Integreeritavad Süsteemid Hoonetes Hooneautomaatika süsteemi by gvl14091

VIEWS: 111 PAGES: 3

									                                                                                                                                                                15.09.2009




               Integreeritavad Süsteemid Hoonetes                                              Hooneautomaatika süsteemi ülesanded
                             Kõrgema taseme funktsioonid                               Üldiselt:
                   (CAFMS – Computer Aided Facility Management System)                 Kõikide alamsüsteemide efektiivne, pandlik ja veakindel juhtimine.

    Hooneautomaatika süsteem                  Andmeside       Bürooautomaatika         Kõikide alamsüsteemide ülesannete kogu
    (BAS - Building Automation System)        süsteem         süsteem
                                              (CMS –        (OAS –                     Eesmärk:
                                              Communication Office Automation                 - Kõikide ressursside säästlik kasutamine
                                              Management    System)                           - Turvalisuse ja ohutuse suurendamine
                                              System)                                         - Heaolu (mugavuse) tagamine
                                                                                              - Alamsüsteemide eesmärkide täitmine
         Energiahaldussüsteem
         (EMS – Enery Management System)




    HVAC, Valgustussüsteem,
    Vertikaaltransport,
                  Ohutussüsteemid, Turvasüsteem, Sidesüsteemid




          Hooneautomaatika – Building Automation                                                Hooneautomaatika süsteemi seadmed
                                                          http://www.eubac.org        Management (haldus/juhtim./monitooring/jms.) ja operaator tööjaamad (MS -
BAS - Building Automation System
                                                                                          management stations, OW - operator workstations) jm. HMI vahendid

                                                                                      Automatiseerimise tööjaamad (BAS - building automation stations,)
                                   Seadmete hierarhia
                                                                                      Vabaprogrammiga kontrollerid (programmable controllers, network control units)

Operaatorjaamad                                                                       Lokaalvõrk (LAN) + Võrgu laiendusseadmed (network expansion units)
(HMI, monitooring), serverid
                                                                                      Rakendusspetsiifilised kontrollerid (ASC - application specific controllers)
                                                                                          - (ILC - intelligent access controller )
Juhtarvutid, DDC
(PLC’d)                                                                                   - (IFC - intelligent fire controller )
                                                                                          - (ILC - intelligent lighting controller )
                                                                                          - (AHU - air handling unit controller)
Tsooni-, ja süsteemi-                                                                     - (VAV - variable air volume box controller)
kontrollerid                                                                              - (heat pump unit controller)
                                                                                          - (unitary equipment controller)
                                                                                          -
Andurid ja täiturid                                                                   Madalama e. “välja” taseme seadmed (SFD - specific field devices); andurid,
                                                                                          täiturid jms.
                                                          http://www.ddc-online.org




                      ENERGIKASUTUS ja efektiivsus                                         BEMS - Building Energy Management System
Peaaegu pool EU-s tarbitavast energiast tarbitakse hoonetes.                          BEMS - arvutijuhtimisel süsteem, mis üritab juhtida kõiki või paljusid
C 85% hoonetes tarbitavast energiast kulub temperatuuri protsessides, nt nagu            energiatarbimise funktsioone hoones.
     ruumi ja vee soojendamine.
Fossiilkütustega toodavad hooned praegu 22% kogu CO2 emissioonist EU-s.               BEMS funktsionaalsus on toetatud paljudes hooneautomaatika vahendites
                                                                                         ja sulandub kaasaegsesse hooneautomaatika süsteemi.
Energiatarbimine hoones:
     Kütmine, Jahutamine, Ventilatsioon, Valgustus, Seadmed ja masinad,               BEMS võib kombineerida mitmeid tehnoloogiaid:
     Soe tarbevesi.                                                                   - täiuslikumad HVAC lahendused (nt. säästurežiimide õigeaegne lülitamine,
                                                                                            ressursside tagamine täpselt vastavalt vajadusele, optimeerimine,
Säästmise võimalused:                                                                       järsktarbimise (peak) piiramine, jms.)
Siseõhu temperatuuri tõstmine ja langetamine suvel ning talvel (vastavalt) =          - päevavalguse kasutamine ja edasisuunamine hoone sisemusse,
      =3...5% säästu iga kraadi pealt.                                                - vähese elektritarbega seadmed,
Kütte- ja konditsioneerseadmete efektiivsuse tagamine iga-aastase hoolduse ja         - efektiivsed ja juhitavad aknad,
      seadistamisega = 10...15% säästu.                                               - loomuliku ventilatsiooni ja jahutamise kasutamine
Sooja tarbevee temperatuuri alandamine = 5...12% säästu.                              - passiivküte,
Üleliigse valgustuse väljalülitamine = 17% säästu.
Valgustatuse vähendamine = 25% säästu.                                                Maksimaalne efektiivsus ja madalaimad käidukulud üritatakse saada
Soojapidavamate klaaside kasutamine = 10...13% säästu.                                energia ja soojakadude automaatse minimiseerimisega ning erinevatest
Soojaveetorustike ja paakide isoleerimine = 15% säästu.                                    allikatest (el., gaas, päikeseenergia,...) soodsama valikuga (tagades
Katuste parem soojustamine = 20% säästu.                                                   samas nõutud sisekliima).




