СТАТЬИ ПО ТЕМАМ

 
 

Автоматизация

Автоматизированная система контроля и дистанционного управления систем жизнеобеспечения Административного комплекса ОАО «Новошип»

"Автоматизация в промышленности" №10/2007
   

 



 

Пальчик К.Б. - к.т.н., директор Департамента управления имуществом ОАО "Новошип"
Угреватов А.Ю. - инженер по АСУ ТП НПФ "КРУГ"
Гурьянов Л.В. - к.т.н., ведущий специалист НПФ "КРУГ"

 


Статья подготовлена для публикации в журнале "Автоматизация в промышленности" №10/2007

Автоматизация систем жизнеобеспечения зданий в России - достаточно новое направление. За рубежом давно уже не начинают строительство без проектов систем автоматизации. В чём же причина возрастающего интереса к этим системам? Ответ на данный вопрос станет ясным, если рассмотреть структуру затрат инвестора в стоимости здания на протяжении всего его цикла жизни (рисунок 1).


Рисунок 1 - Структура затрат в стоимости здания

Как видно, львиную долю средств инвестора, т.е. владельца здания, "съедает" как раз его эксплуатация. Системы "Интеллектуальное здание" - системы автоматизации и диспетчеризации инженерных систем зданий в целом - позволяют сокращать эти затраты за счёт:

  • экономии энергоресурсов
  • прогнозирования и оптимизации расходов на ремонт (путём предупреждения и недопущения аварийных ситуаций, планирования сервисного обслуживания)
  • повышения эффективности использования трудовых ресурсов
  • повышения безопасности.

Несомненно, автоматизация систем жизнеобеспечения зданий имеет большое будущее, особенно на фоне повышения стоимости энергоресурсов.
Примером такой разработки является Автоматизированная система контроля и дистанционного управления системами жизнеобеспечения Административного комплекса №1 ОАО "Новошип" (АСКиДУ системами жизнеобеспечения АДК №1) на базе SCADA "КРУГ - 2000".

ОАО "Новошип" является одной из крупнейших судоходных компаний мира, главный офис которой находится в г. Новороссийске. Офис располагается в Административном комплексе №1, состоящем из 3-х зданий: 7- и 13-этажные административные корпуса (рисунок 2) и здание столовой.

В 2006 году в Административном комплексе №1 ОАО "Новошип" была завершена реконструкция основных систем жизнеобеспечения зданий с установкой нового оборудования.


Рисунок 2 - Здание АДК ОАО "Новошип"

Назначение автоматизации

Создание системы централизованного диспетчерского контроля и управления для эффективной эксплуатации систем жизнеобеспечения зданий.

Объекты автоматизации

Система теплохладоснабжения, работающая в двух режимах: "Зима"/"Лето" (рисунок 3)
Зима. Теплоноситель (вода) циркулирует по системе: Насосная станция - Пароводяной подогреватель (теплообменник) - Фанкойл.
Пар, поступающий от котельной, подогревает теплоноситель, который насосами подаётся к фанкойлам.
Лето. Теплоноситель (вода) циркулирует по системе: Насосная станция - Чиллер (фреоновый "холодильник") - Фанкойл. Теплоноситель, охлаждённый чиллером до нужной температуры, подаётся к фанкойлам.
Каждый фанкойл работает автономно, автоматически поддерживая заданную температуру в своей зоне.


Рисунок 3 - Система теплохладоснабжения

Горячее водоснабжение
Система выполнена по закрытой схеме, с циркуляционными трубопроводами. Нагрев воды двухступенчатый в емкостных водонагревателях.

Хозяйственно-питьевое водоснабжение
Система состоит из двух установок "HYDRO DOME" фирмы "Grundfos", которые обеспечивают подачу воды и поддержание постоянного давления в системе.

Пожарное и оборотное водоснабжение
Система пожарного водоснабжения состоит из двух групп насосов, установленных в подвальных помещениях здания №1 и №2. Каждая группа работает на свою систему пожарных гидрантов. Насосы включаются при поступлении сигнала "Пожар" от системы пожарной сигнализации. Система оборотного водоснабжения предназначена для охлаждения чиллеров и состоит из 4 насосов, 3 баков и 3 градирен.

