ПРИМЕНЕНИЕ SCADA-СИСТЕМ В АСУ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЕМ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

APPLICATION OF SCADA-SYSTEMS IN ACS OF WATER SUPPLY OF RESIDENTIAL BUILDINGS

Denis Kirilin

Student, Department of Automation, Mechatronics and Robotics, Vladimir state University,

Russia, Vladimir

Anastasiya Kirilina

Scientific supervisor, candidate of Technical Sciences, associate professor, Vladimir state University,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены вопросы применения современных SCADA-систем в автоматизированных системах управления системами водообеспечения жилых зданий.

ABSTRACT

The article deals with the application of modern SCADA systems in automated control systems for water supply systems in residential buildings.

Ключевые слова: автоматизация; водообеспечение; SCADA-система; алгоритм управления.

Keywords: automation; water supply; SCADA system; control algorithm.

Жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ) – сложная отрасль, управление которой регулярно упирается в ряд тормозящих модернизацию ЖКХ факторов: недофинансирование, полный износ основных средств, неэффективное расходование ресурсов, сложная процедура взаиморасчетов с потребителями коммунальных услуг. Модернизация ЖКХ, вливание инвестиций могут иметь шансы на успех только при наличии автоматизированной системы управления и контроля за расходованием средств, их эффективностью. Автоматизированная система управления ЖКХ – единое информационное пространство для всех структурных подразделений (управляющих компаний, жилищно-коммунальных систем, товарищества собственников жилья и т.д.), позволяет получать достоверные данные на требуемый момент времени в разрезе заданных характеристик.

Функциональность таких систем учитывает особенности отрасли – позволяет учитывать качество услуг (аварии и недопоставки), льготы и субсидии, консолидировать базу данных жилищного фонда и населения. Автоматизация ЖКХ более других отраслей требует комплексного подхода [1]. Одной из главных задач в развитии жилищно-коммунального хозяйства является рост уровня технической оснащенности инженерных объектов и использование современных информационных технологий для контроля их работы. Прежде всего это объекты энергоресурсообеспечения – котельные и центральные тепловые пункты, насосные повысительные станции, и объекты энергоресурсопотребления – производственные, жилые, административные здания и образовательные учреждения. Автоматизация и диспетчеризация преследует несколько целей: − комфорт потребителей; − энергосбережение; − технологическую безопасность; − снижение расходов на эксплуатацию; − коммерческий учет потребления ресурсов [2]. Обязательным условием высокого и стабильного качества продукции любого производства является постоянное и точное соблюдение параметров работы в помещениях различного назначения. В большинстве случаев выполнить это условие достаточно сложно ввиду наличия либо жилых домов и зданий без средств автоматизации, либо отсутствия высококвалифицированных специалистов. Одним из основных решений в обеспечении указанных условий является внедрение в жилой комплекс средств автоматизации и диспетчеризации, что позволяет с оптимальной производительностью, высокой точностью и стабильностью обеспечивать точный расчёт количества электроэнергии, расход водоснабжения и газоснабжения. Темпы роста рынка автоматизации зданий превышают темпы роста рынка строительства зданий, поскольку, помимо оснащения системами управления зданий-новостроек, при реконструкции и ремонте происходит активное оборудование системами автоматизации большей части фонда эксплуатирующихся зданий. Уровень развития продуктов и систем автоматизации зданий является ключевым фактором, обеспечивающим эффективное, безопасное, удобное и экологически чистое функционирование зданий. Кроме того, он оказывает существенное влияние на все элементы технического оснащения здания, особенно в отношении систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. К продуктам автоматизации зданий относятся специальные аппаратные и программные средства и услуги по разработке и внедрению систем автоматизации и управления интеллектуальными зданиями. Концепция интеллектуального здания основана на применении открытых систем автоматизации. В открытых системах используется единый сетевой стандарт. Все подсистемы, узлы и приборы интеллектуального здания включены в единую сеть, тем самым появилась возможность независимо использовать оборудование разных производителей. Одними из основных преимуществ открытых систем являются не только возможность компоновки системы на базе лучшего оборудования, но и реализация оптимальных стратегий, направленных на использование ресурсосберегающих технологий. Вопросы построения концепции интеллектуального здания разрабатывались в работах Д. В. Байгодина, Д. Н. Первухина, Г. Б. Захарова (Уральский государственный технический университет), Э. Я. Рапопорта, Г. К. Росаткевича, А. Н. Сканви, В. В. Муравьёва. Однако в этих работах не рассматривались специфичные задачи, возникающие в условиях огромного и разнообразного объёма информации, которую можно получить по современным SCADA-системам и обосновать выбор наиболее эффективного программного обеспечения для разработки автоматизированной системы управления (АСУ) водообеспечения и водоотведения.

