Система дистанционного управления энергосберегающими комплексами инженерно-технического обеспечения
Полезная модель относится к специализированным устройствам автоматизации и вычислительной техники и может быть использована для создания систем управления автоматизированными комплексами инженерно-технического обеспечения (ИТО) в зданиях и сооружениях, оборудованных сложным энергосберегающим вентиляционным, отопительным и осветительным оборудованием. Требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, достигается в системе, содержащей блок контроля, средства ввода/вывода информации, блок баз данных, блок регистрации и блок планирования, блок аналитической обработки, блок архива, блок интерфейса управления и блок управления, причем, средства ввода/вывода информации выполнены в виде первого автоматизированного рабочего места и второго автоматизированного рабочего места, предназначенного для ввода стандартов. 1 ил
Полезная модель относится к специализированным устройствам автоматизации и вычислительной техники и может быть использована для создания систем дистанционного мониторинга и управления территориально распределенными комплексами инженерно-технического обеспечения (ИТО) в зданиях и сооружениях, оборудованных сложным энергосберегающим вентиляционным, отопительным и осветительным оборудованием, а также для проведения анализа фактического энергопотребления, выявления зданий, помещений и отдельных инженерных установок с избыточным энергопотреблением. Наиболее значимое место подобные системы занимают в области ведения жилищно-коммунального хозяйства.
Техническая задача, которая решается в предложенном техническом решении, заключается в разработке функциональной структуры системы, которая будет проводить удаленный мониторинг и осуществлять общее управление режимами работы комплексов ИТО в автоматизированном режиме, путем задания для каждого из управляемых комплексов среднесрочных планов и расписаний.
Известна система, содержащая вычислительный модуль с, по меньшей мере, одной компьютерной серверной станцией, который подключен к, по меньшей мере, одному устройству охранного освещения и выполнен с возможностью сбора и обработки параметров сигналов зоны охраны объекта датчиками первичной информации и/или извещателями, обеспечивающий формирование базы данных текущих параметров сигналов, фиксирующий параметры сигнального поля и их значения, а также вырабатывающий управленческую команду устройствам охранного освещения в автоматическом и/или полуавтоматическом режиме с участием оператора [RU 120829, U1, H05B 37/02, 27.09.2012].
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности.
Известна также система, содержащая счетчики электроэнергии для каждого пользователя, снабженные средством измерения потребления электроэнергии, и связанные с каждым пользователем промежуточные станции или концентраторы, к каждому из которых подключено множество счетчиков с помощью первого средства для двунаправленной передачи данных, при этом, все концентраторы подключены к центральному серверу через второе средство для двунаправленной передачи данных, причем, концентратор предназначен для осуществления функции автоматического распознавания повторяющегося маршрута путем определения одного или более счетчиков электроэнергии как промежуточного моста к счетчику электроэнергии, который не может быть достигнут концентратором непосредственно [RU 2314542, С2, G01R 22/00, 10.01.2008].
Недостатком этого технического решения также является относительно узкие функциональные возможности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является система, содержащая контрольно-управляющий блок и средства ввода/вывода информации, центральный процессор, блок данных по контролируемому объекту, блок мониторинга и диагностики технического состояния гидротехнических сооружений, блок оценки состояния и уровня безопасности гидротехнических сооружений, блок планирования воздействий на гидротехнические сооружения, блок управления знаниями в сфере безопасности и надежности гидротехнических сооружений, а также база данных портфеля гидротехнических сооружений и связи указанных блоков с участниками системы, привлекаемыми для выполнения оценок состояния гидротехнических сооружений, уровня их надежности и безопасности, при этом, результаты наблюдений за техническим состоянием, оценок состояния и уровня безопасности гидротехнических сооружений собираются и хранятся в единой базе данных портфеля гидротехнических сооружений, а обработка данных и планирование управляющих воздействий на гидротехнические сооружения осуществляются в автоматизированном режиме с привлечением групп экспертов, использующих единые для всех гидротехнических сооружений алгоритмы [RU 114186, U1, G06F 17/00, 10.03.2012].
Наиболее близкое техническое решение также характеризуется относительно узкими функциональными возможностями, что не позволяет использовать его для в частности, возможности одновременно производить проверку соответствия реализуемых параметров систем требованиям государственных стандартов и, при необходимости, дистанционно производить корректировку и обновление этих параметров как в автоматическом, так и в ручном режимах.
Целью усовершенствования наиболее близкого технического решения является расширение функциональных возможностей.
Требуемый технический результат, на достижение которого направлено усовершенствование наиболее близкого технического решения, заключается в расширении функциональных возможностей путем разработки и введения дополнительного арсенала технических средств, обеспечивающих, в частности, возможности одновременно производить проверку соответствия реализуемых параметров систем требованиям государственных стандартов и, при необходимости, дистанционно производить корректировку и обновление этих параметров как в автоматическом, так и в ручном режимах.
