Система автоматизации инженерных систем

Наше проектное бюро разработало АСУ систему автоматизации инженерных сетей торгового центра.

проект автоматики АСУ

Проект АСУ

Расшифровка сокращений терминов автоматики

Перечень используемых сокращений:

  • АСДУ Автоматическая система диспетчерского управления
  • АРМ Автоматизированное рабочее место
  • ВОЛС Волоконно-оптическая линия связи
  • ВТЗ Воздушно-тепловая завеса
  • ВШ Вентиляционная шахта
  • ДП Диспетчерский пункт
  • ЗИС Здание инженерных служб
  • ИК ММ Инженерный корпус Московского метрополитена
  • КП Контролируемый пункт
  • КТС Комплекс технических средств
  • ЛСА Локальная система автоматики
  • ПО Программное обеспечение
  • СТМ Сервер телемеханики
  • ТМ Телемеханика
  • УСО Устройство связи с объектом
  • ЭМС Электромеханическая служба
  • ОТТ Общие технические требования
  • ПЛК Программируемый логический контроллер

Основные технические решения

схема автоматизации

Система диспетчерского отображения и телеуправления диспетчерской службы, объединяет локальные системы автоматизации инженерных систем галереи на базе управляющих контроллеров и модулей расширения и средств локальной автоматики, и обеспечивает:

Предоставление информации на АРМ диспетчера:

  • о параметрах воздуха.
  • о работе агрегатов систем вентиляции.
  • о работе агрегатов систем кондиционирования.
  • о потреблении холодной воды.
  • о работе агрегатов системы водоснабжения.
  • о работе агрегатов системы канализации.
  • об аварийном переполнении баков канализационных установок.
  • о системе микроклимата.
  • о действиях персонала по управлению оборудованием.
  • об аварийных ситуациях в системах.

Дистанционное управление инженерным оборудованием в галерее.

Дистанционное изменение параметров оборудования.

Оповещение (текстовое и звуковое) дежурного по станции о срабатывании защит, блокировок в локальных системах автоматизации, об отсутствии питания в шкафах автоматики и управления.

проект системы АСУ автоматики

Наладку АСДУ, отладку и изменение программ в процессе эксплуатации, параметрирование значений, просмотр архивов, техническое обслуживание с использованием мобильной инженерной станции, выполненной на базе ноутбука.

Автоматическое ведение журнала событий, возможность их просмотра за выбранный период.

Архивирование данных с СУБД (глубина оперативного архива составляет 30 суток).

Передачу информации в Единую автоматизированную систему диспетчерского управления.

В автоматизированную систему Диспетчерского отображения и телеуправления оборудования электромеханической службы по информационной сети передается информация о состоянии и режимах работы оборудования и предусмотрена возможность дистанционного или автоматического управления. Информационное обеспечение должно быть достаточным для выполнения всех функций системы.

Объём информационного взаимодействия АСДУ определяется на стадии РД. Объем сигналов определяется перечнем сигналов диспетчерского контроля и проходит согласование со службой и дирекцией информационно-технологических систем и систем связи на этапе разработки рабочей документации.

Режимы работы АСДУ-ЭМС

  1. режим телеуправления (ТУ).
  2. режим дистанционного управления (ДУ).
  3. режим местного управления (МУ).

Переключение режимов ТУ/ДУ/МУ осуществляется обслуживающим персоналом со шкафа местного управления по распоряжению диспетчера.

Структура системы АСДУ-ЭМС

Структура системы представляет собой трехуровневую систему, включающей в себя:

Уровень диспетчерского управления, предназначенный для управления производственными процессами и диспетчерского управления. В состав уровня диспетчерского

управления входят:

  • Коммуникационный контроллер (КК) (основной/резервный).
  • Сервер неоперативных данных.
  • Технологическая ЛВС (ТЛВС).

Уровень дистанционного управления, предназначенный для управления технологическими процессами. Уровень дистанционного управления представлен в составе:

  • Обмен данными от шкафов управления технологическим оборудованием.
  • Сбор и передачу сигналов на диспетчерский уровень управления.
  • АРМ (основной/резервный) размещаемые в здании.

Уровень местного управления, предназначенный для управления технологическими процессами и объектом автоматизации с локальных контроллеров автоматики. Оборудование уровня местного управления состоит из:

  • Шкафы и щиты управления вентиляцией.
  • Шкафы управления ВТЗ.
  • Шкафы и блоки управления дренажных и канализационных установок.

