Dla Siemensa system automatyzacji budynków stał się istotny przy wyposażaniu nowego rosyjskiego biura znajdującego się w historycznym centrum Moskwy, przy ulicy Bolshaya Tatarskaya. Zakupiony w 2009 roku budynek został całkowicie przekształcony: wprowadzono innowacyjne technologie firmy, które zapewniają przyjazność dla środowiska, energooszczędność, bezpieczeństwo i komfort. Obecnie biuro to nowoczesny sześciopiętrowy budynek o łącznej powierzchni 26 000 metrów kwadratowych. m, zapewniając 1100 miejsc pracy. Zapewnia wszystko, czego potrzebujesz do pracy i komunikacji: dwupoziomowy parking podziemny dla samochodów i parkingów rowerowych, biuro bankowe, biuro podróży i gabinet medyczny, stołówka firmowa, atrium na konferencje i spotkania biznesowe. Budynek Siemens jest podzielony na różne obszary biurowe, z których każdy pełni specjalną funkcję i jest integralnym elementem ogólnej koncepcji organizacji przestrzeni: wraz z mobilnymi stanowiskami pracy, punktami kawowymi, strefami blitz-negocjacji i dużą liczbą gorących biur. Obecność tych funkcjonalnych pomieszczeń tworzy różnorodność i przyczynia się do kreatywnego podejścia do pracy.
Siemens stanął przed dwoma ważnymi i na pierwszy rzut oka niekompatybilnymi zadaniami: osiągnąć maksymalny poziom komfortu dla personelu pracującego w budynku i zmniejszyć koszty operacyjne.
Należy zauważyć, dlaczego maksymalny poziom komfortu personelu jest ważny dla nowoczesnych firm. Badania zachodnie pokazują, że zielone budynki mogą obniżyć koszty produkcji i zwiększyć wydajność pracowników. Zatem wydajność pracy wzrasta o 23% przy odpowiednim oświetleniu miejsc pracy i o 11% przy odpowiedniej wentylacji (World Green Building Council). certyfikowane budynki, © 2013). Ponadto szybkość myślenia pracownika wzrasta średnio o 7,2%, a liczba błędów zostaje zmniejszona do 30% (w „Tworzenie produktywnego miejsca pracy”, wydanie drugie, redaktor D. Clements-Croome, Londyn, Taylor i Francis, 2005). )). Zmniejsza się również roczna liczba dni spędzonych w szpitalu.
Zatem poziom komfortu to nie tylko zwiększenie lojalności i ogólnego pozytywnego nastawienia w zespole, ale także skuteczne narzędzie do zwiększania konkurencyjności firmy.
Podobnie jak każda firma, która jest właścicielem własnego budynku, Siemens był zainteresowany obniżeniem kosztów swojej działalności w dłuższej perspektywie. Badania kosztów energii zielonych budynków pokazują, że w porównaniu z energią konwencjonalną zielony budynek szacuje się w następujący sposób: koszty nośnika ciepła są obniżone o 30%, a koszty energii elektrycznej o 13% (norma europejska EN15232, 2012 „Wpływ automatyzacji budynków i funkcje kontrolne dotyczące efektywności energetycznej budynków ”; GOST R 54862-2011, RF).
Aby wspólnie rozwiązać oba zadania, firma wykorzystała własne rozwiązania w dziedzinie automatyki budynkowej.
Dobrze wiadomo, że w każdym budynku istnieje wiele różnych systemów inżynieryjnych, które wymagają automatyzacji:
Ogólne systemy wentylacyjne do dostarczania świeżego powietrza do różnych pomieszczeń (powierzchnie biurowe, pomieszczenia ogólnodostępne, sale konferencyjne, jadalnie, atrium): na działanie tych systemów nałożone są różne wymagania techniczne.
Indywidualna stacja zaopatrzenia w ciepło , przygotowująca płyn chłodzący do ogólnych systemów wentylacyjnych, konwektorów, grzejników i klimakonwektorów, a także woda do systemów ciepłej wody. Każdy system wymaga pewnych parametrów chłodziwa zarówno z technologicznego punktu widzenia, jak i ekonomicznego wykorzystania zasobów.
System przygotowania chłodziwa, jeden z najbardziej złożonych, drogich i energochłonnych systemów inżynieryjnych nowoczesnego budynku. Jakość automatyzacji systemu chłodzenia zależy od efektywności energetycznej systemu i jego zdolności do zapewnienia maksymalnego komfortu w warunkach oszczędności energii.
System utrzymania mikroklimatu na terenie budynku (klimakonwektory, grzejniki itp.). Główna trudność w zarządzaniu tym systemem polega na tym, że budynek przyjął koncepcję otwartej przestrzeni, a miejsca pracy nie są przypisane pracownikom. Oznacza to, że system kontroli klimatu w pomieszczeniach powinien być łatwo dostosowywany do konkretnej osoby, w dowolnym miejscu i na co dzień.
