Система автоматизации зданий в Саудовской Аравии | SENTRADO
Подробное тематическое исследование решения SENTRADO в области промышленной автоматизации, обеспечивающего измеримые результаты для операций по автоматизации зданий в Саудовской Аравии.
Предпосылки и цели проекта
SENETRADO внедрила интегрированную систему управления зданием (BMS) для крупного коммерческого комплекса в Эр-Рияде, Саудовская Аравия, включающего четыре офисные башни, торговый подиум и подземные парковки общей площадью более 180 000 квадратных метров кондиционируемого пространства. Заказчику, крупному застройщику недвижимости, требовалась единая платформа для управления системами ОВиК, освещением, учетом энергии и контролем доступа во всех зданиях, при этом должны были строго соблюдаться жесткие нормы энергоэффективности Саудовской Аравии и цели устойчивого развития Vision 2030.
Экстремальный климат Эр-Рияда, где летние температуры регулярно превышают 45°C, делает кондиционирование воздуха крупнейшим потребителем энергии в коммерческих зданиях. Застройщику требовалась BMS, способная максимально оптимизировать подачу холода без ущерба для комфорта арендаторов, а также предоставлять детальные данные об энергопотреблении, необходимые для отчетности в Саудовском центре энергоэффективности (SEEC) и сертификации по стандартам экологического строительства.
Объем работ SENTRADO включал производство шкафов BMS, поставку и программирование DDC-контроллеров, разработку программного обеспечения для центральных рабочих станций, интеграцию со сторонними системами (чиллерная станция, освещение, лифты, пожарная сигнализация) и пусконаладочные работы всех алгоритмов управления на территории комплекса.
Проблемы, которые нам предстояло решить
1. Холодильная нагрузка в условиях экстремального климата
Летние температуры в Эр-Рияде свыше 45°C создают огромные холодильные нагрузки, которые значительно изменяются в течение дня и в зависимости от ориентации зданий. Работа систем ОВиК по фиксированному графику приводила к перерасходу энергии в периоды низкой загруженности и иногда не позволяла поддерживать заданные параметры в часы пиковой дневной жары.
2. Интеграция множества систем
В комплексе используется оборудование различных производителей: чиллеры (Carrier), управление освещением (Philips Dynalite), лифты (KONE) и пожарная сигнализация (Siemens Cerberus). BMS должна была взаимодействовать со всеми этими системами по протоколам BACnet/IP, Modbus и проприетарным протоколам, не требуя замены каких-либо существующих систем.
3. Соответствие требованиям по отчетности об энергопотреблении
Нормативы SEEC требуют детальной отчетности по потреблению энергии с суб-учетом на уровне этажей и арендаторов. Существующие электросчетчики не имели возможностей передачи данных, и их пришлось модернизировать, установив модули с импульсным или Modbus выходом.
4. Комфорт арендаторов и энергоэффективность
Застройщику необходимо было снизить затраты на энергию, сохраняя при этом строгие стандарты комфорта (23±1°C, 50±5% относительной влажности) для удовлетворения потребностей премиальных коммерческих арендаторов. Это потребовало внедрения вентиляции по потребности, стратегий оптимального пуска/останова и энтальпийного фрикулинга.
5. Масштабируемость для будущего расширения
Заказчик планировал строительство пятой башни в течение трех лет. Архитектура BMS должна была поддерживать дополнительные контроллеры, точки и графику без необходимости серьезной переработки или замены серверов.
Наш подход и архитектура системы
SENETRADO разработала BMS на базе BACnet/IP с использованием DDC-контроллеров Siemens, распределенных по всему комплексу, при этом каждое здание имеет собственную сеть уровня автоматизации, подключенную к центральному серверу BMS через IP-магистраль здания. Архитектура системы соответствует трехуровневой модели BMS: полевой уровень (датчики и исполнительные механизмы), уровень автоматизации (DDC-контроллеры) и уровень управления (центральные рабочие станции и веб-клиенты). Такая сегментация гарантирует, что локальное управление будет продолжаться даже в случае недоступности центрального сервера или сети.
Стратегии оптимизации HVAC включают оптимальный пуск и останов на основе температуры наружного воздуха и тепловой инерции здания, вентиляцию с регулированием расхода по потребности с использованием датчиков CO2 в обслуживаемых зонах, корректировку температуры охлажденной воды в зависимости от фактической потребности в охлаждении, а также корректировку температуры приточного воздуха. Система чиллеров управляется как единая интегрированная система с алгоритмами очередности включения, что максимизирует эффективность чиллеров за счет согласования количества работающих чиллеров с текущей нагрузкой, регулирования температуры воды в конденсаторе в зависимости от температуры по мокрому термометру и балансировки скорости насосов посредством регулирования перепада давления.
Интеграция систем освещения была реализована через шлюз BACnet к системе Philips Dynalite, что обеспечивает управление освещением по расписанию, коммутацию на основе присутствия и сбор дневного света в периметральных зонах. Счетчики электроэнергии были модернизированы с помощью коммуникационных модулей Modbus, что обеспечивает субучет электроэнергии на уровне арендаторов с автоматическим экспортом данных для выставления счетов. Сервер BMS работает на базе Desigo CC с веб-клиентом, который позволяет управляющим объектом осуществлять мониторинг и управление комплексом из любого браузера, при этом на дашбордах отображаются показатели энергоэффективности в реальном времени, параметры комфорта и статус оборудования.
Основные особенности архитектуры системы
- Контроллеры DDC Siemens с поддержкой BACnet/IP во всех зданиях
- Интегрированная оптимизация системы чиллеров с алгоритмами очередности включения, согласованными с нагрузкой
- Вентиляция с регулированием расхода на основе измерения концентрации CO2
- Алгоритмы оптимального пуска/останова и обучения с учетом тепловой инерции
- Интеграция шлюза BACnet с системами освещения, лифтами и пожарной сигнализацией
- Субучет электроэнергии на уровне арендаторов с автоматическим экспортом данных для выставления счетов
- Платформа управления Desigo CC с доступом через веб-клиент
- Масштабируемая архитектура, спроектированная с учетом добавления пятой башни
Параметры и конфигурация системы
| Платформа BMS | Siemens Desigo CC |
| Контроллеры DDC | 24 × компактных контроллера Siemens PXC |
| Общее количество точек BMS | 4,200+ (AI: 680, AO: 320, BI: 1,800, BO: 1,400) |
| Протокол связи | BACnet/IP / Modbus TCP / KNX |
| Управляющие рабочие станции | 2 × Desigo CC + 5 веб-клиентов |
| Шкафы управления | 8 × шкафов DDC в исполнении IP44 |
| Управляемые здания | 4 башни + торговый подиум + паркинг |
| Общая площадь | 180,000+ m² |
| Интеграция чиллеров | Carrier AquaEdge через шлюз BACnet |
| Интеграция систем освещения | Philips Dynalite через BACnet/IP |
| Счетчики электроэнергии | Более 120 субсчетчиков с интерфейсом Modbus |
| Экономия энергии | 25% (подтверждено после ввода в эксплуатацию) |
Основные компоненты и оборудование
Siemens PXC24 DDC
S55376-C125
Компактный DDC-контроллер BACnet/IP
Siemens PXC16 DDC
S55376-C122
DDC-контроллер для небольших зон
Сервер Desigo CC
S55801-Y120
Платформа управления BMS
Комнатный датчик QFA3171
S55720-S171
Комнатный датчик температуры/влажности/CO2
QBE3000 Давление
S55720-S121
Датчик дифференциального давления
Привод Siemens RAB11
S55720-S221
Привод заслонки для VAV-боксов
Маршрутизатор BACnet
S55801-Y115
Маршрутизатор BACnet/IP в MSTP
SITOP PSU100C
6EP1332-5BA10
Источник питания 24V DC для панелей DDC
Этапы проекта
Проектирование BMS
6 недельГрафик точек, последовательность операций, сетевой план
Производство панелей
4 недели8 панелей DDC собраны и протестированы
Программирование DDC
8 недельПоследовательности и графика HVAC, освещения и управления энергией
Интеграция сторонних систем
4 неделиКонфигурация шлюза для чиллера, освещения и лифтов
Монтаж
8 недельСогласовано с графиком строительства здания
Пусконаладочные работы
6 недельПроверка связей «точка-точка», верификация последовательностей, настройка
Период оптимизации
12 недельСезонная настройка, поддержка при заселении арендаторов
Обучение и передача в эксплуатацию
2 неделиОбучение персонала объекта, исполнительная документация
Измеримые результаты
Данные о производительности, верифицированные после завершения пусконаладочных работ системы и установившегося режима эксплуатации.
Подтвержденное снижение энергопотребления систем ОВиК
Температура поддерживается в пределах уставки ±1°C
Детализация энергопотребления на уровне арендаторов
Единая платформа для всего комплекса
До и после: количественное сравнение
| Показатель | До | После | Изменение |
|---|---|---|---|
| Потребление энергии HVAC | Базовый уровень (фиксированный график) | Подтвержденное снижение на 25% | −25% |
| Контроль температуры | Колебания ±3°C | Стабильные 23°C ±1°C | Более точный |
| Учет энергии | Только на уровне здания | Более 120 субсчетчиков арендаторов | Детализированный |
| Управление зданием | 4 отдельные системы BMS | 1 единая платформа | Консолидированный |
| Реагирование на обслуживание | Реактивное, по жалобам арендаторов | Предиктивное, автоматизированные оповещения | Проактивное |
Данные основаны на отчетах о пусконаладочных работах по проекту и длительных эксплуатационных измерениях. Название клиента предоставляется по запросу в рамках NDA.
Итоговый эффект
Поставленная система автоматизации превысила все целевые показатели производительности, указанные в контракте, обеспечив более высокую производительность, сниженное энергопотребление и повышенное качество продукции по сравнению с исходным режимом работы. Заказчик сообщил о полном возврате инвестиций в течение прогнозируемого срока окупаемости и с тех пор привлек SENTRADO для реализации дополнительных этапов расширения завода.
Есть похожий проект?
Если вам требуется полная миграция DCS, шкафы управления PLC по индивидуальному заказу или комплексное решение «под ключ», наши инженеры готовы помочь. Получите бесплатную консультацию и коммерческое предложение уже сегодня.