#	Автоматизация зданий

Автоматизация инженерных систем  - это процесс внедрения технологических решений и многоуровневого управления для улучшения работы различных инженерных коммуникаций в зданиях, на промышленных объектах и других инфраструктурных единицах. 

##	Цель автоматизации

Целью автоматизации инженерных систем является оптимизация работы процессов, обеспечение безопасности и комфорта пользователей, а также улучшение энергоэффективности и снижение операционных расходов. Автоматизация эксплуатации зданий или сооружений позволяет контролировать режимы использования оборудования, изменять их, регистрировать произошедшие события в журнал, передавать их для дальнейшей обработки.

Внедрение автоматизации управления инженерными коммуникациями снижает расходы на эксплуатацию объекта за счет уменьшения затрат на оплату коммунальных услуг, отсутствия аварийных остановок или экстренного обслуживания.

##	Основные задачи автоматизации

Основная цель внедрения автоматики в том, чтобы инженерные коммуникации работали без вмешательства человека, поддерживало комфортный микроклимат в зависимости от внешних условий. Используемое сейчас ручное управление неэффективно из-за высоких затрат на оплату труда работников, влияние человеческого фактора, низкой производительности труда.

Зачем нужен электронный контроль:

нагрев воздуха до комфортной температуры с учетом погоды;
контроль давления воздуха или жидкого теплоносителя в трубопроводах;
контроль напряжения электрического тока в сети;
проверка объема воды в отоплении, отсутствие протечек.
Сеть собирает данные от датчиков или сенсоров, оцифровывает информацию по запрограммированным алгоритмам и вводит в действия сценарии реагирования. Если автоматическая обработка невозможна, компьютер передает данные диспетчеру.

##	Возможности систем автоматизации

Контроллеры и исполнительные механизмы совершают такие действия:

- Управляют работой климатических устройств на основе заложенных алгоритмов;
- Регулируют заслонки или клапана для поддержания заданных параметров;
- Предотвращают возникновение нештатных ситуаций, аварий;
- Защищают устройства от превышения рабочих нагрузок или неправильного подключения;
- Контролирует микроклимат в здании или отдельных помещениях;
- Информируют о срабатывании автоматических выключателей;
- Управляют освещением и внешней подсветкой;
- Осуществляют водоподготовку и авторегенерацию фильтров;
- Автоматизируют ротацию насосных групп;
- Контролируют вредные выбросы и запускают системы вентиляции;
- Снижают затраты за счет точного регулирования расходов энергоресурсов.

##	Какие преимущества автоматизации

Преимущества автоматизации:

- Кондиционеры и отопительные котлы работают с учетом температуры на улице и расходуют меньшее количество топлива. Это снижает затраты на содержание здания и увеличивает рентабельность компании-владельца объекта.
- Отопление, охлаждение, вентиляция и другие инженерные сети синхронизируются. Это уменьшает их износ и удешевляет обслуживание.
- Сбор данных о температуре, влажности, давлении и других параметрах происходит централизованно. Не нужно содержать персонал, который совершает периодические обходы для проверки показаний датчиков и сенсоров.
- За счет постоянного контроля увеличивается безопасность посетителей и персонала. Мониторинг показателей обнаруживает опасные ситуации по мере их развития, а исполнительные устройства реагируют на них и предотвращают чрезвычайные происшествия. Все отклонения можно устранить до того, как они перерастут в катастрофу.
- Синхронная работа формирует в помещениях комфортный микроклимат для персонала и посетителей. За счет этого повышается производительность труда и привлекательность объекта для клиентов. Оба фактора увеличивают прибыль и рентабельность компании.

Без автоматизации невозможно эксплуатировать здания с учетом современных требований к безопасности и экономии энергоресурсов.