                                                                                                                                                                        1
                                                                                                                                                      15.09.2009




      Süsteemid ja nende funkts. arukas hoones                                                         HVAC süsteemid
                                                                            Ülesanded:
VALGUSTUS                                                                   Tagada (minimaalse energiakuluga) mugavad tingimused ruumis,
Üld- ja kohtvalgustuse andurite ja programmi järgi sisse- ja                võimaldades sobiv jahutus ja soojendus toime, kui keskkonna tingimused
väljalülitamine (+soft-start, dimmers* ).                                   muutuvad. Tagada tervislik sisekliima ja seadmetele sobivad tingimused.
Valgustatuse muutmine valgustundlike klaasidega või aknakatetega.
Personaalsed seadistused oma töökohal (nt. arvuti või telefoni kaudu).      Mugavus: termiline mugavus + visuaalne mugavus + siseõhu kvaliteet (e.
Tsentraliseeritud haldus.                                                   sisekliima: niiskus, temp., õhuvahetus)
                                                                                                                                   juhitavad
Automaatsed säästurežiimid (kokkuhoiuks ja eluea pikendamiseks).
                                                                                                                                   suurused

HVAC (Heating Ventilating and Air Conditioning)                             All-air|air+water|   tsentraalsed (AHU,VAV) või unitaarsed lahendused
Hooneautomaatikasüsteemid, mis
 lubavad ümberseadistada ruumide termorežiime ettenähtud piirides           Probleemid:
 jälgivad ja juhivad ruumitemperatuuri sõltuvalt määratud režiimidele       Piisav õhuvahetus on enamasti vastuolus energia kokkuhoiu eesmärkidega.
 sätivad siseõhu kvaliteeti sõltuvalt viibijatest ja ruuminõuetest          *50%
 juhivad sisekliimat (niiskus, temp, õhuvahetus)                            Siseõhu parema kvaliteedi saavutamine sõltub ka õhku vähe saastavate
 kasutavad erinevaid õhujaotuse lahendusi.                                  materjalide kasutamisest ehituses ja hoolduses.
                                                                            “Sick Building Syndrome”
VEE ja ELEKTRIVARUSTUS                                                      Hoone arukas projekteerimine väliskliima oludele vastavalt (tuulte suunad,
       tarbimise jälgimine               DHW (Domestic Hot Water )          päikese aktiivsus, jms).
                                                                                                                                      http://www.ashrae.org




    Süsteemid ja nende funkt. arukas hoones (2)                                                  Ohutus- ja turvasüsteemid
VERTIKAALTRANSPORT
    Liftid, eskalaatorid, keerukad grupitöö režiimid                          I) Läbipääsusüsteemid
                                                                                    Keskpuldid, ID lugejad, koodlukud, fonolukud, uksed, väravad,
SIDESÜSTEEMID e. Telekommunikatsioon                                                garaažiuksed, distantsjuhtimine, parklad(tasuarvestus),
    Telefoniside(keskjaamad), videoedastus, andmeside,                              külastajatehaldus.
    kaugjuurdepääs, univers. kaabeldussüsteemid, jms.
    Oluline lihtsalt ja tsentraalselt muudetavus.                             II) Valvesüsteemid
                                                                                     Valvekeskused, tsoonid, raadio- ja siinimoodulid (puldid-
PERSONALI ja RUUMI(AJA)JAOTUS (INFO)SÜSTEEM                                          klaviatuurid, andurid (PIR, heli, kontakt), videovalve, juhtmevaba,
    e. Hoone ressursihaldus ja rahvastatus (tööaja kontroll jms.).                   veebiliides, häirerobotid, lapsemonitor, sireenid, jpm.

