От безопасности — к экономии и комфорту

22.05.2013

Кузнецов Е. Ю., инженер
Макеев В. Н., инженер

ЗАО НВП «Болид»
141070, Россия, Московская обл.,
г. Королев, ул. Пионерская, 4
Тел.: 0 107 (495) 513 32 35
www.bolid.ru
e-mail: info@bolid.ru

bolid.jpgВсе знают компанию «Болид» как крупнейшего производителя и поставщика оборудования систем безопасности — охранно-пожарных систем (ОПС) и систем контроля и управления доступом (СКУД). При монтаже этих систем на объекте возникал вопрос о взаимодействии с инженерными системами, и если связь инженерных систем со СКУД неочевидна, то для ОПС связь с системой приточно-вытяжной вентиляции — вопрос традиционный. И сейчас уже не достаточно просто установить на объекте систему, например дымоудаления. Также необходимо «привязать» ее к вытяжке и, возможно, заблокировать приточку.

Исторически системы безопасности и инженерные системы на объектах развивались независимо, а все, что от их взаимодействия требовалось, — это не мешать друг другу, да и обслуживались эти системы, как правило, разными подрядчиками. С внедрением диспетчеризации возник еще один вполне резонный вопрос: почему бы не объединить различные системы в единую и не вывести всю информацию на одно рабочее место? На этом фоне «Болид» и создает контроллер С2000 -Т, представленный на рис. 1 в двух исполнениях.

bolid1.jpg

Специалист, занимающийся автоматизацией, с первого взгляда на рисунок без особого труда определит, что перед ним технологический контроллер, и более того, даже без описания определит, где аналоговая часть, где силовая, а где питание и интерфейс. Типовой дин -реечный корпус, обилие клемм и индикации — все это диктуется «законами жанра» и фактически стало классикой. В этом отношении контроллер представляется типичным. Вместе с этим от взгляда специалиста не ускользнут и особенности: наличие двух интерфейсов и многофункциональная клавиатура.

При всем обилии технологических контроллеров, представленных на рынке, и многообразии проектируемых систем проектировщики и инсталляторы практически всегда решали типовые задачи и сталкивались, да и продолжают сталкиваться, с типовыми проблемами. Попробуем провести экскурс в историю этой сферы, отметить возникающие сложности (будем нумеровать их в скобках), а затем предложим способы решения и поясним, какие возможности предоставляет пользователю применение контроллера С2000 -Т для решения или минимизации указанных проблем при построении инженерных и интегрированных систем.

Экскурс в историю

Еще сравнительно недавно при решении задач управления технологическими процессами широко применялись аналоговые контроллеры ведущих мировых лидеров: Siemens, TAC, Regin. Сравнительно недорогие, простые, надежные и удобные в настройке они были «заточены» под решение определенного перечня типовых задач и весьма критичными к выбору оборудования в своей «обвязке». Совсем не редко стоимость одного недорогого контроллера соизмерялась со стоимостью трех — четырех температурных датчиков, которые не допускали замены (1). Если в процессе эксплуатации возникала необходимость внести в работу установок минимальные изменения или просто переместить подальше датчик, но это не было предусмотрено на этапе проектирования, то инсталлятор получал головную боль, а заказчик сталкивался с новой сметой расходов (2).

На смену аналоговым контроллерам стали приходить первые цифровые контроллеры, которые с легкой руки незатейливых специалистов получили название «программируемые». Эти контроллеры действительно программировались, но только не проектировщиком или инсталлятором, а производителем на заводе -изготовителе или в специализированных центрах. Возможностей у цифровых контроллеров стало больше, однако, как и раньше, при попытке изменить что -либо в алгоритме их работы ситуация повторялась, но уже была возможность, хоть и не всегда, «перепрошить» контроллер, что требовало демонтажа и обращения, не всегда бесплатно, к изготовителю (3). В случае когда появлялась необходимость в добавлении аналоговых или дискретных входов или выходов контроллера, ситуация оставалась по -прежнему тупиковой. Этот период ознаменовался появлением дорогих (4), громоздких контроллеров с двух - и трехрядным расположением клемм, в которых производители, как бы стараясь обеспечить запас на все возможные случаи, стремились встроить как можно больше входов и выходов. Пытаясь обеспечить как можно больший ассортимент обрабатываемых типов датчиков, на плате контроллера устанавливался частокол перемычек, переустанавливать которые можно было только вскрывая контроллер (5). При этом на дисках или сайтах размещались рисунки и фотографии с расположением этих перемычек и большие библиотеки всевозможных алгоритмов, отличия между которыми порой не могли определить и квалифицированные специалисты (6). На этом этапе конкретные входы и выходы были по -прежнему жестко привязаны к алгоритмам, и если происходила поломка клеммы, например дискретного входа, а рядом оставалось несколько точно таких же свободных дискретных входов, то дорогой контроллер все равно требовал демонтажа и замены (7).

