Řídicí systémy budov - BMS Ing. Robert Šimčík

Řídicí systémy budov - BMS 2012-03 Ing. Robert Šimčík

Řídící systémy budov (BMS) ● Inteligentní budovy ● Systémy MaR ● Technologie pro BMS ● Měření Energií v budovách ● Řízení osvětlení ● Integrované systémy v BMS ● Trendy úspor

Schneider Electric – Robert Šimčík : 03. 2012

2

Komplexní integrovaný řídící systém je jednou z nutných podmínek pro inteligentní budovy

Různá zařízení / systémy Náročnost (údržba / znalosti) Mnoho interface Nejednotný dohled / přístup Schneider Electric – Robert Šimčík : 03. 2012

Nižší náklady Vyšší produktivita Jednotný servis Snadný přístup k datům 3

Integrované řešení v budovách Jednoduchá integrace SW

Kompatibilita a otevřenost vůči třetím systémům Ekologie: Propojení z obnovitelnými zdroji Obnovitelné zdroje

Ovládání klimatizace - HVAC - MaR Ovládání osvětlení Monitoring a ovládání energií Ovládání motorů Kontrola přístupů Bezpečnost - Security Kritické napájení a chlazení Rozvody elektrické energie


- jednoduše - spolehlivě - finančně efektivně

Efektivita & Výkonnost

• Měření a ovládání energie, automatizace, zabezpečení příslušné diagnostiky • Řízení procesů • Zvýšení efektivity pro všechny správce „infrastruktury – systémů“

Spolehlivost: Prevence před výpadkem napájení a kvalitou dodávek Bezpečnost: Transformace a distribuce energie bezpečně

4

Systém pro MaR – TAC Vista ● Otevřené komunikační protokoly ● Řídící systém budovy (BMS) ● Komplexní portfolio produktů pro MaR systémy ● Vysoká kvalita a spolehlivost MaR Produkty

Integrované produkty

● Ventily, pohony ● Čidla ● Termostaty ● Regulátory ● Měřiče tepla ● BMS software

● Frekvenční měniče ● Měřící přístroje ● Řízení osvětlení ● UPSky ● Zabezpečení ● IT produkty (Torana)


5

TAC Vista: měření a regulace

TAC Xenta

Čidla teploty, vlhkosti... Schneider Electric – Robert Šimčík : 03. 2012

TAC Xenta OP

Pohony ventilů, klapek… 6

Technologie LonWorks® ● Technologii od Echolonu (LONWorks) byl udělen ISO standard ● ISO / IEC normy pro platformu LonWorks jsou formálně označovány jako: ISO/IEC 14908-1: ČSN EN 14908 (738525)

● Sdružení LonMark ● Nezávislá organizace výrobců a uživatelů, sdružující více než 400 členů ● Zodpovídá za schválení produktů LONMARK®

● Co lze připojit na Lon ? ● bílé zboží (pračky,kávovary), vytápění, osvěžovače vzduchu ● světla (DALI, HELIO) ● čerpadla a motory, elektroměry, vodoměry, měřiče tepla ● security systems, PC technika (HP tiskárny) ● dveře, brány, dopravní systémy, alarmy (nemocnice) ● Žaluzie, rolety, výtahy Schneider Electric – Robert Šimčík : 03. 2012

7

Technologie BACnet™ ● BACnet - A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks ● ANSI/ASHRAE standard 135 od roku 1995, ISO 16484-5 standard od roku 2003 ● Vývoj od roku 1987 ● ASHRAE – American Society of Heating, Refrigerating and Air-Condtitioning Engineers, komise s 135 členy

● Co lze připojit na BACnet ? ● Požární systémy ● Systémy řízení osvětlení ● Bezpečnosntí systémy


8

Technologie Modbus® ● Modbus – komunikační protokol pro programování logických kontrolérů (PLC) ● Vznikl v roce 1979 ve firmě Modicon (Schneider Electric) ● Jednoduchý a robustní ● Stal se standardem v oblasti průmyslové automatizace

● Co lze připojit na Modbus ? ● Průmyslová automatizace ● BMS ● Infrastruktura ● Dopravní systémy


9

Energie v budovách ● Zdroje tepla ● Kotelny (plyn, elektřina) ● Výměníkové stanice (horkovod, pára) ● „Alternativní“ Kogenerační jednotky Tepelné čerpadla Solární panely


● Zdroje chladu ● Chladící jednotky ● Lokální kompaktní jednotky

10

Energie v budovách ● Vzduchotechnická jednotka ● Ohřev ● Chlad ● Vlhkost ● Kvalita vzduchu


11

Energie v budovách ● Fancoil ● Ohřev ● Chlad ● Množství vzduchu ● Lokální řízení

● Radiátory ● Podlahové vytápění


12

Zónové (prostorové) řízení Schéma integrovaného systému

Topící těleso

Chladící těleso

Ventilátor

Dodávaný vzduch

Vypouštěný vzduch

4

1

6

5

1

Xenta 121 FC 1 Teplota 2 Obsazenost 3 Kvalita vzduchu CO2/ %Rh 4 Ekonomie okenní kontakt


