Как стать автором
Обновить

Умный особняк

Время на прочтение5 мин
Количество просмотров7K

Внутренности, скрывающиеся под измочаленными за последние годы стараниями маркетологов словами "умный дом" могут быть очень сильно разные. Как, например, под словом «печь» может подразумеваться и печь-буржуйка, так и доменная печь.

И если в предыдущей статье мы писали о построении вентиляции в историческом здании (Храме Спас-на-Крови), то в этот раз хочется рассказать о особенностях умного дома в большом особняке, а также о проблемах, которые приходилось решать при создании и автоматизации климатики в этом современном здании. Площадью под 3000 квадратов, с бассейном и СПА зоной.

Какие задачи стояли

По итогам формализации пожеланий заказчика мы договорились, что нами, как инженерами, в данном проекте должны быть решены следующие задачи:

  1. Поддерживать точный климат — температуру и влажность во всех жилых помещениях.

  2. Обеспечить единое управление всем и вся с графического интерфейса

  3. Построить слаботочные и ИТ системы. В частности — WiFi, который работает «везде» :)

Как решали — климат и его автоматика

Поддерживать влажность - это достаточно сложно. Экспоненциально сложно, если сравнить с бытовым кондеем, висящим на стеночке. И требует много инженерки. Чтобы получить «точную влажность и температуру в помещениях» была запроектирована вентмашина о четырёх секциях. Первая секция — умеющая нагревать воздух, вторая - увлажнять, третья - охлаждать, а четвертая - снова догревать...

Плюс чиллер — дабы холодную воду готовить для секции охлаждения и для остальной климатики в доме, плюс газовая котельная с ИТП - горячую воду дающая. Изрядное количество датчиков, приводов... И единая автоматика с разрабатывавшимися под данный конкретный объект программами, которая всем этим управляет и позволяет держать влажность с температурой в заданных пределах. Учитывая наш сырой Питерский климат - удержать влажность в доме бывает непросто :)

Для доведения температуры до желаемой в отдельном помещении — установлены радиаторы - для обогрева. И холодные потолки - для охлаждения без резких потоков воздуха. Плюс - тёплые полы - дабы было комфортно ходить босиком.

Система управления ("умный дом", или, если угодно - "умный особняк") в этом проекте была разделена на бэкенд (классическая система автоматизации/диспетчеризации на контроллерах Sauter) и фронт-енд (графический пользовательский интерфейс на базе ориентированных под это контроллеров Crestron; плюс сюда же — задачи по управлению мультимедией). Общаются бэкенд и фроненд по сети по протоколу Bacnet/IP.

Более 600 датчиков (температуры, влажности, давления воздуха, движения); порядка 650 устройств, подключенных к выводам контроллеров (реле, приводов, клапанов, ...). Около 1600 переменных в SCADA системе. 53 контроллера автоматики и парочка контроллеров умного дома.

Немножко труб - тепловой пункт (БТП) живьём.
Немножко труб - тепловой пункт (БТП) живьём.

Для лучшего прочувствования масштабов бедствия — приведу немного скучных технических подробностей про автоматику.

скучные технические подробности :)

В составе системы автоматики были развёрнуты:

1. Комнатная автоматика, которая осуществляет:

- поддержание желаемой температуры воздуха путем управления отопительными приборами и холодными потолками;

- поддержание необходимой температуры теплого пола;

- контроль температуры, влажности воздуха;

- регулирование воздухообмена в комнатах, где предусмотрено курение;

- управление освещением, в том числе с димированием,

- управление шторами.

2. Автоматизация системы вентиляции,  предусматривающая управление и контроль состояния:

- центральных кондиционеров дома (2 ед.) и СПА (2 ед.), выполняющих функции нагрева, охлаждения, увлажнения и осушения с целью круглогодичного поддержания заданной температуры и влажности приточного воздуха;

- вытяжных вентиляторов.

3. Автоматизация системы отопления предусматривает управление и контроль состояния:

- котельной;

- ИТП дома и ИТП СПА.

4. Автоматизация системы холодоснабжения, которая предусматривает:

- диспетчеризацию двух чиллеров;

- управление и контроль состояния двух узлов приготовления холодоносителя для холодных потолков.

