Проект «Золотые Ворота 450»
За последние десять-пятнадцать лет индустрия системы управления энергопотреблением (EMS) развивалась достаточно быстро. Сегодня технология EMS предоставляет владельцам и разработчикам зданий массу удобств по проектированию и принятию решений. Внедренные EMS-системы характеризуются мощными рабочими станциями на базе персональных компьютеров и полевыми контроллерами, которые могут быстро и эффективно осуществлять комплексный контроль алгоритмов.
При отсутствии таких возможностей владельцы здания вряд ли были бы способны проводить оценку конкурентоспособности проектов и интеграции инновационных решений от различных производителей, которые наилучшим образом подходили бы для решения их задачи. А применение протокола BACnet как стандарта для интеграции компонентов системы автоматизации здания навсегда изменило индустрию, открыв двери инновациям в технологии управления зданиями.
Сегодня уже установлены тысячи BACnet-систем. Многие из этих проектов мелкомасштабны, и протокол BACnet в них использовался для интеграции нового HVAC-оборудования с существующей закрытой системой автоматизации зданий от различных производителей. Другие BACnet-системы автоматизации используют в основном продукцию только одного производителя.
Проект «Золотые Ворота 450» стоит особняком, выделяясь объемом работ, а также тем, что в нем участвует множество производителей различного оборудования. Но помимо системы контроля HVAC этот проект примечателен еще и тем, что сегодня демонстрирует – как крупнейший в мире «землевладелец» – Управление общих служб Соединенных Штатов (GSA) – будет управлять своими зданиями в будущем.
В 1996 году здание Филиппа Бертона и Федерального Суда в Сан-Франциско было выбрано как объект наиболее крупной в мировом масштабе коммерческой демонстрации преимуществ стандарта BACnet. Это офисное здание (22 этажа, площадь – 130 000 кв. м) второе по величине в Сан-Франциско. И выбрано оно было, в частности, еще потому, что масштаб ранее существовавшей там системы EMS-контроля был невелик, а недавние реновации делали его наиболее подходящим для типовых коммерческих офисных зданий.
Обновление EMS-системы также демонстрировало значительные возможности по энергосбережению. Проектируемые суммарные сбережения составляли более чем 500 000 долл. Было протестировано многочисленное оборудование различных производителей, а также и их способность проводить совместный мониторинг и контроль инженерных систем здания, но базируясь на стандарте BACnet. Кроме того, методика мониторинга энергопотребления вздании, сети операторских рабочих станций и коммуникационного оборудования была включена в проект EMS с целью облегчить будущий учет расхода энергии и исследования деловой активности в здании.
Контрактные подряды с первыми двумя наиболее выгодными для проекта поставщиками были заключены в августе 1996 года. Сопутствующие процедуры были завершены в январе 1998 года, и проект с момента заключения подряда был оставлен в штатном расписании и бюджете. Последующие стадии работы должны были включить BACnet-шлюзы в существующую поэтажную систему контроля освещения, систему EMS, установленную еще до появления протокола BACnet, а также в установку прямой связи с местной компанией, поставляющую энергоресурсы.
Для здания также было запланировано обновление индивидуального теплового пункта. Вдобавок к этому проводились переговоры с производителем противопожарных систем, которые могли бы закончиться интеграцией системы противопожарной сигнализации здания с использованием протокола BACnet.
Одной из задач данного проекта была реальная демонстрация интеграции оборудования от различных производителей. И спецификации проекта были подготовлены с явным намерением распределить данную работу по частям между поставщиками EMS-оборудования. Различные компании в свое время установили в здании опять-таки различное HVAC-оборудование, что распределяло сферу ответственности между поставщиками. В целом же проект определил шесть уровней работы (A – F), которые в перспективе можно будет распределить между различными поставщиками.
Уровень А
Обеспечить полную установку управления энергопотреблением для основных систем климатизации здания. Это восемь двухканальных VAV-блоков, более 1000 терминальных блоков, разнообразные компактные блоки, предназначенные для использования в серверных комнатах, а также отдельные виды оборудования для центральной установки кондиционирования воздуха.
