1 Технология «интеллектуальное» здание

1. Цели  и задачи технологии «интеллектуальное»  здание

 

     Для того чтобы разобраться с технологией  «интеллектуальное» здание, необходимо начать с рассмотрения основных понятий, разобраться с целями для которых  внедряется эта технология. А также рассмотреть технологии, предоставляемые разными производителями.

     Термин «интеллектуальное»  здание был сформулирован в 70-х годах XX века в одном, достаточно закрытом учреждении, располагающемся в Вашингтоне. «Интеллектуальное» здание - это система (комплекс) программно - аппаратных средств, основной задачей которой является обеспечение надежного и гарантированного управления всеми системами, находящимися в эксплуатации здания, и исполнительными устройствами. Здание должно быть спроектировано так, чтобы все системы его управления могли интегрироваться друг с другом с минимальными затратами, а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом. Кроме того, проектирование предполагает возможность наращивания и видоизменения конфигурации инсталлированных систем, установленных в интеллектуальном здании в большом количестве: системы жизнеобеспечения, противопожарные системы, локальные вычислительные сети, комплекс технических средств охраны, офисные службы.

     Структурный подход, используемый сейчас большинством системных интеграторов, заключается в создании инфраструктуры ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ на базе структурированных кабельных сетей (СКС). При этом сначала проектируется и строится СКС - здание, а затем на структурированную кабельную систему замыкаются необходимые заказчику функциональные системы.

     С какой же целью используется эта  система? Естественно не для красоты и тем более не для роскоши, а главным образом для улучшения следующих показателей:

     1) Обеспечение более безопасных и комфортных условий проживания (Требования к жилому и производственному комфорту постоянно возрастают. Современная электроинсталяция, которой можно комфортно, просто и удобно управлять и обслуживать, намного облегчает жизнь и работу.)

     2) Снижение энергопотребления (Решающим фактором для вложения инвестиций являются не только разовые вложения в обустройство здания, но и текущие расходы по его эксплуатации. При этом: чем гибче техника здания приспособлена к новым требованиям изменений и может быть адаптирована к техническим изменениям, тем скорее Вы примите решение. Кроме того, управление зданием должно решать вопросы безопасности окружающей среды и растущих затрат на электроэнергию, поэтому существует умное решение для эффективного использования электроэнергии.)

     3) Интеграция операций (Способность взаимодействия между простыми подсистемами и объединение их в сложную систему )

     4) Улучшение защиты (Для обеспечения большей безопасности пользователям здания при его эксплуатации техника, установленная в нем, должна быть в состоянии быстро и правильно реагировать в критических ситуациях. В независимости от того, есть ли кто в здании или нет.)

     5) Повышение гибкости эксплуатации здания (У зданий, срок службы которых рассчитан на несколько десятилетий, проблема со сменой профиля эксплуатации здания - это только вопрос времени. Хорошо, когда функции здания можно легко и экономично изменить в зависимости от требований, предъявляемых к зданию – при этом не ломая стен и не прокладывая новую электропроводку.) 

     Если  отвлечься от рекламных лозунгов, то интеллектуальным следует называть здание, оснащенное средствами автоматического контроля всеми системами жизнеобеспечения. Комплекс жизнеобеспечения интеллектуального здания должен выполнять следующие задачи:

1. Защита от проникновения

а) защита периметра;

б) контроль доступа в здание или отдельные помещения (кодовые замки, домофон);

в) обнаружение незаконного проникновения внутрь и перемещения по зданию (различного рода сенсоры);

2. Внешнее и внутреннее видеонаблюдение (видеокамеры, видеосерверы);
3. Пожарная безопасность (пожарные датчики, автоматическое пожаротушение);
4. Контроль  расхода воды и электроэнергии (управляемые счетчики, предназначенные не только для визуального контроля, но и для передачи измеренных параметров на вышестоящий уровень АСУ; их перекалибровка, подстройка коэффициентов, активация-деактивация и т. п. может осуществляться дистанционно по цифровому интерфейсу);
5. Информационная безопасность (обеспечение доступа к внутренним и внешним сетевым ресурсам);
6. Управление силовым электрооборудованием и освещением (освещение внутри здания, внешняя подсветка);
7. Климат- контроль и вентиляция помещений;
8. Телефонная связь с выходом в городскую телефонную сеть;

 

     "Интеллектуальное" здание от автоматизированного  отличается, главным образом, возможностью программировать управляющие системы таким образом, чтобы реакция на события внутри периметра здания происходила по заранее определенному сценарию. Любая из подсистем такого здания либо функционирует полностью автономно, фиксируя свои действия в журнале событий, либо оперативно взаимодействует с вами, запрашивая у вас подтверждение действий. Например, при возникновении возгорания в здании, в зависимости от конфигурации, система может автоматически инициировать вызов пожарной команды или послать сообщение на ваш телефон. Решение о вызове пожарных во втором случае принимается вами.

     Все системы жизнеобеспечения могут  охватываться единой кабельной структурой, либо каждая из них будет построена  на своих кабелях.

 

      1.2 Краткий обзор технологий «интеллектуальное» здание

 

     Все существующие системы можно очень  обобщенно разделить на 3 категории. Это:

• Централизованные системы.
• Децентрализованные (шинные) системы.
• Системы, работающие по радиоканалу и силовой проводке.

     1.2.1 Централизованные системы "Умный дом"

     (к  ним относятся разработки компаний AMX, Crestron, Lutron, Siemens и др.)

