Aktuální vydání

celé číslo

02

2021

Systémy pro řízení vodárenských sítí a ČOV

Hladinoměry

celé číslo

Řízení techniky v budovách standardními prostředky

číslo 11/2003

Řízení techniky v budovách standardními prostředky

Moderní inteligentní budovy se staly běžnou součástí našeho života. Nemusí se nutně jednat o gigantické průmyslové, obchodní a kancelářské komplexy, aby se v nich uplatnily poslední technické novinky a komponenty automatického řízení. Při pohledu na malou i velkou automatizaci je jedno kritérium společné: klienti požadují návratnost investovaných prostředků při zajištění komfortních obslužných funkcí v daném objektu.

Firma Beckhoff ve svém logu prezentuje myšlenku nové automatizační techniky (New Automation Technology). Co si pod tím představit? V historickém „pravěku„ průmyslové automatizace se jednotliví producenti zaměřovali na na svá vlastní originální řešení s použitím svého jedinečného hardwaru a softwaru. Tato situace vyústila v množství nekompatibilních jednotek a řídicích či informačních systémů. V současné době globalizace vyvstal problém, jak tyto ostrůvky izolovaných proprietárních řešení spojit do uceleného systému. Koncept New Automation Technology přináší nové způsoby aplikace řídicích systémů s použitím unifikovaných řešení založených na standardech z oblasti informatiky.

Tab. 1. Významné reference použití systému Beckhoff v budovách
Microsoft – centrála v Mnichově
27 500 datových bodů, 13 centrálních IPC C6140, 230 jednotek BC9000, komunikace Ethernet TCP/IP, Web Server, MS Internet Explorer
Allianz, Stuttgart
20 000 I/O bodů, BC9000, BC3100, komunikace Ethernet, Profibus, software TwinCAT OPC
Městské parkoviště v Mnichově
3 380 účastníků na Etherentu, 96 jednotek BC9000, software TwinCAT Automation Building, Manager

Budova je velice různorodý systém, ve kterém jsou jednotlivé subsystémy a objekty provázány v daleko větší míře, než je běžné jinde. Moderní správa budov vyžaduje pružnost a operativnost na všech úrovních informačního systému. Potřebné pohodlí uživatelů a rychlou návratnost investice nelze zajistit bez přístupu ke všem druhům dat a informací a pohotových rozhodnutí.

Při svých řešeních v oboru řízení technického vybavení budov vychází společnost Beckhoff z mnohaletých zkušeností s řešením decentralizovaných systémů. Z hlediska komunikačních rozhraní využívá zcela nezávislé otevřené platformy jak pro provozní úroveň řídicích signálů, tak pro přímé spojení vstupů a výstupů s informačním systémem objektu. Budovu není možné efektivně ovládat bez odpovídajícího vyhodnocování všech dostupných dat a informací. Firma Beckhoff nenabízí jen samostatné konstrukční celky zabývající se jednotlivostmi, ale přichází s uceleným otevřeným standardním řešením.

Průmyslová PC

Moderní prostředky pro řízení a automatizaci technického vybavení budov jsou často založeny na průmyslových PC (IPC) jako na otevřené a výkonné hardwarové platformě. IPC musí obsloužit tisíce zdrojů i příjemců dat. Pro tento účel jsou určena IPC s operačním systémem Windows NT/2000/XP a s vývojovým softwarem reálného času TwinCAT. Spolu s funkcemi zajišťujícími kompletní řízení jsou v PC všechny monitorovací a archivační nástroje a vytváří se v něm kompletní databáze pro všechny aplikace. Firma Beckhoff používá velmi kvalitní, robustní IPC v několika provedeních, která zajistí všechny požadavky na řízení v budově.

Obr. 1.

Beckhoff Control Panel (obr. 1) je elegantní a výkonný řídicí a operátorský panel s LCD s úhlopříčkou až 20". Pro decentralizované operace může být připojen k PC dvěma koaxiálními kabely délky až 100 m. Možné aplikace jsou např. vizualizace klimatizace místnosti, řízení osvětlení místnosti a stahování okenních rolet, nastavení tepelné pohody v obytných místnostech nebo tepelného režimu ve výrobních prostorách a laboratořích, ovládání budov prostřednictvím webu atd. Možné je i dálkové ovládání ze standardních PDA s Windows CE nebo z lokálních operátorských panelů s rozhraním Ethernet.

Řídicí systém CX1000

Řídicí systém CX1000 je navržen pro aplikace středního rozsahu. Kombinuje to nejlepší ze dvou světů – IPC a programovatelných automatů (PLC). Jde o modulární systém určený k montáži na lištu DIN a navržený pro úlohy, které vyžadují výkonnost PC, ale nikoliv všechny funkce IPC. Systém využívá pouze ty prostředky, které uživatel skutečně potřebuje. CX1000 může pracovat samostatně, bez displeje či klávesnice. V tom případě není třeba instalovat žádné přídavné periferie a systém nemá vizualizační prostředí, má však komunikační rozhraní Ethernet a sériovou linku RS-232. Pro lokální sledování procesu může být implementováno rozhraní DVI (Digital Visual Interface) pro Beckhoff Control Panel nebo jiné komerčně dostupné monitory. Signál z dotykového displeje je přenášen přes rozhraní USB.

