Автоматизированные системы в строительстве это

Автоматизированная система управления (АСУ) – сочетание комплекса программно-аппаратных средств и персонала, которые предназначены для управления различными процессами в масштабе технологического процесса, производства, предприятия.

АСУ применяют в энергетике, различных отраслях промышленности, транспорта и т.п. Автоматизированная система отличается от автоматической сохранением функций (например, не поддающихся автоматизации), которые должен выполнять человек (оператор).

Автоматизированные системы управления

В СССР первые АСУ были разработаны доктором экономических наук, профессором, член-корреспондентом НАН Белоруссии Н.И. Ведутой. В 1962–1967 годах он был руководителем внедрения первых в стране АСУ производством на машиностроительных предприятиях.

Первостепенной задачей АСУ является повышение эффективности управления объектом через рост производительности труда и совершенствование методов планирования процесса управления.

Автоматизированные системы управления.

Цели автоматизации управления

Система управления может рассматриваться как совокупность взаимосвязанных управленческих процессов и объектов. В самом общем виде автоматизация управления выполняется для повышения эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления. Выделяют ряд целей автоматизации управления:

1. Предоставление лицу, которое принимает решение, существенных данных для принятия решений.
2. Увеличение скорости выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных.
3. Уменьшение числа решений, которые должно принимать лицо, принимающее решение.
4. Рост уровня контроля и исполнительской дисциплины.
5. Рост оперативности управления.
6. Снижение затрат лица, принимающего решение на выполнение вспомогательных процессов.
7. Увеличение степени обоснованности решений, которые принимаются.

Состав АСУ

• информационного обеспечения;
• программного обеспечения;
• технического обеспечения;
• организационного обеспечения;
• метрологического обеспечения;
• правового обеспечения;
• лингвистического обеспечения.

Основные классификационные признаки

АСУ могут быть классифицированы по:

• сфере функционирования объекта управления (например, промышленность, сельское хозяйство, строительство, транспорт, непромышленная сфера и т.д.)
• виду процесса, которым управляют (экономический, технологический, организационный и т.д.);
• уровню в системе государственного управления (отрасль (министерство), все виды объединений, предприятие (организация), производство, цех, участок, технологический агрегат).

Функции АСУ

Функции АСУ устанавливаются в техническом задании создания определенной АСУ опираясь на анализ целей управления, конкретные ресурсы для их достижения, ожидаемый эффект от автоматизации и в соответствии со стандартами, которые распространяются на данный вид АСУ. Функции АСУ состоят в:

• планировании и (или) прогнозировании;
• учете, контроле, анализе;
• координации и (или) регулировании.

Необходимый набор действий выбирается в зависимости от вида создаваемой АСУ. Функции АСУ могут объединяться в подсистемы по различным признакам. Функции при формировании управляющих действий:

• вычислительные функции (обработка информации) – функции осуществления учета, контроля, хранения, поиска, отображения, тиражирования, преобразования формы информации;
• функции обмена (передачи) информацией – доведение выработанных управляющих воздействий до объекта управления и обменом информацией с лицом, принимающим решение;
• функции принятия решения – функции создания новой информации в ходе анализа, прогнозирования или оперативного управления объектом.

Виды АСУ

• АСУ технологическими процессами (АСУ ТП) – предназначена для решения задач оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте.
• Автоматизация умственного труда – предназначена для облегчения умственного труда человека с помощью вычислительной техники.
• АСУ производством (АСУ П) – предназначена для решения задач организации производства, в том числе основных производственных процессов, входящей и исходящей логистики. Выполняет краткосрочное планирование выпуска с учетом мощностей производства, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса.
• функциональные АСУ (например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т.д.).

Назначение и принцип действия АСУ ТП

Назначение АСУ ТП состоит в поддержании установленных режимов технологического процесса за счет контроля и изменения технологических параметров, выдачи команд на исполнительные механизмы и визуального отображения данных о производственном процессе и состоянии технологического оборудования.

В функции АСУ ТП входит предупреждение аварийных ситуаций, анализ контролируемых значений, стабилизация режимных параметров и технологических показателей. Автоматизация помогает в достижении основных целей политики предприятия в вопросах экономики и качества.

АСУ ТП получила широкое распространение в таких отраслях, как: аграрная промышленность, нефтегазовый комплекс, машиностроение, электроэнергетика, горнодобывающий производственный комплекс, металлообработка, пищевая промышленность и др.

Автоматизируются гидромеханические, массообменные, тепловые процессы; процессы очистки, фильтрации, переработки, разделения, измельчения, хранения, отгрузки, приемки, дозации, пуска и остановки, измерения и множество других.

От состава АСУ ТП зависят потенциальные возможности системы, а также качество функционирования автоматизированного объекта. Назначение АСУ ТП:

• повышение эффективности работы оборудования,
• обеспечение удобства управления технологическими процессами,
• контроль и мониторинг технологических параметров,
• исключение рисков простоев, сбоев работы оборудования,
• исчезновение ошибок персонала в процессе управления.

В состав автоматизированной системы входит не только совокупность технических средств и программного обеспечения. Работа АСУ ТП невозможна без таких компонентов, как: информационное, математическое, организационное, эргономическое и метрологическое обеспечение.

Несмотря на то, что автоматизация освобождает человека от необходимости выполнять большинство функций контроля, стабилизации и управления, именно оперативный персонал (технологи, инженеры, диспетчеры, машинисты, операторы, аппаратчики) следит за надлежащей работой приборов и автоматических устройств и контролирует технологические параметры.

К аппаратным средствам АСУ ТП относят: операторские станции и серверы системы, сети, счетчики, измерительные преобразователи, сигнализаторы, автоматизированная система диспетчерского управления, контроллеры, датчики, модули цифрового интерфейса, исполнительные механизмы.

Программные средства – это SCADA-системы, системы сбора данных, системы оперативного диспетчерского управления, операционные системы реального времени, средства исполнения технологических программ, специальное программное обеспечение.

АСУ ТП предназначена для решения сложных управленческих проблем, повышения гибкости управляемого процесса и качества управления производственным объектом.

Принцип действия и структура АСУ ТП

Принцип действия АСУ ТП основан на измерении параметров технологического процесса с помощью интеллектуальных средств измерения и последующем управлении технологическим процессом.

На нижнем или полевом уровне АСУ ТП расположены датчики, полевое оборудование, исполнительные механизмы. С датчиков, которые фиксируют контролируемые параметры, поступает сигнал на промышленные контроллеры.

ПЛК (программируемые логические контроллеры) относят к среднему уровню АСУ ТП, именно здесь выполняются задачи автоматического регулирования, логико-командного управления, пуска/остановки оборудования и машин, аварийной защиты и отключения.

С контроллеров информация передается на верхний уровень управления объектом – к диспетчеру. Верхний уровень АСУ ТП содержит базу серверов, инженерных и операторских (рабочих) станций. Функции АСУ ТП:

1. Управление и контроль,
2. Анализ и планирование,
3. Сбор, учет, хранение данных,
4. Автоматическая защита,
5. Мониторинг и регулирование.

В свою очередь, диспетчер ведет постоянное наблюдение за процессом производства и управляет работой агрегатов в дистанционном режиме. Также на верхнем уровне формируется отчетность, обрабатывается и архивируется информация на сервере системы.

Все данные, поступающие на операторские станции, отображаются в режиме реального времени на экране сотрудника. Числовые и графические данные представляются в виде удобной мнемосхемы объекта управления. В зависимости от полученных данных, контроллер системы вырабатывает соответствующие сигналы управления для исполнительных механизмов.

