Проектирование структурированной кабельной системы для интеллектуального здания

      Принятый в США  национальный стандарт Building Automation Control Networks (BACnet), разработанный Американским  обществом инженеров по отоплению,  охлаждению и кондиционированию  (ASHRAE), предполагает применение программируемых  контроллеров, для подключения разнообразных  устройств с нестандартными интерфейсами. Контроллеры взаимодействуют с  системой управления по общей  сети. Специализированный протокол передачи данных для автоматизации зданий BACnet определяет параметры сигналов, способы сетевого доступа, систему адресации, процедуры проверки ошибок и управления потоком, формат сообщений и представления информации, последовательность сообщений и т. д. Этот маршрутизируемый протокол позволяет использовать СКС для передачи информации и поддерживается различными совместимыми устройствами BAC Talk при помощи программируемых контроллеров.

      Таким образом,  ряд стандартов систем автоматизации  зданий позволяет задействовать  СКС здания на разных уровнях  управления и даже использовать  ее в качестве единой физической  среды передачи информации. Между  тем СКС в состоянии обеспечить  полноценную поддержку интеллектуальных  зданий лишь при соблюдении  рекомендаций со стороны производителя  для приложений, гарантирующих совместимость  СКС и слаботочных систем различных  поставщиков. Подобным требованиям  отвечают далеко не все СКС.  Кроме того, как уже отмечалось, сети Ethernet все чаще применяются  непосредственно в системах автоматизации  вплоть до уровня контроллеров. Это обусловлено спросом на  недорогие законченные, комплексные  решения, объединяющие объекты  автоматизации в единую систему.

      Требования к современным  локальным сетям растут постоянно,  поэтому стандарты самих структурированных  кабельных систем также развиваются.  Стандарты проектирования СКС  определяют среду передачи, параметры  линии и канала, разъемов, включая  предельную длину, последовательность  подключения, топологию и элементы  кабельной системы. Кабельные  стандарты содержат правила проектирования, монтажа и тестирования СКС.

      Стандарты обеспечивают  совместимость и взаимозаменяемость  оборудования разных производителей, длительную эксплуатацию СКС.  Кабельные стандарты позволяют  достичь независимости кабельных  систем от приложений, сформировать  открытый рынок компонентов, создавать  гибкие и легко модернизируемые  системы [11].

 

      4.5. Основные элементы  ИЗ

 

      4.5.1. Комплекс систем  безопасности

 

      Система контроля  и управления доступом (СКУД).

    Система контроля и  управления доступом обеспечивает:

    - регламентацию доступа  в помещения и зоны объекта;

    - ведение протоколов  событий, электронных журналов;

    - контроль перемещения  персонала в соответствии с  регламентом.

 

      Система охранно-тревожной  сигнализации.

    Система охранно-тревожной  сигнализации обеспечивает:

    - независимую дистанционную  постановку и снятие с охраны  помещений с выдачей сигнала  тревоги в случае несанкционированного  проникновения в помещения;

    - ведение протокола событий  в памяти охранных панелей;

    - круглосуточный контроль  обстановки на объекте, блокирование  действий, приводящих к нештатным  ситуациям, с целью предотвращения  несанкционированного проникновения  в охраняемые зоны.

 

    Система телевизионного  наблюдения.

    Телевизионная система  охраны и наблюдения обеспечивает:

    - круглосуточное наблюдение  обстановки в зонах автомобильной  парковки, центрального входа, служебного  входа, периметра здания;

    - круглосуточное наблюдение  обстановки во внутренних зонах  объекта;

    - непрерывную 24-часовую  запись полноэкранных изображений.

 

    Система сбора и обработки  информации.

    Система сбора и обработки  информации обеспечивает:

    - иерархический доступ (по паролю) к функциям и ресурсам  КСБ;

    - контроль действий операторов  постов охраны и других пользователей;

    - графическое и текстовое  отображение событий с привязкой  к планам объекта;

    - управление, контроль и  синхронизацию работы систем  комплекса.

 

    Система пожарной сигнализации  и оповещения о пожаре.

