Задачи и функции.

Система интеллектуального дома – это интегрированная система управления и наблюдения всех инженерных подсистем устанавливаемых на объекте автоматизации. Каждая подсистема подключается к общей системе управления с целью:

• Экономии – рациональное использование средств подсистем для экономии энергетических и топливных ресурсов.
• Управления – интеллектуальное управление функциями, путём предоставления возможностей непосредственного управления подсистемами, управления функциями в различных режимах работы, создание команд для создания\изменения условий жизни с помощью простейших средств управления, удалённого доступа, визуального интуитивно-понятного интерфейса общения с системой.
• Предотвращения чрезвычайных ситуаций – создание комплекса мер для саморегулирования системы в случае ЧП.
• Наблюдение – сбора и обработки информации, хранение протоколов событий, анализ потребления ресурсов и отказоустойчивости.

Принципы распределённо-централизованного интеллекта:

• Каждая система работает, в рамках своих требований и задач, отдельно для обеспечения надёжности и отказоустойчивости жизненно-важных задач
• Все системы общаются через централизованную систему управления и интеграции для обеспечения взаимодействий между системами.

Система интеллектуального здания состоит из комплекса систем управления различными подсистемами:

• Центральное оборудование.
• Жизнеобеспечение.  .
  • Отопления.
  • Вентиляция.
  • Теплые полы и анти-обледенительное оборудование.
  • Кондиционирование.
  • Автоматика систем газо- и водо- снабжения, бассейнов, джакузи, жалюзи, роллставни, выдвижные проекционные экраны, дренажа, канализации, сауны и др. инженерных устройств поддерживающих различные формы автоматизации.
• Силовая электрика.
  • Управление освещением.
  • Бесперебойное питание.
  • Управление электрическими нагрузками и розетками, мониторинг и подсчёт потребления электроэнергии.
• Безопасность.
  • Информационная безопасность.
  • Охранно-пожарная сигнализация и средства пожаротушения.
  • Контроль и управление доступом.
  • Аудио/Видеоконтроль.
• Развлечение и комфорт.
  • Спутниковое, кабельное и эфирное телевидение;
  • Мультирум, как средство, объединяющее все A/V оборудование в единое целое;
  • ИК и RS-232/485 управление техникой для интеграции A/V и бытового оборудования в единую систему управления;
• Связь.
  • Локальная вычислительная сеть и средства беспроводного доступа к ней;
  • Интернет и удалённый доступ к системе;
  • GSM/GPRS или CDMA связь для резервного доступа и управления средствами в стандарте сотовой связи.
  • Микросотовая и проводная телефонная связь;

Центральное оборудование.

Центральное оборудование состоит из:

• Блок бесперебойного питания – необходим для обеспечения работоспособности оборудования при кратковременных пропаданиях питания, а так же возможность запуска энергетических генерирующих систем на объекте.
• Блок бесперебойного питания 12В – необходим для долговременного питания (до 6 часов) “ответственных” систем ОПС, сертифицирован для использования в системах в стандартах ГОСТ Р, ГУВО МВД РФ и ГосПожНадзора.
• Центральный процессор управления – встроенный сервер, который соединяет все инженерные системы с помощью программно-аппаратных средств, хранит базу данных с настройками всей системы, базу событий теоретически неограниченной глубины, базу видеоконтроля. Включает модули расширения для подключения различного оборудования по протоколам RS-232/485, USB, TCP/IP, Composite Video. Имеет внутреннюю систему хранения на жёстких дисках, с возможностью расширения до 4,4Tb данных.
• Центральная стойка – промышленный 19” Rack Mount шкаф для всего центрального оборудования. Стойка необходима для соблюдения международных стандартов в области расположения центрального оборудования инженерных систем. Обеспечивает удобство, при монтаже и сервисном обслуживании системы.
• Монитор – для конфигурирования и сервисного обслуживания.
• ПИ-ГР – средство изменения интерфейса Охранно-пожарной сигнализации для подключения к общей системе.

Интеллектуальные пульты управления.

