Уровень системы управления технологической инфрастуктурой здания

Исполнительные контроллеры системы прямого цифрового управления DDC (Direct Digital Control) управляют локальными объектами: установками сетевой климатизации, котлами, холодильными агрегатами, вентиляторами, насосами, элементами тепловых и осветительных сетей, конвекторами, устройствами управления допуском и т.п.[1]

Объектные исполнительные контроллеры обслуживают ограниченное число системных входов/выходов и, как правило, размещены вблизи управляемого объекта и относящихся к нему конечных датчиков. Поэтому контроллер может использовать сигналы, поступающие от локальной аналоговой сети.

Разбросанные по зданию исполнительные контроллеры современной системы DDC реализуют собственные программы управления также в случае утраты связи с остальной системой и главной базой данных. При восстановлении связи правильно сконфигурированная система должна автоматически восстановить как центральную базу данных, так и локальную базу данных контроллера. [1]

Существенным свойством программируемых систем DDC является их способность перепрограммирования в режиме реального времени [1], без необходимости временного отключения контроллеров. Дополнительное достоинство — автоадресация контроллеров в действующей сети — делает возможной легкую перестройку или модификацию системы без необходимости ее временного отключения. [1]

Стандарты сетей контроля и управления устройствами

Очевидно, что различные подсистемы здания тоже отвечают каким-либо стандартам сами по себе, безотносительно их интегрированности в ИЗ [3]. Вопрос о стандарте на ИЗ заключается, таким образом, в наличии спецификаций на интеграцию систем. Все современные более-менее развитые системы имеют интерфейсы для электронного управления, так что разработать средства для их интеграции не составляет особого труда. Проблема в том, что производители этого оборудования, естественно, не рассчитывают, что оно будет подключаться в сеть по витой паре или по волоконной оптике. В результате попытки перевести охранную или пожарную сигнализацию на трассы СКС вступают в противоречие с концепцией универсальной проводки. [3]

Стали появляться открытые стандарты на сети контроля и управления различными устройствами. На сегодняшний день самое широкое распространение получили два стандарта: BACNet и LonWorks [3]. Стандарт BACNet был предложен и продвигается Американским Обществом Инженеров по Отоплению, Охлаждению и Воздушному кондиционированию ASHRAE. Он принят ANSI и имеет индекс 135-1995. Название стандарта расшифровывается как "протокол для сетей контроля и автоматизации зданий" (Building Automation Control Network). Стандарт предусматривает использование программируемых контроллеров, причем они могут быть объединены в сеть при помощи различных сред. Таким образом, контроллеры выступают промежуточным звеном между практически любыми устройствами, к которым они подключаются по нестандартным интерфейсам. Связь же между контроллерами и системой управления осуществляется по общей сети.[3]

Что такое fieldbus?

До начала 1980-х наиболее распространенным средством связи между системами управления, полевым оборудованием и контрольно-измерительными устройствами был аналоговый сигнал. Однако, в 1983 ведущие производители начали выпускать "интеллектуальные" полевые приборы с встроенными запатентованными протоколами цифровой связи, которые позволяют осуществлять функции двусторонней связи между приборами и системами управления, дистанционной конфигурации и более точного, воспроизводимого управления. Это заставило Международную электротехническую комиссию (IEC) в Европе разработать стандартный цифровой протокол, который должен был иметь ряд преимуществ по эффективности и экономии, включая следующее [4]:

- соединение приборов по многоточечной схеме, которая дала бы возможность подключать несколько приборов к одной полевой шине вместо того, чтобы прокладывать отдельные витые пары для каждого индивидуального прибора;

- возможность совместного функционирования различных приборов. Это означает, что пользователи могут сочетать в одной системе разные приборы от самых разных производителей, при этом все приборы будут
функционировать правильно и взаимодействовать друг с другом и системой управления;

- равноправная связь между интеллектуальными приборами, подключенными к шине (не требуется вмешательство системы управления в обмен данными), что позволяет распределить задачи управления на уровне полевого
оборудования;

- расширенные возможности передачи данных по сравнению с аналоговой связью. Эти данные затем могут быть использованы в оперативном режиме в самых различных приложениях;

Сети, соответствующие данному стандарту могут быть эффективно использованы для построения интегрированной системы управления, потому что они обеспечивают ряд условий функционирования устройств в такой системе:

- небольшой объем передаваемых данных

- необходимость синхронизации всех устройств во время функционирования

- необходимость взаимодействия между несколькими устройствами напрямую

Для окончательной стандартизации была создана организация Fieldbus Foundation которая разработала стандарт FOUNDATION fieldbus – стандарт на построение сети контроля и управления различными устройствами. Он объединяет в себе все основные качества сетей подобного типа, поэтому мы его рассмотрим подробнее.