"Интеллектуальная коммуналка"

За последние несколько лет заметно возросло упоминание трминов «Умный дом» и «Интеллектуальное здание», хотя широкого внедрения автоматизация в зданиях пока не получила.

Что же подразумевается под понятием «умный дом»?

Термин intelligent building, появился в начале 80-х годов, означает систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании и соответствующим образом на них реагировать. Интеллектуальное здание должно быть спроектировано так, чтобы все его системы могли взаимодейстаовать друг с другом, а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом. Кроме того, интеллектуальное здание предполагает возможность наращивания и видоизменения конфигурации встроенных систем: систем жизнеобеспечения, противопожарных систем, локальных вычислительных сетей, комплекса технических средств охраны, офисных служб.

В любом случае, во всех строящихся в последнее время крупных здания присутствуют отдельные системы автоматики. Это системы автономного отопления, системы приточно – вытяжной вентиляции, системы учёта энергоносителей и системы охраны и ограничения доступа.

Однако, каждая из таких систем является автономной и замкнутой, что не позволяет считать здание «интеллектуальным». Для «интеллектуального» здания характерно объединение всех систем здания в единую сеть, при этом многие из систем сохраняют свою автономность.

Сегодня существует масса предложений от различных системных интеграторов по проектированию и установке систем автоматизации для больших зданий и отдельных коттеджей. Уровень самих технических решений и стоимости пректов – самый разноообразный. Встречаются даже курьёзные варианты типа управления домашним кинотеатром с мобильного телефона в отсутствие хозяев, но реальная потребность в автоматизации зданий вызвана чисто экономическими причинами.

Проблемы, связанные с внедрением концепции «интеллектуального здания», в России общие для всей экономики: невысокий уровень финансового менеджмента, бедность страны и потенциальных заказчиков, низкая стоимость энергоносителей и относительная дешевизна рабочей силы. На первый взгляд может показаться, что перспектив для «интеллектуализации» коммунального хозяйства не так много, а мировой опыт в области экономии средств за счет автоматизации функций управления недвижимостью для России не показатель.

Активное внедрение систем комплексной автоматизации зданий наталкивается на проблему увеличения стоимости здания. В зависимости от степени сложности прирост стоимости квадратного метра здания может составить от 100 до 3000 у.е.
Но самое важное – это рентабельность таких вложений.

Расчёты показывают, что окупаемость вложений в автоматизацию наступает после 5-6 лет эксплуатации. При этом важно, чтобы к этому сроку система морально не устарела.

Каким же образом окупаются затраты на установку интеллектуальных систем?

В первую очередь – это снижение затрат на эксплуатацию здания.
· Снижение затрат на электроэнергию, теплоснабжение и водоснабжение за счёт рационального их расхода.
· Своевременное обнаружение протечек систем водоснабжения, отопления и канализации позволяет вовремя принять меры по их устранению, и не допустить последствий аварии: затопления помещений, порчи имущества и оборудования, простоя важных производств и срывов работы офисов.
· Контроль систем электроснабжения позволяет быстро определить место аварии и подключть резервное электропитание
· Задачи безопасности, помимо повсеместно распостранённых систем охраны и пожарной сигнализации, могут включать в себя системы контроля целостности конструкций самого здания.

Для того, чтобы оценить реальную выгоду от внедрения таких систем нужно оценить возможный ущерб от таких аварий. При этом необходимо учитывать потери от простоя производств или срыва работы офисов, трудоёмкость и сроки ремонтных работ.
Многие системы поддержания климата, особенно для больших помещений принципиально не могут работать без системы управления. Обычно такая система управления входит в комплект климатического оборудования. Но для обеспечения комплексного управления зданием необходимо стыковать климатические системы с общей системой управления. Необходимость этого обусловлена в первую очередь системами пожарной безопасности – при возникновении возгорания в помещениии необходима немедленная реакция систем вентиляции.

Ещё одним экономическим фактором является повышение комфортности помещения, что позволяет, в случае офисного здания оправданно повысить стоимость аренды. При этом ведущую роль, наряду с климатическими системами играют системы контроля доступа и системы коммуникации.

