Проектирование интегрированной системы управления инженерными системами «Умный дом»

Наша компания выполняет работы по проектированию и монтажу систем управления инженерным оборудованием для самых различных объектов. В этом разделе мы расскажем подробнее именно об особенностях проектирования системы управления инженерным комплексом.

Проект системы управления — это проектирование программно-аппаратной надстройки верхнего уровня

Важно отметить, что проект системы управления — это проектирование программно-аппаратной надстройки верхнего уровня управления над автоматизированными инженерными системами.

Проектное условие: при выходе из строя системы управления работоспособность автоматики инженерного комплекса сохраняется

При этом нижестоящие инженерные системы имеют свою собственную автоматику, проектирование которой производится в конкретных отдельных проектах инженерных систем (к примеру, отопления, водоснабжения и канализации, вентиляции и кондиционирования, электроснабжения, освещения и других).

Проектирование всего инженерного комплекса производится с учетом следующих условий:

• в случае отсутствия системы управления «Умный дом» инженерные системы имеют собственные функции локального управления;
• в случае отказа системы управления инженерные системы сохраняют функции локального управления.

То есть предположим, что система управления вышла из строя, в этом случае функции климат-контроля будут выполнять собственные локальные контроллеры управления отоплением, вентиляцией и охлаждением. Также до выполнения проектирования системы управления инженерным оборудованием системы отопления, вентиляции и охлаждения уже имеют функции климат-контроля, только без возможностей объединенного управления всеми системами и без наглядной визуализации интерфейсов управления на сенсорных панелях.

В разрабатываемых нами проектах инженерных систем, в разделах автоматизации и диспетчеризации, содержится информация о собственной автоматизации этих инженерных систем. Подробнее о проектировании нижнего уровня автоматизации можно узнать в разделе проектирования автоматизации и диспетчеризации инженерных систем.

Спроектированная аппаратная часть низового (локального) уровня автоматизации инженерного оборудования имеет возможности для дальнейшей диспетчеризации и подключения к верхнему уровню автоматизации.

Как мы уже говорили выше, проектирование системы управления включает создание надстройки из аппаратного оборудования и программных средств, которые позволяют управлять всеми инженерными системами. Если системы управления нет, или заказчик откажется от ее реализации, но это не значит, что все другие инженерные системы не будут работать. То есть при создании системы управления мы не подменяем штатную автоматику инженерных систем автоматикой верхнего уровня управления, о проектировании которой здесь идет речь.

Здесь мы вкратце представим перечень разрабатываемых документов, входящих в проект, и их обобщенное содержание. Эта информация поможет заказчику в общих чертах представить реализуемые функции и возможности проектируемой системы управления, а также покажет перечень выполняемых нами проектных работ.

Состав проекта интегрированной системы управления

1. Ведомость основных комплектов чертежей.
2. Ведомость ссылочных и прилагаемых документов.
3. Пояснительная записка.
4. Ведомость рабочих чертежей основного комплекта.
5. Кабельный журнал.
6. Спецификация оборудования.

О содержании пояснительной записки проекта

Самое интересное в проекте системы управления начинается с пояснительной записки. Ее содержание включает следующую информацию:

1. Общие данные.
2. Описание принципа построения системы управления.
3. Описание интерфейсов панелей управления.
4. Кабельная сеть и монтаж электропроводок и оборудования.
5. Электропитание и заземление системы.

Принцип построения системы управления

В описании принципа построения системы управления инженерным оборудованием указываются требования заказчика и наши предложения к построению системы:

• необходимость использования энергосберегающих технологий;
• использование для управления инженерными системами минимального количества панелей управления с интуитивно понятным интерфейсом;
• исключение из системы дублирующих пультов управления в комнатах, относящихся к различным системам;
• также в комнатах должно располагаться минимально необходимое количество датчиков;
• какие сенсорные панели нужно использовать для управления (к примеру, AMX либо iPad, iPad mini, iPhone, iPod touch);
• объединение, комплексирование работы различных инженерных систем, а также визуализация интерфейсов управления на панелях производятся при помощи управляющих процессоров AMX;
• панели управления подключаются к этим управляющим контроллерам через сеть Ethernet.