Aby zrealizować te zadania techniczne, w biurze zainstalowano system automatyki biurowej DESIGO firmy Siemens. Nie ogranicza się do zarządzania systemami ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji - jest to kompleksowe rozwiązanie, które obejmuje nie tylko wszystkie usługi, w tym oświetlenie, żaluzje i zasilanie, ale również zapewnia najszersze możliwości integracji systemów podtrzymywania życia budynku, monitorowania i sterowania nim.
DESIGO konsekwentnie wspiera otwartą komunikację, co ułatwia podłączenie różnych urządzeń serwisowych opartych na standardowych otwartych interfejsach danych:
- BACnet dla poziomu automatyzacji sieci i poziomu kontroli.
- LONWORKS i Konnex (KNX) Tryb S (Instabus EIB) do automatyzacji pomieszczeń i integracji dodatkowych systemów.
- Mbus, Modbus, OPC i inne interfejsy do uniwersalnej integracji urządzeń i systemów innych producentów.
DESIGO posiada skalowalną architekturę o wysokim stopniu energooszczędności, przejrzystości i optymalnej wydajności w aplikacjach dla infrastruktury i przemysłu.
System DESIGO można podzielić na dwa poziomy (rys. 1):
- Poziom zarządzania
- Poziom automatyzacji.
Rys. 1. Główne elementy systemu automatyki Siemens DESIGO
Poziom zarządzania
Dwa systemy zarządzania budynkiem Siemens mogą pełnić rolę programu do zarządzania: DESIGO Insight lub DESIGO SS. DESIGO Insight został zaprojektowany do sterowania i monitorowania tylko systemów automatyki budynków. DESIGO CC to bardziej wydajna platforma integrująca wszystkie systemy automatyki budynkowej i systemy bezpieczeństwa pod jednym rdzeniem sterującym. Jest przeznaczony do organizowania monitorowania, z graficznym wyświetlaniem procesów, automatyczną dystrybucją komunikatów alarmowych i rozbudowanymi możliwościami przetwarzania danych przy użyciu standardowych protokołów.
Komputer osobisty z systemem operacyjnym Windows i oprogramowaniem stacji Desigo Insight / CC jest używany jako stacja robocza dyspozytora.
Główny sprzęt dyspozytora powinien znajdować się w oddzielnym pomieszczeniu, w którym znajduje się zautomatyzowane miejsce pracy operatora (zwane dalej AWS) z zainstalowanym systemem Desigo Insight / CC SCADA. Na schematach symulacyjnych SCADA (rys. 2) wyświetlane są wizualnie parametry kontrolowanych procesów technologicznych, odczyty czujników, pozycje zaworów i siłowników oraz stan pracy urządzenia. Również w tym pomieszczeniu zainstalowano szafę ekspedycyjną, która odbiera sygnały z systemów inżynieryjnych przy użyciu różnych protokołów. Z kontrolera szafy dane są przesyłane do stacji dyspozytorskiej. BacNet / IP jest dostarczany jako główny protokół przesyłania danych.
Rys. 2. Przykłady graficznego systemu SCADA Desigo CC
Poziom automatyzacji
Podstawą poziomu automatyzacji jest rodzina sterowników DESIGO PX.
Rys. 3. Seria kompaktowa
DESIGO PX to stacja automatyki do zarządzania i monitorowania systemów z możliwością sterowania i monitorowania przez Internet za pomocą PX-WEB.
Ta linia sterowników jest prezentowana w dwóch rozmiarach: kompaktowym (rys. 3) i serii modułowej (rys. 4).
Oprócz dowolnie zaprogramowanych funkcji monitorowania stacja automatyki zawiera wygodne funkcje sterowania:
- Zarządzaj komunikatami alarmowymi z ich routingiem w całej sieci. Trzy poziomy zarządzania wiadomościami (proste, podstawowe i zaawansowane) z niezawodnym śledzeniem i automatyczną kontrolą nad przesyłaniem komunikatów alarmowych.
Rys. 4. Seria modułowa
- Programy tymczasowe.
- Trendy.
- Zdalna kontrola.
- Ochrona dostępu w całej sieci za pomocą poszczególnych kategorii i profili użytkowników.
Dla serii sterowników modułowych istnieją moduły wejścia / wyjścia - DESIGO TX-I / O , które zapewniają interfejs stacji automatyki z urządzeniami peryferyjnymi. Moduły I / O są podłączone do stacji automatyki DESIGO PX i mogą być logicznie połączone za pomocą algorytmów aplikacji.
Dostępna jest szeroka gama kompaktowych modułów TX-I / O do odbioru sygnału, pomiaru, zliczania, przełączania i pozycjonowania. System modułów I / O DIN jest zoptymalizowany do instalacji w szafach sterowniczych i obsługuje zdecentralizowane zbieranie danych.
Moduły TX-I / O wyświetlają informacje za pomocą diod LED lub wyświetlacza LCD z ikonami (opcjonalnie) dla alarmów i ostrzeżeń. Niektóre moduły (w zależności od typu) mają możliwość pracy ręcznej lub awaryjnej.
