Контроль и предотвращение ошибок

Концепция и бюджет

При подготовке начального бюджета строительства, все атрибуты интеллектуального здания должны быть учтены. Создание интеллектуального здания требует дополнительных инвестиций в технологии, процессы и решения. Начальные инвестиции необходимы, чтобы получить значительную отдачу в будущем. Нереально ожидать, что здание будет интеллектуальным, если сэкономить на инвестициях в начале строительства. Основные технические решения должны приниматься до начала проектирования. Если ждать момента, когда начнется проектирование, то потом может быть слишком поздно, так как ни владельцу здания, ни архитекторам не останется достаточно времени для изучения достоинств предлагаемых интеллектуальных решений.

Выбор площадки и интеграция

Интеллектуальное проектирование начинается с наблюдения за строительной площадкой, т.к. она связана с пространством, окружающим здание.

Интеллектуальные здания включают в себя много пунктов, зависящих от Вашей роли и участия в строительстве. Ниже следует обобщенный перечень атрибутов интеллектуального здания:

 

Описание

AutoCAD Electrical — это среда автоматизированного проектирования для инженеров-электротехников, работающих над созданием электрических схем для машин, механизмов, систем управления технологическими процессами. AutoCAD Electrical содержит полный набор функций AutoCAD, к которым добавлены специализированные возможности для работы с электрическими системами управления, охватывающими такие области как электротехника, электромеханика, механотроника, схемотехника и смежные с ними. Возможности AutoCAD Electrical позволяют увеличить производительность выпуска электротехнических чертежей, повысить точность представления электрических схем, устранить риск возникновения ошибок и обеспечить достоверность информации, передаваемой в производство.

Ссылки между катушкой реле и ее контактами в реальном времени

 

AutoCAD Electrical устанавливает между катушкой и контактами связи типа «родитель-дочерний». Программа автоматически отслеживает количество контактов катушки реле. Когда допустимый предел превышается, программа выдает предупреждение. Существует возможность добавления дополнительных контактов к катушке реле. Вы можете отобразить информацию о перекрестных ссылках на чертежах и, если требуется, создать отчет по ним.

 

 

Отчеты об ошибках в электрических схемах

 

Пропущенные или некорректные номера проводов могут вызвать трудности при дальнейшей работе. С помощью контрольных отчетов такие ошибки можно обнаружить прежде, чем они проявят себя в производстве.

Стандарты оформления и библиотеки компонентов

AutoCAD Electrical поддерживает отечественные и международные стандарты оформления чертежей и содержит обширные библиотеки условных графических обозначений компонентов. Это упрощает выполнение проектов по различным стандартам.

Поддержка стандартов

Поддержка стандартов ГОСТ, JIC, IEC, JIS и GB позволяет всегда согласовывать проекты с требованиями заказчика. В AutoCAD Electrical вы можете настроить библиотеки компонентов, форматы перекрестных ссылок, задать правила нумерации проводов и позиционных обозначений. Существуют и другие возможности для приведения проекта в соответствие со стандартами предприятий.

Пользовательские атрибуты

Вы можете задать дополнительные атрибуты для компонентов AutoCAD Electrical, значения которых будут отображаться во всех отчетах по проекту. Для настройки стандартных отчетов полезно использовать метаданные.

Конструктор цепей

 

Автоматизация создания цепей управления сокращает затраты времени и повышает эффективность проектирования. Цепи управления формируются динамически на основании набора правил и функциональных требований к компонентам, соединениям, номинальным параметрам и каталожным данным.

Конструктор цепей предоставляет всю информацию, необходимую для принятия оптимальных и эффективных c точки зрения энергопотребления решений. Например, проводник, размер которого соответствует минимальным требованиям, может обойтись при покупке очень дешево, но окажется неэффективным в долгосрочной перспективе с точки зрения затрат энергии и себестоимости.

 

Функция формирования цепей теперь поддерживает динамическое отображение диапазона размеров проводников с указанием наибольших потерь энергии в зависимости от типа устройства и различных внешних факторов. На основе электротехнических норм автоматически вычисляются подходящие размеры проводников.

Проектные решения принимаются на основе таких факторов, как материал провода, максимальная температура изоляции, температура окружающей среды, длина участка, максимальная потеря напряжения и т.п. Конструктор цепей также может рассчитывать номинальные режимы предохранителей и разъединителей на основе электрической нагрузки.

 

Вставка нескольких проводов

 

Позволяя вставлять сразу несколько проводов одной командой, AutoCAD Electrical автоматизирует процесс соединения устройств с несколькими контактами. Это означает, что, выполняя проекты быстрее, вы всегда будете укладываться в назначенные сроки и бюджет.

Создание нового чертежа

 

Новый чертеж можно начать одним нажатием кнопки. При этом AutoCAD Electrical использует все текущие настройки проекта. После выбора подходящего шаблона новый чертеж автоматически становится частью активного проекта, и его можно начинать редактировать.

Утилита замены блока

 

Возможность быстрой замены всех вхождений графического изображения компонента в проекте позволяет сэкономить массу времени. Вы можете заменять графическое изображение, как отдельного блока, так и всех одинаковых блоков в проекте. Кроме того, графические изображения компонентов из одной библиотеки могут заменяться графическими изображениями компонентов из другой. Например, если необходимо изменить используемый в проекте стандарт, просто вызовите эту команду и выполните автоматическую замену компонентов JIC на эквивалентные компоненты МЭК (IEC).

Переобозначение компонентов

 

Переобозначение всех компонентов в проекте позволяет существенно сократить время проектирования и количество ошибок. С помощью одной команды вы можете изменить формат позиционных обозначений во всем проекте, удовлетворяя требованиям, которые высказывает заказчик.

Экспорт бирок для проводов

Резко сокращено время, которое требуется для создания комплекта бирок, строго соответствующего проводам в проекте. Команда «Экспорт бирок» позволяет использовать атрибуты проводов из проекта для формирования списка бирок и его вывода на специализированные устройства печати.

 

Навигация по чертежам

 

Существует возможность быстрой навигации по чертежам в проекте. С помощью кнопок «Назад» и «Далее» вы можете быстро переходить от одного чертежа к другому, не открывая каждый файл по отдельности.

Навигация по элементам

 

Больше не нужно тратить время на поддержание взаимосвязей между составными частями компонентов. AutoCAD Electrical позволяет легко просматривать взаимосвязи и перемещаться

 

по ним с помощью команды Surfer. Вам нужно просто щелкнуть по компоненту на чертеже компоновки, и произойдет быстрый переход к соответствующему изображению компонента на схеме. Команда работает, даже если связанные компоненты находятся на другом чертеже проекта. Она также может применяться для элементов, зависящих друг от друга, дополнительных контактов и номеров позиций.

Скрещивание проводов

 

Вы можете создавать легко читаемые схемы без дополнительных затрат. AutoCAD Electrical автоматически определяет в проекте провода, пересекающиеся без соединения. Вы можете выбрать, каким образом будут отображаться места скрещивания: с зазором, петлей или обычным наложением.

 

 

Генератор соединителей

Соединитель можно быстро создать, задав минимальную информацию о нем — например, число контактов и его ориентацию. Созданный соединитель можно сразу же вставить в проект.

Полное управление клеммами

 

При работе с клеммами у вас есть возможность повысить точность проектирования и упростить выполнение операций.

Клеммные перемычки

 

В Редакторе клеммных колодок можно просматривать, создавать и редактировать перемычки. Использование клеммных перемычек экономит время и сокращает количество ошибок.

 

Вставка резервных клемм

 

Точность спецификаций поддерживается благодаря грамотной компоновке резервных клемм. Такие клеммы вставляются в Редакторе клеммных колодок и корректно отображаются в ведомостях клемм.

Редактор клеммных колодок

 

Улучшенный интерфейс Редактора клеммных колодок позволяет упростить трудоемкие задачи, повысить производительность редактирования клемм и управления ими во всем проекте. Чтобы вставить дополнительные клеммы или отредактировать имеющиеся (например, обменять направления проводов) достаточно нескольких щелчков мыши.

 

Многоуровневые клеммы

 

Существует возможность упростить выполнение операций с помощью многоуровневых клемм. AutoCAD Electrical позволяет легко управлять нумерацией клемм и номерами выводов в удобном диалоговом окне.

 

Операционная система

• Windows XP, Windows 2000;

Cистемные требования

• Процессор - Pentium IV 1600 МГц или выше;
• Монитор 1024x768 True Color;
• CD-ROM для установки программы;
• Видеокарта, поддерживающая стандарты Windows;
• Мышь или другие устройства указания, поддерживаемые операционной системой;
• Сетевая карта, или другое устройство для соединения с интернетом, для скачивания и установки программы;
• Оперативная память RAM - 512МБ (рекомендуется);
• Свободное дисковое пространство - 200 МБ (минимум).

 

Программное обеспечение

• AutoCAD 2004, AutoCAD 2005, AutoCAD 2006, AutoCAD 2007, AutoCAD 2008, AutoCAD 2009
• MSOffice 2000, MSOffice 2003

Scobo

2.2.1 ПлатформаScobo, как пример информационной управляющей системы

Программно-аппаратный комплекс Scobo, разработан в НПК «ИСА» на базе кафедры «СМиИГ» института «МАТИ» РГТУ им. К. Э. Циолковского более 10 лет назад. Комплекс постоянно совершенствуется новыми технологиями, и расширяется за счет новых функций.

На базе Scoboразработаны и внедрены десятки систем с различным функционалом:

· Системы СКУД

· Охранные системы

· Противопожарные системы

· Интеллектуальные аудитории

· Интеллектуальные здания

· Банковские системы

· Системы жизнеобеспечения

Разработка программного алгоритма функционирования систем сводится к визуальному программированию с локальными вставками на языке Java.

Визуальное программирование позволяет разрабатывать алгоритмы оператору без навыков программирования на языках высокого и низкого уровней.

Configurator

Для создания алгоритмов работы системы используется интерактивная визуальная среда программирования Configurator, разработанная студентами и преподавателями кафедры «СМиИГ». Разработка алгоритмов работы системы сводится к упорядочиванию компонентов (программ, направленных на решение локальных задач – логические функции, звуковое оповещение, управление конечным оборудованием) при помощи связей.Configurator – кроссплатформенная среда, она может функционировать на любой операционной системе, поддерживающей JavaRuntimeEnvironment.

Рисунок 5. Интерфейс программы Configurator

Конфигурация

Алгоритм работы системы называется «Конфигурация»и также является кроссплатформенной программой, построенной на основе RMI-вызовах между компонентами.

Рисунок 6. Конфигурация, разработанная студентом 3 курса

Instance

Instance–кроссплатформенная среда функционирования конфигураций, предназначена для отладки систем и функционирования систем на объекте.

Instanceобеспечивает связь конфигурации с базой данных и аппаратной составляющей системы.

Рисунок 7. Интерфейс программы Instance

Экономическая часть.

Интеллектуальное здание (ИЗ, Intelligent Building — IB) — понятие многомерное. Это и "здание", и "комплекс систем", и "технология" и т.д. Определим ИЗ как совокупность инженерно-технических решений, направленных на создание высокоэффективной экономичной системы управления зданием (Building Managment Systems — BMS), максимально отвечающей потребностям пользователей и владельцев этого ИЗ. Достигается это в первую очередь за счет интеграции в единую информационно-управляющую инфраструктуру основных систем здания и их взаимодействия на базе единой среды передачи данных, основу которых составляет LAN/WAN, организованные по принципу структурированных кабельных систем (СКС).

Архитектура BMS позволяет оперативно принимать решение при аварийных и нештатных ситуациях (пожаре, затоплении, утечках воды, газа, несанкционированном доступе в охраняемые помещения); обеспечивать своевременную локализацию аварийных ситуаций. Кроме того, эти решения обеспечивают получение объективной информации о состоянии всех систем здания и их работе. Обеспечивая централизованный контроль и управление при нештатных ситуациях, они позволяют вводить оптимальный режим управления инженерным оборудованием с целью сокращения затрат на использование энергоресурсов, потребляемых зданием (горячей и холодной воды, тепла, электроэнергии, воздуха и т.д.). Одновременно можно ввести объективный анализ работы оборудования, действий инженерных служб и подразделений охраны при нештатных ситуациях за счет документирования принятых решений на основе автоматизированных баз данных.

В результате применения этих технологий и процессов — здания, которые более дешевые в эксплуатации. Это наглядно отражает преимущества интеллектуальных домов: быстрое возвращение инвестиций посредством более продуктивной работы персонала и уменьшенные расходы по обслуживанию. По некоторым оценкам стоимость эксплуатации "усредненного" здания в России превышает стоимость строительства на порядок. То есть основную стоимость здания составляет его эксплуатация. А в Европе все наоборот: больше "вкладывают" в строительство, так, чтобы существенно экономить в период эксплуатации здания.

Формирование в здании инженерной инфраструктуры типа ИЗ также существенно повышает его ликвидность. ИЗ — это эффективное инвестиционное решение, позволяющее существенно снизить расходы на обслуживание и развитие. Такое здание соответствует современным международным требованиям и является привлекательным рыночным товаром. Работы по созданию ИЗ могут быть выполнены методом поэтапного наращивания комплекса — от отдельной системы до полномасштабного комплекса, что дает возможность владельцу планировать финансовые вложения в развитие инфраструктуры объекта. Другими словами, интеллектуальное здание не только безопасно, комфортно и престижно, но и экономически выгодно.

На российском рынке недвижимости до сих пор в ходу дедовская схема распределения бюджетов, при которой до 80% инвестиций тратится на «коробку» (бетон, металлические конструкции, стеклопакеты и пр.). Смета ИЗ выглядит совершенно иначе: на инженерные коммуникации и управляющие системы приходится до половины суммы, затраченной на строительство или переоборудование помещений. Привыкнуть к такому раскладу пока удалось немногим.

Частным случаем ИЗ является ИД — «интеллектуальный дом», предназначенный для частного заказчика. Это либо загородный коттедж, либо квартира. Интересный парадокс: создать полноценный «умный дом» в особняке намного сложнее, чем выполнить проект по промышленной автоматике или работу по системе интеллектуального здания для торгового комплекса. В доме, как правило, используется гораздо большее разнообразие систем. В проект включается все: от котельной системы до системы распределения видео- и аудио-сигнала. Строя ИД, необходимо, прежде всего, обеспечить максимальный комфорт его хозяину, а экономия энергоресурсов имеет меньшее значение. Интеллект ИД должен быть наращиваемым и гибким. То есть некоторая минимальная конфигурация, которую владелец здания может постепенно расширять по мере появления средств и/или потребностей. Это особенно актуально в российских условиях, поскольку подавляющее большинство даже далеко не бедных заказчиков не готово сразу потратить значительные суммы на то, чтобы наполнить интеллектом здание от фундамента до крыши, да и временной фактор играет здесь не последнюю роль.

Проект построения ИЗ

Что же представляют собой технологии и процессы, требуемые в подобных проектах? Их перечень очень большой, начиная с проектирования до реконструкции и конечного списывания. Решение о том, что здание будет «интеллектуальным», должно быть выработано на ранней стадии проектирования. При этом должно существовать понимание, что придется инвестировать дополнительные средства в проект для повышения его ценности и последующей отлаженной работы. На первом же этапе проектирования ИЗ должна быть произведена качественная оценка настоящей и будущих областей использования объекта, необходимо сгруппировать соответствующие функции, которые будут доступны в здании. Например, офисное здание может быть интересно целевой группе компаний, бизнес которой ориентирован на городскую окружающую среду, высокоскоростной доступ в интернет, возможность круглосуточной работы и т.д. Примеры данной характеристики проектирования включают в себя системы коммуникаций, безопасности, автоматизации, СКС и открытое пространство с передвижными или убираемыми участками планировки.

Интеллектуальное проектирование начинается с целостной модели здания. Данное моделирование начинается еще на ранней стадии (CAD-чертежи), которые войдут в проектную документацию. Используя новые стандарты (например, AEC-XML и GB-XML), информация может легко быть представлена для моделей раздела систем ОВК (HVAC), а также моделей других систем. Моделирование ИЗ присутствует не только на стадии проектирования, но и продолжается в стадии строительства и введения в эксплуатацию. В идеале модель здания должна проработать в течение всего жизненного цикла, иметь возможность модификации по необходимости и служить в качестве цифрового документа здания.

Процесс проектирования ИЗ характеризуется следующими процессами: энергоэффективное проектирование, моделирование здания в целом, интеграция с системами транспорта и окружающей средой. Важно понимать, что немногие проекты затем используются так, как это планировалось при их проектировании. Качественное проектирование интеллектуального здания должно включать возможность внесения изменений в его работу в будущем.

Технологии ИЗ предполагают наибольшие преимущества для жильцов (консьерж, магазины, рестораны, зоны отдыха, парковочные места, туалеты), оптимизированный вертикальный транспорт (лифты, эскалаторы), контролирование персональных условий комфорта (температура, влажность, качество внутреннего воздуха, освещение, акустика). Проектирование сетей и телекоммуникаций: общая сетевая инфраструктура, структурированная поддержка кабельных сетей, WiFi (беспроводная сеть), VoIP (передача голоса через IP-сети).

Следует подчеркнуть, что структурированные кабельные системы – это «фундамент» интеллектуального здания. СКС предназначены для организации передачи информации в локальных вычислительных и телекоммуникационных сетях ИЗ. СКС, объединяющие всю "слаботочку" (ЛВС, телефонию и т.д.), создают единую информационную кабельную сеть здания. СКС обеспечивают быстрое и легкое изменение конфигурации кабельной системы посредством перекоммутирования на кроссовых панелях. Конфигурация СКС и применяемое оборудование обеспечивают возможность наращивания системы без нарушения работоспособности смонтированной части системы. Кабельная система является компонентом здания с самым продолжительным временем жизни, дольше которого существует только каркас здания. Считается, что несовершенные кабельные системы являются причиной до 70% всех простоев информационно-вычислительных сетей. Поэтому правильная организация кабельных систем, определяющих надежность функционирования всех служб здания, является одной из ключевых задач при создании ИЗ.

Технологии ИЗ из раздела безопасности: включают цифровое видеонаблюдение, контроль доступа и мониторинг, автоматическое пожаротушение, противопожарная сигнализация, систему мер по обеспечению вывода людей при опасных ситуациях (освещение, обозначения, датчики дыма и т.д.), контроль загрязнения, служба охраны.

Механические технологии ИЗ: энергоэффективное оборудование, аккумуляторы для тепловой энергии, комбинированная выработка тепла и электроэнергии, оптимизация управления, необходимое количество датчиков, качество внутреннего воздуха, наблюдение за условиями комфортности, возможность управления через интернет, интеграция в корпоративные системы управления, измерение потребления воды и газа.
Электрические технологии ИЗ: энергоэффективное освещение, управление освещением, распределенное потребление электроэнергии, дублирование электроснабжения, резервное электроснабжение, контроль качества электроэнергии, измерение потребления электроэнергии. Должны быть проработаны вопросы расположения здания для максимального использования солнечной энергии, вписывания проекта в окружающую среду и планируемое пространство, связи здания с существующим (или планируемым) общественным транспортом.

Проектирование ИЗ подразумевает также анализ его воздействия на окружающую среду. Должен быть соблюден баланс между обеспечением оптимальной внутренней среды в здании и минимизации потребления энергии, а также задействованного персонала. Создание проекта, который является экологически чистым и энергоэффективным, тесно связано со многими атрибутами интеллектуального здания. ИЗ проектируются для длительного срока службы с минимальным воздействием на окружающую среду за счет применения переработанных и годных для повторного использования материалов, экологически чистых технологий строительства, технической поддержки и управления зданием. Благодаря интеграции системы управления зданием и системы управления предприятием существенно повышается энергоэффективность, снижаются расходы по обслуживанию и потреблению энергии по сравнению с не-интеллектуальными проектами.

Интеллектуальные здания обеспечивают людям, находящимся в них, больший комфорт перемещения и взаимодействия. С точки зрения проектирования необходимо предусмотреть то, как люди будут перемещаться по зданию. Где они будут входить в здание? Как эффективно организовать вертикальные и горизонтальные пути их перемещения? Есть ли возможность использовать цифровые обозначения, чтобы улучшить навигацию? Сотрудничество людей также может быть улучшено посредством использования элементов дизайна, призванных содействовать как в деловых, так и в неформальных помещениях. Деловые помещения – это конференц-залы, кабинеты, комнаты для семинаров. Неформальные зоны в здании обычно включают в себя холлы и сидячие места в коридорах, кафе, места на улице и другие зоны, где люди могут встречаться.

