Sistem de conducere centralizata BMS (Building Management
System)
1. GENERALITATI In etapa actuala tinand cont de cerintele
generale de gestionarea cat mai eficienta a energei, in cazul
cladirilor cu dimesniuni mari se impune prevederea unui sistem de
conducere centralizata (Building Management System). Sistemele BMS
sunt implementate in general, in cladirile mari, cu instalatii si
echipamente complexe, datorita necesitatii centralizarii
informatiei si gestiunii sistemelor, pentru optimizarea functionala
si energetica a acestora. Sistemele de conducere centralizata BMS
pot integra toate sistemele (instalatiile din cladire): sistemele
de climatizare si de producerea energiei termimce, sistemele de
iluminat si de electricitate in general, sistemele de control acces
si de antiefractie, sistemele de siguranta si de avertizare
incendiu etc. Sistemul BMS se prevede cu doua calculatoare
dispecer: - unul pentru sistemele speciale de siguranta: control
acces, antiefractie, supraveghere incendii - unul pentru sistemele
de HVAC (Heatin Ventilation Air Conditioning ) si Electrice
Utilizarea unui sistem BMS are ca scopuri principale :
monitorizarea / urmarirea starii intregului sistem dintr-un singur
punct al cladirii. Prin monitorizarea sistemului se intelege atat :
vizualizarea cat si posibilitatea de a se da comenzi.
eficientizarea functionarii si maintenantei sistemelor integrate in
BMS realizarea unor importante economii de energie asigurand
conditii de confort optime Prin monitorizarrealizarea ea sistemului
se intelege vizualizarea cat si posibilitatea de a se da comenzi.
atat :
Vizualizarea : - starilor de functionare pornit / oprit _ alarma
defect pentru toate echipamentele conectate in reteaua de
icomunicatie BMS . - valorilor instantanee ale parametrilor
principali din instalatie (temperaturi, presiuni, curenti :
Intensitati, tensiuni, puteri etc) - instantanee a prealarmelor si
alarma prestabilite pentru diverse echipamente si parametrii (ex
alarme: temperaturi minime protectie
antiinghte, temperaturi maxime limitare, presiune minima
instalatie, presiune maxima, etc ex prealarme: nivel colmatare
filtre aer, nivel CO2, nivel presiune ulei chiller, etc.
Toate acestea asigura identificarea defectelor cu un efort minim
si cu maxima eficienta permitand: - reducerea personalului de
supraveghere si mentenanta - luarea unor decizii rapide si corecte
(unele de tip preventiv), - eficientizarea interventiilor (reactii
rapide, direct la echipamentul respectiv), imbunatatirea
mentenantei prin posibilitatea programararii rationale a
interventiilor Comenzi: - asigura posibilitatea realizarii si
modificarii programelor orare / saptamanale / specifice pentru
functionarea echipamentelor si instalatiilor -- informatiile
primite (valori si stari) asigura realizarea unei baze de date, ce
permite realizarea de grafice evolutive, cu urmarirea in timp a
evolutiei diversilor parametrii, echipamente si instalatii (ex:
informatiile primite de la centralele de masura electrice, permit
monitorizarea consumurilor de nergie electrica si stabilirea de
grafice de functionare, pot fi definite rapoarte si grafice on-line
pentru orice valoare dorit: evolutia temperaturii (aer exterior,
aer introdus,apa calda apa racita, etc), numarul orelor de
functionare al diverselor echipamente (cazane, chillere, pompe,
etc). - pe baza valorilor instantanee ale curentilor electric se
pot realiza programe speciale de delestare / limitare a consumului
pentru varfurile de sarcina, deconectand de la retea consumatorii
mai putin importanti sau reducand treptele de consum (in cazul in
care echipamentele permit acest lucru) - permite realizarea unei
arhive de alarme, stocata in memoria calculatorului - permite
transmiterea alarmei la o imprimanta matriciala, sau prin SMS la
personalul de intretinere - pentru accesul la instalatie se poate
stabili o anumita ierarhie, cu mai multe trepte de acces in functie
de importanta personalului de exploatare (prin conexiunea la
internet si utilizand unui dispozitiv specializat se permite
accesul de la distanta - pentru orice persoana care detine o parola
de acces valabila) Utilizand facilitatile de programare si comanda
de la nivelul dispecerului central:
- se elimina factorul uman de interventie aleatoare prin
actionarea manuala, locala de actionare pornit / oprit pentru
echipamente si instalatii - se realizeaza functionarea in conditii
de siguranta aechipamentelor si instalatiilor la parametrii
proiectati asigurand confortul optim necesar al persoanelor din
cladire. - asigura realizarea de economii importante prin reducerea
consumurilor de energie (determinat de automatizarea completa a
operatiunilor de reglare automata, programare, optimizarea
functionarii, etc) ;
2. ARHITECTURA de SISTEM si COMUNICATIE. Un sistem de conducere
centralizata BMS trebuie sa aiba o structura modulara, care sa tina
cont de conditiile de instalare si de functionare a echipamentelor
existente administrate si sa permita si extinderi ulterioare ale
retelei. (in functie de nevoile ulterioare de dezvoltare ale
cladirii) . Orice arhitectura de sistem BMS se compune din trei
nivele ierarhice, conform descrierii de mai jos, de la nivelul
inferior la cel superior, dupa cum urmeaza: Nivelul 1. -Echipamente
de culegere a datelor si echipamente de actionare (echipamente de
camp) Nivelul 2. - Controlere de automatizare echipate cu interfete
de comunicatie utilizate pentru instalatiile HVAC, Electrice ,
Sanitare etc ( ex: centrale de ventilatie, centrale de firg,
centrale termice, tablouri electrice, etc) Nivelul 3. - Post
central de conducere a sistemului: dispecerul sistemului BMS Nivele
ierarhice ale unui sistem de conducere centralizata BMS
In sistemul de conducere centralizata (BMS) fiecare echipament
sau instalatie automatizata va putea functiona atat independent,
controland local (echipamentul, instalatia) pentru care a fost
prevazuta cat si conectat pe reteaua de comunicatie, la dispecerul
central. Pentru integrarea intr-un sistem BMS este obligatoriu ca
automatizare locale sa fie prevazute cu interfete de comunicatie.
controlerele de
Se vor utilizarea controlere cu protocoale de comunicatie
standardizate (ex. LON, BACnet, Modbus, etc) care asigura
comparibilitatea cu softwareurile specifice ale tuturor fimrelor de
automatizare. Utilizarea de protocoale specifice limiteaza
posibilitatile de integrare si implica costuri suplimentare
substantiale in cazul dezvoltarilor /integrarilor ulterioare.