##	Проектирование автоматизации

Этапы:

- Подготовка. Инженеры осматривают объект и анализируют предоставленную клиентом информацию. Они собирают данные о здании и инженерных системах для выбора надежных способов автоматизации.
- Разработка ТЗ. Техническое задание составляют специалисты вместе с представителем заказчика. В этом документе описываются характеристики, которым должна соответствовать система после завершения работы над ней. Указываются уровень автоматизации, параметры систем, цена, используемое программное обеспечение.
- Подготовка проекта. Инженеры готовят пакет документации согласно действующим ГОСТ. В них включается описательная часть с обоснованием принятых решений, чертежи, спецификация на оборудование.
- Согласование. Готовый проект согласовывают с органами, которые отвечают за безопасную эксплуатацию ОКС. В предусмотренных законом случаях документы проходят экспертизу для оценки правильности принятых решений. Проектировщики сопровождают процедуру до получения результата.

Стандартный набор документов, по которым ведут строительство и последующую интеграцию автоматики включает в себя:

- Общие данные об объекте и установленных сетях;
- Схема и алгоритмы функционирования;
- Схемы сборки электрических, коммутационных, контрольных щитов;
- Чертежи для прокладки коммуникационных линий и кабелей подачи питания;
- Схемы соединений кабелей;
- Журналы прокладки кабельных трасс;
- Чертежи здания с указанием мест расположения необходимого оборудования;
- Спецификация с характеристиками используемых устройств;
- Проект рабочего места дежурного, который контролирует оборудование. В нем отражается его техническое оснащение и программное обеспечение. 

##	Инженерные системы зданий

###	Автоматика вентиляции и кондиционирования

Сенсоры определяют температуру воздушных масс и передают данные управляющему контроллеру. Он анализирует их и сравнивает с настройками микроклимата, затем отдает команды исполнительным устройствам:

- вентиляторам;
- заслонкам и клапанам;
- кондиционерам;
- рекуператорам;
- нагревателям.

Большой экономический эффект автоматика систем вентиляции дает в зданиях большой площади, или с высокими требованиями к вентиляции. При правильном проектировании и настройке можно на 50% уменьшить расход энергоносителей для поддержания микроклимата.

###	Автоматика водоснабжения и водоотведения

Автоматическая работа горячего и холодного водоснабжения обеспечивает бесперебойную подачу воды потребителям нужной температуры и напора, уменьшает затраты на работу насосов и нагревателей, увеличивает эффективность водоподготовки на объектах с собственными системами умягчения воды.

Функции автоматики:

контроль давления, температуры подаваемой воды;
обнаружение аварийных ситуаций, передача информации диспетчеру;
дистанционное управление насосами;
учет расхода воды;
контроль наполнения емкостей.
Переход от ручного управления на автоматическое сводит к минимуму опасность прорыва трубопроводов, замерзания в них воды, а также снижает ущерб от возможных аварий.

###	Автоматика электроснабжения

Основная задача автоматизации для электрических сетей — повышение надежности, а также безопасности работы систем.

Что делает система автоматизации:

- Контроль за параметрами электрической сети (сила, напряжение тока, частота колебаний, форма синусоиды);
- Протоколирование качества тока для последующего выяснения причин аварийной ситуации или порчи техники;
- Следит за состоянием защитных автоматических выключателей;
- Переключение сети с внешней подачи на резервную;
- Удаленное управление подачей электроснабжения.

Благодаря автоматике можно уменьшить затраты на ремонт электрического оборудования, предотвратить поломку устройств, вовремя среагировать на сработку автоматического выключателя и повысить безопасность удаленно или по времени отключая электропитание там где оно не используется.

###	Автоматика газоснабжения

Монтаж систем автоматизации в сетях газоснабжения необходима для предотвращения аварийных ситуаций, учета потребляемого топлива.

С помощью централизованного контроля можно своевременно отследить утечки, предупредить аварии, которые приносят большой материальный ущерб, могут быть опасны для жизни.

###	Автоматика теплоснабжения

Автоматизация отопительных инженерных систем необходима для уменьшения затрат на обогрев зданий в холодное время года. Кроме того, автоматика упрощает обслуживание сетей за счет снижения трудоемкости. Владелец здания может содержать меньшее персонала, которые будут управлять заслонками, насосами, устранять обнаруженные аварии.

Функции:

- Постоянный контроль за параметрами теплоносителя;
- Регистрация данных в журнал для последующего анализа;
- Сигнализация о возникновении аварийных ситуаций;
- Регулировка подачи горячей воды в различные помещения здания;
- Проверка технического состояния оборудования.