Кроме этого, контроллер различает выход заданных параметров за предельные значения, сигнализируя об отказах оборудования, каких-либо отклонениях процесса, а в некоторых случаях блокирует работу установки для исключения аварии.

С внедрением АСУ ТП совершенствуются методы планирования, противоаварийной защиты и контроля, поэтому предприятию удается достигнуть высоких качественных показателей технологических процессов.

Автоматизированная система создает необходимые условия для наиболее эффективного и экономичного использования ресурсов производства, роста производительности труда, снижения затрат, повышения конкурентоспособности и получения максимальной прибыли.

Внедрение АСУ ТП обеспечивает увеличение выхода выпускаемой продукции, стабилизацию производственных показателей, снижение материальных затрат, поддержание рациональных и безопасных технологических режимов, улучшение качественных показателей продукта.

Автоматизированная система управления — это… Что такое Автоматизированная система управления?

Автоматизированная система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п.

Термин «автоматизированная», в отличие от термина «автоматическая» подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации. АСУ с Системой поддержки принятия решений (СППР), являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Создателем первых АСУ в СССР является доктор экономических наук, профессор, член-корреспондент Национальной академии наук Белоруссии, основоположник научной школы стратегического планирования Николай Иванович Ведута (1913—1998)[1][2][3][4]. В 1962—1967 гг.

в должности директора Центрального научно-исследовательского института технического управления (ЦНИИТУ), являясь также членом коллегии Министерства приборостроения СССР, он руководил внедрением первых в стране автоматизированных систем управления производством на машиностроительных предприятиях.

Активно боролся против идеологических PR-акций по внедрению дорогостоящих ЭВМ, вместо создания настоящих АСУ для повышения эффективности управления производством.

Важнейшая задача АСУ — повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления.

Различают автоматизированные системы управления объектами (технологическими процессами — АСУТП, предприятием — АСУП, отраслью — ОАСУ) и функциональные автоматизированные системы, например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т.д.

Цели автоматизации управления

В общем случае, систему управления можно рассматривать в виде совокупности взаимосвязанных управленческих процессов и объектов. Обобщенной целью автоматизации управления является повышение эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления. Таким образом, можно выделить ряд целей:

1. Предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР) релевантных данных для принятия решений
2. Ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных
3. Снижение количества решений, которые должно принимать ЛПР
4. Повышение уровня контроля и исполнительской дисциплины
5. Повышение оперативности управления
6. Снижение затрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессов
7. Повышение степени обоснованности принимаемых решений

Жизненный цикл АС

Стандарт ГОСТ 34.601-90 предусматривает следующие стадии и этапы создания автоматизированной системы:

1. Формирование требований к АС

1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС
2. Формирование требований пользователя к АС
3. Оформление отчета о выполнении работ и заявки на разработку АС

1. Изучение объекта
2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ
3. Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователей
4. Оформление отчета о проделанной работе

1. Разработка и утверждение технического задания на создание АС

1. Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям
2. Разработка документации на АС и ее части

1. Разработка проектных решений по системе и ее частям
2. Разработка документации на АС и ее части
3. Разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий
4. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта

1. Разработка рабочей документации на АС и ее части
2. Разработка и адаптация программ

1. Подготовка объекта автоматизации
2. Подготовка персонала
3. Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями)
4. Строительно-монтажные работы
5. Пусконаладочные работы
6. Проведение предварительных испытаний
7. Проведение опытной эксплуатации
8. Проведение приемочных испытаний

1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами
2. Послегарантийное обслуживание

Эскизный, технический проекты и рабочая документация — это последовательное построение все более точных проектных решений. Допускается исключать стадию «Эскизный проект» и отдельные этапы работ на всех стадиях, объединять стадии «Технический проект» и «Рабочая документация» в «Технорабочий проект», параллельно выполнять различные этапы и работы, включать дополнительные.

Данный стандарт не вполне подходит для проведения разработок в настоящее время: многие процессы отражены недостаточно, а некоторые положения устарели.

Состав АСУ

В состав АСУ входят следующие виды обеспечений: информационное, программное, техническое, организационное, метрологическое, правовое и лингвистическое.

Основные классификационные признаки

Основными классификационными признаками [5], определяющими вид АСУ, являются:

• сфера функционирования объекта управления (промышленность, строительство, транспорт, сельское хозяйство, непромышленная сфера и т.д.)
• вид управляемого процесса (технологический, организационный, экономический и т.д.);
• уровень в системе государственного управления, включения управление народным хозяйством в соответствии с действующими схемами управления отраслями (для промышленности: отрасль (министерство), всесоюзное объединение, всесоюзное промышленное объединение, научно-производственное объединение, предприятие (организация), производство, цех, участок, технологический агрегат).

Функции АСУ

Функции АСУ устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций. Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы (действия):

• планирование и (или) прогнозирование;
• учет, контроль, анализ;
• координацию и (или) регулирование.

Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.

Функции при формировании управляющих воздействий

• Функции обработки информации (вычислительные функции) – осуществляют учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информации;
• Функции обмена (передачи) информации – связаны с доведением выработанных управляющих воздействий до ОУ и обменом информацией с ЛПР;
• Группа функций принятия решения (преобразование содержания информации) – создание новой информации в ходе анализа, прогнозирования или оперативного управления объектом

Классы структур АСУ

В сфере промышленного производства с позиций управления можно выделить следующие основные классы струк­тур систем управления: децентрализованную, централизованную, централизованную рассредоточенную и иерархическую.

Децентрализованная структура

Построение си­стемы с такой структурой эффективно при автоматизации техно­логически независимых объектов управления по материальным, энергетическим, информационным и другим ресурсам. Такая система представляет собой совокупность нескольких независи­мых систем со своей информационной и алгоритмической базой.

Для выработки управляющего воздействия на каждый объект управления необходима инфор­мация о состоянии только этого объекта.

Централизованная структура

Централизованная структура осуществляет реа­лизацию всех процессов уп­равления объектами в едином органе управления, который осуществляет сбор и обработку информации об управляемых объектах и на основе их анали­за в соответствии с критериями системы вырабатывает управ­ляющие сигналы. Появление этого класса структур связано с увеличением числа контроли­руемых, регулируемых и уп­равляемых параметров и, как правило, с территориальной рассредоточенностью объекта управления.

Достоинствами централизованной структуры являются достаточно простая реализация процессов информационного взаимодей­ствия; принципиальная возможность оптимального управления системой в целом; достаточно легкая коррекция оперативно изменяемых входных параметров; возможность достижения максимальной эксплуатационной эффективности при минимальной избы­точности технических средств управления.

Недостатки централизованной структуры следующие: необхо­димость высокой надежности и производительности технических средств управления для достижения приемлемого качества упра­вления; высокая суммарная протяженность каналов связи при наличии территориальной рассредоточенности объектов упра­вления.

Централизованная рассредоточенная структура

Основная особенность данной структуры — сохранение принципа централизованного управления, т.е. выработка управляющих воздействий на каждый объект управления на основе информации о состояниях всей совокупности объектов управления.

Некоторые функциональные устройства системы управления являются об­щими для всех каналов системы и с помощью коммутаторов под­ключаются к индивидуальным устройствам канала, образуя замкнутый контур управления.

Алгоритм управления в этом случае состоит из совокупности взаимосвязанных алгоритмов управления объектами, которые реализуются совокупностью взаимно связанных органов упра­вления. В процессе функционирования каждый управляющий орган производит прием и обработку соответствующей информа­ции, а также выдачу управляющих сигналов на подчиненные объекты.

