системы автоматизации
преобразователи частоты, регулятор напряжения, автоматика управления, умный дом, автоматика коттеджей, системы водоснабжения, вентиляции, комплексные системы автоматизации
Оглавление



О компании
 
  • Информация о компании
  •  
  • Технология автоматизации ICAN™
  •  
  • Концептуальный подход к автоматизации производства
  • продукция
    область применения
     
  • Удаленный мониторинг состояния силовых щитов
  • Автоматизированная система водоснабжения и полива
  • Автоматизация системы вентиляции цеха
  • Автоматизированная система управления теплицей
  • Автоматизация линии резки металла
  • Автоматизированная система управления дозаторами
  • Как сделать умный дом бесплатно?
  • технология автоматизации iCAN™
    Аналитический отдел
     
  • Распределенная система управления умным домом
  •  
  • Концепция компании Конвир
  •  
  • Автоматика позиционирования
  •  
  • История электричества
  •  
  • История автоматизированного электропривода
  •  
  • Перспективы развития автоматизированного электропривода
  •  
  • Перспективы использования беспроводных ZigBee - интерфейсов в электроприводе
  • вопрос-ответ

    Умный дом - распределенная система управления

    Исторически системы управления были созданы, как централизованные. Под централизованной понимается система с центральным контроллером. Все управляющие сигналы, сигналы с датчиков обратных связей, сигналы с пульта управления и т.д. заводятся на центральный контроллер. Такое построение систем регулирования было оправдано, т.к. стоимость управляющего контроллера зачастую была сопоставима с ценой всего остального оборудования. В настоящее время стоимость управляющего процессора может составлять несколько долларов. Появились и широко применяются интеллектуальны датчики, преобразователи частоты, пульты, интеллектуальные исполнительные механизмы и узлы. Система, по сути, уже не является распределенной, но «главенство» центрального контроллера сохраняется. Достоинством централизованного подхода к построению систем управления является доступность всех сигналов и обратных связей, т.е. Центральный процессор «видит» практически все процессы в системе, может влиять на них и отображать (передавать) на монитор управления или в систему мониторинга более высокого уровня. Однако, введение интеллектуальных устройств в централизованную систему управления лишает ее указанного достоинства. Например, управляя преобразователем частоты, центральный процессор не получает обратной связи по току, т.к. этот параметр уже завязан напрямую в преобразователе. При необходимости ставят дополнительные датчики тока (хотя они уже есть в преобразователе), что приводит к удорожанию системы в целом. Но недостатки этой системы остаются:

  • Высокая загрузка процессора, а, следовательно, сложность в применении эффективных способов обработки сигналов. Например, многоступенчатой фильтрации сигналов.
  • Низкая надежность такой системы. Сбой или неисправность центрального процессора приводит к полной остановке работы всей системы.
  • Сложность монтажа и обслуживания системы управления, т.к. приходится заводить в центральный контроллер все обратные связи, вообще все сигналы, что приводит к удорожанию системы и снижает общую надежность. Иногда сотни проводов приходится тянуть на несколько километров. Сравните стоимость меди и одного процессора.
  • Общая громоздкость и негибкость такой системы. Изменение настроек одного узла может приводить к неконтролируемым изменениям в работе другого. Программа управления не может быть унифицирована в виду индивидуальности каждой системы. Она (программа) получается очень сложной и громоздкой. Ее трудно отлаживать, и приходится разрабатывать для каждой задачи заново, а это очень большие затраты.

    В результате задача автоматизации при кажущейся простоте становится очень сложной и дорогой. Мы имеем много примеров того, что сложные и очень дорогие производственные линии, по сути, очень плохо автоматизированы. Применяются старые, часто механические, приемы управления, которые опять таки повышают стоимость оборудования и снижают гибкость системы управления. Мы получаем дорогие системы, которые плохо управляются. Неоправданно завышены эксплутационные расходы.

    В распределенной системе регулирования все выглядит несколько по-другому. Общая задача автоматизации разбивается на множество подзадач. Все узлы локализуются. Обратных связей в подзадаче становится по-минимому. Исполнительное устройство обладает процессором и решает все задачи управления «на месте», «без советов» процессора верхнего уровня. Да у нас по сути этого центрального процессора может и не быть! Все процессоры подзадач объединяются в сеть. Каждый узел может обмениваться информацией с другим узлом, если это необходимо для работы. Задания в систему, мониторинг и визуализацию процессов производит интеллектуальный пульт управления, тоже включенный в общую сеть системы. Пример такой системы показан на рисунке. Теперь рассмотрим, как выглядят в распределенной системе недостатки централизованной:

  • процессы параллелятся. Каждый процесс обрабатывается своим процессором. Возможно применения эффективных способов обработки сигналов. Например, многоступенчатой фильтрации сигналов. Быстродействие узла возрастает.
  • Высокая «живучесть» системы. Сбой или неисправность процессора подзадач не приводит к полной остановке работы всей системы.
  • Простота монтажа и обслуживания системы управления. Обратные связи заводятся «короткими проводами» непосредственно в блок подзадачи, что приводит к удешевлению системы и повышает общую надежность. Система объединяется единственной «витой парой» сетевого кабеля. Сеть вообще может быть организована по радиоканалу, без проводов.
  • Высокая мобильность и гибкость системы. Изменение настроек одного узла не сказывается на работе другого. Программы подзадач стандартизованы и хорошо отлажены. Программа управления унифицируются для каждого узла конкретно. Снижаются затраты на отладку. Вся система проектируется из готовых «кубиков». Потом «кубики» объединяются в сеть. Подключается пульт управления сетью. Остается только указать какому узлу надо посылать задание, и какие параметры выводить на монитор!

