OGÓLNY OPIS SYSTEMU ZARZ
DZANIA BUDYNKAMI (BMS)
I. CEL OPRACOWANIA
Zakresem niniejszego opracowania jest projekt wykonawczy w zakresie wykonania
systemu monitorowania i sterowania infrastruktury technicznej Budynków A,B,C,D
Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach.
II. PODSTAWA OPRACOWANIA
- zlecenie Inwestora,
- projekt technologiczny węzła co,
- projekt instalacji AKPiA węzła co,
- wizja lokalna,
- uzgodnienia z U\
ytkownikiem,
- obowiązujące przepisy i normy.
III. OPIS TECHNICZNY
Projektuje się system monitoringu oparty na sterownikach swobodnie swobodnie
programowalnych (projekt wykonano na sterownikach TAC XENTA) umo\
liwiających
odczyt sygnałów, sterowanie urządzeniami wg zało\
onego programu oraz łączność z
systemem nadrzędnym z mo\
liwością pełnego nadzoru systemu.
Sterowniki PLC serii XENTA oparte są na technologii LonWorksŁł współpracujące z
aparaturą na obiekcie tj. z czujnikami, przetwornikami, siłownikami, napędami pomp,
komunikujące się w sieci LonWorksŁł między sobą , z mo\
liwością zastosowania w
centralnym systemie nadzoru i monitoringu TAC VISTAŁł. Sterowniki są oparte o
mikroprocesor z systemem operacyjnym przechowywanym w nieulotnej pamięci EPROM
i spełniają standardy LonMarkŁł. Program aplikacyjny i dane są przechowywane w
nieulotnej pamięci zapisywalnej EPROM celem umo\
liwienia uzupełnień i zmian
oprogramowania w trakcie uruchomienia. Ka\
dy sterownik jest wyposa\
ony w port
komunikacyjny oraz gniazdo do podłączenia przenośnego panela operatorskiego lub
komputera serwisowego. Sterowniki i ewentualnie dodatkowe moduły wejść/wyjść mają
mo\
liwość swobodnego rozmieszczenia ich na obiekcie w celu optymalizacji sterowania i
okablowania. System ma mo\
liwość póz
niejszej swobodnej rozbudowy o kolejne
elementy i funkcje. Aplikacja sterownika zawiera swobodnie definiowane zale\
ności
programowe, które mogą być zmieniane z panela operatorskiego lub z systemu
Łł
Łł
Łł
nadrzędnego TAC VISTAŁł. Istnieje mo\
liwość załadowania programów aplikacyjnych i
konfiguracji sieciowej do sterowników w dowolnym miejscu i czasie na obiekcie.
Sterownik jest kompatybilny ze standardem LonWorksŁł , dlatego istnieje mo\
liwość
przeczytania w nim zmiennych sieciowych SNVT z innych urządzeń (np. z falowników),
jak równie\
wystawienia tych wielkości jako wyjściowe do innych procesów. Programy
aplikacyjne sterowników zawierają wszystkie informacje potrzebne do realizacji funkcji
wykonywanych przez sterownik. W skład programu aplikacyjnego wchodzą:
" Funkcje sterownicze i regulacyjne (algorytmy PID, regulacja kaskadowa,
kompensacja wartości zadanej od temperatury zewnętrznej i czasu itp.).
" Programy czasowe opisujące sposób działania zadeklarowanych punktów, to
znaczy określające czasy zmian wartości poszczególnych parametrów oraz czasy
załączenia i wyłączenia sterowanych urządzeń. Zmiana czasu z letniego na
zimowy i odwrotnie będzie odbywała się automatycznie.
