Современная библиотека — это не только стеллажи с книгами, но и множество инженерных систем: отопление, вентиляция, кондиционирование, освещение, электрические сети, телекоммуникационное оборудование. Все они требуют постоянного контроля и обслуживания. Поэтому при реконструкции детской библиотеки в г. Тюмень внедрили SCADA-систему. В этой статье разберем, как там все устроено.

Дополнительные фото

Структура системы

Для реализации проекта выбрали SCADA-систему Simple-Scada. Интерфейсом между Simple-Scada и оборудованием выступает контроллер Wiren Board. Он собирает данные  с модулей ввода-вывода и прочего инженерного оборудования через интерфейсы GPIO, RS-485 и Ethernet, по  протоколам Modbus RTU и Modbus TCP. Все данные передаются MQTT-брокеру, работающему на контроллере. Сервис wb-mqtt-opcua транслирует данные из выбранных топиков по протоколу OPC UA серверу OPC, входящему в состав Simple-Scada. В обратную сторону тоже работает, и из Simple-Scada можно управлять оборудованием. Simple-Scada, в свою очередь обеспечивает визуализацию, регистрацию событий и обработку аварийных сигналов. 

Во всех своих проектах интегратор SAFE-HOME.PRO использует модули резервного питания, встраиваемые непосредственно в контроллер — это защищает его от рестарта при кратковременных сбоях электросети. 

С модулями ввода/вывода контроллер общается по Modbus RTU. Как и с электрическим счетчиком. Обмен данными с кондиционерами идет по Modbus TCP. 

Управление освещением реализовано через встраиваемые релейные модули WBE2-DO-R6C-1, которые управляют контакторами системы освещения.

В серверной установлен датчик температуры 1-wire DS18B20.

Simple-Scada работает на выделенном сервере под управлением Windows Server. Визуализацию делали «с нуля» под требования заказчика, без использования готовых библиотек. Разработчики SimpleScada помогали при настройке. Интерфейс поддерживает дневной и ночной режимы (светлая и темная тема как в мобильных устройствах), чтобы дежурным инженерам было комфортнее.Ниже мы привели примеры на скриншотах.

В проекте предусмотрен круглосуточный пост дежурного инженера, который из одного центра контролирует сразу несколько муниципальных объектов.

Управление кондиционированием

В залах библиотеки установлены кассетные внутренние блоки кондиционеров HiSense. Все они подключены к штатному модулю управления, который поддерживает Modbus TCP. Через этот интерфейс контроллер Wiren Board не только отправляет команды, но и получает обратную связь от оборудования. Такой подход оказался значительно дешевле, чем использование отдельных шлюзов для каждого кондиционера (например, ONOKOM).

В серверной стоит пара потолочных блоков — основной и резервный. Чтобы обеспечить равномерный ресурс, они регулярно меняются ролями. При отказе одного автоматически включается второй. Так как штатного интерфейса управления здесь не предусмотрено, интегратор использовал ИК-передатчик. Возникла задача: как убедиться, что кондиционер действительно включился? Несколько месяцев назад мы рассказывали о решении, когда обратную связь получают по потребляемой мощности. Здесь интегратор SAFE-HOME.PRO подошел по-другому: в створку жалюзи встроили геркон, сигнал с него завели на дискретный вход. Когда жалюзи открываются, контакт размыкается, и система точно знает, что кондиционер запущен.

Дополнительные фото

Управление освещением

В рамках проекта заказчик поставил очень простую задачу: не делать отдельное управление группами светильников, а сделать общий «мастер-выключатель». Чтобы при закрытии библиотеки весь свет гасился одной кнопкой, а при открытии включался обратно.

Для реализации установили контакторы с моторными приводами, которыми управляют релейные выходы модулей Wiren Board. Такие контакторы выбрали из-за отсутствия потребления в течение тех многих часов, пока свет горит. И из-за их более высоких характеристик по  надежности. У релейных модулей, кстати, используются нормально закрытые контакты, чтобы при при аварии модуля, или контроллера, библиотека не осталась без освещения.

Мониторинг электрических параметров, протечек и аварийных ситуаций

Система диспетчеризации отслеживает состояние автоматических выключателей. На модули WBIO-DI-WD-14 заведены сигналы с дополнительных контактов автоматов: если защита сработала из-за короткого замыкания или утечки тока, событие фиксируется. При этом простое ручное отключение автомата не порождает ложных тревог.

Данные по потреблению электроэнергии снимаются непосредственно со счетчика. 

В зонах с риском протечек смонтированы датчики, подключенные к модулю WB-MWAC. Их расположили так, чтобы исключить ложные срабатывания при влажной уборке, но при этом обеспечить своевременное обнаружение аварии.

Дополнительные фото

Заключение

Система диспетчеризации библиотеки строилась с акцентом на надежность и отказоустойчивость. Задача заказчика заключалась в том, чтобы инженерные системы работали стабильно и были удобны в эксплуатации, без компромиссов на компонентах.

В процессе реализации пришлось учитывать изменения проектных условий и замену оборудования, но архитектура на базе Wiren Board позволила гибко адаптироваться. Контроллер выступил универсальным «швейцарским ножом»: он взял на себя функции сбора данных, управления, интеграции по Modbus, MQTT и OPC UA — без дополнительных устройств и дополнительного софта.

Сегодня система эксплуатируется и продолжает развиваться: инженеры активно дорабатывают интерфейс, анализируют данные.

А что вы думаете о подобной системе диспетчеризации библиотеки?