Интеллектуальным пультом управления – любое устройство, способное отображать и обрабатывать информацию, передаваемую по протоколу HTTPS://, а так же принимать команды пользователя. Общение с пользователем в устройствах такого типа производиться с помощью интуитивно понятного интерфейса. Интерфейс логически делит все системы на подсистемы, отображает информацию от подсистем и датчиков, информацию о событиях, принимает управляющие команды пользователя, предоставляет сервисные возможности системы. Для пультов такого типа используются:

• Носимые карманные компьютеры (КПК) – это беспроводные или проводные устройства, имеющие небольшой размер, сенсорный экран и способность обрабатывать ограниченное количество современных технологий. Данный тип устройств имеет неоспоримые плюсы в размере и мобильности, но не позволяет в полной мере управлять всеми функциями системы одновременно, поскольку количество данных, единовременно отображаемых на дисплее, позволяет управлять одной/двумя подсистемами в один момент времени, что обусловлено небольшим размером экрана. Однако для применения в домашних условиях, зачастую этого бывает достаточно для одного пользователя, который хочет двумя тремя нажатиями подстроить под себя окружающую среду обитания.
• Носимые планшетные компьютеры (TabletPC) – это беспроводные устройства, шириной 1-2 см, дисплей от 10” до 17” дюймов, внутреннюю начинку, способную обрабатывать современные технологии, и способ передачи данных через Wi-Fi. Такого типа устройства оборудованы сенсорным покрытием обеспечивающим ввод данных с помощью ручки или непосредственно указательного пальца пользователя. Удобство таких устройств обусловлено максимальными возможностями интерфейса при полной мобильности и простоты управления.
• Встраиваемые в стену панели – устройства, которые наряду с носимыми панелями позволяют в полной мере управлять всеми подсистемами с единой логикой управления. Преимущества перед носимыми панелями заключается в большей производительности, что позволяет управлять такими подсистемами, как видеоконтроль, требующими высокой производительности для отображения и работы с видео- и аудио- данными.

Наряду с интеллектуальными пультами, возможно применение стандартных ИК, радио пультов, настенных кнопок и кнопочных панелей. Логика таких устройств достаточно проста. Каждая кнопка означает некоторое действие, которое может функционально заключаться от простого управления света, жалюзи, шторы, роллставни в данном помещении до запуска взаимодействия различных подсистем, интегрированных на объекте.

Подсистема жизнеобеспечения.

В подсистему жизнеобеспечения входят самое большое подмножество функций, такие, как:

• контроль сухих контактов, кнопок, датчиков и других устройств сигнализирующих состояния вкл./выкл.;
• управление изменяемыми нагрузками сервоприводами, заслонками, клапанами с регулируемым относительным отверстием, балластами люминесцентного освещения и другими, понимающими аналоговые сигналы управления, такие как 0..10В, 4...20mA и прочее;
• управление различными подсистемами нагрузками роллставни, шторы, жалюзи, электромагнитные клапаны, электродвигатели и другие релейные нагрузки;
• контроль датчиков и устройств, выдающих аналоговый сигнал:
  • датчики силы и направления ветра;
  • датчики газа и его концентрации;
  • датчики освещённости;
  • датчики температуры;
  • датчики влажности;
  • датчики протечки;
  • датчики давления;
  • датчики уровня;
  • и другие датчики, имеющие выходные стандарты 0..10В, 4..20mA или конвертируемые.
• Частотные вводы/выводы, для контроля скоростей вращения вентиляторов, датчиков ветра или подобных;

Такая функциональность формирует состав систем жизнеобеспечения:

• Контроллеры ввода/вывода всевозможных сигналов.
• Контроллеры программируемой логики.
• Исполнительные устройства.
• Датчики.

Особенности:

Системы жизнеобеспечения обязаны иметь режимы автономной работы, критичные для таких задач, как управление котлами, вентиляцией, освещение. При этом должны быть интерфейсы интеграции с другими системами.

Такая подсистема в составе общей системы управления создаёт множество событий от датчиков и копок, которые могут изменять свои состояния в течении времени, как по желанию пользователя, так и по обстановке на объекте. Интеграция позволяет обрабатывать все эти сообщения и реагировать на них средствами других подсистем, а так же передавать управляющие сигналы от пользователя и системы в целом в подсистему жизнеобеспечения. Примеров может быть очень много: от нажатия на кнопку пользователем и реакции на это системы в целом, до сценарного управления всеми возможностями подсистемы жизнеобеспечения.