Состав системы АСДУ

Система Диспетчерского отображения и телеуправления состоит из:

  • АРМ (основной/резервный).
  • Устройств связи с объектами (шкафы УСО).
  • Кабельных соединений с использованием медных информационных и оптических кабелей.

АРМ ЭМС

Автоматизированное рабочее место системы диспетчерского отображения и телеуправления службы (АРМ ЭМС).

АРМ АСДУ устанавливается на столе дежурного и состоит из:

  • шкафа телекоммуникационного с оборудованием поддержания рабочей температуры
  • рабочей станции
  • монитора.
  • клавиатуры.
  • комплекта компьютерной акустики стерео.
  • источника бесперебойного питания.

АРМ входит в состав уровня дистанционного управления и обеспечивает выполнение следующих функций:

  • мониторинг и управление технологического процесса.
  • мониторинг состояния каналов связи и подчиненного оборудования.
  • отображение аварийных сообщений.
  • отображение истории протекания технологических процессов.
  • защита от несанкционированного использования функций АРМ.
  • предоставление отчетности по протекающим процессам всем уровням диспетчеризации, в том числе, по email.

Управление технологическими процессами с резервного АРМ ЭМС может осуществляться в случаях выхода из строя основного АРМ. На АРМ АСУ в графическом режиме отображаются схемы, планы и другая информация для удобного оперативного контроля ситуации оператором. Отдельные виды информации отображаются в текстовой форме. Экранные формы и таблицы данных АРМ разрабатываются графическими средствами ППО, в процессе разработки проводится согласование экранных форм и таблиц.

КТС АРМ обеспечивает выполнение следующих функций:

  • учет и хранение истории всех подключений и отключений оборудования ЭМС.
  • конвертация данных от инженерных систем.
  • первичная обработка данных.
  • обработка аналоговых параметров для их привидения к единообразной шкале перед передачей в АСУД.
  • сбор диагностической информации.
  • снижение нагрузки на каналы данных между ЛСА, а также на ЛСА, за счет опроса ЛСА только одним клиентом.
  • ведение истории передачи информации между ЛСА и АСДУ.
  • обеспечение выдачи накопленных данных на АРМ резервный (при необходимости или выхода из строя основного АРМ).
  • совместное с АРМ ЭМС аварийное управление ЛСА.

Шкаф автоматики

Устройства связи с объектами размещены в шкафах АСУ, которые установлены в помещениях серверных. Каждый шкаф состоит из:

  • ПЛК (основной/резервный) с модулями ввода/вывода.
  • источников бесперебойного питания с АКБ.

Основными задачами УСО являются:

  • сбор и объединение параметров реального технологического объекта от релейных ЛСА и микропроцессорных СА (МПСА).
  • обмен данными между коммуникационным контроллером и средствами локальной автоматики объектов контроля и управления.
  • вввод сигналов с объекта в АСУ и вывод сигналов на объект.

АСДУ ЭМС относится к информационно-телекоммуникационной системе управления потенциально опасным объектом.

Мероприятия по записи и защите информации выполнять в соответствии с действующими процедурами. В АСДУ предусмотрен контроль доступа пользователей к функциям и данным системы, таким как: права на запуск и останов сервера АСДУ, права на конфигурирование, права на просмотр и изменение значений сигналов.

Все сетевое оборудование физически отделено от сетевого оборудования ЛВС общего пользования, используемой для административного управления, коммерческих целей и доступа в сеть Интернет.

Все прикладное программное обеспечение интегрировано в систему безопасности операционной системы и позволяет использовать учётные записи локальных пользователей операционной системы для ограничения прав доступа. Определены группы пользователей, имеющие право работать на АРМ.

Все локальные системные учётные записи, не требующиеся для установки, настройки и функционирования прикладного ПО АСДУ удалены, вход в систему под этими именами запрещён.

В АСДУ предусмотрена защита программного и информационного обеспечения от программно-математического воздействия вредоносных программ (компьютерных вирусов, троянских программ и т.п.).


Все программное обеспечение технических средств не имеет функций, требующих соединений с Интернетом, в том числе для подтверждения лицензии или активации. Во всех операционных системах настроен контроль удачных и неудачных попыток регистрации, копирования, чтений записи, выполнения или удаления файлов стандартными средствами операционной системы.

В серверах АСДУ и АРМ исключён доступ к внешним устройствам записи информации (приводов CD-RW, USB-портов и т.п. устройств записи информации) для всех пользователей, за исключением пользователей с уровнем доступа администратор. В серверах исключена возможность несанкционированного вскрытия (системные блоки опечатаны).