    Система пожарной сигнализации  и оповещения о пожаре обеспечивает:

    - выдачу сигнала тревоги  при возникновении пожарной опасности;

    - ведение протокола событий  в памяти пожарной панели;

    - круглосуточный контроль  обстановки на объекте и состояния  системы;

    - звуковое, световое и  речевое оповещение обитателей  объекта о путях эвакуации.

 

    Система автоматического  пожаротушения.

    Система автоматического  пожаротушения обеспечивает:

    - автоматическое обнаружение  очагов возгорания;

    - включение средств пожаротушения  для локализации и тушения  пожаров в их начальной стадии  в защищаемых помещениях.

 

    4.5.2. Комплекс систем  жизнеобеспечения

 

    Системы отопления, вентиляции  и кондиционирования воздуха  (ОВК).

    Комплексная система  вентиляции и кондиционирования  воздуха предназначена для создания  оптимальных параметров воздуха  и поддержания их на заданных  уровнях в помещениях здания. В состав комплексной системы  вентиляции и кондиционирования  воздуха входят приточные и  вытяжные системы вентиляции, система  температурных доводчиков типа  фэн-койлов (fan-coil) или сплит-систем, чиллеры (chiller), система автоматического  регулирования (АСУ микроклиматом).

 

    Система управления микроклиматом.

    Система управления микроклиматом  контролирует параметры воздуха  в помещениях здания и управляет  работой базовых инженерных систем  ОВК.

 

    Система гарантированного  бесперебойного электроснабжения.

    Система гарантированного  бесперебойного электроснабжения  обеспечивает потребителей электропитанием  установленных параметров, мониторинг  и управление электроснабжением.

 

    Система удаленного мониторинга  и управления электроснабжением.

    Система удаленного мониторинга  и управления электроснабжением  выполняет важнейшую функцию  - защищает информацию, хранящуюся  на серверах и рабочих станциях. В случае длительного пропадания  электропитания во входной сети  вначале корректно закрываются  приложения, работающие на станциях, затем - на серверах. Таким образом,  ЛВС закрывается без сбоев  и потери информации.

 

    Системы освещения и  управления освещением.

    Системы освещения обеспечивают  эргономичное управление световыми  ресурсами объекта.

 

    Системы учета энергоносителей.

    Система учета энергоносителей  предназначена для суммарного  учета расхода воды, тепла и  электроэнергии на входе здания, отдельного учета по зонам  и передачи данных учета в  диспетчерскую службу [13].

 

    4.5.3. Комплекс систем  информатизации

 

    Локальная вычислительная  сеть (ЛВС).

    Локальная вычислительная  сеть представляет собой коммуникационную  систему, позволяющую совместно  использовать ресурсы компьютеров,  подключенных к сети, таких как  принтеры, плоттеры, сканеры, диски,  приводы CD-ROM и другие периферийные  устройства.

 

    Система приема эфирного  и спутникового телевидения.

    Система приема эфирного  и спутникового телевидения обеспечивает  прием и ретрансляцию в кабельную  сеть здания телевизионных, радиовещательных  программ УКВ-диапазона и программ внутреннего вещания.

 

    Система радиофикации.

    Система радиофикации  предназначена для трансляции  радиосообщений, передаваемых по  проводной сети, в т.ч. системы  ГО и сети радиосигналов в  диапазоне длинных, средних, коротких  и ультракоротких волн.

 

    Система телефонной сети.

    Система телефонной сети  предназначена для оказания услуг  телефонной связи абонентам объекта.

 

    Система электрочасофикации.

    Система электрочасофикации  обеспечивает:

    - отображение даты и  времени на основных и дополнительных  часах в виде, удобном для наблюдения (с расстояния от 3 до 25м);

    - возможность коррекции  времени и хода основных и синхронизированных с ними дополнительных часов с помощью пульта дистанционного управления [13].

