zaškolený soused, který v případě poruchy volá servisní firmu. V řadě případů si ale družstva nebo SVJ zpříjemňují život: jejich kotelny jsou monitorovány na dálku, takže servisní organizace se o poruše dozví dříve, než se výpadek stačí projevit na komfortu obyvatel – nebo dokonce než vlivem poruchy vzniknou další škody. Podívejme se, jak takový systém pro dálkový monitoring vypadá.

Co je u technologií
V kotelně nebo strojovně je rozvaděč, který obsahuje regulátory (též procesní stanice, podstanice), které snímají signály z čidel a dalších vstupů a zpracovávají je v regulačních algoritmech. Zde se odehrává např. hlídání hladin, dopouštění, regulace odčerpávání kondenzátu, ekvitermní regulace, řízení kotlů atd. Výstupními signály jsou řízeny tzv. akční členy, tedy čerpadla, ventily, klapky, které pak technologický proces ovlivňují. Dále se pomocí displeje a klávesnice nebo ovladačů nastavují vnitřní proměnné systému – požadované hodnoty, ekvitermní křivky, alarmové meze, časové programy atd.

Podstanice mohou být již z výroby pevně naprogramované pro nějakou regulační úlohu a nastavují se u nich jen parametry. V tomto případě je třeba přesně dodržet doporučené zapojení a technologické schéma, jinak regulace nemusí fungovat správně. V případech, které nelze standardními aplikacemi pokrýt (a to je díky kreativitě projektantů převážná většina instalací), se nasazuje volně programovatelná regulace (direct digital control, DDC, někdy též programmable logic control, PLC). Zde je tvorba softwaru plně v kompetenci technika, který zařízení programuje a uvádí do provozu.

Pro dálkový monitoring je ale potřeba zpřístupnit naměřené a vypočítané hodnoty nějaké vyšší úrovni - na dispečink. Tam se žádné automatické řízení neodehrává, ačkoli i zde, na centrále, mohou být v některých případech řídicí algoritmy použity – například při regulaci tlaku v síti dálkového vytápění.

Provozní dispečink
Na dispečinku se většinou také shromažďují historická data, tedy měřené hodnoty vzorkované v čase, třeba každých 5 minut. Zaznamenávají se i alarmy a události, ke kterým v systému dochází. Tyto záznamy jsou důležité jednak pro rychlou diagnostiku a odstraňování poruch a řešení bezpečnostních situací, jednak pro dlouhodobou optimalizaci systému, která by měla vést k úsporám energie a prodloužení životnosti komponent.

Pomocí řídicí stanice (a tedy přehledu o technologiích a jejich porovnávání) by měl provozovatel mimo jiné dosahovat úspor energie. Navzdory marketingovým textům v letácích dodavatelů systému však bohužel platí, že sebelépe vybavená stanice s třírozměrnou animovanou grafikou atd. je pouze nástrojem v rukou dispečera nebo energetika a jedině v případě, že je správně používána, může přinést správný efekt. Při optimalizaci chodu budovy totiž vždy hledáme kompromis mezi komfortem a výší nákladů, a zatímco megajouly nebo koruny jsou objektivní jednotky, míru komfortu uživatel nebo provozovatel hodnotí sám. Družstvo nebo SVJ obvykle vyžaduje spolehlivou dodávku TUV a během topné sezóny vhodně nastavené topné křivky – při zásazích do topného systému nebo stavebních úpravách (izolace) by měl projektant přepočítat tepelné ztráty a podle toho změnit parametry regulace, včetně případného hydronického vyvážení systému.