" Funkcje alarmowe. Oprogramowanie umo\
liwia operatorowi odebranie
komunikatów o wszystkich alarmach generowanych w urządzeniach na obiektach
oraz wszystkich komunikatów awaryjnych generowanych w systemie. Komunikat
alarmowy informuje operatora o niedozwolonej zmianie stanu monitorowanych
parametrów oraz dacie i czasie jej wystąpienia. Wielkość sygnału jest
porównywana z wartościami granicznymi i w przypadku ich przekroczenia, jest
wygenerowany alarm. Alarm jest generowany z określonym opóz
nieniem,
zabezpieczającym przed zbędnym alarmowaniem przy chwilowych
przekroczeniach wartości granicznych.
Łł
Łł
Łł
" Rejestracja (na komputerze z oprogramowaniem TAC VISTAŁł ). Oprogramowanie
umo\
liwia rejestrację wybranych punktów analogowych lub binarnych i
zapamiętywanie ich wartości. W przypadku przekroczenia zawartości pamięci,
kasowane będą najstarsze dane, na miejsce których będą zapisywane wartości
bie\
ące. Przy rejestracji trendów punktów binarnych sterownik będzie
zapamiętywał ka\
dą zmianę stanu. Przy rejestracji trendów wielkości analogowych
- gdy jej wartość zmieni się o definiowaną wielkość zadaną, sterownik zapamięta
nową wartość analogową i czas zdarzenia. Bufor pamięci sterownika będzie
dostępny do odczytu z centralnego stanowiska nadzoru.
Łł
Łł
Łł
Wszystkie sterowniki zostaną połączone w sieć za pomocą magistrali LonWorksŁł,
która umo\
liwia obsługę wszystkich typów urządzeń  lonowskich (np. pompy, sterowniki
Łł
Łł
Łł
central) zgodnych ze standardem opracowanym przez firmę ECHELONŁł.
Sieć opiera się na przewodzie dwu\
yłowym (skrętka), którym są przesyłane wszystkie
informacje, pomiary, sygnały sterowania, alarmy i inne.
Zadanie BMS
Podstawową funkcją systemu BMS jest integrowanie systemów z monitorowanych
obszarów infrastruktury budynku. Proponowany system TAC VISTA 5 integruje w sobie
systemy bezpieczeństwa, alarmu po\
arowego, wentylacji oraz ogrzewania.
Wszystkie procesy zachodzące w systemie mają swoje odzwierciedlenie na grafikach
BMS.
System prowadzi tak\
e log wszystkich zdarzeń i alarmów.
Dla potrzeb analiz mo\
liwe jest zało\
enie na danym parametrze tak zwanej rejestracji, co
pozwoli np. na prześledzenie wzrostu temperatury serwera przy zadanej temperaturze
klimatyzacji, czy te\
analizę napięcia elektrycznego.
W budynkach P.Ś. projektuje się wykonanie systemu zarządzania infrastrukturą
techniczną w zakresie sterowania i monitorowania instalacji:
" Węzłów cieplnych, budynkowych
" Central wentylacyjnych
" Systemu sygnalizacji po\
aru - SAP
" Systemu kontroli dostępu - KD
" Systemu włamania i napadu - SSWiN
" Systemu telewizji przemysłowej - CCTV
" Instalacji elektrycznej, w zakresie zasilania tablic piętrowych, oraz szaf AKPiA i
Serwerowych, zasilania wind
" Instalacji oddymiania
" Instalacji zamknięć ogniowych
" Sterownie parametrami utrzymania warunków klimatycznych w pomieszczeniach
auli budynku A (sterownie wydajnością oraz nawil\
anie powietrza uzale\
nione od
parametrów panujących w pomieszczeniu
W projekcie przewiduje się integracji systemu sterowania oświetleniem opartego o
sterowniki Philips Light pracujące w standardzie komunikacyjnym LonWorks.
Poszczególne instalacje integrowane będą poprzez wewnętrzny protokół
komunikacyjnych w przypadku systemów SAP, KD, SSWiN, CCTV, monitorowania
instalacji elektrycznej. Bądz
za pomocą oprogramowania pomostowego takiego jak OPC
w przypadku instalacji SAP.