    Особенно актуально применение распределенной системы для управления «умным домом». Общая концепция такой системы состоит в интеграции узлов обеспечивающих:

  • управление силовым оборудованием и освещением (освещение внутри здания, внешняя подсветка, лифты);
  • климатический контроль и вентиляцию;
  • контроль за расходом воды и электроэнергии, предназначенный не только для визуализации, но и для передачи измеренных параметров на вышестоящий уровень АСУ;
  • защиту от проникновения, включающую в себя, также, системы доступа с кодовыми замками и т.д.;
  • внешнее и внутреннее видеонаблюдение;
  • противопожарную сигнализацию;
  • информационную (доступ к внешним и внутренним сетевым ресурсам, а также телефонию);
    Обычно это требует прокладки 6-ти (!) несвязанных кабельных систем:
  • Информационной сети здания (обычно Ethernet);
  • Замкнутой пожарной системы 2 x 2 провода (интерфейс передачи данных соответствует стандарту RS485);
  • Замкнутой петли системы защиты от проникновения (Интерфейс RS485);
  • Замкнутой петля сервисных служб (контроль освещения, расхода электроэнергии, воды и т. д.);
  • Сети передачи информации от системы видеонаблюдения;
  • Телефонной сети здания;

    Далее каждая система «тянется», опутав все здание, к «своему» контроллеру (концентратору) управления. Каждая кабельная система требует своего канала для прокладки. Некоторые сенсоры системы защиты от проникновения соединяются с контроллером отдельными линиями. Таким образом, огромное количество проводов должно дотянуться до «своего» контроллера управления. Контроллер, обработав сигналы, выдаст информацию «своему» серверу, который можно опросить через ethernet. Конечно, контроллеры комплектуются еще и специализированными пультами управления. Как правило, такая система получается очень дорогостоящей, громоздкой и ненадежной. Для дорогостоящих пультов управления, с многочисленными кнопочками и лампочками, выделяется отдельное помещение где-нибудь с охраной, которая не всегда понимает, что это вообще такое. Такой системой очень трудно управлять. Добавление или исключение какой-нибудь компоненты, как и внесение изменений, приводит к дорогостоящим работам. Ко всем этим недостаткам можно добавить все то, что говорилось про централизованные системы управления.

    К распределенной системе управления «умным домом» мы подходим несколько иначе. Весь дом делится на зоны. Зона определяется удобством объединения включенных в себя устройств «умного дома». В жилом доме это может быть квартира, в офисе – рабочая группа. В зоне ставится контроллер, обеспечивающий функционирования всех необходимых систем. Звено низкого уровня объединятся через can – интерфейс (витая пара). Группа компьютеров, IP-телефонов, необходимого серверного оборудования и контроллер зоны объединяются через Ethernet в общий концентратор. Все зоны объединены в общую сеть. Если необходима защита сети какой-либо зоны или есть какая-либо специфика доступа, то эта подсеть соединяется с общей сетью через маршрутизатор. Если есть проблемы с прокладкой проводов, то датчики или исполнительные устройства могут соединяться с контроллером зоны через радиоканал, например, через ZigBee. Управление системами «умного дома» может быть многоканальным, по желанию заказчика. Можно ставить спецпульты по каждой системе дома, как в централизованной конструкции. Можно ставить в зоне общую консоль управления всеми системами. Мы можем «вытянуть» систему управления на любой удаленный компьютер, удобный для работы оператора. Можно без каких-либо трудностей распределять управление системой как по локальному (консоль управления комнатой находится в самой комнате), так и по системному (состояние всех пожарных датчиков и систем выведено на монитор охраны) принципам.
    Такой подход позволяет нам сильно экономить на проводах и монтажных работах. Каждый узел системы работает вне зависимости от состояния всей сети. В случае сбоев и коллизий в общей системы в отдельных комнатах и зонах работа оборудования не нарушается. Так же достаточно просто модифицировать по отдельности каждый узел с добавлением дополнительных датчиков, изменением логики управления и дизайна выводимой информации.

  •  
     
        Компания «Конвир»
    комплексные системы автоматизации
    ул. Ленинская слобода, д.26, стр.1
    тел.: (495) 744-28-49
    отдел продаж: [email protected]


    сайт веб дизайнера - ideashunter
    Преобразователь частоты высокого напряжения