Menu

Первый шаг на долгом пути


BMS (Building Management System), iRidium Mobile, KNX, DMX, Baku Crystal Hall

В январе 2017-го года наша компания выиграла тендер, проведённый со стороны “Baku Crystal Hall”. Одним из наших обязательств, в рамках подписанного договора, было создание единой системы по управлению внутренним освещением и внутренними жалюзийными воротами комплекса “Baku Crystal Hall”.  При этом, нам необходимо было соблюсти следующие условия: уложиться в рамки запланированного бюджета (1) и создать такую систему, работать с которой могли бы, в том числе, и сотрудники, не входящие в состав технического персонала (2).

Задача

Как известно, решения по управлению инженерными системами состоят из двух составляющих: аппаратной (сюда относятся контроллеры управления) и программной (серверное и пользовательское приложения).  На момент, когда мы приступили к работам, ситуация с внутренним освещением обстояла следующим образом:


  • Около 85% приборов освещения (прожектора, лампы и т.п.) были оснащены контроллерами управления, тогда как для оставшихся 15% – подобных контроллеров не было;
  • При этом, большая часть установленных контроллеров управления поддерживала исключительно протокол KNX, оставшаяся же часть – исключительно протокол DMX. Иначе говоря, контроллеры не работали по единому протоколу;
  • Для управления освещением использовалось программно-аппаратное решение, которое:
  • 1)  поддерживало лишь протокол KNX – а потому, не позволяло управлять контроллерами, работающими по протоколу DMX;

    2)  было реализовано в виде двух небольших сенсорных экранов, расположенных в отдалённых друг от друга технических помещения. Из-за этого рутинные операции, такие как включение и выключение света в той или иной зоне столь масштабного комплекса как “Baku Crystal Hall”, занимали неоправданно много времени (~15 минут) и могли быть осуществлены исключительно сотрудниками техперсонала (поскольку лишь они наделены правами доступа в технические помещения с высоким напряжением);

  • Внутренние жалюзийные ворота вовсе не были оснащены контроллерами управления.

С учётом всего вышеперечисленного, задачу сформулировали следующим образом:

Не выходя за рамки выделенного бюджета, дооснастить приборы освещения контроллерами и разработать новую простую в использовании программную составляющую, которая:

a)  будет поддерживать все необходимые протоколы;

b)  будет понятна даже для сотрудников, не входящих в состав техперсонала;

c)   позволит управлять освещением и воротами, находясь в любой точке комплекса “Baku Crystal Hall”.

Решение

Предварительный этап

Прежде чем приступить к работам, следовало определиться со средой разработки программной части. От идеи задействовать полноценную SCADA-систему отказались с самого начала, поскольку для решения рутинных операций её обширный функционал оказался бы избыточен и предоставил бы сотрудникам, не входящим в состав техперсонала, возможность осуществлять совсем не рутинные операции… Поэтому, в рамках этой конкретной задачи, мы предпочли использовать относительно простое решение. Рассмотрев несколько вариантов (в том числе и бесплатный “openHUB”), остановили выбор на iRidium Mobile, ввиду следующих преимуществ:

  • наличие встроенных драйверов основных протоколов, таких как KNX, HDL, AMX, Modbus, BACnet и т.д.;
  • возможность разрабатывать собственные драйвера, для управления оборудованием;
  • наличие готового мобильного приложения, в которое можно загрузить специализированный проект;
  • наличие большего количества дополнительных возможностей, в сравнении с бесплатными решениями.

Именно поэтому, мы решили выбрать iRidium, даже несмотря на то, что в нём отсутствует поддержка протокола DMX (естественно, мы предварительно знали, как сможем решить эту проблему).

 

Этап 1 – Создание интерфейса

Поскольку одним из условий являлось создание интуитивно понятного пользовательского интерфейса, мы заложили в его основу схему самого комплекса “Baku Crystal Hall”. Схема состояла из нескольких слоёв, каждый из которых соответствовал одному из уровней комплекса. Каждый слой, в свою очередь, отражал логические зоны, которыми было необходимо управлять.

Пользовательский интерфейс был реализован в двух версиях – одна для статичных панелей, другая для мобильных устройств. В качестве статичных панелей управления задействовали три широкоформатных сенсорных дисплея; их установили в общедоступных частях комплекса (доступ к функции управления был предварительно защищён средствами авторизации).