Utilizarea protocoalelor de comunicatie standardizate asigura
posibilitatea integrarilor ulterioare pentru noile echipamente sau
sisteme montate in etapele urmatoare. Comunicarea dintre
controlerele locale ale diverselor sisteme (HVAC, SANITARE,
ELECTRICE, etc), in sistemul de conducere centralizzata, se va face
pe mai multe retele in functie de protocoalele de comunicatie
utilizate (LON, MODbus, BACnet, etc) Structura retelelor va fi
conforma cu standardele internationale ISO. Retelele vor fi
optimizat astfel incat sa permita obtinerea unor viteze maxime de
transmitere intr-o retea cu o structura oarecare si de dimensiuni
considerabile.
RECOMANDARE: cablul pentru reteaua de bus este: J-Y(ST)Y
2x2x0,8. Acest tip de cablu se recomanda a fi utilizat intre toate
controlerele, precum si intre acestea si dispecerul central
Sisteme ce urmeaza a fi monitorizate prin intermediul
dispecerului central :-
HAVC (Centrale Tratare Aer, Centrala Termica, Centrale Producere
Frig, Ventiloconvectori, Ventilatii) Sanitare (alimentare cu apa,
grupuri de pompare, contorizari) Electrice (tablouri electrice,
centrale de masura) Alte sisteme (lifturi, grup electrogen, etc
)
3. CONTROLERE DE RETEA Pentru asigurarea sistemelor monitorizate
si pentru asigurarea unor viteze de transmisie corespunzatoare se
vor folosi controlere de retea prevazute cu modem telefonic
integrat si displayuri de vizualizare (nr si zone de amplasare in
functie de posibilitatile de integrare ale devicesurilor conectate
in retea) Controlerele de retea vor functiona atat independent sau
conectate la un calculator central. Utilizarea unei arhitecturi de
retea ce utilizeaza controlere de retea asigura urmatoarele
avantaje, fata de utilizarea routerelor: - asigurarea permanenta a
unui back up al sistemului, prin programele introduse in memoriile
locale - asigurarea unei sicronizari automate a bazei de date
existente in aceste controlere de retea - viteze marite de
transmitere a informatiilor (intre controlerele de retea si
calculatorul dispecer legatura se face pe retea Ethernet cu viteze
de transmisie de 10-100 MBs, fata de alte sisteme la care
conectarea controlerelor se face direct in calculatorul central
prin intermediul unui router viteza de transmisie ajungand pana la
maxim 78kBs) - Controlerele de retea interogheaza in mod automat,
periodic controlerele locale conectate in retea. - Interogarea
controlerelor de retea realizata de dispecerul central se face cu
viteze marite (pe Bacnet) - posibilitatea conectarii de la distanta
direct la controlerele de retea prin modemul telefonic sau prin
reteaua TCP/IP Controlerele de retea vor fi prevazute cu mai multe
porturi de comunicatie pentru nivelele inferioare si cu un port
pentru nivelul superior . Comunicatia cu nivelele inferioare
(regulatoarele locale ale diverselor echipamente si sisteme din
cladire ce trebuiesc monitorizate) poate fi realizata prin
protocoale: TCI, LON, MODbus. Comunicatia cu un nivel superior
(calculator dispecer, prevazut cu programe software specializate)
se realizeaza prin protocolul standardizat BACnet/ IP sau Ethernet.
Controlerele de retea pot fi prevazut cu un display cu cristale
lichide si modem telefonic. Cu ajutorul displayului se pot
vizualiza si modifica parametrii din instalatie, iar prin
intermediul modemului telefonic se permite accesul rapid, de la
distanta Controlerele de retea vor permite supravegherea mai multor
instalatii, numarul acestora variind in functie de producator, de
tipul de protocol de comunicatie (Comm3, Comm4 sau LON) utilizat in
sistemele conectate. Pentru fiecare controler de retea se
realizeaza programarea specifica, tinand cont de fiecare din
sistemele integrate.
4. POST CENTRAL DE CONDUCERE CENTRALIZATA A CLADIRII (Dispecer
central) Dispecerul central al cladirii const dintr-o unitate de
control al cldirii: o staie de lucru PC cu program software
specializat pentru urmarirea sistemelor HVAC si electrice
Operatorul cldirii folosete fie o staie de lucru PC dintr-o reea
local (LAN) Ethernet sau ARCNET, fie dintr-o reea compatibil cu
protocol de control al transmisiei / protocol internet (TCP/IP). Se
poate folosi un modem pentru accesarea de la distan i pentru
comunicaia cu sistemul. Acest sistem de conducere centralizata va
fi compatibil cu sistemele de control produse eventual de mai multe
companii, avand insa la baza protocoale standardizate deschise
(Lon, BACnet, Modbus).
Programul software specializat trebuie sa transforme cerinele
complexe n operaiuni simple, unitare i fiabile. El poate controla
orice tip de echipament HVAC, dar confer avantajele suplimentare
ale unui sistem Integrated Comfort cnd este conectat la un
echipament trane HVAC. Mai mult, softwareul va putea fi
interconectat si cu alte sisteme ale cldirii, cum ar fi sistemele
de averizare mpotriva incendiilor, sisteme de control al evacurii
noxelor, etc prin semnalele puse la dispozitie de acestea.
