Журнал «Компьютерра» № 18 от 16 мая 2006 года

SCADA-системы.

Кроме АСУ жизнеобеспечения есть и другие составляющие «интеллекта» здания – подсистемы пожарной и охранной сигнализации, контроль доступа, системы видеонаблюдения и др. По структуре они во многом сходны с АСУ жизнеобеспечения. Действительно, имеется первый уровень, включающий в свой состав различные периферийные устройства: считыватели, контактные и инфракрасные датчики охранной сигнализации, дымовые и температурные датчики пожарной сигнализации, видеокамеры и управляемые элементы в виде приводных замков и противопожарных клапанов.

Второй уровень этих подсистем также может включать в себя контроллеры со встроенными функциями автоматической обработки входных/выходных сигналов от периферийных устройств и коммуникационные средства для связи с верхним уровнем. В отличие от АСУ жизнеобеспечения, этот уровень «интеллектуализирован» гораздо меньше, тут используются не столь мощные процессорные и коммуникационные средства, – вызвано это более узкой функциональностью подсистем, а также существенно меньшим количеством сигналов и параметров.

На третьем уровне используются информационно-управляющие панели или операторские станции на базе обычных персональных компьютеров. Во многих случаях производители таких систем выполняют интеграцию уже на уровне продуктов, не требуя внешнего ПО. Например, при срабатывании элемента охранной сигнализации на экран оператора автоматически выводится изображение с соответствующей камеры видеонаблюдения.

Особняком стоит структурированная кабельная сеть (СКС), обеспечивающая связь между компьютерами, связь между IT-оборудованием и цифровую телефонию. СКС является самой высокотехнологичной подсистемой, пронизывающей здание сверху донизу. Большая гибкость в конфигурации и коммуникационные возможности делают ее особенно привлекательной в качестве основного интеграционного средства интеллектуального здания.

Johnson Controls

Это одна из ведущих компаний в области автоматизации зданий. Основная ее продукция – средства автоматизации для автоиндустрии и комплексы автоматизации зданий.

Главной составляющей является система Metasys 5. Johnson Controls выпускает полный набор периферийных устройств, начиная от датчиков и клапанов и заканчивая бесконтактными считывателями для систем контроля доступа.

Для интеграции с периферийными устройствами, имеющими фирменные интерфейсы, компания предлагает оригинальное решение в виде дополнительных контроллеров, так называемых интеграторов, имеющих аппаратные интерфейсы RS 232/485 и возможность программной адаптации к различным протоколам других производителей. Отличительной особенностью структуры системы Metasys является наличие специальных супервизорных контроллеров серии NCM. Они позиционируются между вторым и третьим уровнями, являясь связующим звеном между операторской станцией и контроллерами локальной автоматики. Это позволяет передатьть часть функций системы автоматизации более надежным аппаратным модулям, тем самым обеспечив горячее резервирование, а также создать более гибкую масштабируемую систему верхнего уровня.

Для операторского уровня Johnson Controls приняла концептуальное решение использовать программный пакет Genesys32 – разработку сторонней фирмы Iconics. Таким образом, в качестве верхнего уровня системы Metasys сегодня используется одна из лучших SCADA-систем – M5 Workstation, которая поддерживает технологию OPC[Open Process Control (англ.) – открытый стандарт управления процессами].

На примере Johnson Controls мы видим, как ведущие игроки рынка автоматизации зданий постепенно переходят к поддержке мировых стандартов интеграции, отказываясь от своих собственных, пусть надежных и проверенных стандартов и предпочитая все же более открытые технологии. И хотя на нижнем уровне имеются средства коммуникации с поддержкой LonWorks и BACnet, на верхнем уровне используется архитектура клиент-сервер OPC, разработанная специально для целей интеграции продуктов различных производителей. Как и другие ведущие компании, Johnson Controls предусмотрела возможность использования преимуществ веб-технологий – система Metasys включает в свой состав программный компонент M-Web, который предоставляет доступ к средствам операторской станции через обычный браузер.

Интеллект: Сколько стоит

Затраты на интеллектуальную начинку вполне могут быть сравнимы с общими строительными затратами на все здание – это не доли процента, а порой десятки (от 30 до 80 долларов за квадратный метр). И тем не менее она того стоит: подсистемы ИЗ начинают функционировать уже на ранних этапах строительства, не только снижая расходы на пуско-наладочные работы, но и улучшая общую организацию работ по монтажу и вводу в эксплуатацию всех инженерных систем.

Интеллект: С чего начать

На рынке имеется ряд крупных производителей, использующих общие сетевые коммуникационные технологии (наибольшее распространение получили LonWorks, BACnet и EIB), позволяющие легко интегрировать их продукцию в единую систему. Не секрет, что между приверженцами различных технологий ведется активная информационная «война» в целях поддержки именно своего «правильного» решения. Особенно это заметно, когда столкновение происходит внутри одного потребительского сектора. Подобная конкуренция, как правило, приводит либо к унификации технологий на базе общего стандарта, либо к сегментированию технологий по уровням. На примере LonWorks-BACnet можно видеть, что BACnet тяготеет к верхнему уровню, обеспечивая коммуникацию между контроллерами и операторскими станциями, тогда как LonWorks находит широкое применение для связи между периферийными устройствами в распределенных системах.

Часто требуется объединить периферийные устройства разных производителей, для чего используются стандарты RS 232/485, открытые программные интерфейсы (например, Modbus RTU) или протоколы собственного производства и адаптеры.

Интеллект: С кем быть

Из-за большого функционального различия между АСУ жизнеобеспечения и остальными подсистемами ИЗ совсем не просто объединить их «под одной крышей», оставаясь при этом на уровне контроллеров и устройств ввода/вывода. На реальную интеграцию можно рассчитывать лишь в достаточно крупных проектах, используя полную линейку программно-технических средств только одного производителя, что недешево и порой неоправданно с функциональной точки зрения. Это в большей степени маркетинговые решения брэндовых производителей, стремящихся предложить решение все-в-одном. Поэтому интеграцию между разнородными функциональными подсистемами разумнее выполнять на третьем уровне – уровне операторских станций. Примечательно, что благодаря практически полной победе платформы Wintel [Windows+Intel – то есть x86-совместимый компьютер с установленной на нем ОС Windows] для персональных компьютеров в системах автоматизации SCADA-систем сам собой решился вопрос выбора