Интерфейс статичных панелей

Изображение 1 – Интерфейс статичных панелей

Мобильный интерфейс предназначался для смартфонов и планшетов. Благодаря наличию полного Wi-Fi покрытия, управлять освещением посредством мобильного интерфейса стало возможно в любой точке комплекса.

Мобильный интерфейс

Изображение 2 – Мобильный интерфейс

 

Этап 2 – Подключение KNX-оборудования

Работы данного этапа были достаточно просты. iRidium имеет встроенный драйвер для работы с протоколом KNX по IP, а потому, всё что нам потребовалось – это подключить KNX-шину к IP-сети, посредством имеющегося в наличии аппаратного шлюза, и прописать в интерфейсе адреса KNX-оборудования в соответствии с логическими зонами.

Уже на данном этапе мы сдали пользовательские интерфейсы в эксплуатацию, что с самого начала проекта значительно облегчило работу персонала, ведь в здании по протоколу KNX управлялась бо́льшая часть осветительного оборудования.

 

Этап 3 – Подключение DMX-оборудования

Работы данного этапа потребовали от нас определённой изобретательности. У Заказчика не было в наличии аппаратного шлюза для шины DMX, закупив же подобный шлюз мы бы вышли за рамки утверждённого бюджета. В результате поисков решения, мы остановили свой выбор на приобретении вполне доступных по цене Ethernet-контроллеров ArtNet-to-DMX. Следующим шагом предстояло «подружить» эти контроллеры с iRidium. Дело в том, что iRidium не имеет встроенной поддержки протокола ArtNet. Решением стал веб-сервер node.js, который обрабатывал команды, посылаемые с сервера iRidium посредством встроенного JavaScript, и конвертировал/перенаправлял эти команды на контроллеры ArtNet, используя соответствующую библиотеку (https://www.npmjs.com/package/artnet).

Схема взаимодействия пользовательского интерфейса с контроллерами ArtNet

Изображение 3 – Схема взаимодействия пользовательского интерфейса с контроллерами ArtNet

 

Этап 4 – Подключение осветительного оборудования, не оснащённого контроллерами

Как упоминалось в начале статьи, до 15% устройств освещения вовсе не были оснащены контроллерами управления. Закупить те же контроллеры, которые были изначально установлены для KNX и DMX-оборудования, не предоставлялось возможным из-за их дороговизны. Мы предпочли использовать контроллеры на базе процессора ATMega-2561, поскольку они наиболее стабильные и, при этом, поставляются по доступной цене. На данном этапе, мы вновь использовали встроенный JavaScript, для разработки драйвера управления новыми контроллерами по протоколу HTTP.

 

Этап 5 – Подключение жалюзийных ворот

Положительный опыт, полученный в ходе работ предыдущего этапа, склонил нас к тому, чтобы и для подключения жалюзийных ворот использовать контроллеры на базе процессора ATMega-2561. В целом, содержание работ было таким же, как и на этапе 4; а потому, их претворение в жизнь не было сопряжено с затруднениями.


Результат

Решение поставленной задачи, позволило добиться нижеперечисленных результатов:

  • Оперативность при выполнении задач по управлению освещением и внутренними воротами
    Результат был достигнут благодаря возможности осуществлять управление посредством мобильного интерфейса, находясь в любой – даже самой отдалённой зоне комплекса.
  • Упрощение задачи по управлению освещением, и возможность доверить её сотрудникам, не входящими в состав техперсонала
    Результат был достигнут благодаря интуитивно понятному пользовательскому интерфейсу и тому, что отпала необходимость входить в технические помещения, требующие специализированного доступа.
  • Сокращение расхода электроэнергии
    Результат был достигнут благодаря составленным нами сценариям, в соответствии с которыми осуществляется автоматическое управление освещением, а также благодаря реализованной нами функции таймера, позволяющей запланировать отключение освещения во всём комплексе или его отдельных зонах.

Увидев на деле преимущества использования Автоматизированной Системы Управления Зданием, руководство “Baku Crystal Hall” поручило нам рассмотреть возможность подключения и других инженерных систем к разработанному интерфейсу. А потому, решение поставленной задачи, оказалось лишь первым шагом на долгом пути, который нам ещё предстоит пройти…

Фарид Ахмедзаде, 
Инженер по Автоматизированным Системам Управления Зданием

P.S.: Ниже, предоставляем вашему вниманию небольшой промо-ролик, посвящённый рассказанному.