Programul realizat pentru staiile de lucru PC este program intuitiv
i uor de folosit. Monitorizarea interactiva este realizata in timpi
reali De la calculatorul dispecer central, operatorul va avea acces
la toate marimile, va putea realiza modificarea valorii
temperaturilor, modificarea programelor de functionare orara,
curbele de temperatura dupa care se doreste a functiona
instalatiilor, etc. Toate aceste operatii se vor realiza usor, fara
a necesita cunostinte de informatica, ci numai cunoasterea
instalatiilor propriu-zise. Prin acest sistem toate operaiile
zilnice se pot efectua dintr-un singur loc..printr-un simplu click:
Schimbarea setpointului / punctului de functionare al instalatiei
Vizualizarea alarmelor i a jurnalului de evenimente aparute in
sistem Gasirea solutiilor pentru alarmele si problemele tehnice
aparute Comanda prioritara / suprascrierea programelor, simplu si
rapid Schimbarea orelor de functionare din programele de timp
zilnice Administrarea sistemelor HVAC si Electrice integrate
Arhivarea datelor inregistrate Trasarea de curbe grafice
Monitorizarea consumurilor energetice Stabilirea de programme de
delestare pentru reducerea consumurilor
4.1. CALCULATOR DISPECER (STATIA DE LUCRU) Calculatorul dispecer
va fi echipat corespunzator din punct de vedere hardware si
software. Hardware Urmatoarele componenet vor fi instalate in
camera dispecerului: 1. Calculatorul personal: Unitatea central de
procesare va fi cel puin un procesor Intel Pentium i va funciona la
cel puin 1,5 GHz, min.512 megabii de RAM, inscriptor de CD 32X ,
DVD ROM, hard disk 100 GB, timp de acces minim de 8 milisecunde,
porturi seriale,
paralele, de comunicare n reea necesare i toate cablurile pentru
funcionarea corespunztoare a sistemului. tastatura si maus optic cu
dou butoane monitor LCD 17" , cu o plac grafic corespunz toare.
Imprim anta de alarme matriciala, format A4 2. Modem: modemuri
telefonic cu formare automat a numrului + cablurile respective de
conectare. Viteza de transmisie 56 kBPS, va comunica prin linii
telefonice cu frecven vocal (PSTN). 3. BACnet: Staii de lucru
(controlere de retea) vor fi compatibile cu modulele interoperabile
BACnet (BIBBS) pentru servicii de citire (iniiere) i scriere
(executare). Software Urmatoarele programe vor fi instalate pe
calculatorul dispecer: 1. Sisteme de operare acceptate sunt: minim
Microsoft Windows XP Professional. 2. Licena software specializata
(exemplu: TRACER SUMMIT) pentru staia de lucru Licena va fi: unic
pentru fiecare staie de lucru PC din reea independent de numrul de
puncte din sistem. Orice extinderi ulterioare ale sistemului vor fi
usor de integrat, fara a necesita suplimentari ale licentei de
software Softwareul specializat va fi furnizat cu o librrie grafic
standardizata, de o mare complexitate, usor de folosit de catre
oricare utilizator (manager, proprietare, personal de intretinere).
Simpla reprezentare a informaiei grafice permite operaii mai uoare
i ajut utilizatorii s ia decizii corecte, bine informate n legtura
cu optimizarea propriului sistem. In plus fa de librria grafic
extensiv, va include, de asemenea, toate funciile standard ale unei
conduceri centralizate si anume: - Controlul alarmelor - Programari
orare - Vizualizarea Zonelor (stari si parametrii)
-
Arhivarea datelor Schimbarea datei Suprareglari manuale Editor
pentru crearea sau modificarea graficii
Grafica: Aplicaia software a operatorului va fi orientat grafic,
permitand afiarea a minimum 10 ecrane grafice simultan pentru
compararea i monitorizarea strii sistemului. Permite operatorului o
metod de a trece uor de la un afiaj grafic la altul i de a modifica
dimensiunea i amplasarea acestora pe ecran. Elementele grafice ale
sistemului vor putea fi modificate online sau offline. Un operator
cu un nivel de parol adecvat va putea aduga, terge sau modifica
punctele dinamice pe un grafic. Punctele dinamice vor include
valori analogice i binare, text dinamic, text static i fiiere de
animaie. Elementele grafice vor putea indica animaia
echipamentului. Elementele grafice vor putea s lanseze alte
aplicaii ale calculatorului. Urmtoarele elemente pot fi incluse n
grafic: Orice informaii disponibile n sistem sub form de date
numerice sau text Valori analogice care pot schimba culorile pe
baza devierii de la o valoare dorit Text static definit de
utilizator, ntr-o mare varietate de caractere i culori Animaie,
folosind imagini binare, fiiere animate GIF sau video (AVI) Text
hyperlink i imagini care pot fi adugate pentru deplasarea ntre
elementele grafice Imagini grafice multiple care corespund
formatelor standard JPEG, GIF, BMP, pe lng biblioteca de imagini a
echipamentului HVAC, inclus n pachetul de program Tracer Summit
Reprezentri grafice al tendinelor istorice sau valori n timp real
Comenzi ale utilizatorului, printre care butoane, casete, liste i
cmpuri 4.2. FUNCTII ALE PROGRAMULUI SOFTWARE UTILIZAT PENTRU
CONDUCEREA CENTRALIZATA 1. Salvarea i actualizarea automat a bazei
de date a sistemului. Baza de date va fi actualizat ori de cte ori
este fcut o modificare. Stocarea acestor date se va face automat i
nu va necesita intervenia operatorului. 2. Salvarea i actualizarea
manual a bazei de date. Un operator al sistemului cu o autorizaie
de parol corespunztoare va putea s arhiveze baza de date di orice
controler al sistemului i s o stocheze pe un mediu de stocare.