HOONE SEISUKORRA aut. MONITOORING                                             III) Ohutussüsteemid (Safety Systems); Tuleohutussüsteemid
   Koormustingimuste muutused (nt. lumi, jää katustel),                             Valvekeskused, tsoonid, (suitsu, temp, CO2) andurid,
   niiskusrežiimide halvenemine, elektrivarustuse ülekoormused ja                   automaatkustutus, tulekaitseuksed, varuväljapääsud,
   rikkevoolud, vibratsioon, mehaaniliste konstruktsioonide kulumine,               suitsuväljatõmme, audioteated, jms.
   lekete avastamine jms.
   Loob kiirema tõrkeavastamise ja parema tõrketaluvuse.                      + Elektrivarustuse avariisüsteemid
                                                                              + Lekete avariisüsteemid
muud MUGAVUST TAGAVAD LAHENDUSED; meedia, infoteenused,
                                            kliima,




         Arukate hoonete süsteemide koostöö                                                       Ohutussüsteemid ja BAS
Süsteemide omavaheline integreeritus on hädavajalik aruka hoone
   kontseptsiooni täitmiseks.                                                                              Management

    Mõned koostalitluse näited:                                                 Ohutussüsteemid                                   Automatiseerimine
        Hoone seisukorra hindamiseks saab kasutada paljude erinevate
    süsteemide andurite hinnatud parameetreid.
                                                                                                          Ühised toimingud:
        Rahvastatuse hinnanguid saab kasutatakse valgustuse, HVAC ja
                                                                           Blokeeringud (Interlocks):    suitsu leviku piiramine      Juhtimine (Interlocks):
    vertikaaltranspordi režiimide jooksval valikul.
                                                                            spinklerid                     ja väljajuhtimine,          elektriohutus, varut.
        Tsentraalne jälgimissüsteem vajab infot kõikidest süsteemidest.
                                                                            evakuatsiooni teed        kõne side ja teadustamine,       reovesi
        Häireolukordades tuleb muuta mitmete alamsüsteemide
                                                                            liftid                           avariivalgustus,          spetsseadmed
    töörežiime; nt. tulekahju korral vent.kanalite sulgemine,
                                                                            läbipääsud                 rahvastatuse hinnangud          Fire damper
    varuväljapääsude avamine, jms.
                                                                            valvetsoonide summuti       (valikuline varustatus)
Selline koostöö vajab kõikjale ulatuvat ja usaldusväärset andmeside
     infrastruktuuri.                                                      Signalisatsioon:                                            HVAC juhtimine:
PROBLEEMID süsteemide ühtsesse võrku integreerimisel:                       tuleoht                                                     küte
- erinevad andmeteesituse standardid ja protokollid                         murdvargus                                                  jahutus
- koostalitlusvõimelisus sõltub ühtsete konventsioonide kasutuselevõtust    läbipääsu kontroll                                          õhuvahetus
- hajutatud seadmete töövõime probleemid, kui ühtne struktureeritud         tehnika seadmed                                             ruumihaldus
     magistraalvõrk tõrgub.                                                                                                             tarbevesi




                                                                                                                                                                2
                                                                                                                                                                  15.09.2009




         Süsteemide integreerimise tehnoloogiad                                                           Integreerimine, Middleware
  Süsteemide omavahelise integreerimise lahendused:

      A) Tootja laiendab oma lahenduste valikut nii, et see haaraks paljude
                                                                                                                                                 Enterprise / Building /
      süsteemide funktsionaalsust (nt. hooneautomaatika süsteem või
      turvasüsteem jälgib ja täidab teatud teiste süsteemide funktsioone).                                                                       Facilities Management
      Kipub olema Tootja ajaloolise spetsialiteedi kallakuga.                                                                  BMS
                                                                                           GUI
      B) Lähenemine, kus luuakse erinevate süsteemide integreerimise
      tarkvaralahendus, mis saab aru ja tõlgib alamsüsteemide erinevaid                    Open standards
      andmevahetus vorme.                                                                  IP, Web Services
      Töökindlus võib kannatada, kui alamsüsteeme muudetakse.                              XML data                        middleware          ICS

  Hetkel* ei eksisteeri täielikku (kõikide alamsüsteemide) koostalitlust
      kindlustavaid integreerimislahendusi.
                                                                                                                               BAS
  Eksisteerib toetavaid standardeid, laiapõhjalisi kokkuleppeid:
  ISO 16484, BACnet, KNX standard (2003),ISO/IEC 14543
  LonWorks (EN14908), Electronic Industries Accociation (EIA) EIA-709
  jm.
                           * Continental Automated Buildings Association (CABA) 2002




             Üleüldine andmeside infrastruktuur                                                                    Normdokumendid
  Building Automation Backbone (magistraalvõrk)                                        Energy Performance of Buildings Directive EPBD 2002/91/EC
                                                                                                                               http://www.iee-cense.eu
  ISO Open System Interconnection (OSI) mudeli põhine                                  CEN/TC 247
                                                                                       ISO/TC 205
  Internet Protocol (IP), Ethernet backbone, jm                                                                        EN ISO 16484 Standard
                                                                                                      BACS - Building Automation and Control System
  KAABELDUSLAHENDUSED                                                                  1. Overview, Terms and definitions
     Ajalooliselt iga süsteem lahendab oma sisese andmeside oma
     spetsiifilise kaabeldusega (televõrk, LAN, automaatika võrgud, turva ja           2. Hardware (& hardware requirements)
     tuleohutussüsteemide kaabeldused)
                                                                                       3. Functions, BACS functions, software requirements
      Lootustandev tendents on arvutipõhise andmeside levik kõikidesse
      alamsüsteemidesse.                                                               4. Applications (Room automation, optimization)
      Spetsiaalsed kommunikatsiooni vahendite turvatud ruumid hoones ja                5. Protocol (BACnet w Mapping to KNX)
      kiirete meediate (optilised võrgud) paljulubavad lahendused.
                                                                                       6. Test of Conformity
      Lihtsaid ja paindlikke ühendusi pakuvad ka juhtmevaba ja Powerline
      toitejuhtmestiku kaudu) tehnoloogiad                                             7. Project Implementation (design, system integration, execution)




                                   EN ISO 16484-3                                                              BAS peamised elementaarfunktsioonid

Standardized structure of functions in BACS
                                                                                          •Monitooring; piirväärtuste seadmine, töötundide summeerimine,
                                                                                          sündmuste loendamine, sündmuste loendus
                                                                                          •Interlocks (vastandlike režiimide välistamine) protsessi juhtimisel,
                                                                                          ohuolukordade ja külmumiste vältimisel.
                                                                                          •Tagasidestatud juhtimine; P, PI/PID, seadesuuruse/ juhitava suuruse
                                                                                          piiramine, kahepositsiooniline ja PWM juhimine
                                                                                          •Arvutamine ja optimeerimine; ajakavad (schedules), sündmuste
                                                                                          lülitamine, optimaalne start/stopp, öine jahutamine, ruumitemperatuuri
                                                                                          piiramine, varutoide, järsktarbimise piiramine, energia tariifi järgi
                                                                                          lülitamine.
                                                                                          •Management; ajaloo AB, statistika, EM ja globaalne optimeerimine
                                                                                          •Operaatori funktsioonid; visualiseerimine, dünaamiline kuva, graafikud,
                                                                                          skeemid, sõnumid
                                                                                          • Sidestatus andurite ja täituritega (otse kontrollerisse või jagatud
                                                                                          distantspöördus) ; binaarne I/O (state, counting, switching/positioning)
                                                                                                  analog I/O (totalized value/ measuring/positioning)




                                                                                                                                                                           3

								
To top