Подсистема отопления.

Система нагрева воды для систем горячего водоснабжения, радиаторного или иного способа отопления помещений, а так же (в случае выбора водяного способа подогрева) систем теплых полов и антио-бледенительных устройств.

Оборудованием для контроля является:

• Режимы работы нагревательных котлов.
• Датчики температуры и давления в контурах отопления.
• Регулируемые клапаны на радиаторные или иные средства теплоотдачи в помещениях.

Функциональность:

• Установка температурных режимов в помещениях в зависимости от данных времени года, метеостанции, длины светлого и тёмного времени суток.
• Предотвращение ЧП, связанных с превышением давления в контурах или выходом за пределы температурных режимов работы.
• Контроль за рациональным использованием совместно с другими системами.

Подсистема тёплых полов и анти-обледенительного оборудования.

Данный вид подсистемы делиться на два подвида – это электронагревательные или водонагревательные элементы подогрева поверхностей, для обеспечения комфортного нахождения на полу или предотвращения обледенения на стоках, подъездах или пешеходных дорожек на улице в зимнее время года.

Оборудованием для контроля является:

• По желанию, регуляторы непосредственного управления контурами в виде термопанели с ручкой регулирования уровня температуры.
• Для анти-обледенительного оборудования применение датчиков влажности, с целю контроля необходимости работы.
• Контуры отопления или электронагревательный кабель определённой конфигурации и потребляемой мощности;
• Датчики температуры носителя тепла, для обеспечения более комфортного экономичного режима работы;

Функциональность:

• Предотвращение создания обледенения на фасаде и подъездных участках, а так же на пешеходных дорожках.
• Предотвращение работы в “холостую” систем, при отсутствии необходимости подогрева той или иной зоны.
• Создание комфорта, с учётом всех влияющих факторов.

Автоматика систем газо- и водо- снабжения, бассейнов, джакузи, жалюзи, роллставни, дренажа, канализации, сауны и др. инженерных устройств поддерживающих различные формы автоматизации.

Автоматика призвана осуществлять контроль и работы инженерных систем.

• Подсчёт потреблённых энергоресурсов.
• Контроль и предотвращение протечек воды и утечек газа.
• Контроль фильтров и насосов системы водоподготовки.
  • В первую очередь необходимо решить где вы будете брать воду для дома.
  • Во-вторых, надо определить санитарно-токсикологическую и бактериологическую загрязненность воды. Анализ воды необходим в любом случае: если вы приобретаете готовый дом, водоснабжение которого уже организовано.
  • Затем, отталкиваясь от полученных результатов анализа воды, необходимо определить задачу, которую вы хотите решить (очистка воды для хозяйственно-бытовых нужд и общего водоснабжения дома, очистка воды для полива приусадебного участка, очистка воды только для питья и т.п.).
  • Следующий шаг – необходимо определить свои потребности в воде. Сколько и какие точки потребления воды могут быть задействованы одновременно. Основные точки потребления, влияющие на выбор производительности фильтра – это краны и душевые сетки. Производительность первых составляет (согласно СНиП) 600 литров в час, производительность вторых – 900 литров в час. Произведя несложный подсчёт, вы определите производительность системы фильтров для очистки воды.
    
  • После необходимо определить рабочие параметры насосного оборудования. Насос, установленный в системе водоснабжения, должен не только обеспечивать нужную для Вас потребность в воде. Он также должен обеспечивать нужную воду для установленной системы очистки воды. Немного подробнее об этом: у фильтрующих сред имеется такая рабочая характеристика, как грязеёмкость. Это способность задерживать определённый объём загрязнений. И для того, чтобы фильтр улавливал загрязнения, необходима надлежащая очистка от уже задержанных загрязнений. Эта очистка фильтра от загрязнения происходит обратным током воды (цикл обратной промывки). Для того, чтобы очистка фильтров проходила эффективно, необходим поток воды, который способен взрыхлить загрузку. Как правило, этот поток в полтора – два раза выше производительности фильтра в режиме очистки воды. Если фильтр будет плохо промываться, снизится его возможность эффективно задерживать загрязнения.
  • этап номер 6 – обращение с полученными данными по анализу воды, производительности фильтров и насосного оборудования в специализированную фирму за получением технико-коммерческого предложения по составу, ценам и комплектации системы очистки воды
• Управление роллставнями, жалюзи, шторами и стёклами с изменяемой освещённостью, непосредственно или поддерживая определённый уровень освещённости с помощью датчиков.
• Раннее и аварийное предупреждения о необходимости вызова сервисных служб по системам очистки и канализации.
• Контроль уровней воды в системе канализации и стоков, управление насосным и дренажным оборудованием.
• Управление набором воды джакузи, пруд, бассейн, фонтан и контроль уровня воды.
• Полив и контроль влажности почвы на участке.
• Температурный режим джакузи и бассейна.
• Управление насосным оборудованием для бассейна, фонтана.
• Контроль температуры и средств приготовления сауны и бани.