3. Configurarea sistemului. Aplicaia software a sistemului va
oferi o metod grafic de configurare a sistemului. Utilizatorul cu o
autorizaie de securitate corespunztoare va putea s adauge / elimine
/ editeze dispozitive. 4. Asistena i instruirea online. Ofer un
sistem de asisten contextual online care l ajut pe operator n
operarea i editarea sistemului. Asistena online va fi disponibil
pentru toate aplicaiile i va oferi date relevante pentru acel
ecran. Informaii suplimentare de asisten vor fi disponibile prin
utilizarea hipertextului. Ofer un disc compact interactiv cu
instruciuni care va funciona drept instruire/asisten online pentru
operatorul sistemului.(CD Tutorial)
5. Securitate Parole de acces Fiecare operator va trebui s
deschid sesiunea n sistem cu un nume de utilizator i o parol pentru
a vizualiza, edita, aduga sau terge date. Accesul unui grup de
utilizatori la o aplicatie din sistem poate fi definita prin
diverse autorizari, destinate unei functii importante din
aplicatie. Parola de acces pentru fiecare grup de utilizator
permite printre alte autorizari si autorizarea de a porni si de a
opri o anume aplicatie. Administratorul de sistem va putea stabili
parolele i nivelele de securitate pentru toi ceilali operatori.. 6.
Diagnosticul de sistem. Sistemul va monitoriza automat unitatile de
control de retea tip BCU i controlerele, inclusiv starea de
comunicare a acestora. Eroarea unui dispozitiv va fi anunat
operatorului. 7. Procesarea alarmelor. Orice obiect din sistem
poate fi configurat pentru a alarma i dezalarma n cazul oricrei
devieri de la starea normal. Operatorul va putea configura limitele
alarmei, limitele de avertizare, strile i reaciile fiecrui obiect
din sistem. a) Reacii la alarm. Operatorul va putea s stabileasc ce
aciuni, dac exist, vor trebui efectuate, de ctre fiecare obiect
(sau punct), n timpul unei alarme. Aciunile vor include logarea,
tiprirea, iniierea programelor, afiarea mesajelor, apelarea
staiilor la distan, chemarea, redirecionarea ctre o adres de
e-mail, oferirea unui anun audibil sau afiarea anumitor elemente
grafice ale sistemului b) Alarme binare. Fiecare obiect binar va fi
setat s alarmeze n funcie de statutul specificat de operator (stare
: functionare / defect). Ofer capacitatea de a dezactiva alarmarea
atunci cnd echipamentul asociat este oprit sau reparat. c) Alarme
analogice. Fiecare obiect analogic (ex. Senzor de temperatura,
presiune) va avea att limite maxime ct i minime de alarmare i
avertizare. Alarmarea trebuie s poat fi dezactivat automat i
manual.
8. Jurnale de tendin (Grafice) . Operatorul va putea defini dou
tipuri de tendine: Curbe grafice dinamice . Un numr nelimitat de
ferestre grafice de tendine dinamice pot fi afiate simultan. Poate
fi afiat tendina a maximum patru puncte de date de sistem, pe
fereastr. Punctele de date de tendin pot reprezenta un mixaj de
orice tip (analog, binar). Perioada de eantionare este selectabil n
funcie de utilizator pentru fiecare tendin dinamic cu o valoare
minim de zece secunde. Configuraia tendinei grafice dinamice poate
fi salvat pentru o utilizare viitoare. Tipul diagramei (bare,
linii) poate fi selectat. Curbe grafice cronologice: Un numr
nelimitat de ferestre grafice de tendine cronologice poate fi afiat
simultan. Poate fi afiat tendina a maximum dousprezece puncte de
date de sistem pe fereastr. Punctele de date de tendin pot
reprezenta un mixaj de orice tip (analog, binar). Perioada de
eantionare este selectabil n funcie de utilizator pentru fiecare
tendin dinamic cu o valoare minim de un minut. Configuraia tendinei
grafice cronologice poate fi salvat pentru o utilizare viitoare.
Definiia tendinelor include intervalul, momentul de nceput i
momentul de oprire. Vor fi selectate intervale de tendin de 1, 5,
15, 30 i 60 de minute precum i o dat pe schimb (8 ore), o dat pe
zi, o dat pe sptmn i o dat pe lun. Operatorul de sistem cu o parol
corespunztoare va putea s stabileasc cte eantioane sunt stocate n
fiecare tendin. Datele de tendin pot fi de asemenea stocate i
exportate n format ASCII delimitat prin tabulatori pentru a fi
folosite cu alte pachete de procesare a textului i foi de calcul
standard n domeniu. Tipul diagramei (bare, linii) poate fi
selectat.
9. Jurnal de alarme i evenimente. Operatorul va putea s
vizualizeze toate alarmele i evenimentele sistemului din jurnal din
orice locaie a sistemului. Operatorul va putea s sorteze i s
filtreze cu uurin alarmele precum i s exporte datele jurnalului de
evenimente ctre aplicaii externe. Evenimentele vor fi listate
cronologic. Un operator cu un nivel de acces corespunztor poate lua
la cunotin i terge alarmele. Toate cele care nu au fost terse de
operator vor fi arhivate pe hardwareul staiei de lucru. 10. Obiecte
i setarea proprietilor. Sistemul va oferi o metod prin care
operatorul cu un nivel de acces corespunztor va seta orice obiect
din sistem. Setarea va fi disponibil din meniu sau din elementele
grafice. 11. Sincronizarea ceasului. Ceasurile n timp real din
toate panourile de control i staiile de lucru ale cldirii vor fi
sincronizate la comanda operatorului. Sistemul va putea sincroniza
automat toate ceasurile sistemului, zilnic de la orice dispozitiv
din sistem desemnat de operator. Va regla automat ora de var precum
i ora standard, dup caz.