2

1

Instrumentace Ventily Pohony Čidla

Xenta 400/700 Řízení zóny Spouštění HMI* * V řadě 700

3

Další propojení 2 Obsazenost / venkovní osvětlení 5 Řízení osvětlení 6 Ovládání rolet/žaluzií

13

Systémy řízení ● Řídící systémy ● Jedno-účelové regulátory ● Parametrizovatelné regulátory ● Volně programovatelné regulátory

● BMS/FM ● Vizualizace a správa ● Měření spotřeb

● Topologie ● S návazností na ostatní systémy budovy EPS, ACS, CCTV,.. apod


14

Integrované zónové řešení ● ● ● ● ●

Protokoly LON, BACnet, Zigbee Stand-alone modely Integrovaný přístroj pro řízení mísntosti Intuitivní rozhraní "jako termostat" Není nutný žádný speciální software nebo jiné nástroje potřebné pro konfiguraci ● Plně integrovaný lokální konfigurační nástroj ● Pokročilé funkce detekce obsazení a monitorovací funkce díky volitelnému krytu s PIR čidlem


Prostorový regulátor SE7000

15

Systémy řízení ● BMS ● Building Management Systém Integrace všech systémů budovy Vizualizace Alarmy Trendy Události Plánovaní


16

Topologie – příklad z realizace Xenta 511 Web server Xenta 913 BACnet

Velín – TAC Vista

LonWorks Ethernet Venkovní plavčík Dotykový panel

Vnitřní plavčík Dotykový panel Výměník / vytápění

3x VZT s BACnet IP bazénové atrakce


17

Technologie M-Bus® ● M-Bus – průmyslový měřící protokol určený především pro dálkový odečet hodnot z měřičů spotřeby ● Součástí standardu EN 13757 pro komunikační systémy pro vzdálené čtení všech typů měřičů ● Pomalý ale odolný proti rušení

● Co lze připojit na M-Bus ? ● Měřiče tepla/chladu ● Měřiče spotřeby elektrické energie ● Plynoměry ● Vodoměry


18

Měření v budovách ● Teplo ● Vytápění (radiátory, podlahové topení, dveřní clony, …) ● VZT jednotky ● FCU jednotky ● Bazén, …

● Měřiče tepla (chladu) ● Teplota přívod ● Teplota vrat ● Průtok


19

Měření v budovách ● Elektrická energie ● Veškeré motory (čerpadla, ventilátory, pohony klapek a ventilů) ● Napájení řídících systémů a periférií ● Podružné technologie ● Nájemní prostory

● Elektroměry ● Spotřeba ve Wattech ● Monitoring aktuální spotřeby (Ampér)

● Analyzátory sítě ● Vyhodnocování kvality sítě


20

Měření v budovách ● Monitoring ostatních medií ● Plyn ● Voda ●…

● Plynoměr / Vodoměr ● S komunikací nebo impulsním výstupem


21

Systémy řízení ● Měření spotřeb ● Integrace veškerých měřičů ● Vizualizace a záznam ● Report a analýza


22

Systémy řízení ● FM ● Facility Maintenance Propojení s databází BMS Údržba (plánování, historie, ..) Záznamy oprav Databáze dokumentace Využívání energií Rozvrh a odhady nákladů Účinek tarifů … a další balíčky


23

Systémy řízení ● Topologie Power management

Process & Machines management

IT / Server Room management

Požární ústředna Záznamové zařízení

Systémy automatizace budov

IT aplikace Nástroje síťové správy

Výtahové řídící systémy

Zabezpečovací a Přístupová ústředna

Řízení osvětlení

Závory Zámky Kamery Hlásiče Čidla

VZT Kotelna Chlazení Svítidla Žaluzie

Servery Počítače IP telefony IP směrovače

Výtahy Eskalátory

Přístupový, Zabezpečovací a Kamerový systém

MaR / Řízení osvětlení

IT / IP Technology

Strojovny

Sledování a analýza spotřeb

Building management

Security management


Měřiče spotřeb UPS a jištění

Energie

24

Technologie KNX® ● Technologie pro systémovou techniku budov ● Sdružuje tři předchozí standardy (EIB, EHS a BatiBus) ● Jeden programovací nástroj ● V KNX asociaci je 250 členů

● Evropská i celosvětová norma ● evropská: CENELEC EN50090 a CEN EN 13321-1 ● mezinárodní: ISO/IEC 14543-3

● Co lze připojit na KNX? ● Ovladače světel, žaluzií ● Řízení MaR ● Monitorování alarmů ● Měření energií ● Distribuce audio/video signálů Schneider Electric – Robert Šimčík : 03. 2012

25

Řízení osvětlení ● Osvětlení – řízení osvětlení ● Zdroje světla - svítidla ● Žaluzie ● Integrace do BMS


26

Konvergence systémů BMS a IT


27

Integrace systémů do BMS ● ● ● ●

CCTV EPS Přístupový systém Zabezpečovací systém ● Evakuační rozhlas ● IT technologie ● apod.


Bezdotyká

125 kHz

Přístupová karta

28

Integrace security systémů do BMS ● Okamžitá možnost vizuální kontroly poplachu pomocí kamery ● Zlepšuje reakční čas obsluhy ● Zabraňuje falešným poplachům ● Snižuje náklady na provoz a servis


29

Řešení záložního napájení ● Řešení záložního napájení ● Malé a střední aplikace ● Velké aplikace ● Dálkový monitoring

● Použití ● Bezpečné vypnutí zařízení ● Záloha před náběhem diesel agregátu

● Integrace ● BMS systém TAC Vista


30

Možná podoba vizualizace


31

Trendy úspor ● Monitoring ● Ekvitermní křivka ● ¼ hod maximum ● Plánování a optimalizace chodu ● Noční vychlazení prostoru a ledová banka ● Solární panely ● Tepelná čerpadla ● Kogenerační jednotka ● Řízení osvětlení pomocí meteostanice a polohy ● Maximální využití integrací všech systémů budovy ● Otevřené protokoly na nejnižší úrovni ● Optimalizace EE v IT technologiích Schneider Electric – Robert Šimčík : 03. 2012

32

Trendy úspor ● Monitoring ● Psychologie Vidím spotřeby Znám náklady Chci ušetřit ! ● Mám přehled kde jsou jaké náklady, ne jen jedno číslo za celek !


33

Trendy úspor ● Ekvitermní regulace vytápění


34

Trendy úspor ● ¼ hod maximum ● Sledování spotřeb elektrické energie ● Vyhodnocení vzrůstajícího odběru ● Odpínání zátěží ● Úspora energií / nákladů


35

Trendy úspor ● Plánování ● Nastavení časových programů dle provozu (plánování VZT jednotek, programovatelné termostaty, …) ● Nastavení centrálních funkcí a postupné spínání technologií ● Nastavení režimu regulace dle provozu (připravenost, komfort, vypnuto, noční, …)

● Optimalizace chodu ● Střídání motorů (úspory servisních nákladů) ● Řízení frekvenčním měničem (výkon motoru dle aktuálního požadavku)


36

Trendy úspor ● Noční vychlazení prostoru ● V letních měsících u VZT jednotek Provoz ventilace přes noc je levnější, než provoz jednotky s chlazením přes den.

● Ledová banka ● V nočních teplotách akumulace chladu v zásobnících Přes den pokrytí „špiček“ pomocí tohoto systému


37

Trendy úspor ● Solární panely ● Ohřev

● Elektřina


38

Trendy úspor ● Zastřešení parkoviště solárními panely ● Dobíjecí stanice pro elektromobily


39

Trendy úspor ● Tepelná čerpadla ● Zemní kolektor ● Zemní vrt ● Země – voda ● Voda – voda ● Vzduch – voda ● Odpadní vzduch - voda


40

Trendy úspor ● Kogenerační jednotka ● Společná výroba tepla a elektřiny Nafta Topný olej Zemní plyn Bioplyn Dřevo Sláma Koks Uhlí Propan-butan Svítiplyn


41

Trendy úspor ● Řízení osvětlení ● Regulace úrovně osvětlení Dle požadavků a norem ● Využití meteostanic (počasí) Aktuální venkovní světelné podmínky

● Řízením žaluzií ● Uvažování zeměpisné polohy Řízení žaluzií dle polohy slunce ● Tepelná ochrana před sluncem


42

Trendy úspor ● Využití integrace ● Řízení provozních režimů dle aktuální obsazenosti Návaznost na přístupový systém ● Sloučení čidel a ovládacích prvků Úspora při realizaci a komfort obsluhy ● Modularita a „tvárnost“ systému


43

Trendy úspor ● Využití otevřených protokolů a sběrnic i na té nejnižší úrovni Úspora realizačních nákladů a více dostupných informací v provozu


44

Trendy úspor ● Budoucnost ? ● Matematické modely budov Prediktivní řízení


45

Trendy úspor – optimalizace EE v IT Světová spotřeba energií v komerčních budovách Total = $360b

$209b

IT = $90b PC, Laptopy, Monitory

$28b

Sítě

$18b

HVAC

(58%)

Servery $90b

IT

(25%)

$40b (11%)

(31%)

Tiskárny

Osvětlení

Telefony

Další

Další

(20%)

$14b (16%)

$13b (15%) (~18%)

Sources • EnergyStar: “Fast Facts on Energy Use” • Gartner DataQuest: Forecast of IT hardware energy consumption, worldwide, 2005-2012 Schneider Electric – Robert Šimčík : 03. 2012

46

DEMO ● Vzdálený přístup ● DEMO na podstanici TAC Xenta 511 – web ● Vizualizace na podstanici v provozu Sídlo partnerské firmy ● Přístup do BMS výrobního závodu 10.154.5.216


47

Informace na webu

● http://www.czgbc.org/ ● http://www.breeam.org/ ● http://www.caba.org/ ● http://www.tzb-info.cz/ ● http://www.schneider-electric.cz


48

Řídicí systémy budov - BMS Ing. Robert Šimčík

Recommend Documents