Подсистема кондиционирования.

В зависимости от состава систем климат-контроля может различаться и способ их интеграции. В данном случае рассмотрим систему кондиционирования Mitsubishi Electric, интегрированную с помощью BMS контроллера этой же фирмы. Согласование системы управления и системы климат-контроля происходит в момент проектирования систем.

Состав подсистемы:

• Связующий процессор – это устройство объединяющее устройства кондиционирования воздуха в единую сеть. Оно позволяет передавать данные между блоками и к системе управления.
• Блок последовательного интерфейса – прибор который представляет все данные связующих процессоров в стандартный интерфейс RS-232 и передает управляющие команды от RS-232 к связующим процессорам системы кондиционирования.

Функциональность:

От системы кондиционирования могут поступать данные о режимах работы блоков системы в данный момент времени, о состоянии различный измерительных датчиков температуры, влажности, оборотов вентиляции или внутреннем состоянии. К системе климат-контроля могут передаваться команды на перевод в различные режимы, на установку температурных значений, для поддержания различными блоками, установку режимов вентиляции и увлажнения.

Подсистема вентиляции.

Система вентиляции может состоять из своих блоков управления и интегрироваться на шинном интерфейсе, либо подключаться на общую шину систем жизнеобеспечения, путём подключения всех датчиков и нагрузок системы на автоматику систем жизнеобеспечения.

В подсистеме вентиляции основным оборудование для контроля являются:

• Управляемые заслонки.
• Рекуператоры и другие средства увлажнения, подогрева или охлаждения воздуха.
• Датчики температуры и давления в воздуховодах.
• Вентиляторы.
• Фильтры.

Функциональность:

Требования к самой системе и её функциональность определяется подрядчиком на данный тип системы, а так же согласовывается для совместного использования с системами безопасности для дымоудаления или пожаротушения.

Подсистема силовой электрики.

Бесперебойное питание.

Подсистемы бесперебойного питания состоят:

• Системы гарантированного питания центральной и периферийной аппаратуры "Умного Дома", выполненной на блоках источников бесперебойного питания с двойным преобразованием (on-line), расширяемой батарейными отсеками для обеспечения длительности работы.
• Системы дизельной, бензиновой или газовой генераторной подстанции для питания всего дома с ограниченной генерируемой способностью.

Задачи управления:

• Ограничить количество потребления энергии, за счёт рационального использования освещения и других энергоёмких систем, переведя в дежурный или отключенный режим.
• В случае огтключения основного электроснабжения, перевести систему на резервное питание.
• Сообщение о ЧП доступными средствами связи и оповещения.

Подсистема управления Светом.

Состав подсистемы:

• Настенные выключатели, подключенные к контроллерам жизнеобеспечения.
• Диммеры – устройства плавно регулирующие уровень освещённости на зонах освещения. Зона освещения – отдельно взятая световая нагрузка либо группа светильников.

Функциональность:

• Подсистема позволяет создавать сценарии освещения, экономить на ресурсе и потреблении световых приборов. При интеграции с общей системой может участвовать в сценариях или непосредственно принимать команды управления с интерфейса системы, других систем или от клавишных слаботочных выключателей системы жизнеобеспечения.

Управление электрическими розетками, наблюдение и подсчёт потребления электроэнергии.