Данный уровень задач также включает в себя инструментарий для эксплуатационного мониторинга, чтобы потребление зданием энергии можно было распределить по конечным категориям: отопление, холодоснабжение, вентиляция и др. Шесть больших двухканальных приточных установок, обслуживающих свыше 70% площади здания, также включены в работы этого уровня.
Уровень B
Обеспечить полную установку систем управления для автоматизации работы HVAC-оборудования в залах суда, находящихся с 175го по 205й этаж. Данное решение включает 13 однозонных и одну мультизональную установку приточного воздуха, снабжаемых холодом от единой системы с чиллером.
Уровень С
Обеспечить интерфейсы BACnet-протокола для контроля систем, установленных в этом здании еще до обновления. Это сервисы «старых» систем управления энергопотреблением, обслуживающие офисы ФБР на двух этажах здания, и система контроля освещения, обслуживающая офисы GSA, расположенные между третьим и пятым этажами.
Уровень D
Обеспечить полную установку EMS для всех систем HVAC с разделением на зоны в офисах GSA, расположенных между третьим и пятым этажами.
Уровень Е
Предусмотреть подрядчика на будущие работы по установке полной EMS-системы для мониторинга и управления тепловым пунктом и холодильной станцией. Сегодня уже разрабатываются альтернативные варианты системы центрального теплового пункта
Уровень F
Обеспечить систему EMS сетью операторских рабочих станций (OWN – Operator Workstation Network). OWN предоставляет диспетчерам любой доступ к функциям, необходимым для работы с оборудованием различных поставщиков. Это и конфигурирование, и установка сервера, операторских рабочих станций, мобильных рабочих станций, программного обеспечения интерфейса с первичной EMS-системой, и сеть кабелей, необходимых для построения целостной системы управления зданием на основе протокола BACnet.
Один из наиболее уникальных аспектов данного проекта – оборудование операторской рабочей станции. Благодаря присутствию в проекте мультивендорной конфигурации оборудования основной заботой для GSA стало обеспечение эффективной работы операторов, их обучение и обеспечение сопряжения интерфейсов оборудования.Чтобы оптимизировать эффективную работу операторов и обеспечить единый интерфейс для EMS-системы, было выбрано программное обеспечение от одного из производителей оборудования как базовое для доступа к сети рабочих станций OWN. Все другие производители оборудования отвечали за соответствие отображения на рабочей станции правильных параметров работы своего оборудования, цветных графиков и других данных от всех систем.
Организация и распределение базы данных было первостепенной задачей для проектирования операторской рабочей станции и сети OWN. Система EMS, предусмотренная в проекте «Золотые Ворота 450», масштабна и сложна. Но задача была решена с помощью записи всех данных от EMS на сервере OWN.
Процесс реализации проекта «Золотые Ворота 450» начался почти сразу после выхода стандарта ASHRAE – BACnet 1995. Первой стадией был сбор информации от большого количества производителей различного оборудования, а также их перспективных планов по интеграции оборудования с протоколом BACnet. Для производителей оборудования потребовалось несколько лет, чтобы разработать дополнения к своей продукции, дающие возможность его интеграции в BACnet-систему. Поэтому условие присутствия протокола BACnet было обязательным только для верхнего уровня автоматизации. Для коммуникации между контроллерами на «полевом» уровне были предусмотрены закрытые протоколы от производителей с использованием BACnet-шлюзов.
Оценочный комитет включал представителей GSA, местной компании-поставщика энергоресурсов, проектной организации по инженерному оборудованию и представителей Национального института по стандартизации NIST. Из большого числа претендентов для реализации данного проекта комитет отобрал двух вендоров. Цель работ уровней A, B и F были в компетенции одной фирмы, а цели уровня D – другой. Остальные цели не получили должного финансирования в начальной стадии проекта, были отложены, но позднее все же реализованы.
Применение протокола BACnet в проекте «Золотые Ворота 450» было чрезвычайно успешно. Время выхода проекта на рынок стало толчком для производителей оборудования интегрировать BACnet-решения в свои продукты. Результаты доказали, что протокол BACnet реально работает. Это было важно еще и потому, что этот стандарт только прокладывал себе дорогу.
