Для компанії «Сіменс» система автоматизації будівлі стала актуальною при обладнанні нового російського офісу, розташованого в історичному центрі Москви, на Великій Татарській вулиці. Придбане в 2009 р, будова повністю перетворилося: були впроваджені інноваційні технології компанії, які забезпечують екологічність, енергоефективність, безпека і комфорт. Зараз офіс являє собою сучасний шестиповерховий будинок загальною площею 26 000 кв. м, забезпечуючи 1100 робочих місць. Тут передбачено все необхідне для роботи і спілкування: дворівнева підземна парковка для автомобілів і стоянка для велосипедів, відділення банку, турагентство і медичний кабінет, корпоративна їдальня, атріум для конференцій і ділових зустрічей. Будівля «Сіменс» розділене на різні офісні зони, кожна з яких виконує особливу функцію і є невід'ємним елементом загальної концепції організації простору: поряд з мобільними робочими місцями організовані кава-пойнти, зони для бліц-переговорів і велика кількість хот-Деск. Наявність цих функціональних приміщень створює різноманіття і сприяє творчому підходу до роботи.
Перед компанією «Сіменс» стояли дві важливі і, на перший погляд, несумісні завдання: домогтися максимального рівня комфорту для персоналу, що працює в будівлі, і знизити витрати на експлуатацію.
Слід зазначити, чому максимальний рівень комфорту для персоналу важливий для сучасних компаній. Західні дослідження показують: «зелені» будівлі дозволяють знижувати виробничі витрати і збільшувати продуктивність співробітників. Так, продуктивність праці зростає на 23% при правильному освітленні робочих місць і на 11% при правильно діючою вентиляцією (World Green Building Council "The business case for green building" - Net present value analysis of the operational cost and productivity and health benefits of LEED certified buildings, © 2013). Причому швидкість мислення співробітника збільшується в середньому на 7,2%, а кількість помилок скорочується до 30% (In "Creating the productive workplace", Second Edition, Editor D. Clements-Croome, London, Taylor and Francis, 2005 (In the press )). Та й щорічна кількість днів, проведених на лікарняному, теж скорочується.
Таким чином, рівень комфорту - це не тільки підвищення лояльності і загального позитивного настрою в колективі, а й ефективний інструмент підвищення конкурентоспроможності компанії.
Як і будь-яка компанія, що володіє власним будинком, «Сіменс» був зацікавлений в зниженні витрат на його експлуатацію в довгостроковому періоді. Дослідження в області енерговитрат «зелених» будівель показують, що в порівнянні зі звичайним енергоефективність «зеленого» будівлі оцінюється в такий спосіб: на 30% знижуються витрати на теплоносій і на 13% - на електроенергію (European Norm EN15232, 2012 "The impact of building automation and control functions on the energy efficiency of buildings "; ГОСТ Р 54862-2011, РФ).
Для того щоб спільно вирішити обидві поставлені завдання, компанія скористалася власними рішеннями в області автоматизації будівель.
Добре відомо, що в будь-яких будівлях є безліч різних інженерних систем, що вимагають автоматизації:
Системи загальнообмінної вентиляції для подачі свіжого повітря в приміщення різного призначення (офісні зони, зони загального користування, конференц-зони, кухні-їдальні, атріум): до роботи цих систем пред'являються різні технічні вимоги.
Індивідуальний тепловий пункт, який готує теплоносій для систем загальнообмінної вентиляції, конвекторів, радіаторів та фанкойлів, а також воду для системи гарячого водопостачання. Для кожної системи потрібні певні параметри теплоносія як з технологічної точки зору, так в плані економічного використання ресурсів.
Система підготовки холодоносителя, одна з найскладніших, дорогих і енергоємних інженерних систем сучасної будівлі. Від якості автоматизації системи холодопостачання залежить енергоефективність системи і її здатність забезпечити максимальний комфорт в умовах економії енергії.
Система підтримки мікроклімату в приміщеннях будівлі (фанкойли, радіатори і т. Д.). Основна складність управління цією системою полягає в тому, що в будівлі прийнята концепція Open Space і робочі місця не закріплені за працівниками. Це означає, що система управління мікрокліматом в приміщенні повинна бути легко настроюється під конкретну людину, в будь-якому місці і кожен день.
