Многопрофильный культурно-спортивный комплекс “Минск-Арена” содержит множество разнообразного инженерного оборудования, обеспечивающего поддержание требуемых условий для проведения массовых спортивных, культурных и прочих мероприятий. Из-за большого количества и многообразия инженерных систем, их разбросанности по территории комплекса, достаточно высоких требований к поддержанию параметров микроклимата и освещенности эксплуатация его без современной АСУ инженерно-техническими системами (АСУ ИТС) практически невозможна.
В целом к АСУ ИТС подключено следующее основное инженерное оборудование и инженерные системы:
- кондиционеры и приточные системы различных типов – 76 комплектов;
- вытяжные системы – 181 комплект;
- холодильные машины велотрека – 2 комплекта;
- воздушно-тепловые завесы и сплит-системы – 70 комплектов;
- системы электрообогрева водостоков, пандусов и др. – 12 шт.;
- системы рабочего и аварийного освещения велотрека, арены, конькобежного стадиона и паркинга – 381 шт.;
- трансформаторные подстанции – 6 подстанций;
- система контроля протечек с 280 датчиками;
- заслонки естественной вытяжки арены – 4 шт.;
- оборудование тепловых пунктов – 4 комплекта.
Инженерное оборудование размещено в 30 венткамерах на инженерных этажах, в помещениях тепловых пунктов и других зонах велодрома, конькобежного стадиона, многофункциональной арены и паркинга. Его функционирование увязывается с графиком работы МКСК “Минск-Арена” в части мониторинга состояния инженерных систем, обеспечения требуемых параметров микроклимата, режимов освещения, тепло- и водоснабжения. Специфика объекта также требует минимизации временных затрат на оперативное устранение возможных неполадок, особенно при проведении массовых культурно-спортивных мероприятий.
Создание АСУ ИТС позволило автоматизировать процессы управления и контроля состояния инженерного оборудования.
При проектировании АСУ ИТС решены следующие вопросы:
- разработаны проектно-сметная документация на единый комплекс средств автоматизации и техническая документация на нестандартные щиты АСУ ИТС и корпуса пультов управления освещением;
- разработано специальное программное обеспечение системы;
- для отдельных групп оборудования (например, вытяжные системы) применены типовые щиты электроавтоматики серии Я5000 либо использованы комплектные шкафы автоматики с дополнительными опциями в части обеспечения сопряжения с АСУ ИТС;
- электрические схемы щитов освещения доработаны в части обеспечения стыковки с АСУ ИТС;
- схемные решения по управлению освещением устраняют отключение систем освещения в режиме управления от АСУ ИТС;
- применены энергосберегающие технологии за счет использования частотных преобразователей для регулирования количества и параметров подаваемого воздуха по показаниям датчиков в помещениях, обеспечения различных режимов работы теплопунктов (дежурный, рабочий и др.);
- вместо традиционных громоздких кнопочных постов управления освещением, устанавливаемых в определенных помещениях согласно требованиям ПУЭ, использованы программируемые панели оператора, что позволило существенно уменьшить количество кабельных разводок и обеспечило реализацию дополнительных функций по групповому управлению освещением;
- для обеспечения поэтапного ввода зданий комплекса в эксплуатацию и возможности дальнейшего наращивания функций системы и подключения дополнительного оборудования в процессе ее эксплуатации решены вопросы поэтапного подключения к АСУ ИТС инженерного оборудования.
АСУ ИТС спроектирована как иерархическая трехуровневая распределенная автоматическая система управления: первый уровень – средства получения информации и средства воздействия на процесс (датчики, исполнительные устройства – приводы, клапаны и т.д.), второй (контроллерный) – средства локального контроля и управления, третий уровень – рабочие станции персонала и пульты управления освещением.
Основой АСУ ИТС являются программно-технические средства фирмы Allen Bradley и датчики фирмы Siemens.
В состав системы входят:
- 6 рабочих станций диспетчеров (3 рабочих и 3 резервных);
- 28 промышленных контроллеров серии Compact Logix;
- 79 шкафов электроавтоматики, cпроектированных разработчиком АСУ ИТС для различных типов приточных систем, кондиционеров, приточно-вытяжных систем и заслонок естественной вытяжки;
- щиты освещения, типовые щиты электроавтоматики серии Я5000;
- 11 пультов управления освещением;
- локальные средства автоматики и электроавтоматики, поставляемые комплектно с оборудованием (холодильные машины, установки выравнивания давления в ИТП арены и конькобежного стадиона и др.).
Контроль параметров микроклимата, тепловых и внутренних электрических сетей обеспечивается за счет подключения к АСУ ИТС датчиков различного типа и назначения:
- 116 датчиков, измеряющих параметры воздуха в помещениях (температура, влажность, содержание CO2);
- 224 датчика, измеряющих давление и температуру воды в трубопроводах сетей тепло- и холодоснабжения, водопровода;
- 293 датчика, устанавливаемых на приточных системах, кондиционерах и приточно-вытяжных системах и вытяжках;
- газоанализаторы;
- реле контроля напряжения в ВРЩ, ГРЩ;
- реле контроля температуры катушек трансформаторов ТП и др.
В целом общее количество точек контроля и управления в АСУ ИТС составляет не менее 8100 шт. (для сравнения: аналогичные системы Национальной библиотеки и Дворца Республики имеют соответственно 3200 и 3300 каналов ввода-вывода).
Основными отличиями АСУ ИТС МКСК “Минск-Арена” от большинства других систем являются наличие “зонального” контроллера с проектируемой системой ввода-вывода, отвечающей особенностям объекта, и применение отдельных – как типовых, так и нестандартных – щитов электроавтоматики. Принятый подход позволил подключить к АСУ ИТС любое инженерное оборудование, размещаемое в зоне данного контроллера, а также повысить надежность его работы.