     Состоят из центрального контроллера, панелей  управления и множества исполнительно-командных  блоков. Системы изначально разрабатывались  как домашние системы управления.

     Центральный контроллер в этой системе автоматизации "Умный дом" выполняет функции "мозга" - к нему подключаются все  остальные системы. Различные компоненты имеют свои микроконтроллеры, но программа  взаимодействия находится в одном - главном. От главного контроллера сигналы управления могут идти к исполнителям по различным каналам.

     X-Control original

     Система X-Control базируется на контроллере Siemens. Другие компоненты системы: контакторы, диммеры, электромагнитные клапаны также от импортных производителей, таких как Legrand, ABB и т.д.

Система допускает использование любых  механизмов, лицевых панелей и  рамок.

Система гибкая и многофункциональная.

     Основные  возможности этой системы:

     Комфорт

• включение/выключение освещения из нескольких мест
• многофункциональные кнопки
• плавная регулировка освещённости
• управление освещением с помощью датчиков движения
• автоматическое изменение освещения в зависимости от времени суток
• сценарии
• таймер
• управление приводами (жалюзи, ролставни, двери, ворота)
• автономная система поддержания температуры теплых полов, центральное и локальное включение/выключение
• автономная система поддержания температуры в помещении, возможность поддержки нескольких климатических зон, центральное включение/выключение.

     Безопасность

• в системе X-Control на все выключатели - кнопки, датчики протечек и др. подается напряжение 24В, это абсолютно безопасно для человека и особенно актуально при использовании кнопок и выключателей во влажных помещениях
• контролируемые нагрузки
• система контроля протечек

     Возможности управления

• удаленное управление. Система представляет собой средство для контроля и управления нагрузками по средствам SMS сообщений в сетях GSM.

     Система может выполнять  следующие функции:

• Включать/выключать нагрузки
• Переводить нагрузки в режим поддержания заданных параметров (следящее управление)
• Получать информацию по запросу о любом контролируемом процессе

     Плюсы:

• Доскональная проработка ядра и программного обеспечения.
• Возможность собрать в единый комплекс все системы жизнеобеспечения и свести управление ими на единый пульт.
• Возможность включать в качестве исполнителей устройства от самых разных производителей "умного дома".
• Хорошие средства создания графического интерфейса.
• Отлично продуманная работа с аудио-видеотехникой, мультирум системами, живым видео сигналом.
• Очень респектабельный дизайн и функциональность панелей управления, узнаваемость и престижность.

Минусы:

• Достаточно высокая цена.
• Для своего физического размещения требует технологических объемов или технологических помещений, для установки 19" стоек и других компонентов системы.
• В случае выхода из строя центрального контроллера вся система перестает работать.
• Проектирование и инсталляция доступны только квалифицированным специалистам. Монтаж осуществим в ходе ремонта или постройки дома.

 

     1.2.2 Децентрализованные (шинные) системы "Умный дом"

     К ним можно отнести системы Instabus (EIB), LonWorks, C-BUS, BacNet

Instabus (EIB)

     Отличием  шинных технологии, в частности, сиcтемы Instabus (EIB) является то, что у системы "умного дома" нет главного управляющего центра.

     Вся система состоит из сенсоров и  активаторов. Сенсоры предназначены  для обнаружения какой-либо активности в здании или измерения каких-либо характеристик. Например: нажатие на кнопку, движение, изменение яркости освещения, измерение температуры, влажности и т.д. Сенсоры посылают телеграммы активаторам (исполнительным устройствам), которые, в свою очередь, исполняют подходящие команды. Исполнительным устройством может быть светорегулятор, реле управления жалюзи, клапан системы отопления и т.д.

     Каждый  сенсор и исполнительное устройство имеют свой контроллер, подключенный к управляющей шине и действующий  вполне самостоятельно, поскольку в  него заложена программа с таблицей управляющих сигналов.

     С помощью двухжильного кабеля типа "витая пара" или универсального кабеля обеспечивается как электропитание контроллеров и исполнительных устройств (24В, постоянный ток), так и обмен управляющими сигналами по особым правилам. Одна шина объединяет все электрические устройства здания.

     Управление  шинной системой "Умный дом" осуществляется или с клавишных панелей, расположенных  в определенных помещениях, или централизованно - с пульта управления или компьютера. Главными достоинствами этой системы  являются ее открытость и способность управлять большим количеством подключаемых элементов.

     ЕIВ  расшифровывается как европейская  инсталляционная шина. В настоящее  время это ведущая в мире система  в области автоматизированного  контроля и управления инженерным оборудованием  зданий. Управляющий кабель шины связывает все приборы и системы (обогрева, освещения, вентиляции и пр.), которые прежде функционировали независимо друг от друга, и интегрирует их в экономически эффективную систему, оптимально адаптированную к индивидуальным требованиям пользователя. ЕIВ расширяет возможности современной электроинсталляции, приводя к появлению функций, которые раньше были вовсе неосуществимы или реализовывались с большим трудом.

     Как же работает система? ЕIВ выполняет  роль автоматического диспетчера, который  отвечает за работу приборов и систем в домах и квартирах, промышленных и офисных зданиях. Сенсоры, в том числе датчики движения и термостаты, посылают телеграммы на так называемые исполнительные устройства, которые в свою очередь могут активизировать или деактивизировать, например, осветительные приборы или обогревательную систему.