В этой части пояснительной записки указывается:

• какие контроллеры, датчики и другие устройства управления должны применяться во всех инженерных системах;
• как эти устройства подключаются между собой и к главному контроллеру (через какие порты и интерфейсы);
• какая информация визуализируется на панелях управления;
• какие параметры и устройства в системах контролируются;
• какие управляющие воздействия от заказчика и персонала с панелей передаются в системы для управления (изменение температуры, включение и выключение света и т. д.).

Описание интерфейсов панелей управления

В пояснительной записке представлено подробное текстовое описание интерфейсов панелей управления и согласованные с заказчиком визуальные представления экранных интерфейсов в виде качественных графических иллюстраций.

Главное меню

Экранный интерфейс сенсорной панели, представленный ниже, показывает, что на панели в комнате можно управлять светом, медиа-системой, теплыми полами, системой отопления и влажности, а также позволяет использовать функции интеркома.

Интерфейс управления освещением

К примеру, при нажатии на иконку лампочки пользователю открывается экранный интерфейс управления освещением.

Экранные интерфейсы могут предоставлять различные возможности управления системой в зависимости от требований и пожеланий заказчика. К примеру, верхний интерфейс реализует следующие возможности:

• красной кнопкой в левом верхнем углу экрана можно включить и выключить сразу три зоны освещения;
• нажатие на иконку лампочки приводит к включению или выключению соответствующей световой зоны;
• если лампочка подсвечивается желтым светом, значит в зоне горит свет, если лампочка серая, значит свет в зоне выключен;
• в комнате реализованы 3 световых сценария, при нажатии на кнопку сценария 1, 2, 3 включается соответствующий сценарий;
• наличие ползунка рядом с зоной освещения позволяет плавно менять яркость освещения, если ползунка рядом с зоной освещения нет, значит, зона не диммируется;
• наличие ИК-датчика рядом с названием зоны света показывает возможность автоматического включения и выключения света от инфракрасных датчиков движения в зависимости от уровня освещенности.

Интерфейс управления климатом

Ниже показан еще один экранный интерфейс — для управления климатом.

• красная кнопка в левом верхнем углу включает и выключает климатическую систему в комнате;
• красный цвет этой кнопки показывает, что система включена, серый цвет кнопки — климатическая система выключена;
• в выключенном состоянии климатическая система переводится в режим энергосбережения;
• в выключенном состоянии в режиме энергосбережения обогрев включается только в том случае, если температура опускается ниже критической в 10°С;
• в низу интерфейса отображается реальная температура с датчика, установленного в комнате;
• если система в комнате включена, то здесь автоматически поддерживается заданная температура, которая задается кнопками вверх и вниз.

Мы не ставим здесь цель показать все возможности интерфейсов управления. Дело в том, что интерфейсы всех инженерных систем в проекте системы управления с описанием и скриншотами могут насчитывать десятки листов. Поэтому на примере отдельных систем здесь демонстрируются возможности проектируемой системы управления и особенности нашей проектной работы.

Кабельная сеть и монтаж электропроводок и оборудования

В этой части пояснительной записки указаны условия выполнения монтажа кабелей и электропроводки: как прокладывать (скрыто, открыто), в чем (лотки, металлорукав или металлическая труба), на каком расстоянии от силовых кабелей, электроприборов и агрегатов и т. п.

Чертежи основного комплекта

Важно предупредить посетителей нашего сайта, что все представленные на сайте схемы и чертежи показаны в свободном стиле и носят наглядный иллюстративный характер, только в общих чертах представляя результаты проектной работы. В реальных проектных документах все чертежи и схемы включают все требуемую информацию и выполнены строго по ГОСТам.

