Wdrożenie dyspozytorni klubu sportowego
Opis projektu
Jeden z klientów reprezentujący renomowaną sieć klubów sportowych, zwrócił się do naszego integratora z zapytaniem dotyczącym wdrożenia systemu dyspozytorni do nowego obiektu – klubu sportowego klasy premium o łącznej powierzchni 4000 m2, mieszczącego się na trzech poziomach. W trakcie budowy klient nieoczekiwanie wyraził chęć zarządzania całą infrastrukturą techniczną obiektu — oświetleniem, ogrzewaniem, wentylacją, energią elektryczną i siecią wodociągową, rozliczeniem zużycia zasobów energetycznych według stref konsumpcyjnych, przeprowadzenia rejestracji parametrów składu chemicznego wody w basenie, jakości powietrza itp. Należało uwzględnić możliwości sterowania lokalnego i zdalnego, definiowanie (rozróżnienie) praw dostępu zdalnego z rejestracją czynności operatora, informacjami wysyłanymi przez SMS i Viber, wykonywania różnych scenariuszy i zarządzania procesami zgodnie z harmonogramem. Na szczęście niemal wszystkie zainstalowane urządzenia miały kilka interfejsów komunikacyjnych (lub odpowiednich zewnętrznych wejść / wyjść) i zakładały możliwość integracji z systemem sterowania dla określonych protokołów przemysłowych, tym nie mniej nie istniał jako taki żaden projekt automatyzacji, więc skład i położenie urządzeń, a także dostępność komunikacji były przypadkowe.
Skład urządzeń
OŚWIETLENIE:
- 100 grup sterowania oświetleniem, zgromadzonych w 12 panelach oświetleniowych, w różnych miejscach w znacznej odległości od siebie
- Czujniki obecności, akceptory kart
WENTYLACJA:
- 9 zespołów nawiewno-wywiewnych (27 przetwornic częstotliwości) o łącznej pojemności 200 tys.m3/godzinę, agregat chłodzący (Modbus, RS-485) na dachu budynku
- 8 zaworów zasuwowych z siłownikiem elektrycznym
- 4 dodatkowe czujniki CO2, czujniki temperatury i wilgotności
OGRZEWANIE:
- 64 klimakonwektory
- 4 dwustrefowe ciepłomierze, AXIS SKS-3, magistrala M-bus (RS-485), w piwnicy, w kotłowni
ZASILANIE:
- 8 liczników elektrycznych NIK-2303 (RS-485), w TP
BASENY:
- Pompy dozujące, czujniki Cl, Ph i temperatury, w podpiwniczeniu technicznym pod basenami
Opis rozwiązania
Ze względu na bogatą funkcjonalność udało się wdrożyć dyspozytornię na całym obiekcie na jednym sterowniku integracji WebHMI. W całym projekcie użyto ponad 1000 rejestrów. System jest wyposażony w interfejs WWW i umożliwia zarządzanie jednocześnie przez kilka operatorów (technika obsługi, szefa serwisu eksploatacyjnego w innym mieście, zarządcę, menedżerów, administratora przy wejściu), posiadających różne prawa dostępu, z różnych urządzeń (w tym smartfonów i tabletów) tak z sieci lokalnej Wi-Fi, jak i zdalnie za pośrednictwem Internetu.
Ten kontroler integracji jest również połączony z usługą w chmurze Level 2, górnym poziomem dla systemów zbudowanych na WebHMI, który zapewnia łatwy dostęp do niego przez Internet bez stałych adresów IP (aktualnie dla połączeń 3G i dużych sieci korporacyjnych) oraz możliwość dalszego rozwoju systemu z podłączeniem innych klubów sportowych tej sieci.
Oświetlenie
Do sterowania oświetleniem użyto modułów zdalnego We/Wy 7bit Synapse. Te UKO (urządzenia komunikacji z obiektem) mają 8 dyskretnych wejść / 8 wyjść przekaźnikowych, zasilane są od sieci 230V i sterowane poprzez Modbus TCP. Ich główną cechą jest wbudowany przełącznik Ethernet dual-port, który pozwala szybko zwiększyć liczbę punktów We/Wy w szafach sterowniczych,
za pomocą prostego podłączania modułów jeden po drugim, bez układania dodatkowych ciągów komunikacyjnych, jak również możliwości przedłużenia segmentu sieci (wg obwodu, do 100 m między modułami) bez dodatkowych punktów konsolidacji (przełączników sieciowych) z topologią gwiazda.
Zaletami modułu Synapse jest uproszczenie okablowania, wydłużenie segmentu, wykorzystanie istniejących kabli dla sygnałów wejściowych, w przypadku gdy jest to konieczne
Interfejs jest przedstawiony w planach pięter z wyświetleniem statusu grup oświetleniowych i możliwością bezpośredniego zdalnego sterowania nimi.
Dla zaplanowanych zajęć, oświetlenia zewnętrznego, sprzątania przewiduje się sterowanie oświetleniem zgodnie z harmonogramem, edytowane przez menedżerów.