Проектными решениями предусматривается раздельное питание шкафов электроавтоматики и контроллерных шкафов, запитываемых от сети бесперебойного питания. В аварийных ситуациях это позволяет обеспечить контроль диспетчера за состоянием различных видов освещения, отключением систем вентиляции и кондиционирования, оперативно принять дополнительные меры по устранению возникающих проблем.
Все рабочие станции диспетчеров, промышленные контроллеры и пульты управления освещением соединены посредством единой локальной сети Ethernet МКСК “Минск-Арена”.
Повышенные меры надежности, предусмотренные проектными решениями по АСУ ИТС, обеспечивают: управление с резервной рабочей станции – при отказе рабочей станции диспетчера; управление на уровне контроллера – при отказе локальной сети; управление в местном режиме со щита электроавтоматики – при отказе контроллера.
Контроль и управление всем комплексом инженерного оборудования диспетчер осуществляет с рабочих станций системы, реализованных на базе ПЭВМ. Каждая станция имеет свое функциональное назначение. Проектом предусматривается организация рабочих мест для раздельного управления с отдельной рабочей станции инженерным оборудованием велотрека и паркинга, конькобежного стадиона и арены. При этом каждая станция зарезервирована и может быть включена в работу в любой момент либо функционировать с основной рабочей станцией одновременно. Принятый подход позволяет распределить объем получаемой информации между диспетчерами как в стандартных ситуациях, так и в других случаях, например при необходимости проведения технологической службой анализа работы оборудования за определенный промежуток времени.
В целом АСУ ИТС обеспечивает выполнение следующих основных функций:
1) контроль и измерение параметров технологических процессов;
2) контроль состояния оборудования;
3) управление оборудованием и регулирование параметров технологических процессов;
4) управление блокировками оборудования;
5) групповое управление инженерного оборудования для выполнения заданных режимов;
6) отработку заданной программы календарно-временного планирования работы инженерного оборудования;
7) автономное функционирование при отключении (аварии) программно-технических средств верхнего уровня;
8) учет наработки силового оборудования;
9) предоставление оперативной информации диспетчеру о состоянии инженерных систем в удобном для восприятия виде (мнемосхем, таблиц, трендов и т.п.);
10) приоритетную выдачу сообщений об аварии;
11) настройку программ календарно-временного планирования работы инженерных систем;
12) регистрацию параметров процессов инженерных систем, а также действий диспетчеров.
Основой для получения диспетчером информации по оборудованию и его управлению являются мнемосхемы, содержащие цветное изображение на мониторе ПЭВМ элементов инженерного оборудования, отдельной технологической схемы либо группы оборудования с полным набором элементов управления, состояния оборудования и необходимыми сервисными вспомогательными элементами для удобного выбора нужной мнемосхемы, а также быстрого получения справочной информации. Общее количество разработанных мнемосхем для АСУ ИТС – около 300.
Информацию на мнемосхемах можно представить как в общем виде по группам оборудования, так и более детально по всем объектам управления. Объектом на мнемосхеме может быть элемент оборудования (например, датчик температуры или вытяжной вентилятор) или управляющий процесс (например, календарно-временное описание работы системы). Для изображения движущихся узлов и агрегатов во включенном состоянии на мнемосхемах применяется аппликация. Так, если вращается крыльчатка на мнемосхеме вытяжной системы, то это означает, что вытяжная система включена.
С рабочей станции АСУ ИТС могут устанавливаться и отображаться следующие режимы управления оборудованием:
- Режим управления от АСУ ИТС – определяется по доступности кнопок управления на мнемосхеме. Он устанавливается автоматически АСУ ИТС при условии готовности к работе оборудования в режиме управления от АСУ.
- Местный режим. В этом случае управление оборудованием с рабочей станции диспетчера невозможно. Установка режима осуществляется с разрешения диспетчера техническим персоналом непосредственно по месту со шкафа электроавтоматики.
- Ремонт. В этом случае включение оборудования с рабочей станции (по команде оператора или автоматическое по временной программе) блокируется. Режим задается диспетчером и может устанавливаться при проведении ремонтных работ.
- Автономный – устанавливается диспетчером. Он может быть установлен для сблокированных по технологии систем, позволяет разблокировать связанные системы и запускать их по раздельности вне зависимости от состояния другой системы.
Последние три режима имеют специальную символику, отображаемую на мнемосхеме.
Диспетчер также имеет информацию о состоянии собственных технических средств АСУ ИТС и каналов связи по сети Ethernet.
Управление освещением зрительных зон и общих зон служебной части зданий обеспечивается как с рабочих станций диспетчеров, так и с программируемых панелей.
После ввода пароля с программируемой панели становится возможным переход на мнемосхемы, доступ к которым разрешен данным паролем. Имеются мнемосхемы для управления освещением по групповым режимам и мнемосхемы индивидуального управления освещением по отдельным системам. Для залов велодрома, конькобежного стадиона и арены обеспечивается реализация различных групповых режимов.
Кроме АСУ ИТС запроектированы локально функционирующие системы:
- АСУ инженерных систем ледовых полей и микроклимата зрительных трибун арены и конькобежного стадиона (разработчик – фирма “Baron REF” (Италия);
- 2 системы мониторинга за состоянием вантовых перекрытий (разработаны Институтом прикладной физики НАН Беларуси и фирмой “Advitam” (Франция);
- типовая система диспетчеризации лифтов.
Все рабочие станции данных систем и АСУ ИТС размещаются в центральной диспетчерской МКСК “Минск-Арена”.