Wbudowane izolowane zaciski ułatwiają weryfikację sprzętu podczas uruchamiania i diagnozowania usterek.
Dla automatyzacji pomieszczeń są dwie linie sprzętu:
- Desigo TRA (Total Room Automation) służy do łączenia różnych systemów automatyki pomieszczeń (HVAC, oświetlenie, rolety). Desigo TRA oferuje szeroki zakres funkcjonalności, elastyczności i optymalnej wydajności sprzętu bez utraty komfortu (klasa efektywności energetycznej A zgodnie z EN 15232). Programowalne kontrolery PXC3 są zintegrowane za pomocą protokołu BACnet / IP i zawierają wbudowany interfejs PL-Link do podłączania urządzeń peryferyjnych typu plug-and-play, a także opcjonalnie magistrali DALI.
- Desigo RX - kontrolery pokojowe, sprawdzone przez długi czas. Istnieją trzy różne typy urządzeń (RXB, RXC i RXL). Wszystkie sterowniki RX współpracują z modułami pokojowymi (interfejsem użytkownika) i wymieniają informacje przy użyciu protokołów LONWORKS lub KNX.
- W celu integracji urządzeń innych producentów w kompleksie oprogramowania sprzętowego Desigo dostępna jest platforma integracyjna DESIGO OPEN.
DESIGO OPEN (Rys. 5) skupia się na otwartej komunikacji - innymi słowy, łatwo jest podłączyć różne urządzenia oparte na otwartych standardowych interfejsach danych. W tym celu DESIGO OPEN oferuje całą gamę rozwiązań do ekonomicznej integracji systemów i urządzeń innych producentów oraz zapewnia ich optymalną integrację na dowolnym poziomie, w zależności od funkcji i liczby punktów danych.
Rys. 5. Desigo Open Topology
Zalety zainstalowanego systemu automatyzacji i dyspozytorskiego (BMS) opartego na urządzeniach DESIGO produkowanych przez firmę Siemens są oczywiste - na przykład dobrze funkcjonująca automatyka pomogła stworzyć komfortowy mikroklimat niezależnie od temperatury zewnętrznej. Jednocześnie pomieszczenie reguluje zarówno temperaturę, jak i wilgotność powietrza oraz stężenie CO2, co znacząco wpływa na kondycję człowieka.
Wymienione korzyści z zainstalowanego systemu powinny również obejmować minimalizację kosztów operacyjnych, co osiąga się dzięki ogólnej koordynacji. W szczególności systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji wraz z systemami oświetleniowymi „są w stanie” dostosować się do ludzi. Oświetlenie działa tylko wtedy, gdy osoba jest lub jego wygląd jest najbardziej prawdopodobny, a naturalne oświetlenie nie wystarcza lub jest całkowicie nieobecne.
Chociaż budynek jest zaprojektowany do pracy przez całą dobę, podczas przewidywanej obecności niewielkiej liczby pracowników, zmienia się tryb sterowania oświetleniem, zmniejsza się dopływ świeżego powietrza, ogólna średnia temperatura budynku zmniejsza się zimą i wzrasta latem. Jednocześnie pozostaje możliwość indywidualnej regulacji oświetlenia i mikroklimatu w miejscach pracy.
Nie wystarczy jednak instalować energooszczędnych urządzeń i stosować wysoce wydajne rozwiązania. Doświadczenie pokazuje, że aby zoptymalizować wykorzystywane zasoby, konieczne jest wszechstronne monitorowanie systemów automatyki budynkowej z myślą o ich systematycznej poprawie, zarówno pod względem poprawy komfortu, jak i minimalnego zużycia energii i optymalizacji kosztów. W trakcie ciągłego monitorowania procesów automatyzacji i wysyłki, ocenia się ich stan, a wraz z nim systemy ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji, oświetlenia, a także przewiduje się rozwój wszystkich systemów.
Zgodnie z obserwacjami specjalistów, ciągłe monitorowanie pozwala na utrzymanie systemów automatyki w najbardziej energooszczędnym trybie i dalszą optymalizację wydajności systemów w miejscach, w których początkowo było to niemożliwe lub nieprzewidywalne. Dzięki nowoczesnemu rozwojowi innowacyjnych technologii nie jest trudno zorganizować monitorowanie z centrum serwisowego za pomocą zdalnego monitorowania, które firma Siemens przeprowadziła w swoim biurowcu.
Siemens ma duże doświadczenie we wprowadzaniu własnego sprzętu technicznego i innowacyjnych rozwiązań w różnych krajach i aktywnie promuje je na rynku rosyjskim. W przyszłości prawdopodobnie żaden budynek wyposażony w zaawansowane systemy inżynieryjne, które zużywają duże ilości ciepła i energii elektrycznej, nie będzie w stanie zarządzać bez inteligentnych systemów automatyki z pełnym zakresem funkcji oszczędzania energii.