12. Rapoarte i jurnale. Ofer un pachet de raportare care permite
operatorului s selecteze, modifice sau s creeze rapoarte. Fiecare
raport va fi definit n funcie de coninutul de date, format. Datele
din raport vor fi arhivate pe hard disk pentru raportarea
cronologic. Rapoartele vor fi marcate n funcie de or i dat i vor
conine un titlu al raportului i denumirea unitii. Sistemul va
permite definirea ablonului de raport care poate fi folosit pentru
generarea rapoartelor. Rapoartele i jurnalele vor fi stocate pe
hard disk-ul calculatorului ntr-un format uor accesibil din orice
alte aplicaii software standard inclusiv foi de calcul i text.
Rapoartele i jurnalele vor fi uor de tiprit pe orice imprimant.
Rapoartele pot fi programate: planificate n funcie de zi, zi a
sptmnii, zi a lunii/anului.
A. MONITORIZAREA SISTEMELOR HVAC1. CARACTERISTICI SPECIFICE
PENTRU SISTEMUL HVAC In corpurile de cladire realizate se vor
monitoriza urmatoarele sisteme HVAC: - Centrale de Tratare a
Aerului - Ventiloconvectori - Centrale de producere a apei racite -
Centrala termica - Ventilatii Pentru noile echipamente ce urmeaza
sa fie montate la Tomis Mall se propune realizarea unui sistem de
conducere centralizata, care va permite asigurarea unei functionari
optime cu consumuri reduse de energie electrica.
Pentru aceasta fiecare sistem va fi prevazut cu controlere
locale de automatizare, specializate, cu interfete de comunicatie
pentru integrarea in sistemul de conducere centralizata a cladirii.
In acest sistem BMS nou propus vor putea fi integrat si alte
echipamente / sisteme prevazute cu controlere sau interfete de
comunicatie standardizate LON, Modbus RTU, BACnet.
2.1
Centralele de tratare a aerului
Centralele de tratare a aerului au fost prevazute cu toate
echipamentele de camp necesare (senzori de temperatura, presostate
diferentiale, servomotoare de clapete, vane si servomotoare de
vane) si controlere locale ce permit automatizarea locala, pe baza
unor programe specifice, ce tin cont de structura fiecarei centrale
in parte. Echipamentele de automatizare de camp au fost alese pe
baza datelor tehnice aferente fiecarei Centrale de Tratae a Aerului
iar controlerele de automatizare alese sunt de tip liber
programabil, prevazute cu interfete de comunicatie standardizata
LON, permitand conectarea intr-o retea de comunicatie pentru BMS
Local pentru vizualizarea parametrilor este prevazut cate un
dispozitiv special, tip ecran tactil, ce se afla montat pe usa
tabloului electric, aferent centralei de tratare a aerului
respective Toate datele din controler pot fi vizualizate atat local
(pe displayul LCD) cat si transmise si monitorizate (vizualizare si
comanda) de la dispecerul central al cladirii Informatiile
monitorizate sunt urmatoarele: Temperaturi: - temperatura aerului
proaspat (exterior) in functie de care se stabileste nivelul de
temperatura din incapere in functie de regim vara / iarna -
temperatura aerului introdus in incapere pentru limitare inferioara
sau superioara - temperatura aerului evacuat din incapere - pentru
functia de reglaj
- temperatura aerului evacuat dupa recuperatorul de caldura
pentru asigurarea protectiei la inghet a recuperatorului cu placi -
temperatura aer amestec - monitorizare - temperatura agentului
termic la iesirea din bateria de incalzire pentru monitorizare
eficienta baterie si asigurare suplimentara antiinghet a bateriei
de incalzire Calitate aer : - calitate aer evacuat din incapere
pentru reglaj aport aer proaspat
Presiune aer : - presiune aer tubulatura introducere pt comanda
convertizor de frecventa ventilator introducere - presiune aer
tubulatura evacuare pt comanda convertizor de frecventa ventilator
evacuare Stari de functionare si alarme : - stare functionare
generala CTA (pornit oprit local) - stare functionare generala CTA
(pornit oprit din BMS) - stare filtru aer proaspat (normal
_colmatat) : alarma - stare filtru aer amestec (normal _ colmatat)
: alarma - pericol inghet baterie incalzire : alarma - stare
ventilator introducere : declansare suprasarcina alarma - stare
ventilator evacuare : declansare suprasarcina alarma - stare usa
acces ventilator introducere : inchis deschis - stare usa
ventilator evacuare : inchis - deschis - stare pompa de circulatie
baterie incalzire : functionare : pornit _ oprit - stare pompa de
circulatie baterie incalzire : avarie : normal _ alarma - stare
pompa de circulatie baterie racire : functionare : pornit _ oprit -
stare pompa de circulatie baterie racire : favarie : normal_alarma
- reset general CTA - semnal avertizare incendiu (primit de la
sistemul de detectie antiincendiu - determina oprirea centralei)
Comenzi de actionare : - actionare ventilator de introducere
(comanda pornit _oprit) - actionare ventilator de evacuare (comanda
pornit _ oprit) - actionare pompa de circulatie baterie incalzire (
comanda pornit _ oprit) - actionare pompa de circulatie baterie
racire ( comanda pornit _ oprit) - actionare continua servomotoare
clapete de aer : aer proaspat / aer evacuat / aer recirculat /
by-pass recuperator cu placi): actionare continua 0-10V - actionare
continua servomotoare vane de reglaj agent termic baterie de
incalzire si respectiv de racire : actionare continua 0-10V
2.2
Ventiloconvectori
Ca unitati terminale, pentru realizarea climatului local se
utilizeaza ventiloconvectori cu 4 tevi, cu baterii separate pentru
incalzire si respectiv racire. Acest tip de ventiloconvector (cu 4
tevi) permite ca in functie de zonele de amplasare, in perioadele
intermediare (primavara / toamna) unele sa functioneze in regim de
incalzire (in cazul incaperilor umbrite, orientate spre Nord) iar
altele sa
functioneze in regim de racire (in cazul incaperilor mai
insorite, in care efectul de sera este mai pregnant) Pentru
automatizarea ventiloconvectorilor se utilizeaza varianta
controlerelor de automatizare cu comunicatie LON ce permit
integrarea intr-un sistem BMS, cu posibilitatea de transmitere de