Состав подсистемы:

• Датчики тока и напряжения, для контроля качества электроснабжения и работоспособности оконечного оборудования.
• Сильноточные реле, для управления цепями освещения и электрических розеток.
• Счётчики с памятью и цифровым интерфейсом, для контроля расхода электроэнергии.

Функциональность:

• Управление группами освещения, не нуждающимися в плавном регулировании освещённости.
• Управление группами розеток и нагрузок, необходимыми для отключения в различных режимах работы "Умного дома".
• Подсчёт вольтамперных характеристик нагрузок на определённых питающих цепях, для контроля работоспособности и режимов подключенного оборудования.
• Сбор статистики и учёт электропотребления.

Функциональность:

• Подсистема позволяет экономить на ресурсе и потреблении световых и электро-приборов. При интеграции с общей системой может участвовать в сценариях или непосредственно принимать команды управления с интерфейса системы, других систем или от клавишных слаботочных выключателей системы жизнеобеспечения.

Безопасность.

Подсистема охранно-пожарной сигнализации и средства пожаротушения (ОПС).

Состав подсистемы:

• Охранно-пожарные панели (контроллеры).
• Охранные и пожарные датчики.
• Средства передачи сообщений.
• Средства пожаротушения.
• Средства сигнализации.

Функциональность:

Основной задачей подсистемы ОПС – это контроль и защита от проникновений и возгораний на объекте. В данных системах действуют жёсткие международные и стандарты Российской Федерации, утверждённые многолетним использованием этих систем на объектах различного уровня. Прежде всего это требования ГУВО МВД РФ и ГосПожНадзора.

Система ОПС, используя внутренние средства подсистемы, выполняет всю необходимую функциональность.

Интеграция позволяет расширить эту функциональность, постановкой и снятием зон и отдельных датчиков, реакцией на события средствами других подсистем.

Пожаротушение

• управление технологическим оборудованием подключенным к системе жизнеобеспечения (задвижки системы вентиляции в помещении и др.)
• блокировка автоматического пуска при открытии дверей в защищаемое помещение.
• автоматический запуск средств пожаротушения при срабатывании двух пожарных извещателей в одном, либо в двух шлейфах сигнализации, либо при наличии других подтверждающих данных от других интегрированных систем.
• автономная или централизованная противопожарная защита гражданского назначения по одному направлению газового, аэрозольного или порошкового пожаротушения.
• развитая диагностика работоспособности приборов с отображением неисправности узлов приборов на внутренних индикаторах и панелях управления.
• включение (отключение) режима автоматического запуска системы пожаротушения при помощи электронных ключей и команд системы.
• ограничение доступа к органам управления на передней панели прибора при помощи электроконтактного замка.
• контроль сетевого и резервного питания, отключение резервного питания при разряде аккумулятора
• резервное электропитание от встроенной аккумуляторной батареи в блоки питания приборов.
• запуск и контроль срабатывания модулей автоматических средств пожаротушения.
• включение звукового и светового пожарного оповещения (сирена, транспоранты).
• механический замок на верхней крышке приборов обеспечивающих пожаротушение.
• дистанционный запуск средств пожаротушения по команде с панелей управления.
• ручной местный запуск средств пожаротушения от датчиков ручного запуска.
• контроль исправности цепей оповещателей на обрыв и короткое замыкание.
• ручной с пульта или кнопки сброс режима запуска средств пожаротушения
• передача служебных и тревожных сообщений хозяину и оператору на пульт.
• контроль исправности цепей запуска на обрыв и короткое замыкание.
• временная задержка перед пуском средств пожаротушения.
• контроль вскрытия корпуса приборов.

Пожарная сигнализация

• наглядное отображение на планах помещений расположения извещателей и приборов, самых задымленных извещателей, температуры в контролируемых точках, статистики за день, месяц, год.
• измерение значений запыленности, задымленности и температуры и графическое отображение статистики на экране панелей управления.
• набор статистики для выработки мер повышения пожарной безопасности, организации технического обслуживания.
• защита от ложных срабатываний путем автоматического сброса извещателей, питаемых по шлейфу.
• программирование сценариев для управления с централизованной системы , оповещения.
• подключение пороговых, адресных и адресно-аналоговых извещателей.
• распознавание двойной сработки извещателей в одном шлейфе.

Охранная сигнализация