Для здійснення цих технічних завдань в офісі встановлена система автоматизації будівель DESIGO виробництва «Сіменс». Вона не обмежується управлінням системами опалення, вентиляції та кондиціонування повітря - це комплексне рішення, яке не тільки охоплює всі його служби, включаючи освітлення, жалюзі і енергопостачання, а й надає найширші можливості по інтеграції систем життєзабезпечення будівлі, його моніторингу та контролю.
DESIGO послідовно підтримує відкриті комунікації, що полегшує підключення різноманітного обслуговуючого обладнання на базі стандартних відкритих інтерфейсів даних:
- BACnet для мережі рівня автоматизації і рівня управління.
- LONWORKS і Konnex (KNX) S-mode (Instabus EIB) для автоматизації приміщень і інтеграції додаткових систем.
- Mbus, Modbus, OPC та інші інтерфейси для універсальної інтеграції сторонніх пристроїв і систем.
DESIGO відрізняє масштабируемая архітектура з високим ступенем енергоефективності, прозорості та оптимальної роботи, в додатках для інфраструктури та промисловості.
Система DESIGO може бути розділена на два рівня (рис. 1):
- Рівень управління.
- Рівень автоматизації.
Мал. 1. Основні компоненти системи автоматизації Siemens DESIGO
рівень управління
Як програма управління можуть виступати відразу дві системи управління будівлею «Сіменс»: DESIGO Insight або DESIGO СС. DESIGO Insight створена для управління і моніторингу тільки системами автоматизації інженерних мереж будівлі. DESIGO СС - це більш потужна платформа, яка інтегрує під одне ядро управління все системи автоматизації та безпеки будівлі. Вона призначена для організації моніторингу, з графічним відображенням процесів, автоматичним розподілом тривожних повідомлень, широкими можливостями обробки даних по стандартних протоколах.
В якості робочої станції диспетчера використовується персональний комп'ютер з операційною системою Windows і програмним забезпеченням станції Desigo Insight / CC.
Головне обладнання диспетчера повинна розміщуватись в окремому приміщенні, де знаходиться автоматизоване робоче місце оператора (далі - АРМ) з встановленої на ньому SCADA-системою Desigo Insight / CC. На мнемосхемах SCADA (рис. 2) візуально відображаються параметри контрольованих технологічних процесів, показники датчиків, положення клапанів і приводів, статус роботи агрегатів. Також в цьому приміщенні встановлюється і шафа диспетчеризації, куди надходять сигнали від інженерних систем з використанням різних протоколів. З контролера шафи передаються дані на станцію диспетчера. В якості основного протоколу передачі даних передбачений BacNet / IP.
Мал. 2. Приклади графіки SCADA системи Desigo CC
рівень автоматизації
Основу рівня автоматизації становлять контролери сімейства DESIGO PX.
Мал. 3. Компактна серія
DESIGO PX - це станції автоматизації для управління та моніторингу систем з можливістю управління та моніторингу через Інтернет, використовуючи PX-WEB.
Дана лінійка контролерів представлена двома типорозмірами: компактної (рис. 3) і модульної серією (рис. 4).
Крім вільно запрограмованих функцій контролю, станція автоматизації містить зручні функції управління:
- Управління тривожними повідомленнями з маршрутизацією їх по всій мережі. Три рівня управління повідомленнями (простий, основний і розширений) з надійним відстеженням і автоматичним контролем над передачею тривожних повідомлень.
Мал. 4. Модульна серія
- Тимчасові програми.
- Тренди.
- Можливість віддаленого управління.
- Захист доступу по всій мережі з індивідуальними категоріями і профілями користувачів.
Для модульної серії контролерів існують модулі вводу / виводу - DESIGO TX-I / O, які забезпечують інтерфейс станцій автоматизації з периферійним обладнанням. Модулі вводу / виводу підключаються до станцій автоматизації DESIGO PX і можуть бути логічно з'єднані між собою алгоритмами прикладних програм.
Доступний широкий діапазон компактних модулів TX-I / O для прийому сигналів, вимірювання, підрахунку, перемикання і позиціонування. Система модулів введення / виведення формату DIN оптимізована для установки в шафах управління і підтримує децентралізований збір даних.
Модулі TX-I / O відображають інформацію за допомогою світлодіодів або ЖК-дисплея з піктограмами (опціонально) для сигналів і попереджень. Деякі модулі (в залежності від типу) мають можливість ручного або аварійної роботи.
