SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Все расходы под контролем

Siemens, Департамент «Промышленная автоматизация», Системы автоматизации, г. Москва 

В статье рассматриваются эксплутационные и технические характеристики контроллера SIMATIC S7-200 и логических модулей LOGO!. Представлены подходы к проектированию автоматизированных систем управления инженерными системами здания.

Снижение темпов строительства и финансовый кризис сделали проблему экономичной и эффективной автоматизации управления инженерными системами зданий и сооружений гораздо более значимой, чем несколько лет назад. Применение качественных и надежных приборов и решений для автоматизации позволяет добиться ощутимой экономии на всех этапах: от проектирования до эксплуатации недвижимости. Одним из самых удобных и экономически целесообразных вариантов является использование программируемых логических контроллеров (ПЛК) SIMATIC S7-200 и логических модулей LOGO!. Эти приборы производства фирмы Siemens позволяют сократить до минимума число аварий, снизить износ оборудования, легко реализовать сложнейшие схемы управления. 

Логика LOGO!- просто, универсально, экономично

Логический модуль  LOGO! — первый в мире прибор такого класса, он был разработан в 1996 году, когда об автоматизации инфраструктуры зданий только начали задумываться в Европе. Именно тогда Siemens предложил простое экономичное решение, с успехом заменяющее схемы релейной автоматизации. Постоянное совершенствование и разработка новых модулей расширения позволяет LOGO! оставаться бесспорным лидером при создании систем, число входов/выходов в которых не превышает 50 и использование более дорогих ПЛК нерационально.     А это значит, что LOGO! одновременно может обеспечивать автоматизацию водоснабжения, отопления, вентиляции, освещения, и регулировать энергопотребление в самом экономичном режиме. Базовый модуль LOGO! имеет 12 входов/выходов. Использование модулей расширения увеличивает их до 24 дискретных входов, 16 дискретных выходов, 8 аналоговых входов,    2 аналоговых выходов.
LOGO! незаменим, если для автоматизации выбраны шины EIB/KNX и LON. Эта незаменимость обусловлена не столько разумной ценовой политикой фирмы, сколько техническими характеристиками самого прибора. LOGO! обладает многократно проверенными и максимально надежными логическими функциями, которые обеспечивают решение различных задач. 
pic1.jpg

Рис.  Логические модули LOGO!

В ряде административных зданий LOGO! контролирует подачу холодной воды в системе управления климатом. Управляя работой частотных преобразователей, обеспечивающих движение воды, модуль предупреждает возникновение аварийных ситуаций: в случае выхода преобразователя из строя LOGO! переключает насос таким образом, чтобы питание на него поступало в обход неисправного устройства. Этот же модуль следит за состоянием напряжения в сети и, как только оно падает, переключает систему на резервный источник питания. Таким образом, система не выходит из строя даже при неисправности отдельных ее устройств, а ремонт производится без отключения систем жизнеобеспечения. Такое повышение живучести системы обеспечивает значительный рост экономичности ее эксплуатации. 
Экономический эффект от внедрения и немецкая надежность LOGO! делают целесообразным использование решений на его основе даже в бюджетных учреждениях. Например, в одном из детских садов Свердловской области модуль обеспечивает управление работой автономного отопления и горячего водоснабжения, регулируя работу газовой горелки, бойлера и насосов.
Ночное освещение зданий и прилегающих к ним территорий приводит к серьезным издержкам, как за счет потребляемой энергии, так и за счет неравномерного износа оборудования. На базе LOGO! выполняются экономичные решения по созданию сложных осветительных систем и их управления для выставочных центров, ТРЦ, стадионов и т.д. На каждый из четырех выходов базового модуля LOGO! подключается своя группа светильников. Их включение и выключение спроектировано так, чтобы износ светильников происходил равномерно. В будни в ночное время задается режим работы, задействующий одну из групп освещения. Для ночного освещения в выходные задействуются все группы ламп, что создает праздничный эффект и положительно работает на создание имиджа объекта. 
Управление ночным освещением на базе модуля LOGO! не только обеспечивает экономию потребляемой электроэнергии, но и продлевает жизнь каждого осветительного прибора в среднем в три раза. В зависимости от размера объекта и требуемого количества групп осветительных приборов можно обойтись одним базовым модулем или использовать модули расширения. Для внешнего освещения одного из крупнейших ТРЦ в Кургане потребовался только базовый модуль, а вот освещение масштабных спортивных сооружений, состоящих из многих комплексов зданий, требует использования нескольких модулей. 
Одной из значимых проблем при эксплуатации систем водоснабжения является продление срока службы насосов. Ее тоже можно комплексно решить на базе LOGO!.  Во-первых, за счет учета реального, а не астрономического времени работы каждого напорного насоса. Во-вторых, за счет использования недорогого, лишенного логических функций преобразователя SINAMICS G110, минимизирующего перепады  давления в трубах. И, наконец, за счет контроля над малым расходом воды, вызванным неплотно закрытыми кранами. 
В отличие от многих иностранных приборов модули LOGO! адаптированы для работы в отечественных условиях; они устойчивы к вибрациям, успешно работают при напряжении от 110 до 230 В, влажности до 98% и температуре от –25 до +70 °С  (а LOGO! Pure SIPLUS выдерживает и –40 °С). 

