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.

Система дистанционного управления коммуникациями загородного дома

Контроллер ОВЕН СПК207 предназначен для построения достаточно сложных систем управления инженерными системами здания – для создания «умного дома». В статье описана интеллектуальная система управления отопительными контурами, реализованная компанией «Термоэнергосервис» на базе контроллера СПК207 для загородного коттеджа. Контроль за системой может осуществляться дистанционно – с мобильного устройства.

ООО «Термоэнергосервис», г. Чехов, Московская обл.
Компания ОВЕН, г. Москва

owen_site.gif

Ссылки на упомянутое в статье оборудование можно посмотреть в конце материала

Еще каких-то десять лет назад нельзя было и мечтать о том, чтобы с помощью мобильного телефона управлять интеллектуальными системами. Технический прогресс решил эту проблему. Благодаря широкой доступности Интернета, современным информационным и компьютерным технологиям сегодня управление инженерным оборудованием загородного дома стало возможным из любой точки земного шара. Вам необходим комфортный микроклимат в коттедже? Нужна теплая вода в бассейне или вы хотите узнать о работе отопительной системы по мобильному телефону? Все это вам обеспечат интеллектуальные системы.

Сейчас наблюдается резкий рост индивидуального строительства. Застройщики устанавливают собственные котельные, скважины, и поэтому они крайне заинтересованы в создании эффективных энерго­экономичных комфортных систем управления. Современное управление микроклиматом осуществляется системами искусственного интеллекта. Эти системы еще называют «умным домом», поскольку они позволяют контролировать и регулировать работу любого инженерного оборудования. Управлять ими можно как с пульта, установленного в доме, так и с мобильного телефона.

Компания «Термоэнергосервис» уже имеет опыт создания систем дистанционного контроля и управления инженерным оборудованием загородного дома на базе контроллера ОВЕН ПЛК73. Однако следует признать, что из-за ограниченных объемов памяти данный контроллер скорее подходит для небольших систем. Для создания более сложных систем как нельзя лучше подойдет новый панельный контроллер ОВЕН СПК207 со встроенным веб-интерфейсом, у которого и контроллер, и сенсорная панель оператора в одном корпусе. Именно этот контроллер решено было использовать в системе искусственного интеллекта в одном из проектов. На базе панельного контроллера СПК207 была разработана довольно сложная система с возможностями управления отопительным котлом, шестью независимыми контурами отопления, контуром горячего водоснабжения, а также выполнения ряда сервисных функций.

Ris.1.png

Рис. Схема системы дистанционного контроля и управления 
инженерным оборудованием загородного дома на базе контроллера СПК207

ИСУ обеспечивает:
- управление тремя универсальными контурами отопления (дом, баня, система вентиляции);
- управление тремя специализированными контурами отопления (воздушный обогрев павильона бассейна, температура воды в бассейне, тем­пература теплого пола);
- управление контуром ГВС;
- управление электрообогревом в хамаме;
- управление электрообогревом водосточной системы;
- формирование и отправку аварийных СМС-сообщений;
- формирование и отправку информационных сообщений по запросу пользователя о температуре в контурах, режимах работы контуров, неисправностях;
- регистрацию аварийных ситуаций с указанием даты и времени ее возникновения;
- индикацию уровня сигнала сотовой станции;
- индикацию температур в контурах отопления и наружного воздуха;
- защиту системы отопления от замерзания;
- задание температур в контурах отопления с помощью СМС-сообщений.

Ris.2.png

Рис. Главный экран визуализации

Каждый отопительный контур снабжен пропорциональным или позиционным регулятором температуры. Выбор типа регулятора производится при конфигурации контура. В контуре воздушного обогрева павильона бассейна установлены два регулятора: пропорциональный, поддерживающий температуру теплоносителя в системе по температурному графику с учетом температуры наружного воздуха, и позиционный регулятор, который управляет вентилятором воздушного обогрева, поддерживая заданную температуру в павильоне.

Ris.3.png

Рис. Экран котла

Настройка каждого контура отопления производится индивидуально. Доступны настройки двух уровней: программные и оперативные. В программных определяется конфигурация контура, в оперативных – параметры работы.

При настройке каждого универсального контура отопления задается:
- наличие контура;
- режим работы (с постоянной или переменной температурой);
- наличие трехходового смесительного клапана;
- время хода трехходового клапана;
- точка контроля температуры в контуре (в помещении или в системе отопления);
- приоритеты нагрева;
- температура в контуре для определенного режима (минимальная, режим «комфорт», максимальная);
- наличие автоматического перехода в режимы «ночь»/«лето».