Для пояснения ниже даны ссылки на описания некоторых устройств управления, которые указаны на этой структурной схеме:

На чертежах и схемах в проекте интегрированной системы управления представляются (в качестве проектируемого вентиляционного оборудования марка Swegon Gold указана потому, что используется в 90% случаев):

• как подключается автоматика IQLogic системы приточно-вытяжной вентиляции Swegon Gold к датчикам, приводам, различному инженерному оборудованию и другим системам;
• как подключается оборудование приточно-вытяжной вентиляции Swegon Gold:
  • система Swegon Super Wise:
    • к контроллерам Swegon Conductor;
    • к модулям Swegon Adapt;
    • к клапанам приточных и вытяжных воздуховодов;
  • контроллеры Swegon Conductor:
    • к датчикам давления, температуры, конденсата и CO₂,
    • к сервоприводам горячей и холодной воды,
    • к приточным и вытяжным заслонкам,
• места размещения оборудования и кабельных трасс системы климат-контроля на планах этажей здания
• как подключаются датчики протечки воды;
• места расположения датичков протечки и кабельных трасс системы антипротечки на планах этажей здания
• как автоматизируется система электроосвещения (как подключаются контроллеры, блоки питания, реле)
• как автоматизирется система теплого пола (как подключаются контроллеры, датчики, блоки питания)
• как автоматизируется система защиты от намерзания снега и льда (как подключаются терморегуляторы, датчики грунта, блоки питания)
• как подключается оборудование СКУД к замкам, считывателям, контроллерам и блокам питания;
• места расположения считывателей СКУД и датчиков грунта на планах этажей здания;
• как подключается автоматика котельной к системе управления;
• как подключается GSM модуль в котельной;
• как подключается оборудование холодильного пункта к системе управления и к автоматике;
• как автоматизируется система увлажнения;
• места расположения оборудования системы увлажнения и датчиков влажности на планах этажей здания.

Кабельный журнал комплекса слаботочных систем. Раздел интегрированной системы управления

В кабельном журнале указываются:

• все находящиеся в них устройства управления и другое инженерное оборудование по этажам здания и по помещениям,
• подключенные к ним кабели, их маркировка и тип.

Спецификация проекта системы управления

В этой заключительной части проекта в форме таблиц указываются все включенные в проект изделия, материалы и оборудование (наименование, тип, марка, обозначение), а также их количество.

Проект умного дома dwg

Сроки выполнения проекта: 1 месяц на Планы и КЖ для согласования, 1 месяц на Щиты, Спецификации и полное оформление.

Проект системы Умный Дом содержит: 1) Титульный лист — обложка и лист с названием системы, объекта, проекта и прочей информацией 2) Пояснительную записку — в описание принципов и общих алгоритмов работы системы автоматики с различными подсистемами. (Окончательный вид алгоритмы принимают при пуско-наладке системы Умный Дом в зависимости от конкретных реализаций.) 3) Планы расстановки оборудования и прокладки кабельных трасс от щитов к оборудованию, организацию кабельных стояков и взаимопересечений с другими инженерными системами и элементами дизайна помещений. 4) Кабельные журналы — таблица всей используемой электропроводки по подсистемам, обозначение, марка и длина. 5) Однолинейные схемы — развёрнутые схемы электропитания высоковольтных и низковольтных электронагрузок. 6) Расчётная часть — выполняется для электроснабжения при необходимости: токи КЗ, утечки, сопротивление заземления, схема молниезащиты. 7) Структурные схемы — общая схема электросистемы или системы автоматики 8) Планы сборки — компоновка щитов, шкафов и составных контроллеров, максимально приближенные к реальности 9) Схемы расключений всех элементов оборудования и рекомендации по установке 10) Спецификации: Проводка, Кабельная канализация, Периферийные устройства, Щитовое оборудование, 11) Лист согласований — согласованные решения по смежным системам (вентиляция, дизайн, сантехника, отопление и т.д.)

