Строитель выбирает систему автоматизации

30 сентября 2013 года вышел Указ Президента РФ «О сокращении выбросов парниковых газов». На долю недвижимости в России приходится около 30% выбросов СО2. Для их снижения современным зданиям необходима автоматизация более высокого уровня, так называемая интеллектуальная автоматизация.

Единого подхода к автоматизации зданий (или строительного стандарта) не существует, а обновления в этой отрасли происходят намного интенсивнее, чем в производстве стройматериалов. Поэтому определиться с выбором той или иной технологии или непосредственных исполнителей этого раздела строительства оказывается для руководителей и специалистов девелоперских и инвестиционных компаний, архитектурных бюро и ЖКХ намного сложнее. Еще одна проблема заключается в том, что строители не заинтересованы в дополнительных капиталовложениях в автоматизацию при возведении зданий.

О том, как помочь заказчику с выбором приемлемых решений, позволяющих провести наиболее полную автоматизацию здания, рассказывает Арнольд Сергеевич Галустов, эксперт в области автоматизации зданий, сертифицированный преподаватель по сетям KNX и LON, исполнительный директор «Сайа Бургесс Контролз Рус»:
— Действительно, создание интеллектуальных зданий — это направление, которое переживает бурный рост, как за счет взрывного развития технологий, так и за счет растущих требований к энергоэффективности и комфорту. К сожалению, в последнее время, много говоря об энергосбережении и экономии, забывают о комфорте. Так появляются «энергоэффективные» гостиницы, где эффективность заключается в отключении отопления и кондиционирования, однако находиться в них невозможно: летом жарко, зимой холодно, влажная постель, темные коридоры.

Автоматизация позволяет одновременно и поддерживать комфортные условия, когда это необходимо, и экономить на энергопотреблении, когда потребности в электрооборудовании нет. Кроме того, именно комфортом и безопасностью обусловлено использование в современном здании множества сложных инженерных систем, эксплуатация которых немыслима без диспетчерского контроля и управления.

Часто инженерные системы поставляются с локальной автоматикой, задача которой просто поддерживать систему в рабочем состоянии, обеспечивая минимальные функции управления. Такая автоматика в лучшем случае имеет самые простые настройки, вроде недельного таймера, однако она доступна и экономична. Говоря об этом, я обычно привожу в пример своего знакомого, который, купив механический карандаш, первым делом выкидывал из него стержни и вставлял новые, купленные отдельно. Он пояснял свои действия тем, что стержни производитель использует самые дешевые, некачественные, чтобы снизить цену на карандаш. Так и с автоматикой: нередко, получив в эксплуатацию готовое здание, управляющая компания избавляется от локальной автоматики и ставит новую, более надежную и гибкую.

Что касается строителей, то они, конечно, заинтересованы в максимальной дешевизне, но сейчас появляются компании, которые после окончания строительства берут здания на обслуживание. Такие компании сразу закладывают в проект качественную автоматику и диспетчеризацию, чтобы не платить дважды и иметь возможность экономить на эксплуатации.

Кроме того, покупатель недвижимости тоже становится разборчивее и зачастую готов заплатить больше за здание, оснащенное интеллектуальной системой управления, в расчете на то, что там будет меньше аварий, время реагирования здесь будет минимальным, а следовательно — отрицательных последствий станет меньше.

— Какие коммуникационные технологии чаще всего используются для автоматизации зданий? В чем их особенности и основные отличия?

— Можно назвать несколько признанных протоколов, созданных специально для управления инженерными системами здания. KNX/EIB используется в основном для управления инженерными системами помещений — климатом, освещением и т. п. LON — стандарт для систем отопления, вентиляции и кондиционирования. BACnet — технология управления всем зданием. Каждая из технологий заслуживает отдельного рассмотрения, поскольку имеет множество преимуществ и позволяет на практике решать любые задачи. Эти протоколы имеют продуманную сетевую структуру и распределенный интеллект, они поддерживаются многими производителями оборудования.