date la nivelul unui dispecer central. Utilizarea controlerelor de
automatizare speciale pentru ventiloconvectori ofera urmatoarele
avantaje: Flexibilitate : programareai fiecarui ventiloconvector in
conformitate cu cerintele Individuale ale fiecarei incaperi
programarea mai multor regimuri de temperatura (redus/normal)
trecerea in regimul de temperatura redus la parasirea incaperii sau
pe baza de program orar posibilitatea supravegherii si realizarea
comenzilor de la dispecerul central (nivelele de temperatura,
gradul de ocupare, trepta de viteza a ventiloconvectorului din
fiecare incapere) Economii de energie : programarea orara,
saptamanala, etc permite (prin reducerea nivelului de temperatura)
realizarea de economii importante Ventiloconvectoarele sunt
echipate cu toate accesoriile necesare, specifice pentru
transmiterea de date: controllere cu posibilitati de comunicatie
LON. Pentru a da posibilitatea unui reglaj calitativ local, in
functie de dorinta utilizatorilor zonei respective s-au prevazut si
unitati de camera pentru controlul local (cu afisaj LCD). Acestea
permit stabilirea in +/- 3 grdC fata de setpointul de temperatura
prestabilit la nivelul dispecerului central. Deasemenea permit si
oprirea sau trecerea in regim manual / automat a treptelor de
ventilator si stabilirea unui regim de functionare (economic sau
normal) Prin programul orar / zilnic / saptamanal se pot stabil
regimurile de functionare dorite : - regim normal = confort in
perioadele de ocupare - regim redus = economic in perioadele in
care incaperile un sunt folosite. Unitatea de camera locala permite
si o suprascriere temporara a programului prestabilit pentru gradul
de ocupare astfel incat in cazul in care incaperea este in regim de
neocupat si totusi persdonalul trebuie sa lucreze in continuare,
prin simpla apasare a unui buton (grad de ocupare) se revine pentru
o perioada la regimul initial, normal de confort. Timpul pentru
care se realizeaza aceasta revenire se stabileste in conformitate
cu dorinta beneficiarului in programul din dispecerul central.
Informatiile monitorizate sunt urmatoarele:de temperatura
stabilit (Ocupat / Neocupat) ;
- temperatura ambianta din incapere - posibilitati de regalaj
local +/- 3grdC fata de setpointul - grad de ocupare camera
- comanda trepte ventilator (I-II-III) - functionare
ventiloconvector (oprit manual auto) Ca informatii suplimentare
cititie la dispecerul central , in cazul utilizarii echipamentelor
suplimentare pot fi monitorizate : temperatura de aspiratie si
refulare a aerului in / din ventiloconvector temperatura agentului
termic (incazul ventiloconvectorilor cu 2 tevi)
- mod de functionare incalzire / racire (comanda vana cald /
vana rece) - fereastra inchisa / deschisa (in cazul conectarii la
un contact de fereastra) - regim de functionare normal / redus -
diagnoze (alarme aparute la ventiloconvector) Indiferent de
suprascrierile locale (comenzile locale) pe baza unui program orar
prestabilit se poate realiza trecerea in regimul redus (de
incalzire / racire) permitand realizarea de economii de energie. In
incaperile cu mai multi ventiloconvectori, prin realizarea unei
configurari speciale master - slave a controlerelor ZN, vor putea
fi actionate simultan mai multe ventiloconvectoare de la o singura
unitate de camera. Nu sunt necesare echipamente suplimentare !
Toate datele pot fi vizualizate atat local cat si transmise si
monitorizate (vizualizare si comanda) de la dispecerul central al
cladirii
2.3 Centrala de frigIn centrala de frig se vor monta 2 chillere
pentru producerea apei racite si pompele de circulatie: circulatie
agent termic prin chiller si circulatie apa racita catre
consumatori (pompa circuit ventiloconvectoare, pompa circuite
baterii de racire CTA) Chillerele fac parte din categoria celor mai
scumpe echipamente termomecanice cu care sunt prevazute cladirile;
fiind in acelasi timp si cei mai mari consumatori de nergie
electrica. Tinand cont de aceste doua caracteristic principale este
esential si in interesul beneficiarului ca durata de viata a
echipamentului sa fie cat mai mare, iar consumurile energetice sa
fie reduse cat mai mult posibil. Aceste doua motive principale,
simple (durata de viata si consumul de energie electrica) trebuie
sa stea la baza principiilor de automatizare a centralelor de frig.
Pentru centrala de frig se recomanda instalarea unui sistem de
automatizare bazat pe un program de aplicatie specializat denumit
CPC Chiller Plant Control (modul al softului Tracer Summit)
Programul de aplicatie CPC se introduce intr-un controler
specializat denumit BMTX, prevazut cu un display cu afisaj LCD si
un modem telefonic integrat . Pentru realizarea cascadei de
chillere sunt necesare echipamente specifice: - carduri de
comunicatie pentru fiecare chiller - senzori de temperatura agent
termic - controlere liber programabile care sa realizeze controlul
si monitorizarea pompelor de circulatie (prin cillere si la
consumatori) - controler specializat tip BCU (indeplineste si rolul
de controler de retea )
-
tablouri de forta si automatizare pentru pompele de circulatie
(in tablou se vor monta controlerele )
Controlerele tip BCU pot functiona independent sau conectate la
un calculator central. Pentru fiecare unitate tip BCU se realizeaza
programarea specifica, tinand cont de fiecare din sistemele
integrate
Cu ajutorul interfetei de operare (display-ul LCD) se pot
vizualiza si modifica parametrii din toate instalatiile conectate
in BCU (centrala de frig, 2 centrale de tratare aer, 60
ventiloconvectori) . Modemul telefonic integrat va permite accesul
rapid, de la distanta, al echipei de interventie la sistemul
respectiv in cazul unei defectiuni interveniteAcelasi controleru
BCU necesar pentru controlul centralei de frig, asigura si functia
de controler de retea si permite supravegherea celorlalyte
instalatii din cladire (cele 2 CTA si 60 ventiloconvectoare).
