Sterowanie BMS

Inteligentny budynek to obiekt, którym można zarządzać tak, by przy minimalnych kosztach osiągać warunki komfortowe dla wszystkich użytkowników. Ma on zdolność dostosowywania się do aktualnych potrzeb dzięki stosowaniu odpowiednich procedur wykonywanych przez system automatyki – obejmującej sterowniki, regulatory, czujniki oraz urządzenia wykonawcze połączone wspólnym modułem komunikacyjnym.

Systemem pełniącym nadrzędną kontrolę jest BMS (ang. Building Management System), mający za zadanie przetwarzanie informacji zbieranych przez czujniki w odpowiednie sygnały i kierowanie ich do urządzeń wykonawczych, a także monitoring pracy urządzeń i instalacji oraz archiwizowanie danych.

W skład automatyki budynku wchodzą czujniki, np. temperatury, wilgotności czy stężenia CO₂, elementy regulacyjne, sterowniki PLC lub zaprogramowane, dostosowane do konkretnych urządzeń systemy SCADA (ang. Supervisory Control And Data Acquisition). Umożliwiają one wgląd w działanie wybranych urządzeń lub instalacji w danej chwili i oferują interfejs, który pozwala komunikować się wszystkim urządzeniom wspólnym językiem.

Zaletą systemu BMS jest m.in. ciągła kontrola zużycia energii oraz racjonalne jej wykorzystanie według potrzeb. Przykładowym rozwiązaniem jest współpraca modułów i serwerów BMS z urządzeniami poprzez magistralę LonWorks.

Jeżeli wszystkie urządzenia można wpiąć do tej samej magistrali komunikacyjnej, system może działać bez użycia dodatkowych interfejsów. LonWorks jest otwartym systemem, w którym stosowany jest jeden wspólny protokół komunikacyjny. W każdym ze sterowanych urządzeń zainstalowane są elementy nadawczo-odbiorcze, dzięki czemu urządzenia mogą się komunikować z centralą bez względu na to, czy pochodzą od jednego producenta.

Algorytm działania

Funkcje BMS w przypadku instalacji wentylacji, klimatyzacji i ogrzewania mogą dotyczyć m.in. uruchamiania systemu o ustalonej porze, ustalania zadanej temperatury nawiewu oraz jej monitorowania w wybranych miejscach instalacji, sterowania wilgotnością, nawilżaczami, a także przepustnicami i nagrzewnicami. Dodatkowo BMS umożliwia sygnalizowanie alarmów, np. wyłączenia systemu w momencie wybuchu pożaru, zamarznięcia wymiennika, awarii pracy wentylatorów lub pomp, a także zabrudzenia filtrów.

Realizacja czynności i procesów w obrębie jednej instalacji technologicznej musi się odbywać przy zastosowaniu pętli regulacyjnych, które odpowiadają jednemu sterownikowi. Oznacza to, że nie podłącza się np. zaworu w nagrzewnicy centrali wentylacyjnej do innego sterownika niż falownik wentylatora.

Praca centrali wentylacyjnej odbywa się według zaprogramowanego algorytmu.

W pierwszej kolejności przed załączeniem centrali system sprawdza, czy pojawiły się powiadomienia o alarmach, np. pożarowym, awarii pomp albo wentylatorów.

Jeśli wszystko działa poprawnie, kolejną komendą jest odczyt temperatury zewnętrznej i realizacja funkcji ochrony przeciwzamrożeniowej, jeśli istnieje taka konieczność.

W następnym kroku uruchamiane są silniki wentylatorów, przepustnice, a następnie elementy regulacyjne.

W przypadku otrzymania sygnału o wyłączeniu centrali w pierwszej kolejności wyłączane są nawilżacze oraz nagrzewnice. Sterownik po kilku minutach blokuje pracę wentylatorów, a następnie urządzeń regulujących przepływ.

Innym przykładowym algorytmem pracy inteligentnego systemu zarządzania budynkiem jest procedura działania w sytuacji wystąpienia pożaru. Realizowane są wtedy poszczególne etapy według zaprogramowanego wcześniej algorytmu, poczynając od uruchomienia sygnałów alarmujących.

Później system określa liczbę miejsc, w których rozwinął się pożar, i ich położenie, żeby odciąć je od reszty budynku, np. poprzez uruchomienie klap przeciwpożarowych. BMS wysyła następnie informację do straży pożarnej, a także do użytkowników budynku wyposażonych w aplikację mobilną współpracującą z budynkiem inteligentnym.

W dalszej kolejności otwarte zostają drogi ewakuacyjne, a za pomocą aplikacji wysyłana jest informacja o trasie ewakuacji oraz kolejności jej przeprowadzania.

Aplikacja mobilna

Z uwagi na większą wygodę oraz efektywność działania systemu automatyki w inteligentnym budynku powstały odpowiednie aplikacje mobilne, które komunikują się z serwerem połączonym ze sterownikiem wydającym polecenia urządzeniom wykonawczym. Jest to rozwiązanie typowe raczej dla dużych obiektów, składających się z wielu urządzeń podłączonych do jednej magistrali komunikacyjnej.

Sterowanie odbywa się poprzez aplikację będącą klientem aplikacji zainstalowanej w sterowniku. Pełni ona funkcję akwizycji danych, a także określa tożsamość użytkownika systemu. Urządzenie mobilne, takie jak smartfon czy tablet, uzyskuje przez to dostęp do parametrów działania instalacji poprzez ich wizualizację oraz informuje o powstałych alarmach. Pozwala także nadawać nowe parametry pracy, które natychmiast zostają ustawione w sterowniku.

Na rynku dostępne są także aplikacje, które są ściśle powiązane z określonymi urządzeniami i zostały przygotowane przez producenta tych ostatnich. Ułatwieniem jest, że nie wymagają one skomplikowanej instalacji – każdy, kto ma urządzenie mobilne, może taką aplikację nabyć. Nie trzeba też znać kodów urządzeń i ręcznie ich wpisywać w aplikacji, ponieważ zazwyczaj sama je wykrywa.

Takie rozwiązanie jest wygodne dla systemów, w których zamontowane zostały głównie urządzenia jednego producenta, jest także znacznie mniej kosztowne. Pozwala osiągnąć korzyści ekonomiczne przy niewielkim nakładzie finansowym, ponieważ koszty zakupu takiej aplikacji są niewielkie, w przeciwieństwie do zaprogramowania sterowników oraz aplikacji dla dużych systemów.

Literatura

1. Nowak M., Szymczak A., Wykorzystanie technologii mobilnych do sterowania instalacjami w inteligentnym budynku, Napędy i sterowanie, nr 12/2011.

2. Zawada B., Układy sterowania w systemach wentylacji i klimatyzacji, Warszawa, 2006.

3. Materiały firm: Danfoss, Grundfos i LG.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!