Для реализации функций управления каждый локаль­ный орган по мере необходимости вступает в процесс информа­ционного взаимодействия с другими органами управления.

До­стоинства такой структуры: снижение требований, к производи­тельности и надежности каждого центра обработки и управления без ущерба для качества управления; снижение суммарной про­тяженности каналов связи.

Недостатки системы в следующем: усложнение информацион­ных процессов в системе управления из-за необходимости обмена данными между центрами обработки и управления, а также корректировка хранимой информации; избыточность техниче­ских средств, предназначенных для обработки информации; сложность синхронизации процессов обмена информацией.

Иерархическая структура

С ростом числа задач управления в сложных системах значительно увеличивается объем переработанной информации и повышается сложность алгоритмов управления. В результате осуществлять управление централизо­ванно невозможно, так как имеет место несоответствие между сложностью управляемого объекта и способностью любого упра­вляющего органа получать и перерабатывать информацию.

Кроме того, в таких системах можно выделить, следующие, группы задач, каждая из которых характеризуется соответствующими требованиями по времени реакции на события, происхо­дящие в управляемом процессе:

• задачи сбора данных с объекта управления и прямого цифрового управления (время реакции , секунды, доли секунды);
• задачи экстремального управления, связанные с расчётами желаемых параметров управляемого процесса и требуемых значений уставок регуляторов, с логиче­скими задачами пуска и остановки агрегатов и др. (время реак­ции — секунды, минуты);
• задачи оптимизации и адаптивного управления процессами, технико-экономические задачи (время реакции — несколько секунд);
• информационные задачи для адми­нистративного управления, задачи диспетчеризации и координа­ции в масштабах цеха, предприятия, задачи планирования и др. (время реакции — часы).

Очевидно, что иерархия задач управления приводит к необхо­димости создания иерархической системы средств управления. Такое разделение, позволяя справиться с информационными трудностями для каждого местного органа управления, порождает необходимость согласования принимаемых этими органами реше­ний, т. е. создания над ними нового управляющего органа.

На каждом уровне должно быть обеспечено максимальное соот­ветствие характеристик технических средств заданному классу задач. Кроме того, многие производственные системы имеют соб­ственную иерархию, возникающую под влиянием объективных тенденций научно-технического прогресса, концентрации и спе­циализации производства, способствующих повышению эффектив­ности общественного производства.

Чаще всего иерархическая структура объекта управления не совпадает с иерархией системы управления. Следовательно, по мере роста сложности систем выстраивается иерархическая пирамида управления.

Управляе­мые процессы в сложном объекте управления требуют своевремен­ного формирования правильных решений, которые приводили бы к поставленным целям, принимались бы своевременно, были бы взаимно согласованы. Каждое такое решение требует постановки соответствующей задачи управления.

Их совокупность образует иерархию задач управления, которая в ряде случаев значительно сложнее иерархии объекта управления.

Источник: obraz-ola.ru

Введение

Как известно, повышение качества и сокращение сроков проектирования является одним из важнейших факторов ускорения научно-технического прогресса. Препятствием к повышению качества и сохранению сроков разработки проектов является возрастающее несоответствие между увеличивающейся сплоченностью объектов строительства, с одной стороны сложившимися методами и средствами их проектирования — с другой. Эта проблема не может быть решена за счет простого увеличения числа проектных организаций и проектировщиков различных специальностей. Поэтому в современных условиях повышение качества и сокращение сроков проектирования может быть обеспечено на основе ЭВМ и других технических средств архитектурного проектирования в проектных организациях и мастерских.

Необходимость использования оборудования и программного обеспечения, взаимосвязанного с такими информационными сетями, как глобальная сеть Интернет, обусловлено необходимостью информатизации всех процессов и этапов строительства и последующего обслуживания и управления зданиями.

Интернет (англ. Internet, МФА: [??n.t?.net] ) — всемирная система объединённых компьютерных сетей. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть, а также просто Сеть. Построена на базе протокола IP и маршрутизации IP-пакетов. На основе Интернет работает Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) и множество других систем передачи данных.

Системы автоматизированного проектирования в строительстве

Прогресс науки и техники, потребности развивающегося общества в новых промышленных изделиях обусловлено необходимость выполнения проектных работ. Требование к качеству проектов, к срокам их выполнения становятся все более жесткими по мере увеличения сложности проектируемых объектов. Кроме того, темпы морального устаревания изделий сегодня таковы, что поставленные на конвейер новые образцы часто уже не соответствуют современным требованиям.

Осуществление этих требований стало возможным на основе широкого применения средств ЭВМ на всех этапах производства.

Совершенствование системы автоматизированного проектирования и всех составляющих ее элементов осуществляется сейчас в комплексе, с учетом основных направлений технической политики в области строительства и новейших достижений науки и техники, потому что только комплексный системный подход приводит к желаемым результатам.

Сейчас термином САПР обозначают процесс проектирования с использованием сложных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами прикладных программ для решения на компьютерах аналитических, квалификационных, экономических и эргономических проблем, связанных с проектной деятельностью.

Наряду с использованием систем автоматизации инженерных расчетов и анализа CAE в данное время, как правило, используются системы автоматизированного проектирования CAD (Computer-Aided Design). Сведения из CAD-систем поступают в CAM (Computer-aided manufacturing).

Следует заметить, что английский термин «CAD» по отношению к промышленным системам имеет более узкое толкование, чем русский термин «САПР», поскольку в понятие «САПР», входит и CAD, и CAM, и CAE. Среди всех информационных технологий автоматизация проектирования занимает особое место.

Прежде всего, автоматизация проектирования — это дисциплина синтетическая, так как в ее состав входят различные современные информационные технологии. Так, например, техническое обеспечение САПР базируется на эксплуатации вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий, также САПР практикует использование персональных компьютеров и рабочих станций.

Говоря о математическом обеспечении САПР, следует отметить разнообразие используемых методов: вычислительной математики, математического программирования, статистики, дискретной математики, искусственного интеллекта. Программные комплексы САПР можно сравнить с одними из самых сложных современных программных систем, в основе которых лежат такие операционные системы как Windows, Unix и такие языки программирования как С,С++ и Java, а также современные CASE-технологии. Практически каждый инженер-разработчик должен обладать знаниями основ автоматизации проектирования и уметь работать со средствами САПР. Поскольку все проектные подразделения, офисы и конструкторские бюро оснащены компьютерами, работа конструктора таким инструментом как обычный кульман или расчеты с помощью логарифмической линейки стали неактуальны. Следовательно, предприятия, работающие без САПР или использующие ее в малой степени, становятся неконкурентоспособными, поскольку тратят на проектирование значительно больше времени и финансовых средств.

Будучи одной из сложных систем, САПР состоит из двух подсистем: проектирующей и обслуживающей. Проектные процедуры выполняют проектирующие подсистемы. Подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов являются ярким примером проектирующих подсистем.

С помощью обслуживающих подсистем осуществляется функционирование проектирующих подсистем, их единство, как правило, называют системной средой или оболочкой САПР. Характерными обслуживающими подсистемами считаются подсистемы управления процессом проектирования (DesPM — Design Process Management), управления проектными данными (PDM — Product Data Management). Диалоговая подсистема (ДП); СУБД; инструментальная подсистема; монитор — обеспечивающий взаимодействие всех подсистем и управление их выполнением — это обслуживающие подсистемы ПО. Диалоговая подсистема ПО дает возможность интерактивного взаимодействия пользователя САПР с управляющей и проектирующими подсистемами ПО, а также подготовку и корректирование первоначальных данных, ознакомление с результатами проектирующих подсистем, функционирующих в пакетном режиме.