Systém CX1000 je k řízení techniky v budovách použitelný skutečně mnohostranně. Jako vestavné zařízení do rozváděče může sledovat a parametrizovat systém řízení klimatizace a vytápění budovy či distribuce elektrické energie i jiných druhů energií. Možnost připojit ovládací panel nebo monitor a další periferie jako tiskárny, zvuková zařízení (výstupní reproduktory, vstupní mikrofony) dělá z CX1000 univerzální prostředek pro řízení aplikací střední velikosti. Protože zařízení je vybaveno rozšiřitelnou hlavní pamětí, nic nebrání použít CX1000 jako datový server.

Obr. 2.

Software CX1000 pracuje pod operačním systémem Windows CE nebo Windows XP embedded. Obě varianty mají implementováno webové rozhraní, a umožňují tedy distribuovat data i pomocí webových stránek kamkoliv do libovolné stanice připojené na intranet či internet. Přístup k jednotlivým technologickým celkům lze samozřejmě zajistit ochrannými mechanismy a přístupovými hesly.

Beckhoff Bus Terminal

Pomocí systému Beckhoff Bus Terminal (obr. 2) je možné k řídicímu systému připojit téměř všechny typy senzorů a akčních členů. Otevřený a flexibilní I/O systém obsahuje vazební blok (bus coupler) s definovaným komunikačním rozhraním. Ke každému sběrnicovému terminálu lze připojit až 64 jednotek s možností rozšíření na až 255 jednotek. S téměř 80 typy vstupních a výstupních jednotek nabízí firma Beckhoff technické prostředky pro všechny zdroje i příjemce dat a pro všechny typy signálů užívané v budovách: digitální, analogové, signály z čidel teploty atd. Samozřejmé je i připojení komunikačních periferií přes rozhraní RS-232/485 (např. kódovaných dveřních zámků apod.). Jednotlivé pohony pro žaluzie lze připojit přímo přes výkonové výstupní svorkovnice. V závislosti na aplikaci je možné také sestavovat samostatné konstrukční celky. Pro propojování svorek je možné vybrat 1, 2, 4 nebo 8 I/O bodů na jeden modul svorky a tím docílit optimální konfigurace pro danou aplikaci s lokálním či centrálním řízením. Použití inteligentních svorek umožní systém v budoucnosti rychle a snadno rozšířit.

Obr. 3.

K modulárním I/O jednotkám lze přímo připojit všechny senzory i ovládací prvky: standardní instalační materiál, jako jsou spínače či tlačítka, inteligentní operátorské panely, malé pohony a ventily, čidla teploty a meteorologické stanice, svítidla, žaluzie či stmívací jednotky, ventilátory, přístupové jednotky apod. Komunikačně nezávislé bloky je možné připojit na všechny běžné průmyslové komunikační sběrnice: Profibus, Interbus, CANopen, DeviceNet, Beckhoff Lightbus, USB, RS-232/485 a Ethernet TCP/IP. Specializované I/O jednotky umožňují využít jako datová rozhraní pro osvětlovací techniku obecnou linku RS-485/232 či sběrnice ASi nebo DALI/DSI (obr. 3). Stejně tak lze využít sběrnici LonWorks.

Jednotlivé uzly s vazebními členy je možné vybavit integrovanými funkcemi mini-PLC, které doplní centrální řízení o lokální ovládání. Např. na jednotlivých podlažích je možné velmi efektivně a cenově přijatelně zajistit místní zpracování údajů a tím odlehčit komunikaci s centrálním IPC. Signály ze soustav osvětlení, vytápění a klimatizace jsou zpracovávány lokálně a celé řešení se stává odolným proti výpadkům komunikace s IPC. Centrálně se potom sledují např. pouze společné nastavovací režimy či přístupové úrovně apod. Pro budovy se jeví jako nejvhodnější vazební a řídicí člen Bus Controller BC9000, obsahující komunikační modul pro Ethernet i lokální PLC. Bus Controller BC9000 je doplněn o knihovnu pomocných programů usnadňujících vývoj aplikace pro řízení techniky budov. Řídicí programy se sestavují z funkčních bloků. Bus Controller BC 9000 umí také odeslat e-mail na definovanou adresu nebo SMS na určené číslo přes vybranou komunikační bránu. Velmi snadné je i připojení do stávajících „kancelářských„ instalací sítě Ethernet, bez nutnosti nákladně budovat komunikační síť pouze pro řízení techniky v budově. Lze použít běžně dostupné technické prostředky pro provozování počítačových sítí jako rozbočovače, přepínače, komunikační směrovače apod.

Ing. Jiří Filip, Dyger, s. r. o.

Dyger, s. r. o.
Purkyňova 99
612 00 Brno
tel.: 541 321 004
fax: 541 249 208
e-mail: info@dyger.cz
http://www.dyger.cz

Inzerce zpět