Поставленная цель реализуется, а требуемый технический результат достигается тем, что в систему, содержащую блок контроля, средства ввода/вывода информации, блок баз данных, блок регистрации и блок планирования, введены блок аналитической обработки, блок архива, блок интерфейса управления и блок управления, причем, средства ввода/вывода информации выполнены в виде первого автоматизированного рабочего места и второго автоматизированного рабочего места, предназначенного для ввода стандартов и соединенного с входом блока аналитической обработки, выход которого соединен с первым входом блока баз данных, второй вход которого соединен с первым выходом блока интерфейса управления, а первый, второй и третий выходы - соединены, соответственно, с первым входом блока интерфейса управления, с первым входом блока планирования и с первым входом блока контроля, второй вход которого соединен с первым выходом блока регистрации, а выход - соединен со вторым входом блока планирования, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен со вторым выходом блока интерфейса управления, а выход - соединен с входом блока регистрации, второй выход которого соединен со входом блока архива, первый выход которого соединен со вторым входом блока интерфейса управления, третий вход которого соединен с выходом первого автоматизированного рабочего места, четвертый вход соединен с выходом блока анализа, а пятый вход - соединен со вторым выходом блока планирования, причем, второй выход блока архива соединен со вторым входом блока анализа.
На чертеже представлена функциональная схема системы дистанционного управления энергосберегающими комплексами инженерно-технического обеспечения.
Система дистанционного управления энергосберегающими комплексами инженерно-технического обеспечения содержит блок 1 контроля, а также средства ввода/вывода информации, выполненные в виде первого автоматизированного рабочего места 2 и второго автоматизированного рабочего места 3, предназначенного для ввода заданных стандартами, нормами и правилами целевых значений параметров и общих характеристик помещений.
Кроме того, система дистанционного управления энергосберегающими комплексами инженерно-технического обеспечения содержит блок 4 баз данных, блок 5 регистрации, блок 6 планирования, блок 7 аналитической обработки, блок 8 архива, блок 9 интерфейса управления, блок 10 анализа и блок 11 управления.
В системе дистанционного управления энергосберегающими комплексами инженерно-технического обеспечения выход второго автоматизированного рабочего места 3, соединен с входом блока 7 аналитической обработки, выход которого соединен с первым входом блока 4 баз данных, второй вход которого соединен с первым выходом блока 9 интерфейса управления, а первый, второй и третий выходы - соединены, соответственно, с первым входом блока 9 интерфейса управления, с первым входом блока 6 планирования и с первым входом блока 1 контроля, второй вход которого соединен с первым выходом блока 5 регистрации, а выход - соединен со вторым входом блока 6 планирования, первый выход которого соединен с первым входом блока 11 управления, второй вход которого соединен со вторым выходом блока 9 интерфейса управления, а выход - соединен с входом блока 5 регистрации, второй выход которого соединен со входом блока 8 архива, первый выход которого соединен со вторым входом блока 9 интерфейса управления, третий вход которого соединен с выходом первого автоматизированного рабочего места 2, четвертый вход соединен с выходом блока 10 анализа, а пятый вход - соединен со вторым выходом блока 6 планирования, причем, второй выход блока 8 архива соединен со вторым входом блока 10 анализа.
В предложенной системе дистанционного управления энергосберегающими комплексами инженерно-технического обеспечения первое 2 и второе 3 автоматизированные рабочие места могут быть выполнены в виде персональных компьютеров, а блок 4 баз данных и блок 6 архива - в виде постоянных запоминающих устройств. Остальные блоки системы могут быть выполнены в виде специализированных вычислительных средств, для каждого из которых ниже приводится алгоритм работы с указанием формируемых сигналов в составе предложенной системы.
Работает система дистанционного управления энергосберегающими комплексами инженерно-технического обеспечения следующим образом.
Система позволяет удаленно управлять комплексом инженерно-технического обеспечения (ИТО) в полностью автоматическом режиме, однако, при этом, сохраняет возможность выбора ручного или полуавтоматического режимов управления. В частности, освещенность помещений может регулироваться автоматически в соответствии с заранее заданным расписанием и в соответствии с государственными стандартами освещенности в административных зданиях, так и изменяться конкретным пользователем, вручную задающим текущие параметры освещения.
В системе дистанционного управления комплексами инженерно-технического обеспечения отдельные блоки выполняют следующие функции.