Рекомендации к проектированию систем Умный Дом:

— Выполнять все разделы АСУ, ЭС и СС одновременно и в одной организации, желательно имея дизайн-проект
— Для гос.организаций (РосСети, ЛенЭнерго и т.д.) выполняется отдельный упрощённый проект электроснабжения
— Проводку выполнять без распределительных коробок, при необходимости выполнять соединения в подрозетниках, перерасход кабеля окупит установку и обслуживание распределительных коробок.
— Рекомендуем к проектированию систему автоматики Умный Дом на базе централизованных контроллеров EasyHome, перерасход кабеля по сравнению с шинными системами многократно окупится за счёт более дешёвого оборудования, простой установки и обслуживания.
— Применение дублирующих / обходных схем управления освещением / отоплением возможно, но не целесообразно.

Должностные инструкции проектировщика
Каталог типовых схем подключений
Остальная документация по проектированию и образцы чертежей в *.dwg высылаются по запросу.

Проекты умного дома

Проект умного дома представляет собой комплекс электронных устройств, установленный по всему помещению, который исполняет централизованное управление инженерными системами. К инженерным системам относятся канализация, аудио- и видеотехника, газопровод и прочее техническое оснащение квартиры. В этой статье мы рассмотрим общие вопросы при создании умного дома, обзор типовых решений и примеры проектов, которые можно выполнить своими руками.

Типовая структура проекта Умного дома

Система умный дом должна базироваться на следующих принципах:

• сбалансированное функционирование всего оборудования;
• фиксирование всех событий с детальным отчетом и указанием рабочего прибора;
• постоянное отслеживание работы и состояния всего оборудование;
• незамедлительное оповещение хозяина о наступлении аварийной ситуации;
• быстрое реагирование на событие и анализ ситуации;
• предупреждение, предотвращение и ликвидация аварийных случаев;
• простота и удобство управления.

Структура умного дома включает в себя климат-контроль, освещение и электричество, безопасность, систему мультимедиа, погоду и полив растений. Для реализации каждого пункта требуется свой набор датчиков и других компонентов.

В состав умного дома входят устройства, которыми нужно управлять (датчики, видеокамеры, интеллектуальные розетки), и приборы, которые производят управление (пульты ДУ, системы связи).

Система умный дом имеет свои преимущества:

• экономия времени на настройку и проведение различных операций;
• экономия электроэнергии, воды, газа;
• настройка микроклимата положительно скажется на здоровье – в системе можно запрограммировать уменьшение температуры ночью, что способствует скорейшему засыпанию;
• оповещение хозяина о наступлении какого-либо события;
• простота управления – доступ можно осуществлять через приложения на телефоне или планшете;
• быстрое реагирование на аварийную ситуацию и возможность ее предотвратить;
• возможность программирования уникальных сценариев.

Умный дом не лишен недостатков. Один из основных минусов – это высокая стоимость всего оборудования, его монтажа, содержания и обслуживания. Время окупаемости может быть длительным, особенно при поломке оборудования.

Проекты умного дома своими руками

Интеллектуальную систему можно собрать своими руками. Все оборудование и программы управления можно приобрести в магазинах.

Планируя проект, нужно обратить внимание на следующие пункты:

• Пользователь. Нужно продумать, как с системой будут обращаться обычные люди. Она должна быть простой, чтобы пользователю не пришлось долго думать, куда нажать и что сделать для совершения операции.
• Выбор технологии. Можно сделать беспроводную, проводную или комбинированную систему. Если будет проводная или комбинированная, следует заранее продумать, где будут размещаться кабели, куда помещать элементы автоматизации и розетки. В беспроводной системе нужно решить, где закрепить датчики и приемники, куда поставить повторители сигналов.
• Исполнитель. Кто будет заниматься организацией и поддержкой системы – сам человек или фирма.
• Автономность. Заранее продумывается функционал и возможности интеллектуального жилища. Нужно также заранее предусмотреть работу системы при отсутствии интенет соединения.
• Ядро, управляющее системой. Нужно решить, какое устройство будет подавать команды, принимать сигналы и анализировать полученные данные.
• Размещение ядра комплекса. Оно должно находиться в проветриваемом помещении (например, кладовка или шкаф).
• Расходы. Сюда относятся как финансовые, так и энергетические затраты.