Структура ПО САПР определяется следующими факторами:

аспектами и уровнем создаваемых с помощью ПО описаний, проектируемых объектов и предметной областью;

степенью автоматизации конкретных проектных операций и процедур;

ресурсами, предоставленными для разработки ПО;

архитектурой и составом технических средств, режимом функционирования.

Развитие компьютерных сетей привело к быстрому изменению самого способа ведения конструкторских разработок, превратив САПР в своеобразное окно, через которое осуществляется доступ к обширным взаимосвязанным программным, информационным и людским ресурсам. Программное обеспечение (ПО) автоматизированных рабочих мест (АРМ) — это просмоторщик, с помощью которого тот или иной проект связывается с этими ресурсами. С точки зрения конструкторской разработки применение сетей сулит интеграцию усилий в рамках предприятия на протяжения всего жизненного цикла изделия.

Сеть Интернет дала жизнь множеству новых инструментов, предназначенных для сотрудничества и совместного использования данных в глобальном масштабе. Передовые компании с их помощью смогут предоставить необходимую информацию и инструменты в нужное время и именно тем, кому это требуется, независимо оттого, где они находятся. Разработанные в настоящее время архитектуры и ПО САПР не могут предложить для них достаточно эффективное решение, т.к. работают в «закрытом» информационном пространстве. В этой связи встает вопрос о разработке новой архитектуры САПР поддерживающей возможности технологии Интернет), который является актуальным на сегодняшний день.

Рис. 1 — Структура корпоративной сети САПР

Одна из ключевых тем развития САПР — «облачные» вычисления: удаленная работа с данными, размещенными на удаленных серверах, с различных устройств, имеющих выход в интернет. На сегодняшний день облака очень существенно продвинулись в сегменте легких приложений и сервисов — преимущественно в потребительском секторе. Возможны два варианта интеграции.

В первом случае в облако переносится вся инфраструктура инженерных служб, и соответственно необходимость в инженерном ПО, установленном на рабочем месте, исчезает вовсе. Во втором случае у конструктора по-прежнему остается графическая рабочая станция с установленной САПР, но при этом он получает из нее доступ к различным облачным сервисам, благодаря которым можно решать задачи, требующие весьма существенных ресурсов (например, проводить прочностной анализ).

Осуществлять облачное взаимодействие возможно двумя способами: публично, когда доступ к серверу, расположенному у провайдера, открыт через интернет, и в частном порядке, когда сервер находится на предприятии и обращения к нему происходят по закрытой локальной сети. В России развитие облаков в области САПР сдерживается необходимостью соблюдать в очень многих проектах излишнюю секретность. Поэтому, скорее всего именно частные облака станут в ближайшее время основным драйвером рынка. Облака — это не только новые технологии, но еще и возможность экспериментировать с новыми бизнес-моделями.

Еще один тренд — это рост рынка мобильных устройств. Наибольшее ускорение он получил в прошлом году с появлением iPad. Вначале, правда, казалось, что это устройство сугубо потребительское и в корпоративном секторе оно не будет применимо. Однако выяснилось, что оно вполне подходит для решения многих задач.

В секторе САПР сегодня многие сотрудники являются мобильными — работают на выезде, на удаленных строительных объектах, перемещаются по стране, трудятся дома. (Все это требует удобного мобильного устройства.)

Так или иначе за рубежом о том, что планшет скоро будет у каждого сотрудника инженерной службы, сегодня говорят как о свершившемся факте. Уже появились привлекательные для разработчиков мобильные платформы IOS Apple и Android Google, а также существенное количество САПР-приложений под них. Правда использование в России платформы IOS сдерживается не желанием компании Apple продавать комплексные корпоративные лицензии на программное обеспечение.

Источник: studbooks.net

Интеллектуальное здание (BMS) –система автоматизации и диспетчеризации здания САУиД

Инженерное оборудование гражданского здания может включать климатическое оборудование, оборудование водоснабжения и водоотведения, лифтовое оборудование и подъемники, оборудование связи, безопасности, противопожарное оборудование, электрохозяйство и др. В промышленных зданиях также установлено оборудование, обеспечивающее техпроцесс.

Управление каждой из систем «по умолчанию» выполняется либо в ручном полуавтоматическом, либо в автоматическом автономном режиме, когда систем работает без учета данных от других систем.

По ГОСТ 34.003-90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения», автоматизированная система (АС): Система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций.

В системе управления зданием можно выделить две подсистемы: систему диспетчеризации и программный комплекс, обеспечивающий интеграцию автономно автоматизированных систем.

Система диспетчеризации предназначена для удалённого сбора и хранения показаний полевых устройств и датчиков, а также для контроля за параметрами управления режимами работы, выявления нештатных ситуаций, ведения отчётности.

Система интеграции обеспечивает обмен данными между системами и учет данных, получаемых от одной системы в алгоритмах работы другой системы. Интегрированная автоматизированная система — это совокупность двух или более взаимоувязанных АС, в которой функционирование одной из них зависит от результатов функционирования другой (других) так, что эту совокупность можно рассматривать как единую АС (ГОСТ 34.003-90).

Для здания, система автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования — интеллектуальное здание (ИЗ) — это система управления оборудованием и технологическими процессами, обеспечивающая согласованную работу по заданным алгоритмам, управление и диспетчеризацию различных инженерных систем.

Интеллектуальное здание предоставляет владельцу определенное количество сервисов, необходимых для автоматизированного выполнения им своих функций, и имеет способность адекватно и оперативно реагировать на любые изменения внешней и внутренней среды, а также на требования владельцев или арендаторов здания.

Основа интеллектуального здания – программное обеспечение, обеспечивающее совместное функционирование различных систем, основные требования, выставляемые к ИЗ аналогичны к общим требованиям для автоматизированных систем управления (АСУ):

• Техническое решение должно обеспечивать достижение целей создания системы, установленных в ТЗ на систему автоматизации;
• В ИЗ должна быть обеспечена совместимость между ее частями – выполнение этого требования, подразумевает либо применение единого оборудования управления для всех инженерных систем, попытка такого подхода реализуется например компанией Schneider Electric на архитектуре Smart Struxture, либо с помощью шлюзов, универсальных контроллеров, OPC-серверов;

Интеллектуальное здание – это здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства. Оно подразумевает интеграцию различных инженерных систем «под эгидой» единой автоматизированной системы управления зданием.

В связи с тем, что система управления здания состоит из децентрализованных автономных подсистем, возможна их частичная интеграция, например, электроснабжения, отопления, кондиционирования и вентиляции, или сигнализации и освещения и т.п.

Цели разработки системы интеллектуального здания

В зависимости от назначения и размеров здания, цели разработки системы ИЗ могут отличаться. Например, в производственном здании, основной целью может быть обеспечение стабильной работы технологического процесса, с максимальной экономией ресурсов. В офисном здании задача может звучать как обеспечение комфорта арендаторов с обеспечением необходимого уровня комфорта и возможной экономией ресурсов, в частном домостроении приоритетом может быть комфорт жителей и их безопасность, особенно с учетом того, что абсолютные цифры экономии на энергоресурсах могут быть очень небольшими в зданиях площадью меньше 300 м 2 .