Вбудовані ізольовані клеми полегшують перевірку обладнання під час введення в експлуатацію та діагностики несправностей.
Для кімнатної автоматизації призначені дві лінійки обладнання:
- Desigo TRA (Total Room Automation) використовується для об'єднання різних систем кімнатній автоматики (ОВК, освітлення, жалюзі). Desigo TRA пропонує широкий функціонал, гнучкість і оптимальну роботу устаткування без шкоди комфорту (енергоефективність класу A відповідно до EN 15232). Програмовані контролери PXC3 об'єднуються по протоколу BACnet / IP і містять вбудований інтерфейс PL-Link для plug & play підключення периферійних пристроїв, а також шини DALI опціонально.
- Desigo RX - кімнатні контролери, які добре зарекомендували себе за довгий час роботи. Існує три різних типи пристроїв (RXB, RXC і RXL). Всі контролери RX діють спільно з кімнатними модулями (інтерфейс користувача) та обмінюються інформацією по протоколам LONWORKS або KNX.
- Для інтеграції обладнання сторонніх виробників в програмно-апаратному комплексі Desigo існує платформа інтеграції DESIGO OPEN.
У DESIGO OPEN (рис. 5) зроблено акцент на відкриту комунікацію - іншими словами, забезпечується просте підключення різних пристроїв на основі відкритих стандартних інтерфейсів даних. З цією метою в DESIGO OPEN пропонується цілий набір рішень для економічної інтеграції сторонніх систем і пристроїв і забезпечується їх оптимальна інтеграція на будь-якому рівні, в залежності від функцій і кількості точок даних.
Мал. 5. Топологія Desigo Open
Переваги встановленої системи автоматизації та диспетчеризації (BMS) на базі обладнання DESIGO виробництва компанії «Сіменс» очевидні - наприклад, добре налагоджена автоматика допомогла створити комфортний мікроклімат незалежно від температури зовнішнього повітря. При цьому в приміщенні регулюється як температура, так і вологість повітря і концентрація CO2, яка істотно впливає на стан людини.
До перерахованих переваг встановленої системи слід віднести і мінімізацію витрат на експлуатацію, що досягається загальною координацією. Зокрема, системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, разом з системами освітлення, «вміють» підлаштовуватися під людей. Освітлення працює тільки там, де людина перебуває або його поява найбільш ймовірно, а природного освітлення недостатньо або воно відсутнє зовсім.
І хоча будівля розрахована на цілодобову роботу, під час передбачуваного наявності невеликої кількості співробітників режим керування освітленням змінюється, скорочується подача свіжого повітря, в цілому знижується загальна середня температура будівлі взимку і підвищується влітку. При цьому залишається можливість індивідуального регулювання освітленості і мікроклімату на робочих місцях.
Втім, недостатньо тільки встановити енергозберігаюче обладнання і застосовувати високоефективні рішення. Досвід показує, що для оптимізації використовуваних ресурсів необхідний комплексний моніторинг систем автоматизації будівель з метою їх планомірного вдосконалення як з точки зору поліпшення комфорту, так і для мінімального споживання енергоресурсів і оптимізації витрат. В ході постійного спостереження за процесами автоматизації та диспетчеризації здійснюється оцінка їх стану, а з нею і систем опалення, вентиляції, кондиціонування повітря, освітлення, крім того, прогнозується розвиток всіх систем.
За результатами спостережень фахівців, постійний моніторинг дозволяє підтримувати системи автоматизації в найбільш енергоефективний режимі і додатково оптимізувати роботу систем в тих місцях, де це спочатку було неможливо або непередбачувано. При сучасному розвитку інноваційних технологій не складає труднощів організувати спостереження з сервісного центру за допомогою віддаленого моніторингу, що і було зроблено компанією «Сіменс» в своєму офісній будівлі.
Компанія «Сіменс» має великий досвід впровадження власних технічних засобів та інноваційних рішень в різних країнах і активно просуває їх на російському ринку. У перспективі ж, ймовірно, без інтелектуальних систем автоматизації з повним набором функцій енергозбереження НЕ буде обходитися жодна будівля, оснащене складними інженерними системами, що споживають велику кількість теплової та електричної енергії.