Nowoczesna szyna komunikacyjna pozwala na stosowanie inteligentnych systemów grzewczych, wentylacyjnych, klimatyzacyjnych i sanitarnych.


W niedawno przekazanym do użytkowania obiekcie Migros Rheinfelden w Szwajcarii zastosowano siłowniki przepustnic i zaworów klasy MFT firmy Belimo sterowane poprzez szynę MP.
Korzyści: mniej kabli, mniej zacisków, mniejsza liczba punktów danych. Dzięki temu ulega skróceniu czas montażu instalacji elektrycznej, maleje też liczba pomyłek przy podłączaniu okablowania, jak również jest możliwy szybszy rozruch systemu. Co równie ważne, zastosowanie szyny MP pozwala zwiększyć funkcjonalność systemu oraz obniżyć jego koszt.
20. lutego 2003 koncern Migros otworzył w Rheinfelden obiekt handlowy z supermarketem i restauracją. Ponadto, w nowo otwartym budynku znajduje się drogeria oraz kiosk. Na 1. piętrze znajduje się też szkoła muzyczna Rheinfelden/Kaiseraugst.

Nowoczesna technologia uwzględniona już na etapie przetargu

Tak jak każdy supermarket, również ten obiekt wymagał zaprojektowania i wykonania rozbudowanych systemów obejmujących ogrzewanie, wentylacje, instalacje sanitarne, klimatyzację, chłodzenie oraz wykorzystanie ciepła odpadowego. Wymagania wstępne inwestora były ściśle związane z wielkością obiektu i uwzględniały zagadnienia dotyczące oszczędnego zużycia energii. W celu zagwarantowania racjonalnego sterowania wszystkimi systemami położono nacisk na podłączenie ich do jednego systemu automatyki budynku. Aby uniknąć związania się z tylko jednym dostawcą, szczególną uwagę zwrócono na zastosowanie otwartych systemów i standardów.
Koordynator systemów automatyki budynku już w swojej pierwszej prezentacji zwrócił uwagę na nową szynę MP i współpracujące z nią siłowniki Belimo, jak również przekonał inwestora (firmę Migros) do zalet komunikacji cyfrowej (patrz ramka 1). Między innymi wskazał, że dzięki zastosowaniu nowej technologii można obniżyć koszt instalacji elektrycznej. Mianowicie, można zredukować okablowanie, liczbę zacisków, jak również długość połączeń i liczbę elementów sterujących do klap przeciwpożarowych. Do jednej pętli szyny MP można podłączyć do ośmiu siłowników. Ponadto, dzięki szynie MP do każdego siłownika można podłączyć jeden czujnik analogowy lub przełącznik. Powyższe zalety zostały uwzględnione przy ocenie ofert przetargowych. Na dostawcę regulatorów wybrano firmę SAIA Burgess Controls AG, ponieważ jest znaczącym producentem programowalnych sterowników do systemów automatyki budynków i oferuje 2 różne interfejsy szyny MP wraz z obszerną biblioteką oprogramowania. Regulatory SAIA umożliwiają podłączenie do fizycznego punktu danych szyny MP maksymalnie 24 analogowych punktów danych.
Szyna MP zapewnia więc znacznie większą funkcjonalność systemu przy jednoczesnym, znacznym obniżeniu kosztów. Pozwala też ograniczyć nakłady związane z rozruchem i utrzymaniem, ponieważ umożliwia bezpośredni dostęp do poszczególnych siłowników z poziomu systemu. Ponadto, systemy z szyną MP mogą być zdalnie serwisowane.

Płaszczyzna zarządzania

System automatyki budynku do obiektu Migros Rheinfelden został wykonany przez firmę Viscom AG z Affoltern a. Albis, która współpracowała już z koncernem Migros przy realizacji wielu innych projektów. Schemat systemu automatyki budynku przedstawiono na Rys. 2. Jako urządzenia wejścia/wyjścia zastosowano systemy SAIA PCD2 SPS oraz moduły wejścia/wyjścia MIDI-RIO. Regulatory SPS komunikują się poprzez uznaną i niezawodną szynę SAIA-S. Do rozruchu, obsługi oraz kontroli systemu zastosowano komputer PC w obudowie przemysłowej ze zintegrowanym ekranem dotykowym, który zainstalowano w centrali wentylacyjnej (Rys. 3). Jako system zarządzania umożliwiający monitorowanie oraz wizualizację zastosowano oprogramowanie Visi+ firmy Saia Burgess Controls. Przesyłanie danych między komputerami PC odbywa się poprzez sieć Ethernet.
System zarządzania Visi+ zapewnia dostęp do ok. 30 rysunków obiektu, list komunikatów o awariach, funkcji pomiaru zużycia energii, trendów i mini-trendów urządzeń nastawczych, jak również umożliwia zdalną obsługę (Rys. 4).

Płaszczyzna systemowa

Zainstalowano 14 pętli szyny MP, do których w podłączono 122 siłowniki i czujniki. Po raz pierwszy zastosowano 18 klap przeciwpożarowych przystosowanych do współpracy z szyną MP, dzięki czemu można było znacznie ograniczyć nakłady na okablowanie i montaż.
Wszystkie 24 siłowniki do przepustnic, 3 regulatory przepływu objętościowego VAV oraz 26 siłowników do zaworów są wyposażone w interfejsy szyny MP. (Rys. 5)
Innowację stanowi zastosowanie cyfrowego czujnika ciśnienia różnicowego, temperatury i wilgotności typu SDP24-T-H-MP. Dzięki temu trzy wielkości są mierzone przez jeden czujnik, który jest pojedynczym, fizycznym punktem danych. W przypadku ciśnienia zakres pomiarowy tego czujnika wynosi 0 do 3200 Pa, a rozdzielczość 0,1 Pa. (Rys. 6)
Zastosowano trzy regulatory PCD2.M170 firmy Saia Burgess, w których zainstalowano łącznie 7 kart interfejsu szyny MP typu PCD2.T500. Każda z kart może obsługiwać po 2 odgałęzienia szyny z 8 siłownikami każda (patrz Rys. 2). Modułowa platforma sterowania PCD2 oraz liczba zastosowany kart interfejsu umożliwiała podłączenie 122 siłowników i czujników. Do adresowania i sterowania poszczególnymi siłownikami firma Saia Burgess dostarczyła specjalnie w tym celu opracowaną bibliotekę funkcji, która jest dostosowana do potrzeb oraz informacji udostępnianych przez siłowniki.

Duża elastyczność szyny MP

Do szyny MP można bez problemów podłączać czujniki pochodzące od różnych producentów. Dzięki temu otwieranie bramy jest sterowane przez odgałęzienie szyny MP zastosowanej w systemie grzewczym, wentylacyjnym i klimatyzacyjnym. Pętla ta przebiega w pobliży urządzeń sterujących bramą, dlatego czujniki współpracujące z bramą mogły zostać podłączone do szyny MP. Tam, gdzie nie zastosowano siłowników z interfejsem szyny MP, analogowe i cyfrowe sygnały mogą być przekazywane do szyny MP poprzez moduł wejścia/wyjścia UST-3.

Inny przykład elastyczności szyny MP

Za pośrednictwem szyny MP podłączono do systemu automatyki budynku następujące urządzenia systemu grzewczego, wentylacyjnego i klimatyzacyjnego piekarni, która znajduje się w omawianym budynku:
• z pieca,
• przycisk wentylacji,
• czujnik ciśnienia różnicowego,
• sygnalizację,
• czujnik temperatury.

Okablowanie

Szyna MP nie wymaga zastosowania okablowania spełniającego szczególne wymagania. Ponadto linie szyny nie muszą być zakończone rezystorami końcowymi. W celu ułatwienia prac montażowych, coraz częściej stosuje się kabel taśmowy multibus 48 z łącznikami kablowymi firmy Woertz. Do jednego łącznika kablowego można podłączyć bezpośrednio siłownik z interfejsem szyny MP, jak również czujnik. (Rys. 7)
Z zastosowania kabla taśmowego multibus 48 wynikają następujące korzyści: zmniejszenie liczby pomyłek przy wykonywaniu połączeń, zmniejszenie zagrożenia pożarowego, jak również ograniczenie liczby kanałów/tras kablowych.

Podsumowanie

Przemyślane i profesjonalne zastosowanie nowoczesnej szyny komunikacyjnej przynosi korzyści wszystkim stronom zaangażowanym w realizację projektu: inwestorowi, projektantom, integratorom systemów oraz użytkownikowi.
Zapewnia większą funkcjonalność, podwyższony komfort i elastyczność, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów.
Firma Migros, jako nowoczesny inwestor i użytkownik obiektu, doceniła zalety szyny komunikacyjnej MP.

Szyna MP opracowana przez firmę Belimo Automation AG

Siłowniki Belimo klasy MFT z interfejsem szyny MP już na pierwszy rzut oka odróżniają się od siłowników konwencjonalnych. Można je równie łatwo montować, podłączać, jak również użytkować. Elementy decydujące o zaletach siłownika znajdują się pod jego obudową: cyfrowe sterowanie ze zintegrowanym interfejsem szyny MP sprawia, że siłowniki są przystosowane do współpracy z szyną komunikacyjną i zapewnia dodatkową funkcjonalność. Dzięki tym siłownikom, urządzenia takie jak przepustnice, boksy VAV, zawory grzybkowe, czy czujniki, można w niedrogi sposób połączyć w sieć, jak również zintegrować je z systemem automatyki budynku.
Za pośrednictwem regulatora DDC lub SPS z interfejsem szyny MP (np. SAIA PCD2) lub przy użyciu łącza MP/LON siłowniki podłączone do szyny MP (maks. 8 siłowników) można połączyć z siecią LonWorks® a przy użyciu łącza MP/EIB z siecią EIB. Szczególna zaleta: Do każdego siłownika z interfejsem szyny MP można podłączyć konwencjonalny czujnik, np. temperatury, czy wilgotności. Siłownik z interfejsem MP przetwarza analogowe sygnały z czujnika na postać cyfrową i przesyła je do szyny MP.
Siłowniki z interfejsem szyny MP mogą odbierać zarówno polecenia, jak również wysyłać do systemu zarządzającego szczegółowe informacje, np. o bieżącym położeniu przepustnicy, stanie siłownika, itp. Wniosek: szyna MP pozwala znacznie zmniejszyć ilość okablowania przy jednoczesnym zwiększeniu funkcjonalności systemu.
BELIMO







Rysunki:
Rys. 1. Szklana wieża jest charakterystycznym elementem nowego budynku MM w Rheinfelden.
Rys. 2. Podstawowy schemat systemu automatyki budynku w obiekcie MM Rheinfelden.
Rys. 3. Elementy systemu automatyki budynku: SAIA-SPS-PCD, przemysłowy komputer PC z ekranem dotykowym, przełącznik sieci Ethernet oraz modem do zdalnej obsługi.
Rys. 4. Wizualizacja systemu wentylacyjnego w sklepie – oprogramowanie Visi+
Rys. 5. Siłowniki Belimo do zaworów i przepustnic komunikują się poprzez szynę MP.
Rys. 6. Czujnik ciśnienia różnicowego, temperatury i wilgotności typu SDP24-H-T-MP.
Rys. 7. Kabel taśmowy multibus 48 firmy Woertz, bezpośrednie podłączanie siłowników i czujników.