Выделяют три основные задачи системы автоматизации: экономия, комфорт и безопасность. Приоритетная задача определяется назначением здания и техническим заданием.

Интегрированная система управления зданием решает три указанные задачи лучше, чем каждая из систем решила бы по отдельности:

Экономия. За счет информационного обмена между системами и возможностью совместной работы, ИЗ позволяет существенно снизить энергетические расходы и коммунальные платежи, оптимизировать траты на ремонт инженерных систем, эффективно использовать человеческие ресурсы, в целом улучшить сервисное обслуживание системы;

Комфорт. ИЗ предоставляет своим обитателям максимальное количество сервисов, необходимых для комфортной работы. Проект разрабатывается с учетом индивидуальных пожеланий заказчика и приоритетных задач;

Безопасность. Подразумевается безопасность от внешней угрозы и безопасность протекания процессов (предотвращение аварийных ситуаций и т.п.). Система ИЗ уменьшает влияние субъективного человеческого фактора, особенно во внештатных ситуациях, исключается фактор паники, снижается время реакции до 90%.

Все оборудование автоматизации ИЗ включено в общую системную шину и работают в едином информационном пространстве, оно обеспечивает высокий уровень безопасности и комфорта, эффективное безаварийное использование оборудования, снижение эксплуатационных затрат, потребления энергоресурсов и воды.

Энергоэффективность, энергосбережение и снижение коммунальных затрат

Энергоэффективность системы показывает насколько технические и проектные решения, принятые на объекте, позволяют максимально полно использовать энергию.

Энергосбережение представляет собой меры, которые позволяют экономить энергию за счет отключения потребления систем, в случаях, когда энергия не требуется.

Эти два понятия часто используются вместе, однако имеют отличия. Лучше всего продемонстрировать отличия с помощью примера. Рассмотрим систему отопления энергоэффективного здания. Применение частотных преобразователей при управлении расхода насосами, совершенные теплоизоляционные материалы при строительстве стен, радиаторы специальной конструкции – это примеры энергоэффективности. Но если помещения отапливаются одинаково, вне зависимости от наличия в них людей и учета сторон света север-юг, то эта энергоэффективная система отопления не является энергосберегающей.

В России определены следующие классы энергоэффективности зданий А++, А+, А, В+, В, С+, С, С-, D, Е. Здания класса А – наиболее энергоэффективные и современные. А проектирование новых зданий классов D и E уже не допускается. (Федеральный закон № 261 ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности», Постановление российского Правительства № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергоэффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергоэффективности МКД»).

Величина отклонения расчетного (фактического) значения удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемого, %

Рекомендуемые мероприятия, разрабатываемые субъектами РФ

При проектировании и эксплуатации новых и реконструируемых зданий

От -50 до -60 включительно

От -40 до -50 включительно

От -30 до -40 включительно

От -15 до -30 включительно

От -5 до -15 включительно

От +5 до -5 включительно

Мероприятия не разрабатываются

От +15 до +5 включительно

При эксплуатации существующих зданий

От +15,1 до +50 включительно

Реконструкция при соответствующем экономическом обосновании

Реконструкция при соответствующем экономическом обосновании или снос

Система интеллектуального здания позволяет в большей степени управлять энергосбережением, повышение энергоэффективности возможно, однако ограничено уже применяемой технологией.

Как работает активное энергосбережение?

Положим, объект сдан и ведется его ежедневная эксплуатация. Обязательными составляющими системы ИЗ являются – подсистема диспетчеризации (отображает и протоколирует все процессы, происходящие в здании), система технического учета энергоресурсов (позволяет получать данные о потреблении каждого из основных устройств системы), система автоматизации (управление полевыми устройствами), системы сигнализации (позволяют получать данные о наличии людей в помещениях и о состоянии окон, дверей, лючков и т.п.).

Если служба эксплуатации относится к своим обязанностям не формально, то при увеличении или уменьшении энергопотребления, диспетчер сопоставляет временные графики параметров оборудования системы и определяет причину, происходящего. Далее анализируются алгоритмы работы систем, и при необходимости, в них вносятся изменения, чтобы исключить повтор определенной ситуации или наоборот, чтобы ее возникновение происходило в штатном режиме.

Однако, не обязательно ждать происшествий. Оператор имеет возможность самостоятельно выдвинуть гипотезу, позволяющую владельцам зданий сэкономить на ресурсах и апробировать ее в работе в ручном режиме. Если гипотеза подтверждается, то она вносится в алгоритмы, если не подтверждается, то выдвигается новая.

Пример: Южный контур системы отопления южного контура частично перекрывается при ярком солнечном дне или при отсутствии в помещениях людей, а в ночное время производится перевод всей системы на пониженную мощность.

В результат моделирования или просто опыта разумной эксплуатации, возможны в т.ч. изменения в конструкции здания. Самое простое – применение теплоизоляционных материалов или стеклопакетов с улучшенными характеристиками, установка доводчиков дверей или дополнительных перегородок. Т.о. цикл активного энергосбережения замыкается и начинается заново.

По некоторым оптимистичным оценкам, за счет экономичного потребления и эффективного перераспределения энергоресурсов между инженерными системами здания, непосредственная выгода может составлять:

• Снижение платежей за электроэнергию — до 30 %, и до 40% на систему электроосвещения;
• Сокращение энергопотребления за счет оптимизации работы тепловых машин – до 40 %;
• Снижение эксплуатационных расходов до 40%;
• Продление срока службы оборудования — от 50 до 100%.

Какой бы совершенной не была система автоматизации, значительная экономия энергоносителей достигается за счет использования ресурсосберегающих материалов и технологий строительства и отделки: энергосберегающих ламп и светильников, утепления стен и кровли.

Увеличение срока службы оборудования

Интеллектуальное здание обеспечивает эффективную организацию контроля над всеми значимыми параметрами инженерного оборудования, линиями коммуникаций и общим состоянием составляющих системы.

Специальные алгоритмы систем мониторинга позволяют службе эксплуатации заранее предотвращать серьезные сбои на основе изменения косвенных показателей работы оборудования. При этом, обслуживающий персонал не должен в знать детали определенного техпроцесса, система сама формирует тревожное сообщение, все что требуется в дальнейшем – передача информации компетентному в данном вопросе специалисту. Т.о. образом, меры принимаются «до» а не «по факту» аварии.

Аналогичные алгоритмы программируются и для планового технического обслуживания, и для обеспечения равномерного расходования ресурса основных и резервных систем, и для любой специфической настройки системы.

Благодаря рациональному использованию ресурсов и соблюдению технических норм по эксплуатации инженерных систем срок их службы значительно увеличивается.

Снижение затрат на эксплуатацию

Известно, что набор из 100 функций, выполняемых отдельными системами, обходится заказчику как минимум на 10-15 % дороже, чем реализация этого же набора в рамках интегрированной системы. Такой результат достигается за счет:

• Снижения затрат на работу специалистов, т.к. в «интеллектуальном» здании многие функции выполняются в автоматическом режиме. Достаточно выполнение контрольных функций квалифицированным оператором системы, который при этом на своем рабочем месте в диспетчерской;
• Прогнозирования и оптимизация расходов на ремонт инженерных систем;
• Эффективного использования трудовых ресурсов за счет уменьшения числа непредвиденных поломок;
• Оптимизации частоты сервисного обслуживания системы, и как следствие, увеличение срока ее эксплуатации.

Система интеллектуального здания в целом позволяет сократить стоимость владения зданием практически вдвое.

Кроме того, имеются большие льготы по страхованию рисков такого объекта.