Comunicatia cu nivelele inferioare (carduri de comunicatie si
regulatoare locale ale diverselor echipamente si sisteme din
cladire ce trebuiesc monitorizate) poate fi realizata prin
protocoale specifice, proprietare TRANE (TCI _ trane Communication
Interface care asigura un numar mai mare de informatii) sau prin
protocol standardizat LON. Comunicatia cu un nivel superior
(calculator dispecer, prevazut cu programe software specializate)
se realizeaza prin protocolul standardizat BACnet/ IP sau
Ethernet.Principalele obiective urmarite in procesul de
automatizare si control al unei centrale de frig: - asigurarea unei
temperaturi constante de agent frigorific in functie de necesarul
termic al cladirii - repunerea in functiune a chilerelor dupa
defectele aparute - rotirea chillerelor atat in vederea asigurarii
unei uzuri uniforme (egalizarea timpilor de functionare) precum si
pentru verificarea permanenta a starii de functionare - optimizarea
consumurilor de energie electrica
Functii de control Programul de aplicatie introdus in
controlerul BCU va permite realizarea urmatoarelor functii de
control pentru centrala de frig : 1. Programarea sistemului -
activarea chillerelor pe baza unui program orar, a unei temperaturi
ambiante /exterioare si necesar termic. O intrare de suprascriere
va permite operatorului sa intervina manual in functionarea
sistemului. 2. Secventa de pornire a chillerelor activarea /
dezactivarea pompelor de circulatie si chillerele tinand cont de
incarcarea chillerelor aflate in functiune, dupa cum se detaliza in
secventa de cascadare. 3. Controlul cascadarii Pornire / Oprire
chilere - Aplicatia software va fi protejata printr-o parola, care
va ce va permite accesul operatorului la reglarea temporizarilor
necesare pentru cerintele de adaugare sau oprire in vederea
evitarii pornirilor prea dese ale chillerelor. Criteriile de
adaugare si oprire a chillerelor vor fi controlate
astfel: a. Controlul activarii unui chiller suplimentar se va
baza pe setpointul apei racite a sistemului si pe temperatura apei
racite produse b. Controlul opririi unui chiller se va baza fie pe
ecartul de temperatura al sistemului fie pe temperatura tur apa
racita, dupa cum va fi selectat de catre operator. 4. Rotirea
chillerelor Operatorul va avea posibilitatea de a desemna
chillerele normale, de baza, de varf si de permutare (swing) pentru
a creste eficienta energetica a sistemului si pentru egalizarea
timpilor de functionare a chillerelor. Va fi posibila rotirea /
permutarea manuala sau automata a cascadarii chillerelor. Timpul de
permutare poate fi reglat de catre operator. 5. Chiller Soft Start
Softwareul regulatorului centralei de frig va permite un timp de
incarcare reglabil de catre utilizator pentru momentul pornirii
sistemului, in vederea limitarii consumului de energie electrica
din perioada de intrare in regim a instalatiei 6. Afisarea starii
sistemului se furnizeaza toate starile de functionare din sistem.
Afisarea va include toate punctele de date indicate in lista de
puncte de date 7. Diagnosticare / Protectie Programul controlerului
BCU integreaza toate diagnozele individuale ale chillerelor in
sistemul de luare a deciziilor de control a functiilor centralei.
Deasemenea programul are posibilitatea de a desemna chillrele ca
fiind in modul de intretinere (deci incapabile sa participe in
procesul de cascadare) pentru a se evita generarea de alarme 8.
Sistem de securitate Sistemul de control al centralei de frig va
permite realizarea unui sistem de securitate stabilit pentru mai
multe nivele de utilizatori, cu posibilitatea de alegere a
urmatoarelor functiuni; a) Vizualizarea starilor echipamentelor din
centrala de frig b) Modificarea starilor din centrala de frig c)
Vizualizarea setpointurilor din centrala de frig d) Modificarea
setpointurilor din centrala de frig 9. Indicarea Alarmelor La
nivelul BCU vor fi afisate alarmele aparute in sistem precum si
mesajele de alarma individuale ale fiecarui chiller / echipament
10. Repunerea in functiune dupa defect de chiler La sesizarea unui
defect al unui chiller softwareul controllerului centralei de frig
va decupla chillerul si pompa respectiva si va initia imediat
secventa de pornire a chillerului urmator din secventa de
cascadare. Programul controlerului va decupla chillerele (dupa un
numar de incercari reglabil de catre operator) daca toate
chillerele au fost detectate ca fiind defecte. 11. Repunerea in
functiune dupa Cadere de Tensiune Capacitatea de revenire rapida
dupa o cadere de tensiune va readuce centrala de frig in ultima
stare (avuta inaintea caderii de tensiune) cat mai repede posibil
dupa ce se realimenteaza controlerul.