Opis rozwiązań
1. Węzły cieplne i centrale wentylacyjne - projekt automatyzacji węzła cieplnego
oraz central wentylacyjnych stanowi odrębne opracowanie
2. System sygnalizacji po\
aru  SAP
W zakresie tej instalacji projektuj się włącznie centrali master zamontowanej w
serwerowni w budynku C P.Ś. w system BMS. Połączenie pomiędzy centralą a
serwerem wykorzystywać będzie transmisję szeregową RC232. W celu włączenia
instalacji SAP nale\
y na komputerze serwera BMS zainstalować oprogramowanie
OPC dedykowane dla systemu Schrack BMZ Integral umo\
liwiające transfer
danych do platformy TAC VISTA
3. System kontroli dostępu oraz włamania i napadu KD, SSWiN
Projektowany system kontroli dostępu zintegrowany zostanie w systemie BMS na
poziomie sterowników komunikacyjnych z serii TAC XENTA 527. W systemie BMS
zaimplementowane będą funkcje monitorowania oraz zarządzania instalacją KD, w
tym administracja kartami, blokowanie wejść wydawanie kart gościa.
System kontroli dostępu posiadał będzie wspólne okno alarmów z systemem BMS.
4. System telewizji przemysłowej  CCTV
Projektowany system CCTV zaprojektowany został w oparciu urządzenia
pracujące w architekturze rozproszonej, Integral Technologies. Podstawową zaletą
tych urządzeń jest całkowita integracja z systemem KD i SSWiN I/Net Seven i
zarazem z systemem BMS TAC Vista
5. Monitorowanie stanów zasilania obwodów elektrycznych
W budynkach P.Ś. w Kielcach projektuje się monitorowanie w systemie BMS
podstawowych układów zasilania, monitorowanie i sterowanie systemem
oddymiania klatek schodowych oraz systemem zamknięć drzwi
przeciwpo\
arowych i przeciw dymowych .
Realizacja wymienionych instancji wykonana zostanie przy wykorzystaniu
sterowników swobodnie programowalnych TAC Xenta z modułami wejść.
Poni\
ej przedstawiono tabelę sygnałów wejściowych:
DI DO AI AO LON
Piwnica 18 10 18 13 13
Parter 19 2 2
1 Piętro 4 2
Budynek A 2 Piętro 6 2 2
3 Piętro 4 2
4 Piętro 6 2 2
5 Piętro 6 2
63 16 18 13 25
DI DO AI AO LON
Piwnica 18 10 18 13 8
Parter 19 2 2
1 Piętro 4 2
Budynek B 2 Piętro 6 2 2
3 Piętro 4 2
4 Piętro 6 2 2
5 Piętro 6 2
63 16 18 13 20
DI DO AI AO LON
Piwnica 18 10 18 13 16
Parter 19 2 2
1 Piętro 4 2
Budynek C 2 Piętro 6 2 2
3 Piętro 4 2
4 Piętro 6 2 2
5 Piętro 6 2
63 16 18 13 28
DI DO AI AO LON
Piwnica 18 10 18 13 6
Parter 19 2 2
1 Piętro 4 2
Budynek D 2 Piętro 6 2 2
3 Piętro 4 2
4 Piętro 6 2 2
5 Piętro 6 2
63 16 18 13
18
Sterowniki oraz ich rozszerzenia nale\
montować w szafach AKPiA 1200x1200
x300 mm, usytuowanych w pomieszczeniu teletechnicznym na ka\
dym piętrze
budynku. Ka\
dą szafę nale\
y wyposa\
yć w układ zasilania gwarantowanego
24VAC.
Wszystkie wejścia i wyjścia sterowników zamontowanych w szafie nale\
y
 wysznurować na listwach zaciskowych typu ZUG.