В режиме «ночь» возможна коррекция температуры в сторону как уменьшения, так и увеличения. В режиме «лето» контур отопления отключается автоматически при достижении заданного значения температуры наружного воздуха.

Ris.4.png

Рис. Экран программных настроек контура теплого пола

В меню настроек специализированных контуров дополнительно задается возможность режима работы по графику в соответствии с температурой наружного воздуха и температурой теплоносителя в точках графика.

В проекте программно реализован тестовый режим, который предназначен для проверки работоспособности отдельных элементов системы. Также реализованы различные сервисные функции: постоянная или циклическая работа циркуляционного насоса ГВС, режим термической антибактерицидной обработки бойлера ГВС, защита каждого контура от замерзания. Данные функции включаются/отключаются в меню соответствующих настроек.


Интеллектуальная система управления

Все элементы системы управления, включая контроллер СПК207, установлены в котельной загородного дома. В интеллектуальную систему управления входят:
- первичные приборы – датчики температуры, реле давления;
- модуль обработки информации с сенсорным панельным контроллером СПК207 с веб-интерфейсом, двумя модулями аналогового ввода ОВЕН МВ110-8А, двумя модулями дискретного ввода ОВЕН МВ110-8ДФ, двумя модулями дискретного вывода ОВЕН МВ110-16Р, а также GSM/GPRS-модем ОВЕН ПМ01;
- устройства управления с модульными контакторами управления периферийным оборудованием, трехходовыми смесительными клапанами системы регулирования;
- источник бесперебойного питания мощностью 500 ВА, от которого осуществляется питание системы управления.

Созданное схемное решение обеспечивает высокую информативность и защиту от сбоев электропитания. В случае отключения питания система отправляет пользователю короткое сообщение об отключении электроснабжения.

Для удаленного доступа в доме установлен Wi-Fi-роутер, и благодаря беспроводным технологиям пользователь может подключиться к системе управления без дорогостоящего дополнительного программного обеспечения с любого мобильного устройства, поддерживающего Wi-Fi. Для этого достаточно в строке браузера набрать IP-адрес контроллера и адрес веб-визуализации.

Для передачи в систему управления данных о температуре теплоносителя на входе и выходе из котла на соответствующие трубопроводы установлены дополнительные датчики температуры. Система управления интегрирована с автоматикой котла без нарушения принципиальной схемы, разработанной фирмой-производителем котла. С клеммника штатного блока управления котла снимаются сигналы наличия напряжения в цепях управления, величины давления газа в газопроводе и давления воды в котле, рабочий или аварийный сигнал с горелки.

Выход регулятора температуры через промежуточные реле подключен параллельно штатному термостату котла, а сам термостат установлен на минимальное значение.


Визуализация

На мониторе контроллера СПК207 отображаются упрощенная схема системы отопления, а также функциональные кнопки для:
- перехода в отдельный контур отопления;
- управления оборудованием;
- входа в меню настроек;
- входа в тестовый режим;
- перехода на экран аварий;
- оперативного отключения рассылки аварийных СМС-сообщений.


СМС-управление

Изменение температуры в контурах отопления и запрос информации о состоянии системы выполняется с помощью цифровых кодов. Такое управление с точки зрения эксплуатации наиболее удобно, так как не нужно набирать на телефоне большого количества символов. Достаточно отправить СМС-сообщение, состоящее из двух цифр: первая – номер контура, вторая – температурный режим (0 – контур отключен, 1 – минимум, 2 – комфорт, 3 – максимум). Температура, соответствующая данному режиму, задается в меню оперативных настроек индивидуально для каждого контура. Например, при отправке сообщения с кодом «21» система управления установит во втором контуре минимальную температуру.

При изменении температурного режима с помощью СМС пользователю придет подтверждение об установке нового режима. Управление системой возможно только с разрешенных телефонных номеров, которые задаются в соответствующем пункте настроек.


Достигнутые показатели

За счет внедрения интеллектуальной системы управления микроклиматом оптимизировались показатели комфортности, при этом заметно сократились расходы на электроэнергию.

Потенциал контроллера СПК207 полностью не исчерпан, поэтому по мере возникновения дополнительных требований функциональность системы можно легко расширить, причем с минимальными затратами времени и финансов.



Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 3(51)_2014

П.Б. Золотов, генеральный директор,
А.В. Кочанов, инженер КИПиА,
ООО «Термоэнергосервис», г. Чехов, Московская обл.,
тел.: (985) 915-3770,
e‑mail: te-service@yandex.ru

Компания ОВЕН, г. Москва,
тел.: (495) 641-1156,
e‑mail: sales@owen.ru,