Компоненты системы автоматизации здания

Система автоматизации здания состоит из трех основных частей: датчиков и сенсоров, исполнительных механизмов и контроллеров (см. рис 7.3). Отдельные активные и пассивные компоненты связываются друг с другом, конфигурируются и управляются с помощью кабельной системы здания. Рассмотрим, например, HVAC - систему вентиляции, отопления и кондиционирования.

Она включает в себя оборудование для открывания/закрывания  заслонок,   изменение  скорости  вращения вентиляторов и т. д., что позволяет поддерживать в помещениях заданный уровень влажности и температуры. Многие исполнительные механизмы содержат встроенные датчики, благодаря которым контроллер может анализировать состояние устройства. Контроллер получает информацию от датчиков/сенсоров и управляет регуляторами/исполнительными механизмами. Он должен опрашивать датчики, оценивать состояние и затем давать команду соответствующим устройствам. Программа контроллера содержит все команды для реакции на информацию от датчиков.

Создание автоматизированных и интеллектуальных зданий требует еще одного шага — оснащения их средствами интеллектуального управления. Например, температуру можно настраивать по времени дня, снижая ее ночью, когда в здании никого нет. Подобные системы могут управлять зданием, обеспечивая значительную экономию энергии. Так, медленный прогрев здания по утрам требует меньших энергозатрат, чем быстрый подъем температуры.

Кроме простого управления валена также адаптивная работа, когда систему можно постоянно приспосабливать к меняющимся условиям. Адаптивные системы могут "обучаться". Это означает, что система способна учитывать предыдущие условия для вычисления и прогнозирования будущих. Например, она может определить оптимальную скорость прогрева или охлаждения помещения по утрам и использовать это при последующей работе для экономии энергии. Кроме того, система должна адаптироваться к сезонным изменениям и переменным нагрузкам. Так, если количество людей в здании меняется, соответственно меняются потребности в Обогреве или кондиционировании. Интеллектуальная система будет использовать адаптивные стратегии для оптимизации обогрева и охлаждения в любых условиях.

Одним из ключевых факторов успешной автоматизации здания являются недорогие вычислительные мощности и развитое программное обеспечение, позволяющее реализовать сложные стратегии управления. Часто интеллектуальные функции можно иерархически разделить на несколько уровней. Микропроцессоры стоимостью в несколько долларов дают возможность реализовать мощные функции и сделать такие интеллектуальные функции не централизованными, а распределенными. Интеллектуальные узлы могут взаимодействовать через шину или сеть с центральным контроллером. Наряду с вычислительными ресурсами более развитые функции управления реализуются с помощью ПО, которое обеспечивает более точное управление и мониторинг условий.

Центральный ПК обеспечивает общее управление и через локальную сеть Ethernet связан с контроллерами системного уровня. Эти контроллеры могут подключаться непосредственно к датчикам и исполнительным механизмам или через шину взаимодействовать с контроллером другого уровня — эксплуатационного. Контроллеры эксплуатационного уровня применяются в различных зонах здания. Они могут представлять собой автономные мо-, дули или встраиваться в оборудование. Эти шины нижнего уровня обычно представляют собой патентованные решения, зависящие от конкретного приложения и работающие с низкими скоростями. Коммуникации осуществляются по всей такой иерархии, вплоть до датчиков (с которых считывается информация) и исполнительных механизмов (которым передаются команды).