У многих Российских фирм - системных интеграторов есть опыт внедрения систем удалённого сбора данных и диспетчеризации в сфере коммунального хозяйства. Однако следуя требованиям заказчика в основном это системы, где собранная информация собирается на центральный диспетчерский пульт. Все дальнейшие действия принимаются самим диспетчером.
Система сбора и отображения информации на диспетчерский пульт полезна, весьма относительно. Дело в том, что при существующей организации коммунального хозяйства время, прошедшее с момента принятия диспетчером сигнала об аварии до появления ремонтной бригады будет вполне достаточно для создания значительного материального ущерба от данной аварии. Если к тому же, принять во внимание традиционно низкий уровень организации самой диспетчрской службы, то вопрос о внедрении в систему интеллектуальных устройств - стоит достаточно актуально.

Главная задача таких устройств – быстрая автоматическая реакция на возникновение аварийных ситуаций. К примеру: аварий водопровода, отопления, канализации. Автоматическое закрытие подачи воды позволит предотвратить ущерб от такой аварии.
Своевременное обнаружение аварий в сетях электроснабжения позволит значительно снизить вероятность возникновения пожаров.

Применение систем автоматизайии для коттеджей, гостинниц, офисных и торговых зданий имеет вполне реальный смысл. А что же даёт автоматизация для обитателей жилых квартир в многоэтажных домах?

Можно конечно спорить об экономической целесообразности внедрения таких систем. Для старого жилого фонда, возможно, они и не рентабельны. Но в новостройках с оценкой их эффективности нужно раобраться внимательнее. К примеру: при таком распостранённом явлении, как затопление соседей внизу - сумма ущерба может превысить стоимость системы автоматического контроля. Особенно, если соседи сделали хороший ремонт. А вовремя сработавший датчик и вовремя перекрытый стояк предотвратят печальные последствия.

В наступающий век стопрцентной оплаты коммунальных услуг системы учёта приобретают стратегическое значение. Их наличие и точность будут во многом определять взамоотношения жильцов и поставщиков коммунальных услуг. Ввиду особенностей бывшего Советского народного хозяйства поставшики услуг, будь то воды, отопления, газа или канализации долго ещё будут абсолютными монополистами. Просто, технически вся система подачи этих благ в наши дома устроена именно так. И естественное их желание постоянно увеличивать тарифы, ссылаясь на очередную суровую действительность может быть ограничено только точным учётом реального потребления. Так, как тарифы всё-же будут ограничиваться антимонопольным законадательством поставщики услуг будут использовать лазейку для повышения оплаты – увеличение нормы потребления. При наличии систем учёта такая уловка у них не пройдёт.

Самое уязвимое место жильцов многоэтажек – отопление. Потавить счётчик в каждой квартире - технически нереально. Наша однотрубная или двухтрубная вертикальная разводка не позволяет этого сделать. А смысл в системах учёта тепла есть, и весьма большой. В новых домах теплоизоляция намного лучше, чем в старых «хрущёвках». Соответственно, расход тепла значительно меньше. Вместе с тем, сумма, предъявляемая жильцам, одинаковая. Есть ещё один момент в расчёте оплаты за отопление: все потери тепла на теплотрассах ложатся на потребителя, а ведь зачастую они превышают 40%. Тут действительно стоит задуматься об установке системы учёта, хотя бы одной на дом, или на подъезд. Окупаемость такого технического новшества достаточно быстрая.

Однозначно можно сказать, что системы учёта, автоматизированного управления и системы интеллектуальных зданий проще всего закладывать в здание ещё на этапе проектирования. Установка таких систем в существующее здание обойдётся гораздо дороже. И одним из важных моментов является выбор того или иного оборудования. Выбор оборудования на рынке средств автоматизации огромный. Реально нельзя сказать, что есть лучшее и худшее оборудование, оьборудование каждого производителя имеет свои преимущества и недостатки. Правильный выбор будет определяться двумя факторами – наличием времени и денег.

Во первых нужно сразу отречься от применения дешёвого низкокачественного оборудования – его сбои и аварии могут обойтись весьма дорого. Случайно открывшийся клапан или внезапно отключившаяся подача электроэнергии могут привести к серьёзным авариям. К тому-же устранение аварий самого управляющего оборудования потребует много времени и денег. То есть увеличение эксплуатационных затрат.

Как правило, наблюдается обратная зависимость стоимости оборудования и расходов, связанных с его внедрением и эксплуатацией. Приобретая дорогое оборудование, клиент получает широкий дополнительный сервис и высокую степень готовности к применению – снижаются затраты времени и средств на его программирование, установку и последующее обслуживание. Недорогое оборудование может потребовать значительно больших затрат, в первую очередь на создание программного обеспечения, а это процесс достаточно сложный и требующий наличия квалифицированного персонала, требующего хорошую зарплату. Суммируя затраты на само оборудование и затраты связанные с его внедрением и обслуживанием можно прийти к выводу – дёшево хорошо не бывает.