###	Автоматика охранно-пожарной сигнализации

Автоматическая работа этой системы обеспечивает безопасную эксплуатацию здания, предотвращает порчу имущества, гибель людей при пожаре.

Основные функции:

- Уведомление о возгорании с указанием места появления огня;
- Включение пожаротушения;
- Информирование людей о пожаре, порядке эвакуации;
- Управление замками на маршрутах выхода из здания;
- Включение дымоудаления, подпора для защиты от задымления.

Благодаря автоматизации охранно-пожарная система объекта может обнаружить огонь на ранней стадии, ликвидировать его, эвакуировать людей. Кроме того, датчики, а также исполнительные устройства контролируют работу других сетей, изменяют режимы функционирования, чтобы предотвратить опасные ситуации.

## Этапы автоматизации

Полный порядок действий:

- Получение первоначальных данных об объекте;
- Подготовка ТЗ, согласование с заказчиком;
- Составление структурных схем, планов;
- Выбор оборудования, средств управления;
- Монтаж устройств;
- Пусконаладочные работы;
- Разработка мнемосхем и отчетов;
- Настройка програмного обеспечения;
- Контроль качества работы, запуск в эксплуатацию;
- Корректировка автоматических процессов во время эксплуатации.

##	Система автоматизации

В зависимости от проекта автоматизируются следующие системы:

Уличное, а также внутреннее освещение здания;
Тепловое оборудование;
Вытяжная, приточная вентиляция с сопутствующим оборудованием;
Установки промышленного холода;
Водоснабжение, водоотведение с контролем протечек;
Системы резервной подачи электроэнергии, узлы учета расхода электричества;
Лифтовое хозяйство;
Охранно-пожарные системы;
Системы видеонаблюдения, СКУД.

Сценарии реагирования на нештатные ситуации запускают по запрограммированному алгоритму и/или стандартным операционным процедурам дежурного.

##	Система диспетчеризации

Диспетчеризация выполняет следующие задачи:

- Постоянный контроль режимов работы систем;
- Своевременное реагирование на ЧП;
- Исключение человеческого фактора, ошибок персонала;
- Оптимизация подготовки отчетов, выяснение причин нештатных ситуаций;
- Учет времени для устранения нештатных ситуаций и ответственности персонала;
- Контроль регламентов и действий персонала;
- Автоматизация планирования работ по обслуживанию оборудования (информирование по наработке);
- Быстрый удаленный доступ к параметрам работы оборудования.

Диспетчеризация состоит:

- Шлюзы для сбора данных;
- Сервер для хранения данных и приложений;
- АРМ (Автоматизированное рабочее место) оператора;
- HMI панели для быстрого доступа к параметрам работы систем;
- Сигнализация, автоматические принтеры для фиксации и информирования персонала.

##	Классификация систем автоматизации

Система автоматизации делится на несколько уровней:

- Полевой уровень. Сюда входят датчик, исполнительные механизмы, а также коммуникационные или силовые кабели для передачи команд, подачи питания.
- Средний уровень. Промышленные логические контроллеры, которые принимают информацию от сенсоров выполняют программируемые алгоритмы и передают информацию в верхний уровень;
- Верхний уровень. Это сервер с установленным ПО диспетчера и подключенный к нему по внутренней сети АРМ (Автоматизированное рабочее место) оператора.

##	Режимы работы автоматики

Внутренние инженерные системы под управлением программного обеспечения автоматически выбирают режим функционирования в зависимости от сезона, температуры воздуха на улице. Это экономит энергоносители в случае, если температура на улице не соответствует сезону.

##	Программное обеспечение

Программное обеспечение, применяемое в системах диспетчеризации, выполняет следующие задачи:

- Преобразование информации в графические схемы с отображением текущих значений в реальном времени для удобства анализа.
- Генерация и отправка аварийных уведомлений для своевременного реагирования.
- Архивирование данных и возможность поиска по архиву с применением заданных фильтров, а также отображение архивных данных в виде таблиц и графиков.
- Автоматическое формирование отчетов в соответствии с заданными шаблонами.
- Возможность корректировки процессов без остановки работы сети.
- Создание расписаний и установка уровней доступа.