VET4SBO Level 1 module 3 - unit 2 - v0.9 bg

ECVET Training for Operatorsof IoT-enabledSmart Buildings (VET4SBO)
2018-1-RS01-KA202-000411
Ниво 1
Модул 3: Основи на Интернет на нещата (IoT)
неговите приложения. Възможности за
нискобюджетни подобрения в управлението
Раздел 3.2: Приложения на IoT с по-старите BMS или
самостоятелни сградни инсталации

Съдържание
1. Старите системи за сграден мениджмънт
2. IoT-системите за сграден мениджмънт
3. Комбиниране на стари и IoT-системи за сграден
мениджмънт
4. Примери от практиката
5. Проблеми, защита и оптимизация

Старите системи за сграден мениджмънт
Стари BMS/BAS
• Предназначени за отделни процеси в жизненоважните
системи на сградите
– Включване/изключване на ОВК (охладител, вентилатор, помпа и
др.)
– Графици за включване/изключване на осветлението
– Мрежа и комуникации
– …
• Прекрасен инструмент за обединяване на информацията

Примери за стари BMS/BAS
Функционалности
• Дистанционно наблюдение,
контрол, конфигуриране на
системата (Компютърен
интерфейс или отделни
компоненти)
• Управление на оборудването
чрез зададени графици (по
часове, дати и почивни дни)
• Функции за алармиране

Примери за стари BMS/BAS

Пример за BMS/BAS архитектурата на Siemens
• Програмиране и
контрол само на място
• Ограничена достъпна
информация
• Трудно се преценява:
– Енергийната ефективност
– Нивото на комфорт
– Нуждата от поддръжка
Обикновена система за сградна автоматизация

Интерфейс 1 на Siemens за BMS/BAS

Пример за BMS/BAS на Siemens (Архитектура)
Хардуер
(сензори/ актуатори)
Комуникационенпротокол
(BACnet/IP/ModBus/Lonwks)
Софтуер (уеб-
платформи /
приложения

Пример за BMS/BAS от Johnson Controls
• Управление комфорта на обитателите
– Автоматиченконтрол и оборудване (ОВК,
осветление, охладители, покривно
оборудване,устройстваза обработка на
въздуха,устройстваза подаване на въздух
и др.)
– Интеграгия и управление на другите
системи
• Енергиен мениджмънт
– Задаванена умна последователностот
действия за управление потреблението на
енергия от сградата и системата

• Механични системи на контролния център

• Интегрирани ключови подсистеми

• Нетрадиционни системи, интегрирани в BMS

Компоненти на по-старите BMS/BAS
• Висока цена за
осъвременяване
на старите
BMS/BAS
• И допълнителни
проблеми със
съвместимостта
на сензорите

Стари протоколи за BMS/BAS
Стари протоколи:
• BACnet управлява
протокола за
комуникация на
високото ниво
• IBECS се грижи за
долната част на
мрежата
Между двата
протокола има
посредник.

Стари BMS/BAS (Архитектура)

Стари BMS/BAS – интерфейс 2

Стари BMS/BAS – интерфейс 3

IoT Устройства
• IoT сензори:
– Сензор за присъствие
– Сензор за влажност
– Сензор за осветеност
• Унивицирана
платформа
– Стари + IoT устройства
• Анализ на данните 
Вземане на решение

Пример 1 - IoT сградна система (от Predix)

Стари BMS/BAS и IoT устройства
• Правят съществуващата система
по-интелигентна
• По-подробна информация за
сградата и нейните обитатели
• Усъвършенстван анализ
• Ниска цена за интеграция
• Големи подобрения в:
– Енергийнатаефективност
– Комфорта за обитателите
– Качеството на въздуха

Пример за умен контрол
на въздушния поток в ОВК
• Контрол на притока на въздух: Когато броят на
присъстващите в стаята се увеличи, термостатътще
регистрира повишаване на температуратав стаята;
контролнотоустройство ще отвориклапана си и ще
увеличи притока на въздух към стаята, като по този начин
ще намали статичнотоналягане във въздухопровода,
регистрираноот съответния сензор.

Пример за умен контрол
на температурата в ОВК
• Система за контрол на температурата и вентилаторите:
BAS открива,когато контролнотоустройство не работи, и
му задава статус „изключено“, като по този начин го
изключва. Например ако за помещението е зададена
температура от 25°С, но там температуратае стигнала до
27°С, BAS/операторъттрябва да отвориклапана на водния
охладител. Щом температуратападне под 25°С, клапанът
трябва да бъде затворен.

Пример за умен контрол на интегрирана
ОВК-осветителна система
• Осветителна система: Осветлението може да се
контролира с помощта на сензори, които засичат движение
и присъствие. Ключовете за включване и изключване могат
да се настроят чрез предварително зададени графици. Към
Също така могат да се интегрират и системи с автоматичен
отговорпри засичане на дневна светлина, които в
комбинация с приглушаването на светлината могат
значително да подобрят гъвкавостта.

Intel: Стари BMS/BAS и унифицирана IoT рамка
(1/2)

Intel: Стари BMS/BAS и унифицирана IoT рамка
(2/2)

Безпроблемно интегриране на всички протоколи

IoT и/или BMS/BAS – Пример 1 (1/2)
Университетът на Индонезия (ADVANTEC)
• Цел: Намаляване на потреблението на енергия
• Решение:
– Систематаза резервиране на учебни зали да се интегрира с IoT
актуатори и умни електромери, за да се постигне съответенграфик на
работа на електроуредите и осветлението
• Изисквания:
– SCADA: Мониторинг и контрол на осветлениетои електроуредите в
реално време
– Интерфейс, свързващактуаторитеи онлайн приложението (ADVANTEC
WebAccess 8.0.)

Архитектура на
решението
Енергийно ефективно
IoT решение, свързано
чрез интерфейс с
платформата на
Advantec, чрез което
се управляват
електроуредите и
осветлението
System Diagram

Morgan Building влиза в XXI век (Honeywell)
• Досега не е имала BMS/BAS. Само
отделни устройства
• Цел:
– Икономия на енергия
– Повече данни за енергийния мениджмънт
– Интегрирано управление на всички системи
и устройства
– Усъвършенстван мониторинг, диагностика и
конфигуриране на системата

• Рещение (продукти на Honeywell):
– WEBs-AX софтуер за автоматизация
– WEBs-AX контролери за интеграция
– Spyder® полеви контролери
– Zio® LCD вграденимодули
– TR21 безжични сензори
– TR20 сензори
– Клапани и актуатори
Нови
IoT
сензори

• Резултати:
– Чрез WEBs-AX са интегрирани всички системи
– Централизираният контрол е довел до 18.6% намаление на потреблението
на електроенергия и 52% намаление на BTU при климатиците
– Икономия на енергия, подобрен сграден мениджмънт и по-малки разходи
за поддръжка
– Morgan Building получава Сребърен сертификат на LEED от Съвета за зелени
сгради на САЩ
– Morgan Building получава сертификат Energy Star на EPA

• Цел:
– Интегриране на системите в обща
платформа
– Ефективен контрол на ключови места
от експозицията
– По-големи икономии на енергия
– Подобрен мониторинг, диагностика и
конфигурация
– Повече данни за енергийния
мениджмънт
Музеят за естествена история в Сан Диего

• Решение (с продукти на
Honeywell):
– WEBs-AX софтуер за сградна
автоматизация
• Интегриране на съществуващите
системи
– Honeywell NiagaraAX Framework
• Централизиран мониторинг и
контрол
Музеят за естествена история в Сан Диего

Сграда с 10 офиса
• Със съществуваща BAS:
– 2 независими
подсистеми
1. TAC Xenta: включва и
изключва охлаждащите
вентилатори
2. Dali Protocol: Включва и
изключва
приглушаването на
осветителните тела
Aghemo C, Blaso L, Pellegrino A. Buildingautomationand control systems: A case study to evaluate
the energy and environmental performances of a lighting control system in offices. Automationin
Construction. 2014 Jul 1;43:10-22.

Опростена схема на обикновена система за
мониторинг и контрол
Brambley, “Advanced Sensors and Controls for BuildingApplications:Market Assessment
and PotentialR&D Pathways“2005

• Добавени IoT сензори:
– Фотосензор (LI04
Thermokon сензор)
– По 2 бр. инфрачервени
сензори за присъствие
(WRF04 Thermokon сензор
PIR)
– Комбинирансензор с
фотоклетка (MDS
Thermokon таванен
мултисензор360°)

• Интелигентно управление на осветлението, довело до значителни икономии

Пример за онлайн визуализиране на данните
(1/4)
Сградата на Колежа по криминално право „John Jay“ към
Университетана Ню Йорк (2015 г.)
• Многобройни сензори, отчитани на всеки 15 мин.
• Данните от сензорите са достъпни на (rscript.cisdd.org)
• Онлайн анализ (rscript.cisdd.org)  Прогнозаза
температуратав помещенията

(2/4)
Онлайн платформаза визуализиране и анализ на данните

(3/4)
Данни от сензорите:
• Температура в помещението
• Температура, подавана от
устройството за обработка на
въздуха
• Температура на въздуха, постъпващ
към устройството за обработка
– Подавана температура ↓ и като
следствие температура в стаята↓
– Подавана температура ↑ и като
следствие температура в стаята↑

(4/4)
Данни от сензорите:
1. Присъствие ↑ (при повишаване
нивото на CO2)
2. Охладителна система ↑
3. Температура в стаята ↓
Влияние от други сензори
Примери:
• Повече CO2  Присъствие
Присъствие  Стаята трябва да
се охлади

Взаимозависимости при стари BMS/BAS (1/5)
• Функции в стаята:
Отопление 1.1 и
охлаждане 2.1
• Функции на
разпределителната
мрежа,
вентилацията и
топлата вода:
термопомпа 1.7 и
вентилация 4.5.
Siemens: BuildingAutomation – Impact on energy efficiency. Applicationof EN 15232-1:2017

• Зададената температура
има една стойност (и за
отопление, и за
охлаждане). С други
думи, няма вариант, при
който да не се консумира
енергия. ОВК системата
работи 24 в
денонощието, макар че в
нея има хора само през
11 от тях.

• ОВК инсталацията се
включва два часа преди
да дойдат хората и и се
ивключва три часа след
като са си тръгнали
period
• Между зададените
стойности за отопление и
охлаждане разликата е
малка – само 1◦C.
Dead energy band
Siemens: BuildingAutomation– Impact on energy efficiency. Applicationof EN 15232-1:2017

• Тук времето за работа е
по-адаптирано, като са
оптимизирани часовете
на включване и
изключване
• По-голям прозорец, в
който не се предполага
консумация на енергия

• Усъвършенствани
функции и възможност за
по-гъвкаво настройване
на зададената
температура
(в зависимост от
присъствието на хора) за
охлаждане или подаване
на въздушен поток при
нужда.

Ниво на заетост при различни сгради
• ОВК, осветлението и
вентилацията трябва
да се програмират в
съответствие с това
• Сензорите за CO2
могат да се използват
за приблизително
установяване на броя
на хората

Проблеми, защита и оптимизация (1/10)
• Тъй като BMS/BAS има аларми за температура или повреди в оборудването,
които са на едно място, откриването, диагностиката и анализът на
неизправностите най-често трябва да е решение на оператора.
• Операторът трябва да сравнява, съпоставя и извлича закономерностите от
достъпната информация и да реши дали има повреда и дали има нужда да
насрочи ремонт или трябва да се заменят части/сензори
• Анализът на измерените стойности и съчетаването на инфопрмация от
различни IoT устройства улеснява предприемането на бързи действия от
оператора

• Известяване на операторите за проблеми с инсталацията
– Откриване на проблеми преди да станат сериозни
– Аларми и управление на известията
– Влошаване на производителността
• Защита на съоръженията и активите
– Охладителни инсталации, ОВК, медицинско оборудване, хора,
противопожарна система и система за сигурност
– Повишаване на цената на имота

Проблем: Графикът на работа на сградите и температурните им
изисквания постоянно се менят. Един типичен университет или офис ще
промени графика в съответствие с конкретните изисквания. Тази
настройка може да бъде променена на следващия ден, но може и да си
остане, ако операторът не обърне внимание. В резултат на това
устройството за обработка на въздуха в зоната може да използва
значително повече енергия отколкото преди, но никой няма да разбере,
тъй като няма аларми, които да следят за това.
Решение: IoT-сензор за присъствие в стаята може да е решаващ фактор в
работата на устройството за обработка на въздуха.

Проблем:
• ОВК системата няма обратна връзка и може да се настрои
единствено до една постоянна желана температура.
Решение
Да се добави сензор за CO2  Информация за присъствие 
Казва на ОВК системата кога да се включи или изключи
Да се добавят сензори за присъствие  Включване и
изключване на осветлението
 Основни подобрения при енергоспестяването!!!

Проблем:
• Намаляване на потреблението на енергия от ОВК
– Потреблението на енергия от ОВК се влияе чувствително от
количеството чист въздух, внасян в сградата
• Решение:
– CO2 сензори, които да следят качеството на въздуха в сградата
– Регулиране на внасянето на чист въдхут в съответствие с това

• Проблем:
– Оплаквания от неподходяща температура
• Възможно/и решение/я:
– Сензори за влага: Температурата може да е подходяща, но
високата влажност влияе на чувството за комфорт
– Сензори за осветеност, когато прозорците са големи
– Планиране на профилактика на ОВК системата

• Сензори за присъствие: в някои части от сградите има време,
когато са почти празни, а има и периоди, когато са
изключително натоварени – например заседателните зали. В
такива случаи адекватното решение е да се подава минимално
количество климатизиран въздух през обикновените часове и
да се увеличава на максимум само когато помещението е
пълно. Максималните стойности за по-ефективно биха могли
да се осигуряват от самостоятелни уреди, така че да не се
налага пренастройване на централната инсталация заради
рядко случващи се ситуации.

• Проблем:
– Необичайно голямо потребление
– Електромери, които да известяват при необичайно потребление
– Оптимизиране на температурния контрол на котлите на парното
чрез стратегия
• Сензори за присъствие
• Графици на натовареността
• Измерване на CO2

• Проблем: Оплаквания от главоболие и/или замайване
и/или гадене
– Сензори за CO2
– Сензори за CO
– Сензори за PM2.5 и PM10
– Сензори за влага

• Проблем: Няма мониторинг в котелните помещения. Има
инциденти с емисии на химикали и миризми, които се
пренасят в ОВК системата на сградата
• Възможно/и Решение/я:
– Сензори за CO и CO2 в котелните  Незабавно спиране на
системата, ако нещо излезе извън зададените рамки

Известия за грешки
• Да кажем, че дюзата за въздух отвън подава 30%, а дюзата за вече използван въздух (която е
обратното на дюзата за въздух отвън) подава 70%, ако външният въздух е с температура от 21
градуса, а вече използваният – от 23, то температурата на смесения въздух ще бъде 22,5
градуса.
• Как го пресметнах ли? Просто умножих температурата на външния въздух * 30% отворено
положениена дюзата + температурата на използвания въздух * 70% отворено положениена
дюзата.
• Това е бърз начин да разберете дали всичкое наред с контрола на дюзите ви. Аконапример
имате 10% външен въздух с температура от 37 градуса и 90% използван въздух с температура
от 23 градуса, температурата на смесения въздух трябва да е 25 градуса.
• Акообаче температурата на смесения въздух е 30 градуса, лесно ще се досетите, че имате
проблем с контролана температурата на смесения въздух.
• Възможнорешение:
– Мобилни сензори за температурав помещението, за да се облекчи калиброванетона подавания
отвън въздух.

Отказ от отговорност
За още информация относно проекта VET4SBO посетете сайта на проекта https://smart-building-operator.eu
или нашата страница https://www.facebook.com/Vet4sbo.
Свалете мобилното ни приложение https://play.google.com/store/apps/details?id=com.vet4sbo.mobile.
Този проект (2018-1-RS01-KA202-000411) е финансиран с подкрепата на Европейскатакомисия (Програма
Еразъм+). Публикацията изразява единствено вижданията на автора и Комисията не носи отговорност за
начина, по който може да бъде употребенаинформацията, съдържащасе в нея.

VET4SBO Level 1 module 3 - unit 2 - v0.9 bg

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a VET4SBO Level 1 module 3 - unit 2 - v0.9 bg

Similar a VET4SBO Level 1 module 3 - unit 2 - v0.9 bg (10)

Más de Karel Van Isacker

Más de Karel Van Isacker (20)

VET4SBO Level 1 module 3 - unit 2 - v0.9 bg