Оборудование и программное обеспечение.

Применяемое оборудование, программное обеспечение, технические и программные решения системы диспетчерского отображения и телеуправления соответствуют Общим техническим требованиям на автоматизированные системы управления.

Проектом предусмотрены оборудование, программное обеспечение, технические и программные решения, которые обеспечивают отказоустойчивость средств автоматизации инженерных систем, выход из строя одного компонента не влияет на работоспособность исправной части системы и на протекание технологического процесса в автоматическом режиме и функции диспетчерского и дистанционного управления с АРМ.

Все компоненты, выбранные для построения системы отображения, телеуправления и автоматизированной системы диспетчерского отображения, должны быть сертифицированы для применения на территории Российской Федерации, относится к оборудованию профессионального класса, и отвечать всем современным техническим требованиям.

Режим функционирования системы - круглосуточный, непрерывный.

Программное обеспечение

На оборудовании диспетчерского отображения АСДУ предустановлено всё необходимое для реализации заявленных функций системное и прикладное программное обеспечение. Программное обеспечение поставляется в максимально отлаженном виде.

Программное обеспечение (ПО) содержит комплекс программных средств на носителях данных и программные документы, предназначенные для конфигурации, отладки, эксплуатации и проверки работоспособности. Программное обеспечение выполняет логические операции по реализации функций сбора, обработки, хранения, управления, передачи и представления технологических данных и состоит из:

  • общесистемного ПО.
  • прикладного ПО (ППО).

В состав прикладного программного обеспечения входят:

  • ПО SCADA.
  • ПО ПЛК.

ППО обеспечивает:

  • решение функциональных задач системы.
  • безопасное поведение системы при сбоях и отказах аппаратных средств, перерывах и сбоях передачи данных по каналам связи, длительных перерывах электроснабжения.
  • контроль целостности программных средств и протоколирование результатов контроля.
  • защищённость программных средств от несанкционированного доступа и потери информации.

ПО контроллерного оборудования, реализовано на базе ПО, поддерживающего стандарт МЭК 61131-3. Все программное и аппаратное обеспечение должно находиться на испытательном полигоне Заказчика в актуальных версиях. Поставщик обязан своевременно извещать о выходе новых версий, незамедлительно предоставлять их для актуализации и проводить необходимые проверки и испытания на испытательном полигоне до переноса новых версий на действующие системы и оборудование.

Использование программного обеспечения, происходящего из иностранных государств, не допускается. Технические решения по построению и оборудованию системы АСДУ должны четко соответствовать принятым в проекте решениям. Возможно применение аналогичного оборудования проекта должны быть согласованы в официальном порядке с разработчиком проектной документации.

Режим работы системы

Зима

  • схема запуска во время эксплуатации зимой (предварительный прогрев калорифера системы ~3мин., предшествующий включению электродвигателя вентилятора в холодный период года).
  • постоянная работа циркуляционного насоса в режиме Зима.
  • поддержание температуры воздуха, поступаемого в помещение зимой.
  • регулирование производится от датчика температуры SAT, установленного в приточном воздуховоде после вентилятора, посылаемого на контроллер, который в свою очередь воздействует на электрические приводы клапанов HV и RV, установленного на трубопроводе теплоносителя.
  • защита водяного воздухонагревателя от замораживания в зимний период: защита производится по температуре воды (RWT) и по температуре воздуха (FT).

Датчик температуры

Датчик температуры защиты от замораживания по воде устанавливается на обратном трубопроводе, вблизи выхода из воздухонагревателя, по возможности прямо на выходном патрубке без всяких инерционных элементов. При падении температуры ниже установленной, поступает сигнал на отключение вентилятора. Термостат защиты от замораживания по воздуху устанавливается на калорифере с теплой стороны (капилляр змейкой сверху вниз). При падении температуры воздуха за воздухонагревателем ниже установленной, поступает сигнал на отключение вентилятора.

При этом происходит следующее:

  • выключается электродвигатель вентилятора.
  • открывается на 100% регулирующий клапан по теплоносителю.
  • закрывается заслонка наружного воздуха.

После прогрева системы и размыкания контакта термостата, закрывается клапан на теплоносителе, и система переходит в автоматический режим.

  • регулирование скорости вращения роторного теплообменника.
  • автоматическое снижение скорости вращения приточного вентилятора при снижении скорости вращения роторного рекуператора при низких температурах наружного воздуха.
  • защита роторного теплообменника от обмерзания.
  • осуществляется по температуре вытяжного воздуха на выбросе воздуха и перепаду давления на роторном теплообменнике на вытяжке.

