Использование технологии MicroLAN для температурного мониторинга объектов коммунального хозяйства

January 29, 2013 by admin Комментировать »

Новые подходы к эксплуатации зданий и сооружений

Анализ литературы по строительству и коммунальному хозяйству за последние несколько лет показывает, что в среде специалистов формируется новое понимание проблемы эксплуатации зданий, сооружений, вообще любых технических конструкций. Обращает на себя внимание тот факт, что все предлагаемые новые технологии эксплуатации либо представляют собой средства для получения значений эксплуатационных параметров контролируемого объекта, либо базируются на необходимости иметь подробные и достоверные данные об объекте. Иными словами, все они проникнуты идеей технологического мониторинга эксплуатируемых объектов. Мировая практика эксплуатации технических конструкций и сооружений сейчас претерпевает существенные изменения. Она идет по пути создания технологии управления эксплуатацией конструкций, когда можно будет в любой момент времени знать состояние конструкции и предсказывать ее поведение в будущем. В конечном итоге такой подход должен привести к созданию системы постоянного мониторинга эксплуатационных параметров (температуры, влажности, напряжений в несущих конструкциях, теплопроводности ограждающих конструкций), опрос охранной и пожарной сигнализации и т.д. Такая система призвана своевременно и автоматически обеспечивать персонал всех уровней управления достоверной объективной информацией, необходимой для принятия решений по оперативному управлению зданиями и сооружениями.

Возможно, идея снабдить каждый дом, квартиру комплектом всевозможных датчиков покажется избыточной, дорогой и преждевременной. Но это только на первый взгляд. Вспомните, еще полвека назад большинство жилого фонда в СССР не имело центрального отопления, не говоря уже о горячем водоснабжении. Сейчас уже речь идет об установке поквартирных счетчиков всех видов ресурсов, об индивидуальных регуляторах микроклимата. Все изменяется, и даже жилье наше становится все более насыщенным инженерным оборудованием. Что касается дороговизны, то расчеты показывают, что доля затрат на инженерное оборудование зданий составляет сейчас не более 9% капитальные затрат. Что же до компьютеров, то стоимость их постоянно снижается. Так, стоимость процессоров с 1975 г. снизилась на три порядка. Предполагается, что к 2010 году она уменьшится еще во столько же раз. Дисковая память дешевеет на 60% в год и составляет сейчас около 5 центов за 1 Мбайт. К 2010 году она предположительно будет равна 5 центам за 1 Гбайт. Уже сейчас компьютер типовой конфигурации с процессором i80486 (вполне достаточный для использования в качестве мастера разветвленной MicroLAN) стоит примерно 150 долларов США. Описанные нами выше датчики температуры фирмы “Dallas Semiconductor” стоят от 3 до 5 долларов за штуку (это при поштучной продаже, оптовая цена существенно ниже). Так что, например, дешевые системы подробного температурного мониторинга можно создавать уже сейчас.

Требование рациональной эксплуатации зданий и сооружений предполагает, что уже недостаточно оценивать их состояние “на глазок”. Нужна четкая объективная оценка. Поэтому системы всеобъемлющего мониторинга являются не только своевременными, но и необходимыми. Не последнюю роль в этом нашем заключении играет и то соображение, что здания строятся для человека и человеку в этих зданиях должно быть комфортно. Обеспечить комфорт дифференцированно, по потребностям, а не нынешний среднестатистический комфорт, могут только такие системы автоматического регулирования, которые обладают развитой обратной связью и способны получать и анализировать информацию о состоянии каждого конкретного помещения.

Говоря здесь о температурном мониторинге, приведем ряд конкретных примеров его необходимости. Известно, что в системе теплоснабжения большие потери тепла происходят на теплотрассах. Большая доля этих потерь санкционирована. И оплачивает их потребитель. Но много потерь тепла происходит и у потребителя, главным образом за счет несовершенных теплозащитных свойств зданий. Поэтому важной становится задача определения структуры потерь, их картографирование. С этой целью необходимо проводить температурный мониторинг тепловых сетей и зданий. Такие попытки уже предпринимаются. При обследовании состояния тепловых сетей и ограждающих конструкций зданий проводятся как дистанционные тепловизионные, так и контактные теплометрические измерения. Однако для масштабных работ этого направления, а тем более для обеспечения постоянного теплового мониторинга теплосетей и зданий еще не хватает достаточно дешевого приборного обеспечения, да и методики таких обследований не разработаны.

Для экономии энергоресурсов большое значение имеет проведение энергоаудита предприятий или отдельных зданий. По нашему мнению, и здесь система технологического мониторинга должна сыграть положительную роль. Прежде всего потому, что она, по сути, выполняет задачи энергетического аудита, причем выполняет их не разово, а постоянно, непрерывно, а значит, более качественно. Кроме того, она и стоить будет дешевле, поскольку установлена стационарно и выполняет еще и другие функции.

Системы технологического мониторинга, в частности, температурного, необходимы и при осуществлении новой стратегии планирования ремонтов инженерного оборудования жилищно-коммунального хозяйства. Эта стратегия, называемая “обслуживание и ремонт в зависимости от технического состояния”, приходит на смену стратегии регламентных работ в определенные временные интервалы и позволяет сэкономить материальные и энергетические ресурсы в тех случаях, когда срок регламентных работ наступил, а показания технологического мониторинга говорят о хорошем состоянии объекта. В таких случаях регламентные работы можно не проводить. И наоборот, если срок регламентных работ еще не наступил, а мониторинг показывает, что состояние объекта ухудшилось, то ремонт проводится в соответствии с фактическим состоянием объекта.

Автоматизированные системы контроля объектов теплоснабжения и управления ими

Чтобы лучше понять место микролокальных сетей типа MicroLAN в ряду систем технологического мониторинга, рассмотрим кратко существующие принципы организации автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами (АСУТП) для нужд теплоснабжения. Теория и практика АСУТП производства, транспортировки, распределения и потребления тепла хорошо описана в литературе. Каждая из этих систем создается для конкретного объекта, но в основе всех их лежат, как правило, хорошо известные типовые технические решения. Это касается структуры АСУТП, ее аппаратной платформы, набора первичных преобразователей, каналов связи, да и программного обеспечения, если иметь в виду не функциональные особенности, а организацию графического интерфейса пользователя. По выполняемым задачам эти системы можно разделить на три группы:

•      системы, осуществляющие учет и контроль (измерительные системы);

•      системы, осуществляющие автоматическое управление;

•      комбинированные системы, выполняющие обе эти функции.

6.2.1.                                                                Структура АСУТП

Современные АСУТП строятся по иерархическому принципу. В наиболее совершенной схеме каждый иерархический уровень представляет собой гибкую подсистему, которую можно перестраивать (конфигурировать) применительно к конкретным обстоятельствам. На практике используются двухуровневые, трехуровневые и четырехуровневые АСУТП. Так, четырехуровневая система состоит из:

•      совокупности первичных приборов и датчиков, исполнительных устройств (первый уровень);

•      локальных сетей, включающих один или группу измерительно-управляющих контроллеров (второй уровень);

•      каналов связи, обеспечивающих двунаправленную связь между локальными сетями и центральным диспетчерским пунктом (третий уровень);

•      центрального диспетчерского пункта (четвертый уровень).

На практике каждая конкретная система не обязательно включает все составляющие этой схемы. Она конфигурируется в зависимости от решаемых задач, конкретных условий работы, стоимости и т.д.

Принцип построения АСУТП (структура, тип используемого интерфейса, каналов связи) зависит от территориальной рассредоточенности объекта управления. По этому признаку различают сосредоточенные системы (длина каналов связи до 2 м), локальные (до 20 м) и рассредоточенные (более 20 м).

Источник: Карначёв А.С., Белошенко В.А., Титиевский В.И., Микролокальные сети: интеллектуальные датчики, однопроводный интерфейс, системы сбора информации. Донецк: ДонФТИ НАНУ Украины, 2000. 199с. с ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты