سیستم اتوماسیون ساختمان عربستان سعودی | SENTRADO
مطالعه موردی دقیقی از راهحل اتوماسیون صنعتی SENTRADO که نتایج قابل اندازهگیری را برای عملیات اتوماسیون ساختمان در عربستان سعودی ارائه میدهد.
پیشینه و اهداف پروژه
SENTRADO یک سیستم مدیریت ساختمان (BMS) یکپارچه را برای یک مجتمع تجاری بزرگ در ریاض، عربستان سعودی، شامل چهار برج اداری، یک سکوی خردهفروشی و تأسیسات پارکینگ زیرزمینی با مجموع بیش از 180,000 متر مربع فضای تهویهشده، تحویل داد. کارفرما، یک توسعهدهنده بزرگ املاک و مستغلات، به یک پلتفرم یکپارچه برای مدیریت HVAC، روشنایی، اندازهگیری انرژی و کنترل دسترسی در تمام ساختمانها نیاز داشت، در حالی که باید مقررات سختگیرانه بهرهوری انرژی عربستان سعودی و اهداف پایداری Vision 2030 را نیز برآورده میکرد.
اقلیم شدید ریاض — جایی که دماهای تابستان به طور منظم از 45°C فراتر میرود — تهویه مطبوع را به بزرگترین مصرفکننده انرژی در ساختمانهای تجاری تبدیل میکند. توسعهدهنده به یک BMS نیاز داشت که بتواند بدون به خطر انداختن آسایش مستأجران، تحویل سرمایش را به شدت بهینهسازی کند و در عین حال دادههای دقیق انرژی مورد نیاز برای گزارشدهی به مرکز بهرهوری انرژی عربستان سعودی (SEEC) و گواهینامه ساختمان سبز را فراهم کند.
دامنه کار SENTRADO شامل ساخت تابلو BMS، تأمین و برنامهنویسی کنترلکننده DDC، نرمافزار ایستگاه کاری مرکزی، یکپارچهسازی با سیستمهای شخص ثالث (نیروگاه چیلر، روشنایی، آسانسورها، اعلام حریق) و راهاندازی تمام توالیهای کنترلی در سراسر مجتمع بود.
مشکلاتی که باید حل میکردیم
1. بار سرمایشی اقلیم شدید
دمای تابستانی بیش از 45°C ریاض، بارهای سرمایشی عظیمی ایجاد میکند که در طول روز و در جهتگیریهای مختلف ساختمان به طور قابل توجهی تغییر میکند. عملیات HVAC با برنامه ثابت، در دورههای اشغال کم باعث اتلاف انرژی میشد و در عین حال گاهی در حفظ نقاط تنظیم در اوج گرمای بعدازظهر شکست میخورد.
2. یکپارچهسازی چندسیستمی
این مجتمع از فروشندگان مختلفی برای چیلرها (Carrier)، کنترل روشنایی (Philips Dynalite)، آسانسورها (KONE) و اعلام حریق (Siemens Cerberus) استفاده میکند. BMS باید بتواند با استفاده از BACnet/IP، Modbus و پروتکلهای اختصاصی با همه این سیستمها ارتباط برقرار کند، بدون اینکه نیازی به جایگزینی هیچیک از سیستمهای موجود باشد.
3. انطباق گزارشدهی انرژی
مقررات SEEC نیازمند گزارشدهی دقیق مصرف انرژی با زیرکنتورگیری در سطح طبقات و مستأجران است. کنتورهای برق موجود قابلیت ارتباطی نداشتند و باید با ماژولهای خروجی پالس یا Modbus بازسازی میشدند.
4. آسایش مستأجر در مقابل بهرهوری
توسعهدهنده نیاز داشت هزینههای انرژی را کاهش دهد در حالی که استانداردهای سختگیرانه آسایش (23±1°C, 50±5% RH) را برای رضایت مستأجران تجاری ممتاز حفظ میکرد. این امر نیازمند استراتژیهای تهویه مبتنی بر تقاضا، شروع/توقف بهینه و استراتژیهای اکونومایزر آنتالپی بود.
5. مقیاسپذیری برای توسعه آینده
کارفرما برنامهریزی کرده بود که در عرض سه سال یک برج پنجم بسازد. معماری BMS باید بتواند بدون نیاز به مهندسی مجدد عمده یا جایگزینی سرور، کنترلکنندهها، نقاط و گرافیکهای اضافی را پشتیبانی کند.
رویکرد ما و معماری سیستم
SENTRADO یک BMS مبتنی بر BACnet/IP با استفاده از کنترلکنندههای DDC Siemens طراحی کرد که در سراسر مجموعه مستقر شدهاند، به طوری که هر ساختمان شبکه سطح اتوماسیون خاص خود را دارد که از طریق بکبون IP ساختمان به سرور مرکزی BMS متصل است. معماری سیستم از مدل سه سطحی BMS پیروی میکند: سطح فیلد (سنسورها و عملگرها)، سطح اتوماسیون (کنترلکنندههای DDC) و سطح مدیریت (ایستگاههای کاری مرکزی و کلاینتهای وب). این بخشبندی تضمین میکند که کنترل محلی حتی در صورت در دسترس نبودن سرور مرکزی یا شبکه ادامه مییابد.
استراتژیهای بهینهسازی HVAC شامل شروع/توقف بهینه بر اساس دمای هوای بیرون و توده حرارتی ساختمان، تهویه کنترلشده بر اساس تقاضا با استفاده از سنسورهای CO2 در مناطق اشغالشده، بازنشانی آب خنککننده بر اساس تقاضای واقعی سرمایش و بازنشانی دمای هوای تأمین است. مجموعه چیلرها به عنوان یک سیستم یکپارچه با توالیبندی کنترل میشود که راندمان چیلر را با تطبیق چیلرهای در حال کار با بار، کنترل دمای آب کندانسور بر اساس شرایط دمای مرطوب و متعادلسازی سرعت پمپها با استفاده از کنترل فشار تفاضلی به حداکثر میرساند.
یکپارچهسازی روشنایی از طریق یک گیتوی BACnet به سیستم Philips Dynalite انجام شد که امکان کنترل روشنایی زمانبندیشده، سوئیچینگ بر اساس اشغال و بهرهبرداری از نور روز در مناطق پیرامونی را فراهم میکند. کنتورهای انرژی با ماژولهای ارتباطی Modbus بهروزرسانی شدند و زیرکنتورینگ در سطح مستأجر را با خروجی خودکار دادههای صورتحساب ارائه دادند. سرور BMS با Desigo CC و یک کلاینت وب اجرا میشود که به مدیران تأسیسات اجازه میدهد از هر مرورگری بر مجموعه نظارت و آن را کنترل کنند، با داشبوردهایی که عملکرد انرژی بلادرنگ، شاخصهای آسایش و وضعیت تجهیزات را نشان میدهند.
نکات برجسته معماری سیستم
- کنترلکنندههای DDC Siemens روی BACnet/IP در تمام ساختمانها
- بهینهسازی یکپارچه مجموعه چیلرها با توالیبندی تطبیق بار
- تهویه کنترلشده بر اساس تقاضا مبتنی بر سنسور CO2
- الگوریتمهای یادگیری شروع/توقف بهینه و توده حرارتی
- یکپارچهسازی گیتوی BACnet با سیستمهای روشنایی، آسانسور و آتشنشانی
- زیرکنتورینگ انرژی در سطح مستأجر با خروجی خودکار صورتحساب
- پلتفرم مدیریتی Desigo CC با دسترسی کلاینت وب
- معماری مقیاسپذیر طراحیشده برای افزودن پنجمین برج
پارامترها و پیکربندی سیستم
| پلتفرم BMS | Siemens Desigo CC |
| کنترلکنندههای DDC | 24 × کنترلکنندههای کامپکت Siemens PXC |
| کل پوینتهای BMS | 4,200+ (AI: 680, AO: 320, BI: 1,800, BO: 1,400) |
| پروتکل ارتباطی | BACnet/IP / Modbus TCP / KNX |
| ایستگاههای کاری مدیریتی | 2 × Desigo CC + 5 کلاینت وب |
| تابلوهای کنترل | 8 × تابلوهای DDC IP44 |
| ساختمانهای تحت کنترل | 4 برج + پودیوم تجاری + پارکینگ |
| مساحت کل زیربنا | 180,000+ m² |