pic2.jpg
Рис. ПЛК SIMATIC S7-200

SIMATIC S7-200 - автоматизация на высшем уровне
 
Программируемые контроллеры SIMATIC S7-200 применяются там, где заканчиваются возможности LOGO!. Они используются в том случае, если для обеспечения потребностей системы требуется около ста входов/выходов, если нужна визуализация, или при необходимости соединения в общую сеть нескольких ПЛК.
Система на основе S7-200 может быть расширена  до 128 дискретных входов и 128  дискретных выходов, 30 аналоговых входов и 15 аналоговых выходов. Такой запас по функциональности позволяет применять  SIMATIC S7-200 в самых различных областях производства, и конечно же для контроля над работой инженерных сетей жилых и нежилых зданий, их комплексов, крупных поселков и т.д. 
Большое разнообразие процессорных модулей и питающего напряжения дает возможность индивидуально подойти к каждой конкретной задаче по автоматизации, и выбрать наиболее рациональное и экономически целесообразное решение.
S7-200 практически незаменимы для автоматизации работы теплопунктов, котельных, вентиляции, широко применяются они и для управления освещением, энергопотреблением, комплексного управления водоснабжением, водоотведением, канализацией и водоочисткой и т.д.
В любом здании прорыв трубы — настоящая катастрофа, приводящая к огромным финансовым потерям. Система аварийного контроля на базе S7-200 при первых признаках протечки, о которой она узнает благодаря размещенным в «прорывоопасных» местах датчикам, известит владельца недвижимости, арендатора или хозяина квартиры, а также мастера о происшествии, указав зону, в которой произошла авария. Когда речь идет о жилом помещении и хозяева не получили SMS и звукового сообщения, оно будет переадресовано их близким или знакомым, чьи координаты записаны в памяти ПЛК; сходный механизм работает и в случае с коммерческой недвижимостью. При наличии доступа в Интернет сообщения могут быть отправлены адресатам на электронную почту.
Обычно рекомендуют так же запрограммировать управление запорной арматурой, тогда при получении информации о протечке система немедленно перекроет краны подачи воды. Если в каждом помещении установлен отдельный вентиль, то от водоснабжения будет отсечен только тот участок, на котором произошла авария, водоснабжение остальной части здания сохранится. 
Подобным же образом функционирует система контроля над работой электрического бойлера в загородном доме. При исчезновении питания в сети и угрозе размораживания системы отопления S7-200 посылает сообщение хозяину и задействует генератор, переводя дом в режим энергосбережения.
Оберегая загородный коттедж от постороннего проникновения, S7-200 контролирует датчики системы охраны, присутствия в помещениях, датчики открытия дверей, калитки и ворот, а также реле контроля напряжения. С помощью GSM модема ПЛК посылает владельцу сообщения обо всех происходящих изменениях: о включении охранной системы, ее отключении, открытии ворот и т.д.
Существует возможность в рамках этого же проекта подключить к S7-200 системы подогрева дорожки к дому, крыши и теплого пола, благодаря чему хозяин сможет приезжать в уже подготовленный к его прибытию дом.
ПЛК в автономном режиме может управлять 128 группами освещения. А при использовании систем связи (ПЛК поддерживает протоколы Profibus, Modbus и интерфейс Ethernet) их может быть в десять раз больше, что позволяет на базе SIMATIC S7-200 управлять электроснабжением очень крупных объектов. Контроль S7-200 над автоматическими выключателями в этажных шкафах и шкафах освещения позволяет предупредить возникновение пожара; благодаря способности ПЛК точно установить место неполадки и отправить сообщение диспетчеру аварийная ситуация быстро устраняется.
Реализация управления всеми инженерными системами на этом оборудовании  позволяет не только создать самую современную систему диспетчеризации, но и значительно сократить издержки на обучение персонала, ЗИП. А проектные организации при этом получат большой выигрыш во времени за счет грамотно разработанной документации, наличия курсов по обучению, бесплатных обучающих компакт-дисков и умения специалистов технической поддержки Siemens не только отвечать на стандартные вопросы, но и помочь найти правильное решение самых нестандартных задач.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 4(20)_2008

А.Н. Поспелова, журналист,
ООО «Сименс», г. Москва,
Департамент «Промышленная автоматизация»,
Системы автоматизации,
тел.: (495) 223-39-42,  
www.siemens.ru/ad/as