Przewidziane są również różne scenariusze (grupy) dotyczące włączenia oświetlenia zewnętrznego, reklamy, sprzątania itp. Obecność wbudowanego języka programowania LUA pozwala zorganizować bardziej złożoną logikę pracy ze sprawdzaniem stanu czujników, opóźnień, blokad itp.
WebHMI posiada 2 porty Ethernet, więc może być jednocześnie podłączony do wielu sieci: sieci firmowej dostępu dla operatorów i podłączenia do Internetu i sieci technologicznej do sterowania urządzeniami. Większość przemysłowych protokołów nie posiada autoryzacji, dlatego takie urządzenia nie należy podłączać do wspólnej sieci lokalnej bez zastosowania dodatkowych środków bezpieczeństwa, takich jak organizacja VLAN lub rozdzielanie sieci.
Wentylacja
Sterowniki instalacji wentylacyjnych posiadały porty komunikacyjne (Modbus RS-485) i całkowicie kontrolowały pracę swojego sprzętu. Dzięki możliwości klonowania, importu i eksportu rejestrów, a także dostępności szablonów podczas tworzenia projektów w WebHMI całe zadanie zostało zredukowane właściwie do ustawienia konfiguracji tylko jednej instalacji (dodawanie rejestrów i ich przywiązywanie do schematów pamięciowych), a następnie w projekcie ten sam obiekt był sklonowany tyle razy, ile było to konieczne. Później okazało się, że agregat chłodzenia i wentylacja nawiewna mają różne opcje wymiany danych przez RS-485 (prędkość, parzystość itd.) oraz że podłączenie wszystkich do jednej magistrali udało się tylko ze względu na obecność w WebHMI obsługi wieloprotokołowego trybu komunikacji multiprotocol.
W procesie implementacji wyjaśniło się, że miejsca instalacji czujników temperatury i CO2 zostały wybrane błędnie, a ich liczba jest niewystarczająca do obiektywnej oceny jakości powietrza. Ponieważ podciągnięcie dodatkowych komunikacji z uwzględnieniem gotowego wykończenia i odległości okazało się trudne, zostały pomyślnie użyte bezprzewodowe moduły we/wy IO-Node (TM WebHMI). Te UKO są podłączone do sieci Wi-Fi z protokołem Modbus TCP i zapewniają możliwość podłączenia maksymalnie do 32 czujników temperatury przez magistralę 1-wire, czujnika CO2, a także dwóch dyskretnych wejść i wyjść.(
Ogrzewanie
Ze względu na dużą powierzchnię i ogromne zużycie energii (ciepła i energii elektrycznej) na obiekcie klient był niezwykle zainteresowany kwestiami zarządzania energią – rozliczeniem zużycia zasobów i zwiększeniem efektywności energetycznej. W tym celu wprowadzono gromadzenie danych z różnych liczników oraz wprowadzono mechanizmy analizy tych danych.
Wykonawca zainstalował popularne ciepłomierze SKS-3 z protokołem M-bus na magistrali RS-485. Jednak komunikacja do stacji cieplnej zostały doprowadzone za pomocą oddzielnego kabla o długości > 100 m, który nie pozwalał na podłączenie tych urządzeń do ogólnej magistrali z innymi urządzeniami (zgodnie ze standardem RS-485). WebHMI posiada 1 wbudowany interfejs komunikacji RS-485 i pozwala na zwiększenie ich liczby za pomocą łączenia odpowiednich przetworników przez magistralę USB. Obsługa magistrali M-Bus w WebHMI jest zaimplementowana przez protokoły użytkownika, które pozwalają również integratorowi samodzielnie przeprowadzić wymianę danych z różnymi urządzeniami za pośrednictwem niestandardowych protokołów komunikacyjnych. Z uwagi na znaczenie kwestii niezawodności cieplnej (bezwładności systemu i czasu rozwiązywania problemów i usuwania usterek) informacje o sytuacjach awaryjnych związanych z ogrzewaniem są natychmiast wysyłane do odpowiednich pracowników w wiadomościach SMS i Viber.
Baseny
Informacje na temat składu chemicznego wody, jej temperatury, a także działania urządzeń basenowych i innej automatyki są rejestrowane za pomocą modułów zbierania danych i przechowywane w bazie danych w witrynie WebHMI. Te informacje są dostępne użytkownikom do wglądu w formie raportów i wykresów.
Obsługa techniczna
Pomimo tego, że system jest w ciągłej eksploatacji, klient stale rozszerza jego funkcjonalność, wyrażając za każdym razem nowe życzenia. Ich wdrożenie nie powoduje żadnych trudności, ponieważ WebHMI posiada wbudowane środowisko programistyczne, które pozwala na edycję bieżącego projektu bezpośrednio w przeglądarce za pośrednictwem Internetu, podczas gdy system działa bez kompilacji i ponownego uruchamiania!