В блоке 4 баз данных хранятся все характеристики дистанционно управляемых подсистем (такие как мощность подключенных установок, количество и виды датчиков, количество и объем помещений и т.п.), установленные стандартами, нормами и правилами диапазоны допустимых значений для управляемых параметров, а также расписание (планы) управления всеми подсистемами. По соответствующему запросу, включающему идентификационный номер датчика, база 4 выдает стандартные и\или требуемые значения, которые этот датчик должен показывать.
Блок 7 аналитической обработки - это устройство, позволяющее автоматически (или полуавтоматически, или вручную) перерабатывать установленные стандартами, нормами и правилами диапазоны допустимых значений для управляемых параметров, поступающие со второго автоматизированного рабочего места 3 в данные, которыми оперирует блок 4 баз данных. Другими словами, из текстовых стандартов, которые поступают со второго автоматизированного рабочего места 3, специалистом-оператором выделяются конкретные параметры, которые должны поступать от датчиков, а также диапазоны этих параметров, при которых система считается правильно функционирующей, и записываются в блок 4 баз данных.
Блок 5 регистрации осуществляет регистрацию фактических данных, поступающих из управляемого комплекса ИТО, т.е. определяет, с какой именно внешней системы получены данные и отправляет эти данные блоку 1 контроля.
Блок 1 контроля является устройством, которое считывает фактические данные и определяет, принадлежат ли записанные в них значения диапазонам, которые должны быть в системе в момент мониторинга по планам (расписаниям).
Результат сравнения блок 1 контроля передает в блок 6 планирования, который в соответствии с полученными данными может реализовывать различные функции, в частности, изменить структуру внешних баз данных относительно какого-либо узла, агрегата или датчика, если полученные данные не соответствуют и\или грубо нарушают стандарты.
Кроме того, блок 6 планирования выводит всю получаемую информацию в блок 9 интерфейса управления, в том числе и сообщение об ошибке, если таковая имеется.
В тоже время пользователь с первого автоматизированного места 2 через блок 9 интерфейса управления имеет возможность ручной коррекции планов (расписаний). Информацию о корректировке блок 9 интерфейса управления передает блоку планировщика.
Команда управления пользователя из блока 6 планирования передается в блок 9 интерфейса для передачи команды управления в управляемый комплекс ИТО, а также для регистрации этой команды в блок 5 регистрации.
Блок 9 интерфейса управления, выполненный в виде персонального компьютера, имеет меню в виде набора экранных форм, на которых реализовано удаленное интерактивное и интуитивно понятное управление комплексом ИТО. Каждый пользователь проходит регистрацию, во время которой ему выдаются права управления, и авторизацию для работы в системе. В зависимости от прав, пользователь может управлять объектами комплекса ИТО на разных уровнях доступа - от локального «рабочего стола» до глобального управления несколькими зданиями. Блок 9 интерфейса управления принимает информацию от пользователя и передает ее в блок 6 планирования задач так и, наоборот, показывает передаваемую от блока 5 планирования информацию о текущем состоянии систем о текущем состоянии планов (расписания) подсистем пользователю.
Пользователь через блок 9 интерфейса управления может, как задать или поменять характеристики отдельных существующих объектов комплекса ИТО, так и добавлять или удалять новые объекты комплекса, путем внесения соответствующих данных в блок 4 баз данных. Кроме того, посредством блока 9 интерфейса управления производится доставка экстренных сообщений пользователю о поломках внутри комплекса ИТО посредством вывода экстренного сообщения на экран.
Блок 8 архива является базой данных, хранящей в себе данные о параметрах системы, для последующего (по запросу) вывода их на экран через блок 7 интерфейса управления.
Блок 10 анализа запрашивает информацию о состоянии системы у двух баз данных: у блока 8 архива (о «старых» состояниях системы) и у блока 2 баз данных (об «искомых» состояниях системы) и анализирует их. При несовпадении этих состояний (а это значит, что система работала некорректно) блок 10 анализа передает эту информацию об ошибке, вместе с анализируемыми значениями, блоку 9 интерфейса управления для последующей правки пользователем параметров работы системы.
Блок 11 управления выполняет, в частности, следующие функции:
- автоматически проверяет состояние комплекса ИТО на соответствие текущему плану работы, и при расхождении изменяет текущие параметры до достижения искомых характеристик;
- осуществляет постоянную передачу фактических данных с объектов ИТО в блок 5 регистрации.
Работает система дистанционного управления комплексами инженерно-технического обеспечения, с учетом указанных функций отдельных блоков, следующим образом.
На начальном этапе работы системы (во время настройки системы) происходит анализ и обработка данных об идеальных диапазонах работы системы, которые определяются ГОСТ, положениями, техническими условиями и другими документами. Эту работу производит блок 7 аналитической обработки, и результатом этой работы являются конкретные диапазоны параметров системы, которые не должны нарушаться во время планирования работы подчиненных подсистем управления комплексами ИТО. Эти данные записываются в блок 4 баз данных.