Principalele Informatii monitorizate prin cardurile de
comunicatie tip TCI ale fiecarui chillere sunt urmatoarele:
- temperatura exterioara - temperatura tur si retur chiller -
temperatura setpoint apa racita - stare chiller (pornit / oprit) -
stare sesizor de curgere (activ / oprit) - capacitate de racire
chiller - alarma generala chiller - comanda activare (enable) pompa
de circulatie agent termic prin chiller - curent absorbit chiller -
mod de functionare chiller (activare BMS_activare manuala) -
comunicatie chiller (stabilit_deconectat) - temperatura refrigerant
la intrarea in compresorul nr 1 / respectiv nr.2 - temperatura ulei
compresor nr.1 / respectiv nr.2 - stare compresor nr 1
(pornit_oprit) / respectiv nr.2 - curent absorbit de compresorul
nr.1 / respectiv nr.2 - nr ore de functionare compresor nr 1 /
respectiv nr.2 - stare compresoare (pornit_oprit) - presiune
refrigenrant intrare in condensator nr 1 / respectiv nr.2 -
temperatura refrigerant la iesirea din condensator nr 1 / respectiv
nr.2 - stare ventilator circuit condensator nr.1 / respectiv nr.2 -
debit aer ventilatoare circuit nr.1 (ca procent din debitul total
de aer circ.1) - debie aer ventilatoare circuit nr.2 (ca procent
din debitul total de aer circ.2) - valoare de limitare a curentului
absorbit de chiller (necesar pentru delestare) - presiune
refrigerant pe evaporator circuit 1 / respectiv circuit 2 -
temperatura refrigerant la iesirea din evaporator circuit nr.1 /
respectiv nr2 - reset automat chiller (autodiagnoza) - reset
automat circuit nr 1 / respectiv nr 2 - reset manual necesar de la
tabloul chillerului pentru circuit nr 1 / respectiv nr2 - timp
minim de functionare atribuit chillerului nr - timp minim de oprire
necesar pentru chillerul nr
Principalele Informatii ce trebuie monitorizate de catre
controlerele liber programabile, cu comunicatie standardizata LON
sunt urmatoarele:temperatura apa racita tur comun chillere
temperatura apa racita distribuitor catre consumatori temperatura
apa racita colector de la consumatori temperatura apa racita retur
comun catre chillere temperatura apa in by-pass intre distribuitor
si colector
-
semnalizare lipsa apa in instalatie presiune apa pe distribuitor
temperatura retur circuit ventiloconvectori temperatura retur
circuit baterii de racire CTA
In instalatia centralei de frig (conform schemei) sunt prevazute
in total 5 pompe simple de circulatie: 3 pompe de circulatie simple
pentru agent de racire prin chillere (cate o pompa activa pentru
fiecare chiller + o pompa rezerva) (Conform schemei urmeaza ca
permutarea de pe pompa activa pe pompa de rezerva sa se realizeze
manual) 2 pompe de circulatie simple catre consumatori : circuit
Ventiloconvectori si circuit CTA
Informatiile monitorizate pentru fiecare pompa de (circulatie
agent termic prin chiller, circulatie apa consumatori) sunt
urmatoarele:-
circulatie racita la
mod de functionare pompa (manual 0- automat) stare pompa (pornit
_ oprit ) defect pompa (normal_alarma) comanda pompa (activare :
pornit _ oprit)
Toate informatiile din controlere vor putea fi vizualizate atat
local (pe displayul LCD) cat si la dispecerul central al cladirii
2.4 Dispecer central
Pentru integrarea sistemelor de HVAC prezentate mai sus e
necesar sa se realizeze o retea de comunicatie, tip dasy chain ( de
la un controler la altul, pana la controlerul de retea tip BCU si
apoi la calculatorul central) . Distanta maxima a lantului de
comunicatie este de 1400m, si poate fi extinsa la 2800m cu ajutorul
unui repetor. Numarul maxim de echipamente din lantul de
comunicatie este de 60 acest numar putand fi extins la 120 cu
ajutorul repetorului. Cablul de comunicatie utilizat pentru reteaua
de comunicatie este tip JY(ST)Y 2x2x0,8. Echipamentele minime
necesare pentru realizarea sistemului BMS: - controlere de retea
tip BCU _BMTX - repetoare de retea - interfete de comunicatie
MODbus LON - software specializat TRACER SUMMIT - calculator
central PC = dispecer central (echipat corespunzator din punct de
vedere hardware si software min Windows XP) + UPS + imprimanta
matriciala de alarme A4
Programul Tracer Summit realizat pentru staiile de lucru PC este
program intuitiv i uor de folosit. Monitorizarea interactiva este
realizata in timpi reali De la calculatorul dispecer central,
operatorul va avea acces la toate marimile, va putea realiza
modificarea valorii temperaturilor, modificarea programelor de
functionare orara, curbele de temperatura dupa care se doreste a
functiona instalatiilor, etc. Toate acestea se realizeaza foarte
usor, fara a necesita cunostinte de informatica, ci numai
cunoasterea instalatiilor propriu-zise. Monitorizarea interactiva
este realizata in timpi reali, putand realiza : Schimbarea
setpointului / punctului de functionare al instalatiilor
Vizualizarea alarmelor i a jurnalului de evenimente aparute in
sistem Gasirea solutiilor pentru alarmele si problemele tehnice
aparute Comanda prioritara / suprascrierea programelor, simplu si
rapid Schimbarea orelor de functionare din programele de timp
zilnice Administrarea Centralei de producere a frigului /
cascadarea Chillerelor Arhivarea datelor inregistrate Trasarea de
curbe grafice Monitorizarea consumurilor energetice Stabilirea de
programme de delestare pentru reducerea consumurilor Licena
software specializata va fi unica c pentru fiecare staie de lucru
PC din reea i independent de numrul de puncte de date din sistem
(numar practic nelimitat de puncte de date). Orice extinderi
ulterioare ale sistemului sunt usor de integrat, fara a necesita
suplimentari ale licentei de software. Va fi necesara doar manopera
de integrare pentru realizarea programelor si ecranelor respective.
Conditia necesara pentru integrare este ca echipamnetele /
sistemele respective sa fie prevazute cu - controlere sau interfete
de comunicatie standardizate, tip LON, Modbus RTU, Mbus, BACnet