Важная информация при выборе решения с системой BMS

Интегрированная система автоматизации и диспетчеризации здания выполняется на тех же свободно-программируемых контроллерах и на том же программном обеспечении, что и системы автономной автоматизации и диспетчеризации. Это означает, что на одном и том же «железе» возможно получение совершенно разных результатов.

Если исполнитель предлагает решение на оборудовании таких известных фирм, как Schneider Electric (TAC), Jonson Controls, Honeywell, Siemens (список можно продолжить), то это вовсе не означает того, что заказчик получит в эксплуатацию «умную» систему автоматизации, которая выполняет 90% работы без участия оператора.

Т.е. заплатив солидную сумму за оборудование, заказчик просто купит несколько дорогих систем автономной автоматизации инженерных систем, с выводом показаний на диспетчерский пульт с использованием SCADA интерфейса известной BMS.

При этом служба эксплуатации будет вручную выбирать режимы работы оборудования, не важно каким образом — бегать между щитами управления и нажимать на кнопки или «кликать» на кнопки на экране монитора (удаленное ручное управление).

Смысл ИЗ – разработка алгоритмов. Оборудование без алгоритмов – это красивые и очень дорогие щиты автоматизации, работающие каждый сам по себе.

Управление инженерными системами

Система BMS отображает параметры, управляет или контролирует работоспособность следующих инженерных системам (список не ограничивается приведенными):

• Системы приточно-вытяжной вентиляцией, кондиционирования и холодоснабжения. Осуществляется выбор режимов работы, перераспределение воздушных потоков по помещениям, управление рекуперацией и рециркуляцией;
• Системы периметрального и напольного отопления. Поконтурное регулирование расхода теплоносителя, совместная работа с системой вентиляции;
• Системы горячего и холодного водоснабжения. Управление циркуляционными насосами, подмесом;
• Системой теплоснабжения (ИТП). Синхронизация работы циркуляционных насосов с реальными текущими потребностями здания;
• Системой электроснабжения, электрообогрева, электроосвещения, наружного освещения. Производится учет потребляемой энергии, выявление повышенного энергопотребления, управление световыми сценариями, балансировка мощности по потребителям;
• Системы управления лифтовым хозяйством, эскалаторов, траволаторов и подъемников. По большей части осуществляется мониторинг работоспособности агрегатов системы и устройств связи;
• Системой технического учета расхода энергоресурсов (тепла, горячей и холодной воды, электроэнергии);
• Системы безопасности: охранной сигнализации, контроля доступа, охранного телевидения. Осуществляется мониторинг их работоспособности и передача данных о состоянии помещений в системы управления климатом;
• Противопожарные системы — пожарная сигнализация, оповещение и управление эвакуацией, пожаротушение, дымоудаления и подпора при пожаре. По большей части осуществляется мониторинг работоспособности систем;
• Системой контроля параметров среды, воды и загазованности подвалов, коллекторов и других объектов;
• Системами управления звуком в офисных зданиях, громкоговорящей речевой связи диспетчера ЦДП с персоналом технических и машинных помещений;
• Системами связи – телефонизации, ЛВС, ОДС и пр. Контроль состояния устройств;
• Другие системы, связанные с конкретным зданием или производством, например, счетчик посетителей, автоматика включения проекторов системы внутреннего телевещания и т.п.

Примеры стандартной интеграции

При управлении климатической техникой учитывают время года, текущую погоду, микроклимат в помещениях, наличие и количество людей в них. Учитываются данные системы контроля доступа, например, в многоэтажном здании отопление в кабинете включается в рабочий режим, при въезде сотрудника на парковку. Управление осуществляется по раздельным контурам. Сигналы управления так же могут передаваться на другие устройства, такие как, жалюзи, рольставни, приборы освещения.

Управление освещением осуществляется с применением датчиков освещенности, движения и звука, учитывается время суток и сторона здания (север-юг). Разрабатываются сценарии, такие как световые дорожки, плавное включение, регулирование интенсивностью, управление светом на автостоянке и внешним освещением.

Стандартные алгоритмы реализуют управление источниками электроснабжения, контроль качества входящей линии, запуск резервной линии или генератора. Более современный подход позволяет осуществлять контроль нагрузки, мониторинг потребления электричества оборудованием и при необходимости перераспределять энергию на приоритетное оборудование. Например, при работе от АКБ, приоритет отдается противопожарным системам и системам безопасности.

Система осуществляет контроль работы оборудования сетей, состояние фильтров, исключает протечки, обеспечивает равномерность расходования моторесурсов основного и резервного насосов. Для управления может подключаться информация от системы контроля доступа или системы управления гостиницей.

Управление данными системами осуществляется локальной автоматизацией, однако использование их данных позволяют вывести управление здания на уровень выше, т.к. показания датчиков движения, телекамер, контроллеров СКУД являются «глазами» BMS и формируют сигналы управления для повышения экономичности и комфорта в здании.
Противопожарные системы передают информацию в ИЗ, показывающую их работоспособность и состояние. Системы безопасности при срабатывании пожарных извещателей позволяют противопожарным службам иметь дополнительную информацию о наличии людей в помещениях при необходимости.

Решения на основе интеграции создают комфорт для посетителей, упрощают работу служб эксплуатации и повышают энергетическую эффективность здания. Свободно программируемые контроллеры локальной автоматизации обеспечивают управление отдельной инженерной системой, а интеллектуальная система BMS, через SCADA координатор управляет их автоматизированной совместной работой и взаимодействием.

Ручное, автоматическое и полуавтоматическое управление при необходимости могут работать параллельно.

Протоколы системы BMS

Здание оснащается большим количеством оборудования (датчиков, преобразователей частоты и других исполнительных устройств), которое на полевому уровне, очевидно, управляется различными протоколами. Наиболее известные из протоколов управления на полевом уровне это: Modbus, DALI, M-bus, EnOcean, C-bus, Profibus, RS232, RS485, сухие контакты и другие. Каждый из протоколов разработан производителями оборудования для стандартизации в управлении. Однако, большинство протоколов не совместимы.

Если здание большое, оно имеет большое количество разного оборудования. Исходя из концепции ИЗ, при оснащении здания различными системами и оборудованием разных производителей важно, чтобы технические устройства были совместимы и представляли единое целое. У интеграторов возникала проблема: «как подружить этот зоопарк?». Проблема совместимости была решена через разработку т.н. «стандартов открытых систем».

В настоящее время широкое распространение в области автоматизированных систем управления зданиями получили стандарты BACnet, LonWorks, EIB.

Стандарт LonWorks (local operating network) поддерживает различные среды для передачи информации: кабель «витая пара», коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, радиоканал и др. Он позволяет строить системы управления зданиями по «свободной» топологии, которая наилучшим образом соответствует структуре комплексных систем ИЗ.

Cтандарт BACnet (Building Automation Control Network) – сетевой протокол для автоматизации зданий) был разработан американским обществом инженеров по отоплению и кондиционированию воздуха (ASHRAE).

Стандарт EIB/KNX (European Installation Bus) – европейская инсталляционная шина. Он предназначен для управления энергопотреблением, освещением, жалюзи, микроклиматом и для контроля доступом. Данный стандарт пока больше ассоциируется с небольшими частными объектами. Для управления крупными зданиями используют LonWorks и BACnet.

Для расширения и масштабирования систем выпускаются маршрутизаторы, преобразующие протоколы управления для передачи по сетям TCP/IP.

Для совмещения BACnet, LonWorks, EIB/KNX в рамках одной системы, применяются OPC-серверы (Open Platform Communications), обеспечивающие передачу данных и сигналов управления между разными протоколами.

Рассмотрим эту иерархию на примере концепции Schneider Electric SmartStruxure Solution.

Полевые устройства управляются контроллерами, размещенными в самих устройствах, в комплектных или индивидуальных щитах автоматизации.

Контроллеры имеют выходы на сетевые интерфейсы и подключаются по проводной сети к серверам автоматизации Automation Server.

Сервера автоматизации имеют web-интерфейс и возможность подключения рабочей станции с программным обеспечением SCADA.

Если требуется масштабирование системы, то сервера автоматизации могут быть включены в большую систему по сети TCP/IP через Ethernet. Тогда сбор информации, подготовка отчетов, управление доступом и БД обеспечиваются внешними серверами.

Интеллектуальные здания или умные дома?

Разница между терминами «умный дом» и «интеллектуальное здание» условна и заключается в том, что первый, как правило, применяется по отношению к частным объектам (коттеджам, загородным домам, квартирам), а второй – к объектам общественного значения.

Система «умный дом» ориентирована преимущественно на одного пользователя или семью и ее действие направлено в первую очередь на управление бытовым оборудованием. Система «умного дома» предназначена для управления большим количеством домашних устройств – жалюзи, домашний кинотеатр, сауна, гараж, охранные системы, климат, и если охарактеризовать ее одним словом, то это будет слово «комфорт» или «удобство». Безопасность и экономия так же присуща этим системам, приоритет может настраиваться программно.

В «интеллектуальном здании» интеграция подсистем в единый «организм» реализуется на более надежном и дорогостоящем оборудовании. Система объединяет управление инженерными системами с высоким энергопотреблением (отоплением, водоснабжением, освещением, вентиляцией) общими алгоритмами, при этом информация от других инженерных систем: диспетчеризации здания, телефонии, безопасности, пожарной сигнализации, видеонаблюдения, контроля доступа и т.д. используется в алгоритмах управления зданием.

Слово, характеризующее ИЗ – «Экономия», также как и в «умных домах», возможны варианты программной настройки системы с смещением на «Комфорт» и «Безопасность», как для всего здания, так и для выделенных помещений.

Стоимость внедрения BMS на объекте

Стоимость системы складывается из следующих составляющих:

Проектные работы: На этом этапе возможны два варианта проведения работы:

• а) Проекты систем автоматизации оборудования выполняются отдельно, а проект BMS выполняется в рамках системы диспетчеризации;
• б) Проекты системы автоматизации и диспетчеризации изначально проектируются в рамках единой системы.

При первом варианте – раздельное проектирование есть одно преимущество, чем больше участников, тем больше вариантов решения, недостаток его в том, что в процессе необходим контроль согласованности взаимодействия специалистов.

Оборудование условно разделяется на оборудование автоматизации и диспетчеризации и BMS. При этом, независимо от «внедрения/не внедрения» системы ИЗ, заказчик в полном объеме оплатит за оборудование автоматизации и диспетчеризации. Дополнительные расходы возникнут только при установке систем технического учета и системы, управляющей ИЗ.

При монтажных работах расходы распределятся аналогично расходам за оборудования. Часть монтажных работ по автоматизации будут производиться в любом случае.

Пуско-наладка и интеграция. На этом этапе затраты будут наиболее существенно отличаться от систем без ИЗ. Основная работа при запуске BMS заключается в программировании и отладке алгоритмов взаимодействия между системами.

Существуют общепринятые примерные цифры. Проект интеллектуального здания может стоить от 5-7 до 50-100 долларов за м 2 , а стоимость оборудования, включая обычные щиты автоматизации, обойдется заказчику от 25 до 250 долларов за м 2 : это зависит от числа точек контроля.

В частном домостроении стоимость оборудования может быть выше за счет отношения количества систем и оборудования к площади самого здания. Монтажные и пусконаладочные работы, обходятся в среднем от 20 до 30% от стоимости оборудования.

В процессе эксплуатации «интеллектуального здания» из года в год экономия на эксплуатационных расходах может достигнуть до 70% от бюджета аналогичного необорудованного здания. Тем не менее следует учитывать, что затраты на систему должны быть адекватны самому объекту.

С чего начать при разработке системы интеллектуального здания

Интеллектуальные здания можно рассматривать, как набор сервисов и способов их реализации. Исходя из этого, требования к ним следует устанавливать исходя из того, какие сервисы наиболее интересны заказчику или будущему арендатору. Степень автоматизации процессов в здании во многом зависит от числа решений, принимаемых службой эксплуатации, которое должно быть передано в автоматическое управление.

Исходные требования к интеллектуальным зданиям прорабатываются со службой эксплуатации, пользователями здания или их представителями. В современном строительстве коммерческой недвижимости не всегда возможно на предварительном этапе учесть пожелания этих категорий потребителей, и поэтому проработка требований ложится на коммерческих застройщиков и девелоперов. Их задачей становится определение соотношения стоимости предлагаемого коммерческого объекта к составу систем и сервисов, видам и уровню услуг проектируемого объекта.

Проектирование системы ИЗ

Как упоминалось ранее, проект системы ИЗ разрабатывается в р

Системы управления электроэнергией. Контроль и автоматизированное управление работой системы. Подробнее »

В ближайшем будущем, появится возможность увеличения КПД солнечных панелей до 50%. Эффективность. Подробнее »

Руководство Филиала КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» выражает благодарность коллективу ООО. Подробнее »

КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» 1 сентября 2015

Уважаемый Ринат Шакирзянович! ООО «ФИНПРОЕКТ» выражает благодарность компании ООО. Подробнее »

Источник: rina.pro

Автоматическое управление строительными машинами

Автоматизацию в строительстве можно применить для управления машинами, регулировки режима и учета их использования, а также для контроля качества и обеспечения безопасности работ. Средствами автоматизации являются специальные устройства и приборы, позволяющие оператору только контролировать ход процесса.

Автоматизация управления строительными машинами осуществляется при помощи автоматических систем регулирования скоростей движения, кнопочно-дистанционного и программного управления рабочими органами, регулирования работы приводных силовых установок на оптимальном режиме. Автоматизация учета выполнения объемов работ и использования машин осуществляется при помощи автоматических работоизмерительных приборов, регистрирующих количество циклов, время чистой работы, производительность. Для автоматизации процессов, обеспечивающих безопасность работы машины, используются системы автоматического отключения и сигнализации при наличии напряжения на корпусе машины, сигнализации об опасном угле крена машины, остановки машины при ее приближении к подземным кабельным линиям и другим подземным коммуникациям, а также к воздушным линиям электропередач.

Некоторые технологические процессы на крупных гидростроительствах СССР полностью автоматизированы, например, приготовление бетонной смеси на автоматизированных заводах и заводах-автоматах; изготовление железобетонных изделий методом вибропроката на прокатных станах; разработка, перемещение и укладка грунта средствами гидромеханизации с использованием автоматического устройства и др В области автоматизации управления механизмами строительных кранов примером может быть программно-дистанционное управление башенными кранами,.разработанное совместно Институтом автоматики и телемеханики АН СССР, ВНИИСтройдормашем и НИИМосстроем.

Вместе с тем следует подчеркнуть, что практически автоматическое управление строительными машинами может быть осуществлено лишь в том случае, если сам процесс производства строительных работ будет соответствующим образом подготовлен и подчинен определенным закономерностям.