Но это правило хорошо знакомо и самим производителям оборудования. Для удовлетворения потребностей рынка естественно возник вопрос о разумном компромиссе. Для большинства задач автоматизации, и особенно автоматизации зданий, разумным вариантом является применение в системах управления контроллеров и модулей ввода – вывода серии немецкой компании WAGO. Европейские интеграторы давно по достоинству оценили преимущества серии 750.
Модульность конструкции.

При построении систем редко встречаеются объекты с одинаковым количеством и составом точек ввода – вывода сигналов. Конфигурация каждого узла управления чаще всего индивидуальна. Она зависит от количества устанавливаемых в помещении датчиков и исполнительных устройств. К тому-же применяемые датчики и исполнительные устройства могут отличаться по напряжению и питаться от различных изолированных источников. Для системы WAGO I/O серии 750, такая задача решается довольно легко. Выбрав соответствующие заданным напряжениям и токам модули ввода – вывода, и установив их в сборку контроллера можно составить узел, в котором количество входов – выходов и их состав будет точно соответствовать поставленной задаче.

Универсальность сети передачи данных
Система 750 разрабатывалась для применения в автоматизации технологических процессов в производстве. При этом ставилась задача совместимости с любыми имеющимися промышленными сетями передачи данных. Для пререхода на любую сеть достаточно сменить коммуникационный контроллер, при этом модули ввода – вывода вместе с присоединёнными к ним датчикам не требуют замены и демонтажа. Для автоматизации зданий наиболее распостранены сети LON и ETHERNET.

Универсальность питания системы
В системе 750, благодаря гальванической развязке всех модулей реализована уникальная система подачи питающих напряжений на датчики и исполнительные устройства. В одном узле сети можно совместить несколько напряжений питания, независимых друг от друга. Например, цепи с питанием напряжением 24 В постоянного тока и цепи с питанием 220 В переменного тока. С помощью специальных боковых контактов модули могут брать питание на внешние цепи от соседнего модуля, чем значительно упрощается монтаж всей системы.

Широкий выбор модулей
Для любой задачи можно выбрать подходящий модуль ввода или вывода. Для задач автоматизации зданий очень интересны модули входа и выхода на напряжение 220 В переменного тока, позволяющие построить системы управления без дополнительных реле. Также выпускаются специальные модули для управления современными системами освещения по интерфейсу DALI.

Высокая степень готовности системы
Популярность системы в автоматизации зданий обеспечивает не только хороший состав оборудования , но и мощное и недорогое программное обеспечение. Компилятор WAGO I/O PRO CAA имеет большое количество библиотек с готовыми функциями для управления процессами в зданиях, это и климатические функции, и функции систем охраны и управления доступом, и различные алгоритмы управления освещением. Благодаря постоянно развивающейся базе готовых функций время, необходимое для разработки программных решений значительно снижается. А учитывая, что при внедрении систем практически всегда ставятся очень жёсткие сроки, высокая степень готовности программно аппаратной части системы приобретает конкретный экономический смысл. Любому специалисту, имеющему опыт работы с какими-либо распостранёнными контроллерами не составит труда быстро освоить работу в этой программе. Она основана на популярном средстве программирования CoDeSys фирмы 3S Software и поддерживает 5 языков программирования стандарта IEC 61131-3. Литературы на русском языке по программированию в данной системе можно найти достаточное количество.

Для автоматизации офисных и производственных зданий серия WAGO I/O 750 предоставляет самые широкие возможности. Особенно удобно построение узлов управления в системах с существующей проводкой. Крепление на обычную DIN рейку позволяет устанавливать контроллер в распределительные щиты или монтировать за подвесным потолком.
Для применения в системах сбора информации о потреблении коммунальных услуг контроллер, построенный на системе WAGO серии 750 может собирать информацию нескольких квартир или даже целого подъезда. При этом возможно подключение разных фаз сетевого питания к одному контроллеру. Наличие модулей последовательных портов позволяет подключить GSM модемы, обеспечивающие связь с диспетчерским пультом без проводов.

В настоящее время на рынке средств автоматизации существует много различных технических решений, но многолетний опыт применения системы WAGO I/O серии 750 в Европе позволяет говорить о ней, как об обшепринятом решении для интеллектуального здания.

* Статья публикуется с разрешения компании ПроСофт