Разные системы нуждаются в наличии устройства с заранее установленными программами. В качестве такого прибора может выступать компьютер, планшет или телефон.

Выполнение проекта требует понимания и знания основ работы, конфигурации, особенностей комплекса. Перед началом разрабатывается схема умного дома со всеми точками монтажа, способов объединения, контроля.

Для сборки системы можно приобрести готовый набор, в котором будет все необходимое оборудование и инструкция по сборке. Недостатки наборов из коробки – сильно завышенная стоимость, закрытые типы протоколов и систем и отсутствие возможности внесения изменений в систему. Собирая систему своими руками, можно на чем-то сэкономить, но для разработки нужно обладать серьезными знаниями и умениями в области электрики, принципов организации автоматизации, программирования. Также возникает сложность в синхронизации и объединении гаджетов от разных фирм. Придется либо выбирать продукцию от одного изготовителя, либо управлять каждым устройством отдельно.

Состав комплекса напрямую зависит от того, в каком типе помещения он используется. Для частных домов и коттеджей актуальны отопительные системы, водоснабжение, электроснабжение, работающие в автономном режиме. В квартире функции упрощаются из-за подключения к централизованным сетям – здесь достаточно своевременно включать и отключать систему. С увеличением площади и автономности жилища возрастает и количество задействованных механизмов. Чем меньше жилье зависит от централизованной системы, тем больше ресурсов нужно потратить для создания комплекса управления. Также в большом помещении потребуются проводные линии, в то время как в небольшой квартире работу можно осуществлять по радиоканалу.

Процесс монтажа системы умный дом следующий:

• проектирование каждого участка, который будет оснащен интеллектуальными приборами;
• анализ выбранных подсистем;
• изучение возможности установки умных систем;
• приобретение нужного оборудования;
• прокладка кабелей;
• монтаж датчиков контроля;
• подключение и установка исполнительных компонентов;
• подключение всех составляющих к плате процессора.

Когда монтаж заканчивается, производится тестовый пуск системы. Во время проверки проводятся различные ситуации – резкое охлаждение или перегрев помещение, срабатывание пожарных, охранных датчиков, искусственное увеличение или уменьшение освещенности. При неудаче ищется ошибка и исправляется.

Затем начинается отладка системы. Прописываются нужные сценарии, задаются основные параметры работы, выбирается способ управления.

Самый сложный этап – программирование умного дома. Если система коробочная, проблем не возникнет, так как есть программа с прописанными сценариями, которые остается только подстроить под себя. В остальных случаях придется самостоятельно разрабатывать программное обеспечение. Существуют рабочие модули, которые можно скачать в интернете, но их придется переделывать и настраивать под свое оборудование.

Рекомендуется начинать установку с самых простых функций, так как всю многоуровневую систему с первого раза спроектировать не получится. Затем можно постепенно выполнять более сложные операции.

Обдумывая возможность установки умного дома, возникает вопрос – выгодна ли такая система. Интеллектуальные технологии делают жизнь не только простой и комфортной, но и безопасной. С умным домом можно не беспокоиться о не выключенной розетке или работающей плите. Через панель управления можно прописать сценарии работы приборов и их расписание. Охранные и противопожарные системы всегда уведомят хозяина и соответствующие службы по возникновении аварийного случая. Особое внимание уделяется климатической системе. Оптимальные температуры сделают жизнь не только комфортной, но и здоровой и экономичной. Впустую тепло расходоваться не будет, что приведет к существенной экономии финансов.

ТОП 5 необычных проектов

Реализация проектов невозможна без умных устройств. Они могут выполнять не только свои классические задачи, но и делать дополнительную работу.

Домофон Belle

Умный домофон может записывать видео в формате HD 24 часа в сутки. Он ведет ночную съемку, может фиксировать посетителей и сообщать хозяевам о приходе гостей. Даже если дома никого нет, домофон передаст сообщение и покажет трансляцию происходящего в доме.

Важной отличительной особенностью прибора является возможность посетителя совершить звонок владельцам дома. Если они не смогут ответить, с посетителем пообщается встроенный голосовой помощник. Гаджет может записать видеообращение, также он запоминает частых гостей.

Зеркало Mirror

От обычных зеркал Mirror отличается встроенным в него фитнес тренером. Стоит включить прибор, и помещение становится спортивным виртуальным залом. На дисплее зеркала появляется картинка виртуального тренера, который вместе с человеком выполняет тренировку, показывает правильность выполнения упражнений и дает советы. В выключенном состоянии устройство является обычным зеркалом.

В зеркале записано более 50 видов различных спортивных упражнений. Есть программы бокса, йоги, растяжки, фитнеса. С учетом индивидуальных особенностей человека и его предпочтений подбирается оптимальная программа тренировок.

Дополнительно зеркало может следить за состоянием здоровья. Для этого гаджет синхронизируется с фитнес браслетом или другим устройством, считывает информацию и выдает полученные данные на экране.

Интеллектуальный будильник Xiao AI Smart Alarm Clock

Будильник от Xiaomi является полноценным гаджетом для сна и домашних дел. В нем установлен голосовой ассистент, но он различает только китайский язык. Помощник может оповещать о важных событиях, сообщать прогноз погоды, управлять другими бытовыми приборами. Работает прибор через приложение Mijia.

Отличительной чертой интеллектуального будильника является возможность убаюкивать человека на ночь. В памяти устройства записаны различные успокаивающие звуки, способствующие быстрому засыпанию. Чтобы разбудить хозяина, по умолчанию установлен режим нарастания громкости, чтобы пробуждение происходило плавно. Время подъема и смена режима производятся в приложении.

Перерабатывающее устройство Zera Food Recycler

Прибор для утилизации бытовых отходов делает жизнь не только комфортнее, но и безопаснее для окружающей среды. Устройство представляет собой визуально привлекательный белый контейнер размерами меньше, чем посудомоечная машина.

Принцип работы следующие – пищевые отходы укладываются в утилизатор через отверстие, которое потом закрывается крышкой. Мусор попадает в смешивающую камеру, где он перемешивается и измельчается. После этого отходы отправляются в камеру переработки, где они обрабатываются специальным составом. Эта смесь способствует быстрому разложению отходов. В итоге получается экологически чистое готовое удобрение, которое можно использовать в огороде. Полный рабочий цикл агрегат проходит за сутки.

Работает через приложение, в котором пользователь может запускать прибор, получать уведомление об окончании цикла, уточнять статус переработки.

Подобные устройства помогают разгрузить полигоны, сэкономить на транспортировке мусора и значительно улучшить экологическую ситуацию конкретного места.

Метеостанция Netatmo

Это гаджет имеет целый спектр различных задач. Он может определять качество воздуха, замерять его состав, в режиме реального времени выдавать метеорологическую сводку о состоянии окружающей среды в доме и за его пределами. В станцию встроены барометр, термометр, гигрометр. Прибор также умеет определять уровень шума.

Подключение беспроводное. В основном режиме метеостанция не взаимодействует со смартфоном или компьютером, она напрямую подключается к интернету и предает показания на сервер фирмы. Приложения получают информацию с этого сервера и выводят их на экран владельца. Есть возможность посмотреть, что показывают другие устройства рядом с пользователем.