Постараюсь коротко и доступно рассказать о преимуществах и недостатках этих систем со своей точки зрения, не претендуя на объективность.
Наиболее простая и надежная система KNX появилась в результате объединения стандартов EIB, BatiBUS и EHS. Одним из главных преимуществ системы является большое число производителей интерфейсных устройств с различным дизайном (выключателей, терморегуляторов, панелей управления и т. д.), более 300 производителей из 34 стран мира. Разный функционал, дизайн и цвет — на любой вкус.

Для установки системы требуется, прежде всего, сертифицированный специалист KNX (их в России уже больше 600 человек) и специальное программное обеспечение ETS для конфигурирования сети. Наиболее часто применяется среда передачи KNX/TP1 (витая пара) и KNX/IP (Ethernet).

Однако из-за ограничений по достоверности передачи информации она не может применяться в системах, связанных с обеспечением безопасности, например в лифтах, системах спасения и эвакуации.

Система LON (технология LonWorks, протокол LonTalk) обладает большим быстродействием и более высокой надежностью передачи информации, но и требует более высокой квалификации инженеров, специальных средств отладки и конфигурирования. Соответственно, эта сеть несколько дороже в инсталляции и в обслуживании. Благодаря использованию процессора Neuron, устройства LON могут выполнять довольно сложные алгоритмы управления и при этом поддерживать высокую скорость передачи информации. Поэтому LonWorks стал стандартом де-факто для производителей систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Наиболее используемые среды передачи — LON TP/FT-10, LON TP/FT-1248 и LON/IP. У этого протокола есть один практический недостаток — при замене одного из узлов требуется перезаливка не только нового, но и других, связанных с этим устройством, то есть у сервисного инженера должна быть копия залитого проекта. Чтобы не зависеть от этого, крупные проекты обязательно имеют так называемый LNS-сервер, содержащий всю информацию о связях проекта.

BACnet (Building Automationand Control Network) — протокол, специально созданный для комплексной автоматизации зданий. Здесь каждое устройство предоставляет получаемые от собственных датчиков данные для использования другими устройствами. Многие устройства BACnet не требуют программирования и при подключении в сеть автоматически передают и получают требуемую информацию. Благодаря большому объему сопутствующей информации, например, такой, как качество и время измерения значения, приоритет, описание, этот протокол стал наиболее популярным для сбора и диспетчеризации данных. Используемые среды передачи — BACnet MS/TP, BACnet IP и BACnet LonTalk. Последняя используется реже, так как, несмотря на достоинства, BACnet имеет недостакти LonTalk.

Кроме этих протоколов при автоматизации зданий получили распространение DALI, Modbus, M-Bus, беспроводные протоколы EnOcean и ZigBee. В последнее время набирает популярность использование IT протоколов, таких, как HTTP и FTP, которыми пользуются все веб-серверы, SNMP — протокол управления сетевой инфраструктурой, SMTP — протокол передачи электронной почты и многие другие.

Интерфейс DALI используется для непосредственного управления светильниками. Он пришел на замену стандарту управления люминесцентными лампами 1-10В. Но в 2008 году вышла новая редакция стандарта, которая регламентировала управление любыми источниками света. Сегодня эта технология активно используется в системах со светодиодными светильниками. На ней можно построить независимую схему управления освещением дома или небольшого офиса, включающую до 64 светильников. Главное преимущество интерфейса DALI — дешевизна управляющих приборов, как правило, встраиваемых в светильники и выключатели, а также помехозащищенность: он не требует отдельного кабеля, можно задействовать две неиспользуемые жилы силового кабеля, что упрощает монтаж.

Протокол Modbus стал стандартом де-факто для мониторинга энергетических объектов. С одной стороны, протокол очень простой и надежный, с другой — необходимо иметь подробное описание адресов и команд контролируемого устройства от производителя.