Следующий этап характеризовался появлением конфигурируемых контроллеров, в которые загружалось несколько алгоритмов, при этом пользователь мог активировать один или одновременно несколько из них, если было достаточно входов и выходов (8). Кроме того, сами алгоритмы могли так же конфигурироваться пользователем путем выбора и активации необходимых режимов и опций, а с ними и соответствующих входов и выходов, заложенных в алгоритм. Конфигурируемые контроллеры, как правило, позволяли пользователю переназначать расположение входов и выходов. Несмотря на то, что проектировщик и инсталлятор оставались в полной зависимости от алгоритмов, заложенных в контроллер, конфигурируемый контроллер уже представлял значительную свободу выбора и меньшую зависимость от производителя (9).

Действительно, программируемые, или свободно программируемые контроллеры явились логическим продолжением конфигурируемых и предоставляли возможность пользователю начинать работу над проектом «с чистого листа» (10). Пользователь получал программные оболочки для создания, редактирования, компиляции, тестирования своего проекта, а вместе с ними и возможность разработки собственных алгоритмов и прошивок в зависимости от поставленной задачи. Казалось, на этом этапе можно было бы и поставить точку, но все оказалось не так просто. Выяснилось, что весь проект ложился фактически на одного единственного проектировщика, который должен был уяснить задачу, составить и откомпилировать проект, протестировать его. Казалось, что запроектировать типовые алгоритмы сложности не составляет, ведь проектирование имеет удобный интерфейс и автоматизировано, а тестирование можно выполнить и на объекте. Действительность разрушила все иллюзии. Выяснилось, что выполнить все этапы одному единственному проектировщику, при этом учесть все нюансы и не допустить ни одной ошибки не так -то просто, а тестирование проекта по трудоемкости соизмеримо с разработкой проекта. Кроме того, и само программирование требовало квалификации значительно более высокой, чем конфигурирование. Реализация алгоритмов производителями контроллеров проводилась коллективно, в режиме обратной связи с многочисленными клиентами, большими тиражами и постоянно «обкатывалась» и тестировалась. Алгоритмы производителей буквально обрастали всевозможными блокировками, задержками, дополнительными, не очевидными на первый взгляд опциями и реакциями на различные штатные и нештатные ситуации. Таких возможностей у проектировщиков и инсталляторов, как правило, не было. Дополнительные программные оболочки внесли удобство и наглядность для проектировщика, но, как и любое промежуточное звено, не добавили быстродействия и, главное, надежности. Вторым важным промежуточным звеном стал программист -проектировщик.

Как следствие, программируемые контроллеры, более дорогостоящие, со сложным дополнительным программным обеспечением, будучи установлены в конкретную систему у конечного потребителя, в итоге оказались менее надежными, медлительными и капризными, а сопровождать такую систему приходилось именно тому, кто ее разрабатывал. Любые, даже минимальные, изменения в системе автоматически требовали доработки исходного проекта, перекомпиляции и тестирования. Кроме того, увольнение проектировщика-программиста превращалось для фирмы-инсталлятора в настоящую проблему. Для нового программиста было проще спроектировать все самому, с нуля, нежели разбираться в том, что было сделано предшественником, поэтому процесс пуско -наладки повторялся снова и снова (11). Еще сложнее решался вопрос, когда возникала необходимость «добавить железа». Разные производители по -разному предлагали решать эту проблему. Одни выпускали дополнительные линейки модулей расширения, другие предлагали воспользоваться встроенным в контроллер стандартным интерфейсом и подключать оборудование сторонних производителей (12). И тот и другой варианты в большей или меньшей степени усложняли процедуру проектирования системы. Таким образом, зависимость инсталляторов и проектировщиков от производителя уменьшилась, но увеличилась зависимость от собственного программиста и, что особенно важно, возросло влияние человеческого фактора. Интересной, поучительной и символичной в этой связи представляется реакция посетителей выставочного стенда на одной из выставок, когда на вопрос о том, как вам с новыми программируемыми контроллерами, неоднократно звучал один и тот же ответ: «Спасибо... наелись...».