В интеллектуальном здании устанавливают от 25 до 50 и более разнородных систем жизнеобеспечения, которые являются как бы его «начинкой». Каждая из этих систем поставляется производителем, как правило, в виде комплекта оборудования, на базе которого можно создать законченное решение с собственной системой контроля и управления. Для того чтобы все эти разрозненные инженерные системы работали в едином комплексе, обмениваясь между собой данными под контролем единой диспетчерской, как раз и нужна Система управления

Система управления зданием, которую в России называют еще системой автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования, представляет собой аппаратно-программный комплекс, осуществляющий сбор, хранение и анализ данных от различных систем здания, а также управление работой этих систем через сетевые контроллеры (процессоры). Интеллектуальные сетевые контроллеры, использующие открытые протоколы и стандарты передачи данных LonWork и BACNet, осуществляют контроль и управление работой подведомственных им инженерных систем, а также обмен данными с другими сетевыми контроллерами системы управления зданием. На основе собранной информации сетевые контроллеры автономно посылают управляющие команды на контроллеры инженерных систем в рамках заложенных в них алгоритмов реакции на события в штатных или нештатных ситуациях. Все эти инженерные системы могут подключаться к системе управления зданием как одновременно, так и поэтапно. Отладка оптимальных алгоритмов работы инженерии и системы управления интеллектуального здания осуществляется в первые месяцы работы в здании людей, поскольку BMS должна накопить определенный объем информации о привычках людей и режимах работы инженерии здания.

Концепция и бюджет

При подготовке начального бюджета строительства, все атрибуты интеллектуального здания должны быть учтены. Создание интеллектуального здания требует дополнительных инвестиций в технологии, процессы и решения. Начальные инвестиции необходимы, чтобы получить значительную отдачу в будущем. Нереально ожидать, что здание будет интеллектуальным, если сэкономить на инвестициях в начале строительства. Основные технические решения должны приниматься до начала проектирования. Если ждать момента, когда начнется проектирование, то потом может быть слишком поздно, так как ни владельцу здания, ни архитекторам не останется достаточно времени для изучения достоинств предлагаемых интеллектуальных решений.

Выбор площадки и интеграция

Интеллектуальное проектирование начинается с наблюдения за строительной площадкой, т.к. она связана с пространством, окружающим здание.

Интеллектуальные здания включают в себя много пунктов, зависящих от Вашей роли и участия в строительстве. Ниже следует обобщенный перечень атрибутов интеллектуального здания:

 

Описание

AutoCAD Electrical — это среда автоматизированного проектирования для инженеров-электротехников, работающих над созданием электрических схем для машин, механизмов, систем управления технологическими процессами. AutoCAD Electrical содержит полный набор функций AutoCAD, к которым добавлены специализированные возможности для работы с электрическими системами управления, охватывающими такие области как электротехника, электромеханика, механотроника, схемотехника и смежные с ними. Возможности AutoCAD Electrical позволяют увеличить производительность выпуска электротехнических чертежей, повысить точность представления электрических схем, устранить риск возникновения ошибок и обеспечить достоверность информации, передаваемой в производство.

Контроль и предотвращение ошибок

В AutoCAD Electrical есть средства для проверки правильности создаваемых схем. Проверка производится в режиме реального времени, позволяя выявить и устранить потенциальные проблемы на ранних стадиях проектирования.

Автоматическая нумерация проводов и задание позиционных обозначений

AutoCAD Electrical автоматически нумерует все провода и проставляет позиционные обозначения компонентов в соответствии с установленными правилами. Если необходимо, к номерам проводов автоматически добавляются суффиксы. Это обеспечивает уникальность имен и возможность перенумерации объектов при изменении требований. Такие гибкие правила нумерации позволяют удовлетворить практически любому проектному требованию.

Если номер провода перекрывает на чертеже другие объекты, AutoCAD Electrical автоматически начинает поиск свободного места вдоль этого провода для размещения номера. Если это не удается, программа ищет свободное место в стороне от провода. Когда свободное место обнаруживается, программа размещает номер и автоматически проводит к проводу линию выноски.

 

 

Контроль ошибок в режиме реального времени

 

AutoCAD Electrical проверяет, не противоречат ли вносимые изменения проекту в целом: например, не дублируются ли номера проводов или позиционные обозначения.