Специфические и разнообразные условия технологических процессов производства строительных работ в настоящее время еще не позволяют выдвигать вопрос о создании таких систем управления машинами, которые полностью исключили бы участие оператора. Поэтому работы по автоматизации управления механизмами строительных машин носят пока еще поисковый характер с целью уточнения условий, определяющих в дальнейшем возможность ее практической реализации и широкого применения в практике строительства.

Создание полностью автоматической системы управления при современной технологии производства строительных работ было бы связано с преодолением больших технологических трудностей и вряд ли в настоящее время экономически оправдано. Частичная же автоматизация производственного процесса некоторых машин является вполне назревшей и выполнимой.

В этом аспекте практический интерес представляют разработанные советскими учеными и конструкторами принципы автоматизации некоторых землеройных и землеройно-транспортных машин, созда: ние систем автоматического регулирования поперечного угла наклона отвала планировочных и профилирующих машин, а также системы дистанционного управления крановыми механизмами.

Ниже рассмотрены некоторые практически осуществляемые системы автоматизации. х

Автоматическое ведение рабочего органа по заданной траектории. В гидротехническом строительстве при разработке котлована под бетонное сооружение по технологическим сбображениям котлован не углубляют на проектную отметку, а оставляют защитный слой грунта толщиной 0,5—0,7 м. Этот слой перед бетонированием разрабатывается бульдозерами или специальными зачистными машинами, а последние 20—30 см толщины слоя снимаются обычно вручную. На зачистку дна котлованов и траншей, планирование откосов и берм затрачивается большое количество ручного труда. Это объясняется несовершенством машин для земляных работ и их систем управления, которые не обеспечивают разработку грунта под заданную отметку с достаточной степенью точности.

Наиболее эффективны для этой цели специальные машины, оборудованные следящим приводом.

Следящие системы управления представляют собой копирный агрегат, в котором траектория рукоятки управления копируется в определенном масштабе рабочим органом. Этот метод дает возможность обеспечить качественное выполнение рабочим органом любых заданных профилей поверхности при сравнительно несложном дополнительном оборудовании.

Следящая система имеет управляемый источник энергии и обратную связь. Выходное перемещение подается обратной связью на вход системы и автоматически сравнивается со значением входного сигнала, т. е. с желаемой величиной выходного перемещения. От разности между входной и выходной величинами, т. е. положениями входного и выходного звеньев зависит скорость выхода. Эту разность называют ошибкой (рассогласованием) или погрешностью системы.

В системах управления следящим приводом машины входным звеном является орган управления, а выходным звеном — рабочий орган машины или управляемое устройство (ковш экскаватора, направляющее колесо и т. п.). Особое значение имеет обратная связь следящих систем, непрерывно устраняющая рассогласование и согласующая положение входа и выхода. Она является одним из основных элементов следящей системы, оказывающих значительное влияние на точность и устойчивость ее работы.

разработанная ВНИИ- Стройдормашем схема управления обратной лопатой гидравлического экскаватора с использованием принципа слежения. Рычаг 3 имитирует рукоять с ковшом и образует вместе с тягой 6, стрелой и рукоятью параллелограмм ABCD. Имеющийся на конце рычага ползун перемещается в направляющем шаблоне, укрепленном на штоке датчика 2 корректировки движения стрелы. Датчик движения стрелы связан с золотником следящего распределителя.

Ползун, перемещаясь в направляющем шаблоне, передвигает его в вертикальном направлении и через датчик включает распределитель, который обеспечивает координирующее движение стрелы. Корректировка движения позволяет обеспечить движение зуба ковша по траектории, близкой к профилю шаблона. Для движения ковша по радиусу при неподвижной стреле распределитель стрелы отключается.

Исследования показали, что траектория копания, осуществляемая ковшом экскаватора, оборудованного следящей системой управления, имеет отклонение от заданной траектории в пределах ±25 мм.

Автоматическое управление машинами при помощи оптического луча. Конструкция прибора для автоматического управления машиной при помощи оптического луча (ПУЛ-3) разработана в Ленинградском институте точной механики и оптики. Систему автоматического управления с. использованием ПУЛ-3 Применяют при прокладке каналов, рытье траншей с заданным уклоном дна, на планировочных работах, в железнодорожном и дорожном строительстве и т. п.

схема системы управления оптическим лучом многоковшового экскаватора продольного копания. Система состоит из передающего прожектора, где генерируется оптический луч с углом раствора около 1,5°, модулированный двумя частотами — 900 и 1500 Гц с явно выраженной разносигналь- ной зоной, и приемного устройства, представляющего собой фотообъектив с полем зрения 6е, где формируется сигнал рассогласования. Усиленный сигнал рассогласования подается на пульт управления

При управлении машиной для земляных работ в горизонтальной плоскости луч с помощью светофильтров окрашивается в синий и красный цвета. Машинист, наблюдая в зеркало границу раздела цветов, может ориентировать машину в горизонтальной плоскости.

Перед началом работы устанавливают прожектор таким образом, чтобы разносигнальная зона луча была параллельна дну будущей, траншеи, а граница раздела красного и синего цветов проходила вдоль оси траншеи. На расстоянии 15—20 м от излучателя ставится машина и рабочий орган заглубляется при помощи ручного управления до тех пор, пока фотообъектив приемного устройства, жестко закрепленный на рабочем органе, не достигнет разносигнальной зоны (РСЗ) луча. Затем включается автоматическое управление.

В фотоприемнике прибора формируется сигнал рассогласования «На опускание», который затем передается на усилитель. Усиленный сигнал подается на реле, управляющее питанием электромагнитов золотника гидравлического привода установки рабочего органа. Золотник перемещается в положение «На опускание», и гидропривод заглубляет рабочий орган.

Вместе с рабочим органом опускается и объектив фотоприемника. Когда фотоприемник достигнет разносигнальной зоны, сигнал рассогласования становится равным нулю. Реле, питающее обмотку электромагнита золотника, размыкается, и золотник возвращается в нейтральное положение.

Если приемное устройство переместится вниз от разносигнальной зоны, то объектив в большей степени будет засвечиваться лучом, модулированным частотой 1500 Гц, и меньше — лучом, модулированным частотой 900 Гц. В этом случае фотоприемник формирует сигнал рассогласования «На подъем» и гидропривод переставляет рабочий орган.

Эта система дистанционного управления (на расстоянии до 600 м) автоматически выдерживает заданный уклон траншеи, регулируя положение рабочего органа около разносигнальной зоны модулирования оптического луча.

Величина ошибки укладывается в нормы.

Смотрите также:

Система управления строительными машинами состоит обычно из пульта управления с расположенными на нем
В полностью автоматической системе оператор лишь подает сигналы о начале или окончании работы, а также настройке.

. системе управления Системы управления строительных машин.
Системы автоматических устройств. Автоматизация технологических процессов предусматривает механизацию обслуживания и управления машинами, их.

Описаны системы автоматического управления строительными машинами, гидропривод машин, подъемно-транспортные средства. Пятое издание (4-е изд.

три основные гусеничные машины: профилировщик ДС-108, распределитель бетона и других дорожно-строительных материалов ДС-109 и бетоноукладчик ДС-111
Машины комплекта оснащены системами автоматического управления.

Системы управления строительных машин.
Строительные машины. … Система управления строительными машинами состоит обычно из пульта управления с расположенными на нем.

В строительных машинах используют автоматические ограничительные
В траншейных экскаваторах автоматизирован контроль направления и уклона дна траншеи, в скреперах и бульдозерах — управление процессом копания и т. п.

Источник: www.bibliotekar.ru