Приточная и вытяжная вентиляция
Система приточной вентиляции здания №1 представляет собой три приточных вентилятора, расположенных на техническом этаже. Система приточной вентиляции здания №2 состоит из двух приточных установок (центральные кондиционеры) фирмы "Wesper", установленных на технических этажах. Приточные установки являются готовой вентиляционной системой, включающей в себя фильтр, вентилятор, воздухонагревательные/воздухоохладительные теплообменники, собранные в едином шумоизолированном корпусе, и систему автоматики. Система вытяжной вентиляции состоит из групп вытяжных вентиляторов, расположенных в венткамерах на технических этажах обоих зданий.

Дренажная система
Система состоит из 6 групп дренажных насосов, установленных попарно в дренажных приямках подвалов зданий.

Архитектура автоматизированной системы

АСК и ДУ включает комплекс малогабаритных контроллеров, работает под управлением SCADA "КРУГ-2000" и реализована как распределённая двухуровневая система управления (рисунок 4):

Верхний уровень - АРМ оператора (программный комплекс SCADA "КРУГ-2000" "СТАНЦИЯ ОПЕРАТОРА/АРХИВИРОВАНИЯ - СЕРВЕР")

Нижний уровень - контроллеры Decont, размещённые в 7 шкафах управления для настенного монтажа, установленные в непосредственной близости от автоматизируемого оборудования.

 


Рисунок 4 - Структурная схема АСКиДУ системами жизнеобеспечения
АДК №1 ОАО "Новошип"

Большая рассредоточенность оборудования и требование минимизации длины прокладываемого кабеля определили следующие "архитектурные" решения системы:

  • АРМ оператора расположен в подвале здания №2, как наиболее насыщенного оборудованием (рисунок 5)
  • контроллеры Decont установлены в непосредственной близости от автоматизируемого оборудования.


Рисунок 5 - Центральный пункт управления

Следует отметить, что контроллеры, установленные рядом со станцией оператора, помимо своих основных функций, например, таких как сбор и обработка данных, выполнения алгоритмов контроля и управления, выполняли функции "мостов" (концентраторов) в сети RS485. Такая структура позволила свести к минимуму длину прокладки кабельной продукции, а также повысить общую "живучесть" системы, поскольку контроллеры подключены "звездой".

Основные функции:

  • контроль и сигнализация (световая/звуковая) отклонений параметров от задаваемых границ
  • дистанционное управление оборудованием
  • предоставление наиболее полной и достоверной информации оперативному персоналу
  • ведение и архивирование трендов, печатных документов, протоколов событий
  • выполнение расчетов наработки оборудования
  • программно-аппаратная самодиагностика основных элементов системы.

Отдельно необходимо сказать о возможности системы предоставлять оперативному персоналу историческую информацию о времени и продолжительности работы оборудования.

Помимо простого подсчёта нарастающим итогом, наработка оборудования отображается при помощи тренда в виде некоторой "нагрузочной кривой" (рисунок 6). Эта кривая на тренде строится по точкам, которые соответствуют наработке за определённый промежуток времени (час, сутки).


Рисунок 6 - Видеокадр трендов наработки оборудования

Такое представление наработки позволяет отследить, в какие промежутки времени, например, в течение суток, оборудование работает наиболее интенсивно и, проведя определённый анализ, выбрать оптимальный режим его работы.

Данная задача была легко реализована с помощью функций трендирования SCADA "КРУГ-2000".

Информационная мощность:

  • входных аналоговых переменных > 50
  • входных дискретных переменных > 130
  • выходных дискретных переменных > 40.

Результаты

Введение в эксплуатацию данной системы позволило:

  • Повысить надёжность работы оборудования за счёт контроля его диагностических параметров (например, температуры электродвигателей насосов)
  • Накапливать историческую информацию о работе оборудования (в том числе и по наработке)
  • Планировать оптимальный (экономичный) режим работы оборудования
  • Предупреждать возникновение аварийных ситуаций
  • Сократить количество дежурного оперативного персонала

Руководство Департамента управления имуществом ОАО "Новошип" выразило удовлетворение результатами работы и высказало пожелание о расширении данной системы за счет подключения дополнительных автоматизированных рабочих мест по Intranet-технологии, с использованием программного обеспечения "Web-Контроль", разработанного НПФ "КРУГ".