 

    4.5.4. Центральная станция  мониторинга и управления

 

    Традиционные решения  инженерного оборудования здания  представляют собой совокупность  отдельных, не взаимодействующих  между собой (автономных) систем. Автономные системы не могут  использовать общие данные, поэтому  невозможно координировать реакцию  этих систем. В интеллектуальном  здании эти системы объединены  в интегрированный комплекс взаимосвязанных  систем. На место автономных систем  пришли полностью интегрированные  системы, обладающие единым человеко-машинным  интерфейсом. Взаимодействие оператора  с инженерным оборудованием стало  более простым, удобным и надежным. Интегрированная система имеет  общую базу данных, которая используется  различными устройствами систем  безопасности и жизнеобеспечения.

    Каждая система ИЗ имеет законченную самодостаточную архитектуру, и в этом смысле она является независимой от работы всего комплекса в целом. Все системы комплексов безопасности, жизнеобеспечения, информатизации могут работать автономно или в сети. Подавляющее большинство систем ИЗ имеет сетевое решение (с соответствующей архитектурой), когда оборудование системы представляет собой не разрозненные элементы, а звенья (узлы) единой сети, по которой производится обмен информацией между ними. При этом внутри этих сетей обмен может осуществляться по своим специализированным протоколам. Преобразование протоколов, необходимое для обеспечения совместимости систем, осуществляется в серверах ввода/вывода (преобразователях интерфейса).

    Верхний уровень управления  ИЗ представляет собой ЛВС, в которой может находиться любое количество рабочих станций и серверов. Подключение различных систем к этой сети производится по протоколу TCP/IP через свои рабочие станции, шлюзы, серверы ввода/вывода. Таким образом, формируется АСУ зданием, которая и составляет суть интеллектуального здания. Все слаботочные системы контроля и управления объединяются на базе СКС в систему диспетчеризации инженерного оборудования здания с единым центром мониторинга систем.

    Основой функционирования  центральной станции мониторинга  и управления является программное  обеспечение (ПО) - пакет программных  средств комплексов систем безопасности  и жизнеобеспечения. Этот программный  продукт обеспечивает операторов  удобным и понятным графическим  интерфейсом, позволяющим оперативно  отслеживать состояние всех систем  ИЗ и управлять ими. Он не только предоставляет диспетчеру графическое отображение объекта, но и дает планы различных уровней (помещения, этажа, здания).

    Интерфейс программных модулей ИЗ подобен интерфейсу операционной системы Windows, что упрощает обучение и работу с ним. ПО может быть установлено как на одном ПК, так и на многих десятках компьютеров, обеспечивая их совместную работу в сети. Аппаратно-программные средства комплекса позволяют осуществлять удаленный мониторинг оборудования, находящегося на других объектах, с использованием обычных коммутируемых или выделенных каналов связи.

    Программная среда ИЗ обеспечивает компоненты систем единым языком общения. При обмене информацией между ними сообщения доставляются непосредственно от источника к адресату, минуя центральный сервер БД. Поэтому даже при большом количестве одновременных событий не происходит сбоев и задержек с передачей тревожных сообщений или другой информации. Для повышения надежности работы комплекса ИЗ каждый ПК в сети может быть оснащен собственным сервером БД. Возможна интеграция сервера БД  с любой другой системой управления базами данных. Операционной средой для функционирования программных пакетов ИЗ являются операционные системы семейства Windows (95, 98, NT, 2000 и другие).

    Важным обстоятельством  (с точки зрения защиты информации) является то, что программные  средства ИЗ имеют систему разграничения доступа, которая позволяет задавать различные права на осуществление функций мониторинга и управления различным операторам систем. Для каждой системы (вплоть до конкретного элемента) могут быть указаны перечни команд, которые могут отдавать те или иные операторы. В памяти системы хранятся протоколы событий, происшедших в системе, и действий операторов. Поэтому всегда можно произвести ретроспективный анализ действий операторов при наступлении тех или иных событий в системе.

    Программное ядро ИЗ  практически не имеет ограничений  в отношении размеров и состава  комплекса систем. Оно работает  одинаково эффективно с комплексами  любого масштаба. При этом интегрированный  программный пакет предоставляет  возможность управления всем  комплексом систем здания с  одного ПК [13].