На основе этих данных вырабатываются планы работы подчиненных подсистем, при этом учитываются характер строения, личные предпочтения пользователей и другие факторы, влияющие на итоговые параметры, которые должна принимать система, однако эти параметры не должны нарушать принятые государственными стандартами нормы при нахождении в этих помещениях людей.
Выработка планов осуществляется в блоке 6 планирования. Пользователь вводит нужные ему настройки через интерфейс управления 9, настройки сравниваются с ограничениями в БД, а также сравниваются с прогнозами внешних параметров (температуры, влажности, освещенности и т.д.) после чего выработанные планы записываются в блок 4 баз данных.
Периодически от объектов комплекса ИТО приходит информация о фактических данных с основных датчиков комплекса. При этом период пересылки данных определяет пользователь в соответствии со своими потребностями. Эта информация поступает на блок 4 регистрации фактических данных, который определяет, с какого именно объекта поступили эти данные, и отправляет эту информацию сразу на два блока - на блок 8 архива для записи и хранения «истории» работы объектов комплекса ИТО для последующего их анализа и корректировки работы в случае необходимости, и на блок 1 контроля.
Блок 1 контроля получает на вход фактические данные с основных датчиков и информацию, откуда эти данные пришли, и делает запрос базе данных для получения текущих планов работы. Цель - сравнить фактические данные с планируемыми и итог сравнения передать далее, блоку 6 планирования задач системы.
Блок 6 планирования занимается проработкой планов каждой из подчиненных объектов ИТО и передачей команд управления.
Блок 6 планирования формирует, с одной стороны, сами планы работы, с другой стороны - сравнивает предыдущий план работы с фактическими данными на тот момент. В случае расхождения этих параметров, блок 6 вносит корректировку в план работы систем с целью исправить это расхождения. Например, если по предыдущему плану работы температура в помещении должна была держаться на уровне 20 градусов, а фактически была постоянно на 5 градусов ниже, то блок 1 контроля передаст эту информацию блоку 6 планирования, который примет решение изменить план работы. Если по новому плану работы температура должна держаться на уровне 25 градусов, то блок планирования сформирует план, в котором указана температура в 30 градусов - для исправления ошибки в 5 градусов.
При этом, в отличие от «локального» контроля системы, когда решение о корректировке параметров системы принимаются временно, до устранения различий между плановыми и фактическими значениями, блок 6 планирования планирует глобальные планы работы комплексов ИТО, с учетом истории их работы, то есть с учетом различных неполадок в работе или неправильно произведенных калибровок.
Кроме того, могут быть учтены личные пожелания пользователя, который посредством блока 9 интерфейса управления может как корректировать планы работы системы, так и напрямую воздействовать на объекты комплекса ИТО. Кроме того, через блок 9 интерфейса управления происходит мониторинг работы системы - вся информация (о текущем плане работы, о фактических данных, о предыдущих параметрах и т.д.) выводится пользователю на экран в удобном для него виде.
Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает реализацию дополнительных функциональных возможностей систем, в частности, возможности одновременно производить проверку соответствия реализуемых параметров систем требованиям государственных стандартов и, при необходимости, производить корректировку и обновление этих параметров как в автоматическом, так и в ручном режимах.
Система дистанционного управления энергосберегающими комплексами инженерно-технического обеспечения, содержащая блок контроля, средства ввода/вывода информации, блок баз данных, блок регистрации и блок планирования, отличающаяся тем, что введены блок аналитической обработки, блок архива, блок интерфейса управления и блок управления, причем средства ввода/вывода информации выполнены в виде первого автоматизированного рабочего места и второго автоматизированного рабочего места, предназначенного для ввода стандартов и соединенного с входом блока аналитической обработки, выход которого соединен с первым входом блока баз данных, второй вход которого соединен с первым выходом блока интерфейса управления, а первый, второй и третий выходы - соединены соответственно с первым входом блока интерфейса управления, с первым входом блока планирования и с первым входом блока контроля, второй вход которого соединен с первым выходом блока регистрации, а выход - соединен со вторым входом блока планирования, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен со вторым выходом блока интерфейса управления, а выход - соединен с входом блока регистрации, второй выход которого соединен со входом блока архива, первый выход которого соединен со вторым входом блока интерфейса управления, третий вход которого соединен с выходом первого автоматизированного рабочего места, четвертый вход соединен с выходом блока анализа, а пятый вход - соединен со вторым выходом блока планирования, причем второй выход блока архива соединен со вторым входом блока анализа.