Промышленные объекты, административные здания, крупные торговые комплексы заполнялись многочисленными полученными от разных производителей и разных инсталляторов системами кондиционирования, вентиляции, отопления, контроля доступа, охранной и пожарной сигнализации, а постоянный рост стоимости энергоресурсов требовал внедрения энергосберегающих технологий и как минимум мониторинга систем на объекте. В сложившейся ситуации не только доработка, обслуживание, но даже просто включение или выключение всего этого оборудования превращались в продолжительный и ответственный ритуал, а уж определение виновника в какой -либо аварии — в настоящее расследование. Как итог, эксплуатирующие организации буквально становились заложниками разнообразного оборудования и человеческого фактора, а инсталляторы за такие, казалось бы, выгодные объекты просто не брались. Все более очевидной становилась необходимость комплексного решения с интеграцией различных систем в единую сеть и появления сетевых контроллеров. Инсталляторы, пытавшиеся объединить инженерные системы с охранно-пожарными от разных производителей, вынуждены были прибегать к различным ухищрениям и пытались связывать их на сигнальном уровне при помощи дополнительных тумблеров, шлейфов или реле. Некоторые положительные результаты давало использование стандартных интерфейсов, но при всем их многообразии чем более универсален и открыт интерфейс инженерных систем, тем он медленнее и доступнее, и использование его в охранно -пожарной системе, тем более в системе контроля и управления доступом, весьма спорно, да и сертифицировать такую систему в целом проблематично. При этом все равно требовалось приобретать программное обеспечение для каждой из систем отдельно, а информацию выводить на разные рабочие места (13).

Отдельного внимания требовали вопросы, связанные с метрологией, поверкой и сертификацией (14).

Способы решения

Ниже приведены подходы, заложенные при разработке контроллера технологического С2000 -Т производства НВП «Болид», которые позволяют решить или минимизировать отмеченные при проектировании систем проблемы.

1. Контроллер поддерживает резистивные (медь, никель, платина диапазонов 50, 100, 1000 Ом), токовые (0—5 мА, 4—20 мА), полупроводниковые (LM235) датчики, а также датчики напряжения (0—1 В, 0—10 В).

2. Предусмотрено подключение датчиков по двух - и трехпроводной схеме, а также компенсация сопротивления линии.

3. Обновление версии прошивки и пользовательского программного обеспечения не требует демонтажа контроллера и доставки его на завод или в дилерский центр. Перепрошивка контроллера производится по интерфейсу RS -485 Slave бесплатной программой ORION -PROG, последняя версия которой, как и последней базовой прошивки контроллера, находится и обновляется на сайте www.bolid.ru.

4. Контроллеры С2000 -Т и С2000 -Т с жидкокристаллическим индикатором, как и всю продукцию НВП «Болид», можно смело отнести к низкой ценовой группе по сравнению с другими отечественными и тем более зарубежными аналогами.

5. Конфигурирование аналоговых входов контроллера производится программно по интерфейсу RS -485 Slave и не требует ни демонтажа, ни вскрытия корпуса. Контроллер С2000 -Т с ЖКИ позволяет производить конфигурирование с клавиатуры.

6. На сайте находится только одно, последнее подробное описание алгоритмов. Все предыдущие версии поддерживаются более поздними версиями программного обеспечения верхнего уровня.

7. Как аналоговые, так и дискретные входы и выходы контроллера конфигурируются и могут быть перенацелены.

8. В контроллер уже заложены алгоритмы управления приточно-вытяжной вентиляцией, кондиционирования, отопления, горячего водоснабжения. Все эти алгоритмы, в свою очередь, могут быть дополнены встроенными функциями и опциями (падающая уставка, электронный байпас и пр.). В зависимости от количества задействованных в каждом из алгоритмов входов и выходов пользователь может одновременно запустить (активировать) несколько алгоритмов на одном контроллере.