M-bus — европейский протокол сбора данных для коммерческого и технического учета. У нас он тоже довольно популярный, в основном потому, что приборы учета с интерфейсом М-bus имеют высокое качество и хорошую точность.

— Есть ли сложившиеся предпочтения применения той или иной технологии с точки зрения функционального назначения строительного объекта (жилое здание, промышленное предприятие, ТРК, бизнес-центр, аэропорт)?

— По степени и сложности автоматизации объекты делятся на частные и коммерческие строения. Разница в том, что в частном строении систему обслуживает сам владелец, реже — дистанционная сервисная служба. Здесь акцент делается на самостоятельное функционирование всей системы, на обеспечение комфорта, на наглядность сообщений системы для пользователя. К тому же число передаваемых точек передачи информации в таких зданиях невелико. Для небольших частных объектов имеет смысл использовать одну технологию, и здесь вне конкуренции протокол KNX. Его простота и надежность, наличие большого числа производителей и инсталляторов, а также большой выбор дизайнерских решений сделали его стандартом де-факто для частного жилья, небольших гостиниц и VIP зон коммерческих зданий.

Для крупных объектов, к которым можно отнести многоквартирные жилые дома, офисные здания, аэропорты, стадионы, промышленные предприятия, как правило, используется один основной протокол — как ствол дерева, к которому словно ветви подсоединяются вспомогательные. Здесь наиболее целесообразно иметь в качестве основного протокола BACnet/IP. Местным управлением, например, климатом и освещением на этаже, может заниматься технология KNX. Данные от систем вентиляции и кондиционирования обычно поступают сразу в BACnet, но бывает, что и по другим протоколам, например LonTalk или Modbus. Данные со счетчиков тепла и электроэнергии могут приходит по протоколам M-Bus и Modbus. Системы энергоснабжения и ДГУ обычно передают информацию по Modbus. Здесь важно иметь хороший шлюз для правильного перевода информации в BACnet. Таким идеальным шлюзом, объединяющим разные сети, могут служить контроллеры Saia-Burgess. Эти контроллеры поддерживают множество протоколов, и одним из девизов компании-производителя является фраза «Коммуникации должны быть так же надежны, как и сам контроллер».

— Какие критерии особенно важны для заказчика системы автоматизации здания: высокая надежность, скорость передачи данных, возможность использовать имеющуюся инфраструктуру сетей, легкость в эксплуатации, возможность расширения и другие? В какой степени и за счет чего эти критерии можно обеспечить?

— Главные критерии, которые чаще всего важны для заказчика, — это отсутствие стрессов и экономия при эксплуатации. Как и какими средствами достигается соответствие систем автоматизации этим критериям — это уже задача проектировщиков и инсталляторов.

Что такое идеальная система управления зданием? Это система, которая действительно обеспечивает экономию ресурсов; в ней не должно быть аварий, а ремонт и регламентное обслуживание проводятся в срок. Там, где это возможно, автоматика должна сама предотвращать аварии. Если возникает необходимость дополнить систему, изменить алгоритм управления, подключить дополнительное оборудование, то такие изменения должны быть недорогими и быстрыми. Кроме того, события должны отображаться на экране диспетчера без существенных задержек, желательно — мгновенно. На практике задержка в несколько секунд приемлема, в десятки секунд — уже нет.

Отдельно хотел бы поговорить о стрессах. Когда на объекте происходят мелкие аварии (протечка, перебитый кабель или просто ложное сообщение) — это личный стресс диспетчера, руководитель управляющей компании может об этом и не узнать. Но вот когда эта протечка произошла сутки назад, вода залила несколько этажей и трансформаторную подстанцию… Или когда увольняется третий диспетчер за полгода, а квалифицированного персонала на рынке становится все меньше. Или когда изменившееся законодательство требует установки счетчиков воды, и выясняется, что существующая система автоматики неспособна к расширению. Или когда закупленное оборудование, например, котел или чиллер, который везли три месяца из Италии, не поддерживается существующей автоматикой, и надо либо возвращать оборудование, либо менять автоматику. Все это вызывает стресс владельца или руководителя.

