Integrovaný řídicí systém budovy ústředí České národní banky

Největší současná rekonstrukce v České Republice
Výstavba bankovní budovy, nacházející se poblíž staroměstské Prašné brány, byla ukončena v květnu 1942. Budova je hmotná a působivá stavba, navržená v mezinárodním stylu. Ve své době to byla nejmodernější a nejpřepychověji vybavená bankovní budova v Praze. Tepaná socha z měděného plechu "Génius se lvem", korunující stavbu, představuje symbol pokroku a liberalizace obchodu. Budova banky nebyla opravována ani významně rozšiřována po více než 50 let. Přestavba začala v květnu 1997 a kolaudace zrekonstruované budovy proběhla v lednu 2000. Rekonstrukce ústředí České národní banky svým objemem představuje největší současnou rekonstrukci v České republice.

Koncepce řídícího systému budovy
Požadavkem investora byla aplikace nejmodernějších dostupných technologií řídících systémů budovy včetně individuálního řízení místností a integrací různých subsystémů. Společnost Johnson Controls úspěšně realizovala integrovaný řídící systém budovy poskytující zákazníkovi možnost ovládání celého systému z jednotného centrálního řídícího pracoviště. Řídící systém budovy je založen na programovém vybavení a regulátorech systému METASYS z produkce Johnson Controls. Tento systém využívá veškerých výhod plynoucích z distribuované inteligence řídícího systému, umožňuje realizaci koncepce inteligentní budovy.

Implementace systému METASYS v budově ČNB se skládá z těchto hlavních komponentů:

Podrobnosti technického řešení
Funkce operátorských pracovních stanic
Celkem 5 stacionárních operátorských pracovních stanic v různých úsecích budovy má své úlohy rozděleny podle převažujících dispečerských funkcí v daném úseku. Ve skutečnosti jsou však přístupová a výkonná práva vázána na heslo každého operátora, který může mezi jednotlivými pracovišti přecházet a vždy má dostupnou stejnou část řídicího systému nezávisle na umístění pracovní stanice. To usnadňuje práci při výpadku některého pracoviště nebo při řešení krizové situace, kdy musí dispečeři různých úseků pracovat společně. Přístup ke všem datům řídicího systému zprostředkovává síť Ethernet spojující všechna pracoviště se síťovými řídicími moduly NCM. Do sítě je rovněž možné pro servisní práce zapojit další pracovní stanice, ať již stacionární PC nebo notebooky, počet pracovních stanic prakticky není omezen.

Prostřednictvím pracovních stanic je řešeno globální řízení technologického zařízení budovy, nastavení regulačních parametrů, editování a nahrávání řídicích programů a časových programů, sledování provozních a havarijních stavů, archivování provozních parametrů a stavů, analýza a optimalizace provozu budovy, je umožněna okamžitá reakce na vzniklé problémy a jsou zpracovávány informace nutné pro spolupráci dispečerského a servisního personálu.

Všechny pracovní stanice jsou typu OWS, jedna z nich je doplněna zastřešující stanicí M5, která umožňuje začlenění dalších komponent řídicího systému, jako je archivační server M-Historian pro správu historických dat s ODBC rozhraním. Data M-Historianu jsou přístupná z klientů jednotlivých dispečerských stanic pomocí SQL dotazů. To umožňuje tato data zpřístupnit řadě dalších programů jako je MS Excel, MS Access, Crystal Reports nebo prohlížeči trendových záznamů M-Trend.

Řešení integrací
EPS Esser se vyznačuje velkým počtem informačních bodů - integrováno je více než 1000 skupin hlásičů nacházejících se ve více než 400 požárních úsecích. Proto jsou použity 2 jednotky MIG a 2 moduly NCM. Pomocí programů vytvářených v jazyce JC-Basic jsou realizovány algoritmy, jež při vzniku úsekového nebo všeobecného požárního poplachu provádí následující akce: odstavování VZT, uzavírání protipožárních klapek, spouštění požárního větrání na chráněných únikových komunikacích, převádění výtahů do požárního režimu.

Integrace výtahů Otis umožňuje získat veškeré informace poskytované jejich řídicími jednotkami ICSS nezávisle na typu a provedení konkrétního výtahu. Každá osmice ICSS komunikuje s jednou jednotkou MIG. Tato integrace dále řeší ovládání výtahů při požáru nebo omezené dodávce elektrické energie.

EZS Philips poskytuje řídicímu systému řadu informací, potřebných pro uskutečnění vazeb mezi zabezpečovacím systémem a technickým zařízením budovy.

Integrace serveru systému řízení osvětlení Luxmate firmy Zumtobel umožňuje realizovat pružné technologické závislosti v rámci celého komplexu, včetně ovládacích a energetických funkcí a osvětlování určených prostor při alarmech ve vyhrazených zónách.

Jednotlivé zdroje chladu Trane jsou spojeny s řídicí jednotkou BCU, která komunikuje s jednotkou MIG. Integrace Trane umožňuje kromě rozsáhlé monitorování zdrojů chladu včetně ukládání historických dat a jejich analýzy.

Obdobně je řešena integrace klimatizačních jednotek výpočetních sálů Uniflaire, osazených řídicími moduly Carel.

Takto rozsáhlá integrace přináší řadu výhod. Umožňuje realizaci sofistikovaných algoritmů řízení budovy a složitých technologických vazeb mezi různými zařízeními. Vazby jsou flexibilní, jejich změna je možná úpravou programového vybavení bez zásahu do zapojení rozvaděčů. Všechny subsystémy jsou ovládány a monitorovány z jednotného operátorského prostředí nezávisle na výrobci, což usnadňuje a zrychluje zásahy obsluhy. Dále se zjednodušuje a zrychluje zaškolení obsluhy (školí se jeden řídicí systém). Významné je i to, že vlastnosti ústředního řídicího systému jsou pomocí jednotek MIG rozšířeny i na integrovaný subsystém (monitorování , povelování, omezování spotřeby, historie, správa alarmů a pod.). Integrace rovněž chrání minulé i budoucí investice a vylučuje nutnost zdvojovat snímače.

Řešení energocentra
Pro sledování a ovládání energocentra jsou použity pro standardní procesy vstupně/výstupní moduly XT/XP. Pro časově kritické procesy jako je měření čtvrthodinových maxim nebo vyhodnocování ztráty napětí v klíčových místech rozvoden pak rychlé moduly XTM/XPB. Algoritmizace energocentra řeší záskoky transformátorů, postupné zatěžování záložních dieselagregátů a odlehčování UPS při výpadku PRE. Zároveň jsou řešeny vazby na výtahy a zdroje chladu, které jsou ovládány v závislosti na množství energie, která je v daný moment k dispozici.

Řešení přenosových komunikací
Komunikační páteří systému Metasys je síť N1-LAN typu Ethernet s protokolem TCP/IP. Na kratší vzdálenost mezi počítači a síťovými řídicími jednotkami NCM je použit metalický kabel TP Cat 5. Dlouhé větve sítě N1-LAN tvoří proti rušení odolná optická kabeláž.

Pro spojení síťových řídicích modulů NCM s regulátory (tzv. sběrnice N2-Bus) je použito metalické vedení a komunikace probíhá podle standardu RS-485. Komunikace je důsledně chráněna přepěťovými ochranami na vstupu a výstupu každého rozvaděče. Na sběrnici jsou dále použity opakovače, které zajišťují kvalitní signál při velkém počtu zařízení, při velké délce segmentu sběrnice a umožňují rovněž větvení sběrnice včetně impedančního přizpůsobení různých typů kabelů.

Významným prvkem všech komunikačních kabelů vedených po budově je jejich bezhalogenové provedení a vysoká požární odolnost podle normy ČSN IEC 332.3A.

Řídicí funkce regulátorů
Pro řízení systémů topení, chlazení, větrání a klimatizace jsou použity rozšiřitelné digitální regulátory DX-9100. Pro individuální řízení místností (IRC), Fan Coilů a radiátorů jsou použity regulátory teploty TC-9102. Významnou vlastností obou typů regulátorů je jejich autonomnost v případě ztráty komunikace, technologické celky pak mohou pracovat samostatně a nezávisle na obsluze a dispečinku.

Regulátory plní následující hlavní funkce: ekvitermní řízení tepelných zdrojů, regulace teploty TUV, teploty topné a chladicí vody, teploty vzduchu v místnostech, regulace diferenčních a statických tlaků. Realizují rovněž havarijní funkce a odstavují nebo chrání zařízení při zaplavení, přehřátí média nebo strojovny, úniku plynu, minimálních a maximálních tlacích v systému.

Dále regulátory řeší řídicí algoritmy a časové programy, spouštění a odstavování zařízení, střídání kotlů a čerpadel, letní a zimní režim, denní a noční režim, noční vychlazování atd.

Individuální řízení místností IRC využívá rovněž signál o přítomnosti osob z infračerveného čidla a signál otevření oken, podle toho spouští nebo odstavuje klimatizaci místnosti. Zároveň mohou dispečeři tyto signály využít jako doplňkové zabezpečovací funkce v budově.

Kontakt:
JOHNSON CONTROLS INT.s.r.o.
Budějovická 5
140 00 PRAHA 4
tel: 26112 2929
fax: 26112 2950