9. В контроллер заложен «технологический процесс», представляющий собой некоторую заготовку с ПИД-регулятором, которую пользователь может сконфигурировать и активировать по своему усмотрению одновременно с остальными встроенными алгоритмами.

10. В контроллере предусмотрен БЛОК УСЛОВИЙ, в котором пользователь может независимо от активированных алгоритмов проверять состояние и величины аналоговых и дискретных входов и выходов как собственных, так и ведомых приборов, сравнивать их между собой и/или с уставкой и формировать как флаги результата проверки, так и дополнительные воздействия на свободных выходах и на уже задействованных во встроенных и активированных алгоритмах выходах собственных или ведомых приборов. Пользователю предоставляется возможность оперировать и с флагами результата, тем самым связывая логически результаты проверки различных условий. При этом, используя механизм приоритетов, пользователь может вмешиваться в заводские алгоритмы, фактически исправляя и дополняя их.

11. Переконфигурирование и перепрограммирование контроллера не требует столь высокой квалификации, как в чисто программируемых контроллерах, наличия исходного проекта и его компиляции. Эти процедуры могут быть выполнены даже с пульта С2000 -Т с ЖКИ.

12. Контроллер С2000-Т имеет два интерфейса RS-485 Slave и RS-485 Master. При этом протокол «Орион», поддерживаемый контроллером, тот же, что и у другой продукции НВП «Болид». Если входы RS-485 Slave одного контроллера соединить со входами RS -485 Master другого контроллера, то один контроллер превращается в ведущего, а другой — в ведомого. В качестве ведомого прибора могут выступать как контроллеры С2000-Т, так и другие приборы (например, С2000-КДЛ — контроллер двухпроводной линии) со своими ведомыми приборами. В качестве ведущего устройства может выступать как С2000-Т, так и любой преобразователь интерфейса, подключенный к компьютеру с программным обеспечением верхнего уровня. Таким образом, «добавление железа» реализуется простым подключением соответствующего устройства в качестве ведомого, а интеграция в систему — подключением в качестве ведомого к компьютеру через преобразователь интерфейса.

13. Инженерные системы, ОПС и СКУД естественным образом интегрируются в единую систему на базе общего протокола «Орион», на базе общего программного обеспечения верхнего уровня — СКАДА «Алгоритм» и, естественно, на уровне сигналов. При этом на одно автоматизированное рабочее место, на один экран в разных вкладках выводятся как планы помещений с ОПС и СКУД, так и технологические схемы с параметрами инженерного оборудования.

14. Контроллер сертифицирован как средство измерения, его производство лицензировано, а протокол «Орион» допущен к применению в ОПС и СКУД и запатентован.

Резюмируя все вышеизложенное, можно сказать, что контроллер С2000 -Т является одновременно и конфигурируемым, и программируемым. При этом пользователь сам выбирает, будет ли он конфигурировать и активировать уже заложенные производителем алгоритмы, формировать при помощи блока условий свои, просто подключит контроллер в сеть как модуль расширения с входами и выходами для умощнения других контроллеров сети или делать все это одновременно.

Наличие двух интерфейсов позволяет формировать протяженные и распределенные сети, в которых один контроллер измеряет, второй «думает», третий «делает», а при необходимости «добавить железо» недостающие аналоговые и дискретные входы и выходы можно просто назначить на любом из ведомых устройств сети. При этом каждый из контроллеров может и «отдавать», и «забирать» ресурсы других, и делать это одновременно.

bolid2.jpg

И наконец, возможно, самое актуальное на сегодня — это интегрируемость контроллера в инженерные системы, охранно -пожарные системы, системы контроля и управления доступом и системы контроля расхода ресурсов одновременно. На рис. 2 приведен фрагмент СКАДА «Алгоритм» от НВП «Болид» с отображением в реальном масштабе времени при открытой вкладке параметров приточной вентиляции. При открытии других вкладок на экран выводятся поэтажные планы ОПС и СКУД, а также расход энергоресурсов (показания счетчиков потребления электроэнергии и воды).  



Тематика:  Охранно-пожарные системы
Автор:  F+S
Источник:  http://security-info.com.ua/

Возврат к списку


Материалы по теме: