Привет!
Несколько дней назад я увидел статью об установке системы погодного регулирования в многоквартирном доме. Обладая ReadOnly аккаунтом, я не смог поучаствовать в обсуждении статьи, поэтому решил написать свою, со SCADA и регуляторами, но она не будет столь же оптимистичной, и – спойлер! – будет иметь печальный конец.
Вес картинок под катом ~1.5 мб.
Я – инженер-программист АСУТП. Наша маленькая, но очень гордая фирма занимается промышленной автоматизацией в области нефтепереработки. Я не буду рассказывать, как нас занесло в ЖКХ, сомневаюсь, что эта история, сравнимая с авантюрой, будет кому-либо интересна.
Сначала мы занимались установкой узлов учета тепловой энергии с возможностью удаленного съема показаний через GSM-модем, позже решили заняться погодным регулированием теплоносителя. Варианты рассматривали разные, отброшенные нами я перечислять не буду, но остановились на решении, которое предлагает завод МЗТА: автоматизированный тепловой пункт на базе ПЛК МС8:
Этот контроллер покупает небольшой (сравнительно) ценой, бесплатным ПО разработки, отладки и диспетчеризации, коммуникационными возможностями и хорошей технической поддержкой. Среда разработки под него настолько проста, что, кажется, разобраться, способен самый закоренелый гуманитарий – некое подобие FBD, только проще. Если кто из сообщества проявит интерес – могу сделать обзор, штука очень интересная. Так же, производитель любезно предоставил нам болванку алгоритма управления АИТП. Технологическая схема погодного регулятора выглядит следующим образом:
Вкратце: теплоноситель приходит от поставщика, на входе в отопительную систему потребителя установлен клапан с электроприводом, который управляется ПЛК. Пройдя через здание, теплоноситель возвращается в АИТП, где насос, с ПЧ (преобразователем частоты) снова закачивает его в подающий трубопровод. Далее, в систему входят шесть датчиков температуры – три для измерения температуры теплоносителя (на «подаче» до и после клапана и на «обратке») и три для измерения температуры воздуха (два – в крайних противоположных помещениях и один на улице). Кроме того, сюда же входят два датчика давления – на «подаче» и «обратке». И, конечно же, туда входит теплосчетчик. Внешний вид АИТП на фото ниже:
Теперь кратко о принципе работы автоматики: на основании измеренной температуры воздуха на улице, согласно температурного графика, вычисляется требуемая температура теплоносителя. Ее, по ПИД-закону, регулирует клапан, открываясь и закрываясь в пределах 0-100%. Но если просто прикрыть клапан, давления в системе будет недостаточно, чтобы вода свободно циркулировала, поэтому в системе присутствует насос, который перекачивает воду из «обратки» в «подачу». Благодаря ПЧ, обороты насоса так же регулируются по ПИД-закону, и поддерживают заданный перепад давления. Регулятор ориентируется на уличную температуру, есть возможность коррекции по температурам в помещениях — одного или средней из двух. Кроме того, есть возможность задания ограничений на максимальную и минимальную температуру теплоносителя.
Если в здании имеется теплообменник для приготовления горячей воды, то добавляется еще один контур с клапаном для поддержания заданной температуры и насосом циркуляции. Возможно внедрение в систему подкачивающей станции холодного водоснабжения, так же оборудованной ПЧ, для поддержания заданного давления по ПИД-закону. Кроме того, мы добавляли функции, которые напрямую не относятся к тепловому пункту – например, управление уличным и подъездным освещением по расписанию – возможно все, было бы желание!
Каждый ТП был подключен к системе диспетчеризации с единой SCADA-системой. Связь поначалу была организована через GPRS-модемы, позже мы начали постепенно переводить на проводные каналы – качество связи в подвалах оставляет желать лучшего. Провайдер предоставил нам частную VPN сеть, невидимую извне, к которой мы и подключили все контроллеры и сервер. Всего таких регуляторов было смонтировано более сорока.
Так выглядит интерфейс SCADA для одного дома – здесь присутствует и регулятор отопления, и контур приготовления горячей воды, и подкачивающая станция холодной, и уличное освещение:
А вот так – диспетчерская. Простите за беспорядок, лучше фотографии не нашлось:
Естественно, первый вопрос, который возникает у читателя: а насколько надежна система? Что будет, если контроллер откажет? Что если отключится свет? Люди начнут замерзать? Отвечаю: Ничего страшного не произойдет – клапан оборудован механизмом самовозврата и при отключении питания открывается на 100%, насос останавливается, и теплоноситель поступает в дом так, как будто и нет никакой системы управления. Диспетчер получает уведомление от SCADA о том, что связь с объектом пропала и принимает меры. Но на практике скажу – за несколько лет ни один из десятков установленных контроллеров не отказал, связь обычно пропадала по другим причинам, чаще всего, все «чинилось само», довольно быстро. Но, несмотря на высокую надежность, каждый контур, каждый механизм можно перевести в ручной режим на месте, на «авось» надеяться нельзя.
Следующий вопрос, конечно же — экономия. Стоит ли овчинка выделки? Тут все зависит от самого дома – в каком состоянии коммуникации, насколько хорошо утеплены квартиры и помещения. Мы старались устанавливать регуляторы в дома после капитального ремонта – экономия в них была максимальной. Я не могу привести реальные цифры в гигакалориях и рублях, потому что нахожусь далеко от рабочего компьютера – в командировке – но могу сказать точно, что в некоторых домах она достигает 50%, по сравнению с предыдущими сезонами. В других домах, в которых кап. ремонта не было уже много лет, эта цифра редко превышает 10% — сказываются большие потери на «обогрев улицы». Наибольшая экономия выходит в теплые месяцы, АИТП спасает от перетопа.
Автоматизацией тепловых пунктов деятельность нашей фирмы не ограничилось, — в тестовом режиме мы выстроили диспетчеризацию лифтов в двух домах на базе комплекса «Обь». Неисправности и остановки лифтов обнаруживались диспетчером раньше лифтеров, находившихся в здании! Так же была организована голосовая связь кабин лифтов и диспетчерской. Интерфейс системы диспетчеризации:
Следующим этапом планировалось организация автоматического поквартирного учета ресурсов (горячей, холодной воды и электроэнергии). Кроме того, в планы входило объединение всех трех направлений в одну информационную систему на базе MasterSCADA, TraceMode или подобной – окончательное решение еще не было принято.
Тут снова возникает вопрос: а откуда взять деньги? Снова с несчастных жильцов? Нет, финансирование предполагалось получать от губернаторской программы энергосбережения – тут точно не скажу, по какой – с финансовыми вопросами я дела не имел.
Но всему, чему есть начало, тому всегда будет и конец. Конец нашей деятельности в этой области пришел быстро. И это очень неприятная история. Хабр не для политики, поэтому никаких имен и места действия я не называю, только факты. В начале нашей деятельности, главе района очень понравилось начинание, (с его подачи мы туда и попали), местная пресса пестрила от описания наших новаторств и достижений, будущее было светлым и безоблачным. Но вдруг все изменилось. Не знаю, почему испортились отношения между моим руководством и администрацией района, но со стороны видно, что вопрос был шкурный. В какой-то момент началась травля в тех же газетах, что еще вчера нас прославляла, а управляющие компании и муниципальные образования одна за другой начали отказываться от наших услуг. Регуляторы оказались неэффективными, а удаленная диспетчеризация лифтов – невозможной. Спустя полгода, к лету 2013, все было кончено. Сейчас наша фирма вернулась к автоматике нефтепереработки и о ЖКХ воспринимается как страшный, но, к счастью, закончившийся сон. В настоящее время, большинство регуляторов отключено, а те, что работают – обслуживаются организациями из областного центра (180 км). Лифты от системы диспетчеризации отключены. Видимо так лучше. Коммунальный рай пока доступен не всем.
Автор: kalmarius