Режим работы системы в режиме "Лето"

Контроллером подает сигнал на открывание заслонок приточного и вытяжного воздуха.

При получении обратного сигнала от заслонки осуществляется:

  • пуск приточного и вытяжного вентиляторов.
  • поддержание температуры воздуха, поступаемого в помещение, и регулирование производится от датчика температуры SAT, установленного в приточном воздуховоде после вентилятора, посылаемого на контроллер, который в свою очередь воздействует на электрические приводы клапанов RV и СV, установленного на трубопроводе холодоносител

Автоматизация вытяжных вентиляторов

Для вытяжных вентиляторов В4 предусматривается местный пуск с панели щита ШУ2, а также дистанционный пуск с АРМ диспетчера. В качестве сигнализации срабатывания предусматриваются ответы от контакторов, а также датчики перепада давления.

Автоматизация воздушно-тепловых завес

Воздушные завесы предназначены для разделения зон с разной температурой по разные стороны открытых проемов въездных ворот или входных дверей. За счет выдува воздушного высокоскоростного потока образуется невидимая дверь, которая не дает теплому воздуху выходить наружу и не впускает холодный воздух в помещение.

Для завес предусматривается блок управления Блок-WA НПО "Тепломаш". К блоку подключается дверной контакт, термостат защиты от замораживания и привод клапана теплоносителя. Скорость вентилятора и задание уставки производится вручную с комплектного пульта управления, также подключаемого к блоку.

Включение завесы происходит:

  • при открывании дверей сигнал от концевого выключателя завеса включается на максимальную мощность.
  • при падении температуры в зоне завесы ниже уставки.

Для защиты завесы от замораживания предусматривается установка термостата. Автоматическое отключение электродвигателей при возникновении пожара производится по проекту ЭОМ. Для управления насосами завес (рабочим и резервным) предусматриваются щиты ЩАУН1 и ЩАУН2, обеспечивающие следующие функции:

  • включение насосов по сигналу с Блока-WA.
  • переключение насосов в режиме "рабочий" и "резервный" для равномерной выработки ресурсов.
  • местный пуск насосов посредством переключателя на передней панели щитов ЩАУН.

Автоматизация системы теплоснабжения

На объекте предусматривается подача теплоносителя к приточным установкам, тепловым завесам, радиаторам, в систему ГВС, а также на нужды арендаторов. Для всех контуров предусматривается следующий алгоритм работы:

Управление клапаном теплоносителя HV1 осуществляется по температуре воды, подаваемой в систему ТЕ1 с коррекцией по температуре обратной воды ТЕ1.2 и температуре наружного воздуха существующий датчик. Кроме того, предусматривается мониторинг давления в подающем и обратном трубороводах. Для насосов предусматривается местный со щита ЩУ2 и автоматический пуск, а также сигнализация работы и аварии со встроенных блоков управления.

Управление сплит-системами

В помещении аккумуляторной предусматривается регулирование температуры воздуха посредством резервируемых (100% резерв) сплит-систем. Управление системами предусматривается посредством комплектной автоматики, осуществляющей полное управление внутренними и внешними блоками систем.

Комплектная автоматика выполняет следующие функции:

  • автоматическое поддержание температуры воздуха в обслуживаемых помещениях.
  • включение/отключение каждой сплит-системы в отдельности.
  • переключение сплит-систем по таймеру (автоматическая смена рабочей и резервной сплит-систем).
  • подключение резервной сплит-системы при аварии основной
  • подключение резервной сплит-системы в случае, если основная не обеспечивает необходимую холодопроизводительность.

Комплектная автоматика обеспечивает передачу в систему диспетчеризации здания беспотенциального аварийного сигнала от сплит-систем.

Автоматизация системы холодоснабжения

Для управления существующими на объекте чиллерами сохраняются существующие комплектные щиты автоматизации чиллеров 201WCH01. Предусматривается дистанционный пуск чиллеров посредством подачи сигнала "сухой" контакт от щита ША2 на щит, а также мониторинг состояния чиллеров (работа, авария). Чиллеры связаны между собой по интерфейсу и работают в режиме Master-Slave. Для существующих на объекте драйкуллеров также сохраняется щит управления 2PDB32.1 на базе контроллеров Dixel. Контроллеры щита 2PDB32 подлежат замене. Сам щит сохраняется. Щит автоматики VAK демонтируется. Существующие датчики температуры и давления, а также же приводы клапанов демонтируются и заменяются на аналогичные новые с последующим подключением к щиту ША2. Существующие насосы холодоснабжения подключаются к щиту ЩУ3.Предусматривается замена преобразователей частоты на всех насосах.

Управление освещением и обогревом воронок

В разделе ЭОМ предусматривается дистанционное управление рабочим освещением с установкой в соответствующих щитах ключей и контакторов управления. На АРМ диспетчера контролируется положение ключей и состояние контакторов, а также статус автоматов отходящих линий на щитках рабочего и аварийного освещения. Для групп рабочего освещения предусматриваются 2 режима работы: ручной со щита и дистанционный с АРМ диспетчера. Для групп аварийного освещения предусматривается кроме этого автоматический режим работы от датчиков освещенности, по сигналу от АПС. Так же для распределительных щитов предусматривается контроль положения вводных рубильников и контроль фаз "сухие" контакты. Для ВРУ9 предусматривается снятие следующих сигналов: сигнал аварии АВР генератора, сигнал аварии АВР вводных панелей ВП, контроль фаз, положение вводных рубильников, положение автоматических выключателей.

Мониторинг состояния ИБП (авария, статус внутреннего байпаса, статус ручного байпаса, низкий заряд) осуществляется по протоколу ModBus RTU. Также проектом предусматривается мониторинг состояния и дистанционный пуск обогрева водосточных воронок и дренажных приямков.

Диспетчеризация

Щиты ША подключаются к существующей на объекте системе диспетчеризации по протоколу BACnet IP. Описание объема работ по разделу системы управления зданием. Для реализации данного проекта подрядной организацией на объекте необходимо выполнение следующего объема работ:

  1. Демонтаж существующих на объекте щитов вентиляции VAK.
  2. Демонтаж полевого оборудования.
  3. Закупка оборудования и кабелей согласно спецификации.
  4. Сбор щитов автоматики и управления согласно принципиальных схем и эскизов общего вида.
  5. Замена контроллеров в щите управления драйкуллерами.
  6. Установка щитов автоматики и управления на объекте согласно планов данного проекта с учетом фактического расположения технологического оборудования.
  7. Расстановка полевого оборудования (датчиков) на технологическом оборудовании.
  8. Прокладка лотков в помещении венткамеры.
  9. Прокладка кабелей (на лотках, в гофротрубах, в стояках) от щитов до оборудования.
  10. Подключение оборудования к соответствующим щитам.
  11. Подключение контрольных кабелей к преобразователям частоты.
  12. Подключение пультов и блоков управления тепловых завес.
  13. Программирование контроллеров щитов ША.

Указания по монтажу оборудования и цепей автоматики

При выполнении электромонтажных и пусконаладочных работ руководствоваться требованиями:

  • СП 77.13330.2016 Системы автоматизации. Актуализированная редакция СНиП 3.05.07-85.
  • СП 76.13330.2016 Электротехнические устройства. Актуализированная редакция СНиП 3.05.06-85.
  • ПУЭ изд. 7.

Марки кабелей выбраны с учетом требований температур окружающей среды, материалов, не поддерживающих горение и безгалогенных композиций. Электропроводки выполнить кабелями с индексом нг(А)-HF в металлических трубах в полу, на лотках и ПВХ гофротрубах по стенам.

Кабели управления вентиляторами подпора воздуха, оборудования водоснабжения (задвижки), используемое при тушении пожара, выполнить огнестойким кабелем с индексом нг(А)-FRHF. Кабель маркировать в соответствии с кабельным журналом и планами расположения оборудования и прокладки кабельных трасс, разрабатываемыми на стадии рабочего проектирования.

Не допускается совместная прокладка информационных кабелей (медных и волоконно-оптических) с силовыми кабелями по одним кабельным конструкциям, на одном лотке, в одной трубе. Кабели проложить по кабельным конструкциям. Кабель маркировать в соответствии с кабельным журналом и планом расположения оборудования и прокладки кабельных трасс.

Крепление монтажных конструкций выполнить в соответствии с Альбомом типовых решений. Монтаж кабельных коммуникаций и оборудования средств автоматизации произвести после монтажа основного технологического оборудования, вентиляционных коробов, трубопроводов систем водоснабжения и канализации.

Кабели прокладывать без сросток и муфт. Нарезку кабелей произвести после контрольного промера трасс прокладки с учетом запаса на разделку концов кабелей.