— Нередко на объектах бывают установлены автоматические системы управления, выполненные с применением различных протоколов связи силами разных поставщиков. Всегда ли это неудобно или даже опасно? Можно ли говорить о том, что современное оборудование и программное обеспечение позволяют увязать межу собой любые подсистемы в единую систему управления?

— Да, для ответственных объектов такая «лоскутная» автоматизация может представлять собой опасность, главным образом из-за возможной несовместимости протоколов или даже, отсутствия связи между системами. Конечно, увязать в единую систему можно любые протоколы и подсистемы, вопрос только в том, сколько на это уйдет ресурсов, насколько надежным будет оборудование и насколько качественно будет выполнено программирование. В этих случаях необходимо выработать определенные требования ко всем субподрядчикам: всё устанавливаемое оборудование должно поддерживать выбранный открытый протокол. Если объект особенно ответственный или когда закупается много оборудования, следует обязательно пройти тестирование на совместимость с оборудованием основного интегратора. Например, специально для аэропорта Ганновера компания Saia-Burgess сделала испытательный стенд, на котором опробуется всё устанавливаемое в аэропорту дополнительное оборудование. Такое решение было принято руководством аэропорта после анализа плохой совместимости систем разных производителей с одним протоколом связи.

— С чего бы Вы посоветовали начать инвестору или застройщику, который планирует строить автоматизированное здание? Есть ли какие-либо конструкционные особенности здания, которые следует предусмотреть еще на стадии проектирования?

— Важно не забыть отвести место для диспетчерской и места для этажных шкафов автоматики. Лучше всего, когда сеть автоматизации здания проложена отдельно от СКС, но допускается и использование существующей сети. В этом случае непрерывный поток информации от инженерных систем будет давать дополнительную нагрузку на маршрутизаторы.

— Существует ли возможность сэкономить на создании системы автоматизации здания и ее дальнейшей эксплуатации? Или хорошая полноценная система — это всегда слишком дорого?

— Слишком дорогой может оказаться любая система, в том числе и дешевая на уровне начальных капиталовложений, эксплуатация которой окажется дороже сделанных инвестиций. Основным критерием при оценке стоимости является экономия на эксплуатации, на потреблении ресурсов, на ликвидации аварийных последствий. Сэкономить можно, применив качественную надежную систему автоматики, выполненную надежным инсталлятором, и имея хорошее сервисное обслуживание системы. Спокойный сон, довольные арендаторы и сэкономленные средства являются лучшим возвратом инвестиций.

В заключение хотел бы обратить внимание всех собственников недвижимости, строителей, управляющих компаний, сервисных служб. Системный интегратор выполняет программирование всех систем с использованием соответствующего программного обеспечения. Для внесения изменений в проект или для замены вышедшего из строя оборудования сервисному инженеру необходимо иметь полный комплект всех написанных интегратором программ системы и всех программных сред, где они создавались. Условия передачи этого ПО обязательно должны быть прописаны в договоре. Например, исходники инсталлятора могут быть дополнительно оплачены, а программные среды могут быть закуплены непосредственно у производителя. Или исходники передаются бесплатно, а лицензии на программную среду оплачиваются интегратору.

Проблема с гарантийным обслуживанием решается обычно так: все ПО записывается на один диск, он упаковывается в контейнер, который пломбируется. Нарушение пломбы или контейнера может чстать условием прекращения гарантийных обязательств. Или другой вариант: программы паролятся, а пароль запечатывается в пломбируемый конверт. Нарушение пломбы — основание для прекращения гарантии. Хранить полученное ПО необходимо в течение всего срока эксплуатации системы автоматизации и диспетчеризации — в среднем это 15–20 лет.