi
ę
tro
6
2
63
16
18
13
25
DI
DO
AI
AO
LON
Piwnica
18
10
18
13
8
Parter
19
2
2
1 Pi
ę
tro
4
2
2 Pi
ę
tro
6
2
2
3 Pi
ę
tro
4
2
4 Pi
ę
tro
6
2
2
Budynek B
5 Pi
ę
tro
6
2
63
16
18
13
20
DI
DO
AI
AO
LON
Piwnica
18
10
18
13
16
Parter
19
2
2
1 Pi
ę
tro
4
2
2 Pi
ę
tro
6
2
2
3 Pi
ę
tro
4
2
4 Pi
ę
tro
6
2
2
Budynek C
5 Pi
ę
tro
6
2
63
16
18
13
28
DI
DO
AI
AO
LON
Piwnica
18
10
18
13
6
Parter
19
2
2
1 Pi
ę
tro
4
2
2 Pi
ę
tro
6
2
2
3 Pi
ę
tro
4
2
4 Pi
ę
tro
6
2
2
Budynek D
5 Pi
ę
tro
6
2
63
16
18
13
18
Sterowniki oraz ich rozszerzenia nale
Ŝ
montowa
ć
w szafach AKPiA 1200x1200
x300 mm, usytuowanych w pomieszczeniu teletechnicznym na ka
Ŝ
dym pi
ę
trze
budynku. Ka
Ŝ
d
ą
szaf
ę
nale
Ŝ
y wyposa
Ŝ
y
ć
w układ zasilania gwarantowanego
24VAC.
Wszystkie wej
ś
cia i wyj
ś
cia sterowników zamontowanych w szafie nale
Ŝ
y
„wysznurowa
ć
” na listwach zaciskowych typu ZUG.
Zastosowane sterowniki umo
Ŝ
liwiaj
ą
zbieranie sygnałów bezpotencjałowch,
dlatego te
Ŝ
do monitorowania zasilania obwodów elektrycznych nale
Ŝ
y zastosowa
ć
czujniki kontroli faz typu CKF 316 z wyj
ś
ciem przeka
ź
nikowym sygnalizuj
ą
cym
awari
ę
.
Do kontroli i sterowania oddymianiem oraz układem zamkni
ęć
ogniowych nale
Ŝ
y
zastosowa
ć
styki przeka
ź
nikowe central. W celu zachowania odpowiedniego
bezpiecze
ń
stwa na styku dwóch instalacji nale
Ŝ
y zastosowa
ć
separacj
ę
galwaniczn
ą
w postaci przeka
ź
ników pomocniczych.
6. Utrzymanie parametrów
ś
rodowiskowy w pomieszczeniach auli budynek A
Projekt automatyzacji sterowania ogrzewaniem, wentylacj
ą
oraz nawil
Ŝ
aniem
stanowi
ć
b
ę
dzie oddzielne opracowanie techniczne.
7. System sterowania o
ś
wietleniem – Philips Ligot
Projekt przewiduje integracje w systemie BMS instalacji sterowania o
ś
wietleniem.
Wg projektu elektrycznego instalacja o
ś
wietlenia ma zosta
ć
wykonana w oparciu o
sterowniki o
ś
wietlenia Philips Light pracuj
ą
ce w sieci LonWorks. Przewiduje si
ę
monitorowanie poszczególnych kanałów sterowników a tak
Ŝ
e ich sterowania.
Serwer danych
Do zbierania danych oraz ich przetwarzania projektuje si
ę
instalacji komputera typu
serwer (Optimus VE105 G8 SATA) z macierz
ą
dyskow
ą
pracuj
ą
c
ą
w „mirroringu”.
Komputer stanowi
ć
zainstalowa
ć
nale
Ŝ
y w pomieszczeniu „nowej serwerowni – budynek
C” w szafie 19” dedykowanej dla systemów bezpiecze
ń
stwa oraz BMS.
Serwer nale
Ŝ
y wyposa
Ŝ
y
ć
w oprogramowanie systemowe typu Server oraz TAC VISTA
Manager z obsług
ą
do sze
ś
ciu klientów Workstation.
Workstation
Ka
Ŝ
de pomieszczeni portierni budynku dydaktycznego projektuje si
ę
wyposa
Ŝ
y
ć
w
stanowisko do podgl
ą
du systemu. Stanowisko składa
ć
si
ę
b
ę
dzie z komputera typu PC
wyposa
Ŝ
onego w dwa monitory. Jeden z monitorów powinien by
ć
przeznaczony do
podgl
ą
du kamer zainstalowanych w budynku, natomiast drugi słu
Ŝ
y
ć
b
ę
dzie do podgl
ą
du
wizualizacji i alarmów systemu BMS.
w którym znajduje si
ę
sego wykorzystania mo
Ŝ
liwo
ś
ci sterowników TAC XENTA
projektuje si
ę
si
ę
podł
ą
czenie ich do stanowiska komputerowego wyposa
Ŝ
onego w
narz
ę
dzia programowe nadzoru i monitoringu TAC Vista
. Budowa modułowa programu
TAC Vista
umo
Ŝ
liwia dopasowanie konstrukcji systemu do potrzeb inwestora. System
ten zapewnia obsług
ę
alarmów i dynamiczny dost
ę
p do monitorowanych parametrów
technologicznych systemu, umo
Ŝ
liwiaj
ą
c ich wizualizacj
ę
, modyfikowanie oraz zdalne
sterowanie, za pomoc
ą
hierarchicznie powi
ą
zanych grafik.
3. Sie
ć
komunikacyjna.
Komunikacja pomi
ę
dzy poszczególnymi w
ę
złami sieci (np. sterownikami programowalnymi,
dedykowanymi układami regulacyjnymi, modułami wej
ść
/wyj
ść
, elementami obiektowymi
wyposa
Ŝ
onymi w mo
Ŝ
liwo
ść
komunikacji, itp.) odbywa si
ę
kanałem PT/FT-10 o pr
ę
dko
ś
ci 78
kbit wył
ą
cznie za po
ś
rednictwem protokołu LonTalk (standard EIA-709). Magistrala wykonana
b
ę
dzie kablem typu BELDEN 8471.
IV. PRACE MONTA
ś
OWE
Prace monta
Ŝ
owe wykona
ć
zgodnie z obowi
ą
zuj
ą
cymi przepisami i normami.
Magistral
ę
LonWorks
nale
Ŝ
y układa
ć
w oddaleniu (min. 10cm) od kabli energetycznych.
Razem z ni
ą
mo
Ŝ
na uło
Ŝ
y
ć
przewody zasilania 24V, czujek ruchu oraz inne niskopr
ą
dowe
zwi
ą
zane z monitoringiem.
Karty LonWorks do wytypowanych urz
ą
dze
ń
nale
Ŝ
y montowa
ć
zgodnie z instrukcj
ą
producenta.