Zastosowane sterowniki umo\
liwiają zbieranie sygnałów bezpotencjałowch,
dlatego te\
do monitorowania zasilania obwodów elektrycznych nale\
y zastosować
czujniki kontroli faz typu CKF 316 z wyjściem przekaz
nikowym sygnalizującym
awarię.
Do kontroli i sterowania oddymianiem oraz układem zamknięć ogniowych nale\
y
zastosować styki przekaz
nikowe central. W celu zachowania odpowiedniego
bezpieczeństwa na styku dwóch instalacji nale\
y zastosować separację
galwaniczną w postaci przekaz
ników pomocniczych.
6. Utrzymanie parametrów środowiskowy w pomieszczeniach auli budynek A
Projekt automatyzacji sterowania ogrzewaniem, wentylacją oraz nawil\
aniem
stanowić będzie oddzielne opracowanie techniczne.
7. System sterowania oświetleniem  Philips Ligot
Projekt przewiduje integracje w systemie BMS instalacji sterowania oświetleniem.
Wg projektu elektrycznego instalacja oświetlenia ma zostać wykonana w oparciu o
sterowniki oświetlenia Philips Light pracujące w sieci LonWorks. Przewiduje się
monitorowanie poszczególnych kanałów sterowników a tak\
e ich sterowania.
Serwer danych
Do zbierania danych oraz ich przetwarzania projektuje się instalacji komputera typu
serwer (Optimus VE105 G8 SATA) z macierzą dyskową pracującą w  mirroringu .
Komputer stanowić zainstalować nale\
y w pomieszczeniu  nowej serwerowni  budynek
C w szafie 19 dedykowanej dla systemów bezpieczeństwa oraz BMS.
Serwer nale\
y wyposa\
yć w oprogramowanie systemowe typu Server oraz TAC VISTA
Manager z obsługą do sześciu klientów Workstation.
Workstation
Ka\
de pomieszczeni portierni budynku dydaktycznego projektuje się wyposa\
yć w
stanowisko do podglądu systemu. Stanowisko składać się będzie z komputera typu PC
wyposa\
onego w dwa monitory. Jeden z monitorów powinien być przeznaczony do
podglądu kamer zainstalowanych w budynku, natomiast drugi słu\
yć będzie do podglądu
wizualizacji i alarmów systemu BMS.
w którym znajduje się sego wykorzystania mo\
liwości sterowników TAC XENTAŁł
projektuje się się podłączenie ich do stanowiska komputerowego wyposa\
onego w
narzędzia programowe nadzoru i monitoringu TAC VistaŁł. Budowa modułowa programu
TAC VistaŁł umo\
liwia dopasowanie konstrukcji systemu do potrzeb inwestora. System
ten zapewnia obsługę alarmów i dynamiczny dostęp do monitorowanych parametrów
technologicznych systemu, umo\
liwiając ich wizualizację, modyfikowanie oraz zdalne
sterowanie, za pomocą hierarchicznie powiązanych grafik.
3. Sieć komunikacyjna.
Komunikacja pomiędzy poszczególnymi węzłami sieci (np. sterownikami programowalnymi,
dedykowanymi układami regulacyjnymi, modułami wejść/wyjść, elementami obiektowymi
wyposa\
onymi w mo\
liwość komunikacji, itp.) odbywa się kanałem PT/FT-10 o prędkości 78
kbit wyłącznie za pośrednictwem protokołu LonTalk (standard EIA-709). Magistrala wykonana
będzie kablem typu BELDEN 8471.
IV. PRACE MONTAśOWE
Prace monta\
owe wykonać zgodnie z obowiązującymi przepisami i normami.
Magistralę LonWorksŁł nale\
y układać w oddaleniu (min. 10cm) od kabli energetycznych.
Razem z nią mo\
na uło\
yć przewody zasilania 24V, czujek ruchu oraz inne niskoprądowe
związane z monitoringiem.
Karty LonWorks do wytypowanych urządzeń nale\
y montować zgodnie z instrukcją
producenta.