В настоящее время типовым подходом к управлению сложными системами водоснабжения является применение автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ). В функции АСДУ входит сбор, накопление и представление на ЭВМ информации о параметрах насосов на источниках, расходометрах в магистральных трубопроводах и у крупных потребителей, состоянии фильтров, датчиках давления и протечки. Для повышения эффективности оперативного управления сложными системами водоснабжения целесообразным является проведение оперативного анализа данных эксплуатации, текущих режимов водоснабжения, вариантов структурных переключений в сетях водообеспечения, подключений (или отключений) источников и потребителей энергии насосов, например, при проведении ремонтов сетей водообеспечения, а также анализ аварийных режимов водоснабжения [2].

Для автоматического управления системой водообеспечения любого здания требуются средства автоматизации. В качестве этих средств применяются программируемые логические контроллеры, датчики, исполнительные устройства, компьютеры. Для того, чтобы компьютер управлял датчиками и исполнительными устройствами через программируемые логические контроллеры (ПЛК), необходимо программное обеспечение (ПО).

В современных условиях в качестве ПО широко применяются SCADA-системы, которые позволяют мониторить и управлять водообеспечением зданий в реальном масштабе времени. Главные задачи заключаются в получении аналоговых сигналов с датчиков, расположенных удаленно на объекте управления, и в визуально удобной форме отобразить полученные значения на экране диспетчера [1]. Для обоснованного выбора программного обеспечения, необходимо провести обзор существующих SCADA-систем. На сегодняшний день широко известны следующие SCADA-системы: Trace Mode; MasterSKADA; Proficy Cimplicity; RSView32; CitectSCADA; MetsoDNA; WinCC; Factory Suite и т.д.

Сравнительный анализ показал, что наиболее распространенными среди отечественных SCADA-систем являются MasterSCADA (ИнСАТ, www.masterscada.ru), Trace Mode (AdAstrA Research Group, Ltd, www.adastra.ru), Круг-2000 (НПФ "КРУГ", www.krug2000.ru) и САРГОН (НВТ-Автоматика, nvt.msk.ru). Все системы удовлетворяют основным требованиям к SCADA, описанным выше, и успешно конкурируют с зарубежными аналогами. Сложившаяся практика разработки автоматизированных систем управления достаточной сложности свидетельствует о том, что применение SCADA-системы в проектировании АСУТП значительно упрощает жизнь разработчикам и позволяет организовать надежное и качественное управление при эксплуатации и обслуживании системы [3].

На рисунке 1 представлен разработанный обобщённый алгоритм системы управления водоснабжением на базе SCADA-системы. Перед запуском системы управления водоснабжением проверяют все оборудования, убедившись, что они исправны. При запуске ПО настраивают параметры системы. После тщательной проверки при исправности всех элементов оборудования запускают систему АСУ водоснабжением. При включении системы производится автоматическая проверка на наличии работоспособности датчиков и исполнительных механизмов, контроллеров. Если возникла неисправность какой-либо части системы, начнется поиск причин неисправностей. При обнаружении этих причин устраняют неисправности методом автоматического исправления. Если невозможно сделать этим методом, устраняют неполадки вручную, например, ремонт. Если после проверки на наличии работоспособности оборудования все исправно, то SCADA-система запустит свою работу. Если не произошла авария после запуска SCADA-системы, эта система продолжается функционировать.

Рисунок 1. Обобщённый алгоритм системы управления водоснабжением на базе SCADA-системы.

Следующим этапом работы над проектом является разработка навигационной панели, экрана мониторинга расхода воды и состояний датчиков протечки, мнемосхем каждого определённого объекта автоматизации на определённом месте, экрана привязок, программы на языке ST.

Список литературы:

1. Автоматизация ЖКХ на платформе «1С: Предприятие 8». [электронный ресурс] — URL: http://1c.korusconsulting.ru/articles/housing/ (дата обращения 05.06.2023)
2. Гойтина, Е.В. Автоматизированное управление режимами тепловых сетей на основе макромоделирования: Диссертация канд. техн. наук. - Челябинск: ЮУрГУ, 2008. - 216 с.
3. Автоматизация в ЖКХ на основе SCADA TRACE MODE. [электронный ресурс] — URL: http://www.adastra.ru/apps/jkh/ (дата обращения 05.06.2023)