5. Для управления и контроля состояния инженерного оборудования было предусмотрено:

- развёрнута Web-SCADA система;

- установлен диспетчерский компьютер;

- установлена панель в помещении охраны для отображения критичных аварий котельной и других систем;

- подключено мобильное устройство лица, ответственного за эксплуатацию, с выводом на данное мобильное устройство информации в объеме аналогичном диспетчерскому компьютеру.

И БТП в SCADA системе.
И БТП в SCADA системе.

Умный дом

Что же касается фронтенда, то визуально для пользователя он выглядит как iPad'ы, установленные в ключевых помещениях на беспроводных зарядных док-станциях, позволяющих одним движением снять планшет.

Управление всем набором запроектированных дизайнером светильников в гостиной
Управление всем набором запроектированных дизайнером светильников в гостиной

iPad'ы — в режиме киоска с установленным ПО, обеспечивающим управление климатом, освещением и мультимедией комнаты с единого интерфейса. Также можно переключать сценарии освещения, димировать заданные группы освещения, управлять шторами, управлять аудио-видеооборудованием, наружной подсветкой дома, освещением сада и многое другое.

Также управление освещением продублировано с настенных выключателей. Особое внимание было уделено отказоустойчивости системы — включение/выключение света будет возможно даже при выходе из строя контроллеров автоматики.

Дополнительной «вишенкой на торте» является система позиционирования, позволяющая в автоматическом режиме определять, в каком помещение находится хозяин дома с главным, «Master» iPad’ом и выводить на экран планшета соответствующую страницу меню управления. С точки зрения техники, данный функционал реализован на Bluetooth BLE маячках (BLE PinPoint beacons), установленных по дому. При «появления» iPad в поле их действия, софт на iPad’е сигнализирует о событии центральному контроллеру и получает команды на определенные действия. Никакие датчики в пользователя не встраиваются ;)

Изнутри это обеспечивают контроллеры Crestron. На них же возложено общение с мультимедиа устройствами.

ИТ системы

Для обеспечения доступа хозяев дома в интернет, а также для работы системы управления во всём комплексе зданий развёрнута единая сеть WiFi, позволяющая перемещаться по помещениям, сохраняя соединение. В том числе – не прерывая разговора по голосовым мессенджерам. Учитывая сложную радиообстановку (толстые стены, крайне высокое затухание сигнала), сеть создана на базе аппаратного контроллера WiFi и нескольких десятков WiFi точек доступа. Штукатурная сетка, появившаяся после радиопланирования и радиообследования объекта - добавила сложностей. Но в итоге всё кончилось хорошо - нас не расстреляли :)

Также на объекте создана проводная сеть Ethernet, обеспечивающая подсоединение всего оборудования: контроллеров автоматики, точек доступа WiFi, аудио-видео оборудования, камер видеонаблюдения. Для увеличения надёжности система разбита на сегменты VLAN.

Система фонового озвучивания обеспечивает простое воспроизведение музыки как с устройств Apple (через беспроводное Wi-Fi подключение, с использованием технологии AirPlay), так и воспроизведение интернет радио, CD, MP3 в зонах бассейна, SPA и веранды.

Что можно было бы сделать лучше

По итогам эксплуатации считаю, что надо было настоять на использовании специализированных тач-панелей от производителя системы управления. Используемые в качестве сенсорных пультов управления выделенные iPad'ы в долговременной перспективе требуют к себе больше внимания, чем хотелось бы. То, несмотря на все настройки, обновляться соберутся, то ещё что-нибудь придумают :)

И да, замечания к дизайну SCADA, полученные в комментариях к прошлой статье, мы приняли с благодарностью. Но этот проект был реализован немножко раньше предыдущей статьи и учесть в нём замечания не представлялось возможным ;)

Заключение

Несмотря на необходимость (в связи с требованием Заказчика резко сократить сроки сдачи объекта) проводить пуско-наладку в крайне сжатые сроки, мы, благодаря изначально заложенным правильным техническим решениям, смогли остаться в живых успешно завершить работы, достичь желаемых климатических параметров и получить требуемые эффекты работы системы умного особняка.

Автор — Кирилл Осовский, komrus@yandex.ru

Теги:
Хабы:
Всего голосов 5: ↑4 и ↓1+3
Комментарии40

Публикации