| یکپارچهسازی چیلر | Carrier AquaEdge از طریق گیتوی BACnet |
| یکپارچهسازی روشنایی | Philips Dynalite از طریق BACnet/IP |
| کنتورهای انرژی | 120+ زیرکنتور با خروجی Modbus |
| صرفهجویی در انرژی | 25% (تأیید شده پس از اشغال) |
اجزای کلیدی و سختافزار
Siemens PXC24 DDC
S55376-C125
کنترلکننده DDC فشرده BACnet/IP
DDC مدل PXC16 زیمنس
S55376-C122
کنترلکننده DDC برای مناطق کوچکتر
سرور Desigo CC
S55801-Y120
پلتفرم مدیریتی BMS
سنسور اتاق QFA3171
S55720-S171
سنسور دما/رطوبت/CO2 اتاق
سنسور فشار QBE3000
S55720-S121
سنسور فشار تفاضلی
عملگر RAB11 زیمنس
S55720-S221
عملگر دمپر برای باکسهای VAV
روتر BACnet
S55801-Y115
روتر BACnet/IP به MSTP
SITOP PSU100C
6EP1332-5BA10
منبع تغذیه 24V DC برای تابلوهای DDC
فازهای پروژه
طراحی BMS
6 هفتهجدول نقاط، توالی عملیات، طرح شبکه
ساخت تابلو
4 هفته8 تابلوی DDC مونتاژ و تست شدند
برنامهنویسی DDC
8 هفتهتوالیها و گرافیکهای HVAC، روشنایی و انرژی
یکپارچهسازی سیستمهای شخص ثالث
4 هفتهپیکربندی گیتوی برای چیلر، روشنایی و آسانسورها
نصب
8 هفتههماهنگشده با جدول زمانبندی ساخت ساختمان
راهاندازی
6 هفتهبررسی نقطه به نقطه، تأیید توالیها، تنظیم دقیق
دوره بهینهسازی
12 هفتهتنظیم فصلی، پشتیبانی از ورود مستأجران
آموزش و تحویل
2 هفتهآموزش تیم تأسیسات، مستندات چونساخت
پیامدهای قابل اندازهگیری
دادههای عملکردی تأیید شده پس از راهاندازی سیستم و بهرهبرداری پایدار.
کاهش تأیید شده در مصرف انرژی HVAC
دما در محدوده نقطه تنظیم ±1°C حفظ شده است
جزئیات انرژی در سطح مستأجر
پلتفرم واحد برای کل مجموعه
قبل در مقابل بعد: مقایسه کمی
| شاخص | قبل | بعد | تغییر |
|---|---|---|---|
| مصرف انرژی HVAC | خط مبنا (برنامه زمانبندی ثابت) | کاهش تأیید شده 25% | −25% |
| کنترل دما | نوسان ±3°C | 23°C ±1°C یکنواخت | دقیقتر |
| اندازهگیری انرژی | فقط در سطح ساختمان | بیش از 120 کنتور فرعی مستأجر | با جزئیات دقیق |
| مدیریت ساختمان | 4 سیستم BMS جداگانه | 1 پلتفرم یکپارچه | تجمیع شده |
| پاسخ تعمیر و نگهداری | واکنشی، شکایات مستأجران | پیشبینیکننده، هشدارهای خودکار | پیشگیرانه |
دادهها بر اساس گزارشهای راهاندازی پروژه و اندازهگیریهای عملیاتی پایدار. نام مشتری تحت NDA در دسترس است.
تأثیر نهایی
سیستم اتوماسیون ارائهشده از تمامی اهداف عملکردی مشخصشده در قرارداد فراتر رفت و در مقایسه با عملیات پایه، به بازدهی بالاتر، مصرف انرژی کمتر و بهبود کیفیت محصول دست یافت. مشتری بازگشت کامل سرمایه را در دوره بازپرداخت پیشبینیشده گزارش کرد و از آن زمان تاکنون SENTRADO را برای فازهای توسعه اضافی کارخانه به کار گرفته است.
پروژه مشابهی دارید؟
چه به مهاجرت کامل DCS نیاز داشته باشید، چه تابلوهای کنترل PLC سفارشی، یا یک راهحل اتوماسیون کلید در دست، مهندسان ما آماده کمک هستند. همین امروز مشاوره رایگان و استعلام قیمت دریافت کنید.