Komunikace
Mezi podstanicemi a dispečinkem je samozřejmě komunikační linka, po níž se data přenášejí. Dříve se využívalo telefonní spojení, dnes již prakticky jen GSM nebo Internet. Použitá technologie závisí na místních podmínkách, použitém systému, přání investora a požadavcích na rychlost a spolehlivost přenosu. Výhodou je, má-li objekt centrální síťové rozvody, pak nebývá problém instalovat další zásuvku a využít stávající konektivitu. U připojení s GSM modemem je nutné zkontrolovat, zda je v kotelně signál (místnost bývá v suterénu).
Velmi důležitým bodem je nastavení sítě tak, aby dispečink mohl navázat s kotelnou spojení. To zařizuje poskytovatel připojení. Pokud není možné poskytnout veřejnou pevnou IP adresu nebo alespoň namapovat některé porty, musíme zvolit systém, který sám dokáže vytvořit spojení na dispečink nebo na tzv. komunikační proxy server, který slouží jako propojovací článek mezi kotelnou a dispečinkem. Kotelna pak navazuje pouze odchozí spojení, takže bezpečnost sítě zvnějšku není ohrožena – není nutné povolovat spojení z Internetu dovnitř místní sítě. Pro spojení je použit protokol http na TCP portu 80, takže komunikátor se z hlediska firewallu tváří jako běžný počítač, prohlížející si webové stránky. Na serveru jsou pak data vyhodnocována a při splnění daných podmínek (nízký tlak, teplota mimo meze, sepnut alarmový kontakt atd.) je vyslána SMS zpráva nebo e-mail předem definovaným příjemcům. Spolehlivost je zde zaručena pravidelnou kontrolou spojení: pokud se komunikátor nehlásí po delší než definovanou dobu, je též vysláno alarmové hlášení. Tímto způsobem se dodavatel může dozvědět o možných potížích dříve, než jeho zákazníci. Někdy se využívá i sítě VPN - vybrat vhodný způsob komunikace pomůže dodavatel řešení, který nejlépe ví, co jeho systém dovede nebo nedovede.

Schéma komunikace pomocí proxy serveru

Zákaznický přístup
Často je ale žádoucí, aby k technologii měli přístup kromě servisní firmy i obyvatelé domu – jednak pro informaci, že je všechno v pořádku, jednak i pro možnost sledovat spotřeby a podle toho upravit své chování nebo požádat o změnu nastavení systému. Tento přístup probíhá přes webový prohlížeč, a to buď na webový server dispečinku, nebo přímo do komunikační jednotky v kotelně přes vnitřní síť domu. Samozřejmě je možné nastavit i přístup zvenku, takže kdokoli si může třeba z dovolené zkontrolovat, zda již mu doma začala topná sezóna nebo zda letní odstávka teplé vody skončila podle plánu.

Webové rozhraní pro zákazníky sítě výměníkových stanic v Čelákovicích

Používání standardních technologií, mezi něž webový přístup patří, přináší pro projektování a instalace značné zjednodušení, na druhou stranu ale zvyšuje bezpečnostní rizika – i toto je třeba mít na paměti a dodavatel musí být schopen tyto aspekty zhodnotit a navrhnout přiměřené řešení, které zajistí rozumnou míru zabezpečení.

Hardware a software
Jak tedy taková procesní stanice vypadá? Může se jednat o různé případy:

• Regulace kotelny nebo TČ již výše popsané schopnosti má, nebo je lze doplnit přidáním komunikační karty či podobného rozhraní. Problém může nastat na dispečinku, který musí spravovat více objektů, které nejsou vždy vybaveny regulací od jednoho výrobce.
• Regulace komunikaci po síti neumožňuje. Pak je někdy možné použít podstanici naprogramovanou jako komunikační převodník, tedy zařízení, které vyčítá data z regulátoru a vysílá je na síť a zároveň může sloužit i jako webový server. Převodník představuje řádově nižší náklady, než výměna regulace. Zároveň s ochranou investic je výhodou to, že regulátory různých výrobců se na dispečinku „tváří“ stejně, protože převodník jejich data převede na jednotný komunikační protokol.
• U jednodušších zařízení nebo tam, kde regulace neumožní komunikovat, se s převodníkem použijí vstupní moduly pro měření teplot, tlaků a sběr havarijních a provozních signálů. Stávající zařízení se tak „obloží“ komunikativním systémem, který jen paralelně odečítá důležité veličiny a převádí je na webový server nebo na dispečink.
• Při rekonstrukci kotelny se do podstanice vytvoří regulační software, který jednak řídí kotelnu, jednak zajišťuje přenos dat na dispečink. Podstanice je doplněna příslušným počtem vstupních a výstupních modulů a plně přebírá funkce původního regulátoru.

Procesní stanice – regulátor - s webovým serverem

Technicky pokročilé stanice obsahují rozhraní pro integraci dalších systémů. Jedná se obvykle o sériovou linku, na kterou je napojena sběrnice s měřiči tepla a vody (M-Bus) nebo další technologický celek (chlazení, regulace kotle, klimatizační systém VRV, osvětlení, spotřeby energií, bezpečnostní centrála...) buď pomocí některého standardního protokolu (Modbus, BACnet) nebo firemním protokolem (například Buderus, Saia, Landis & Gyr a další). Výhodou takového řešení je sjednocení hodnot z více systémů na jednu řídicí stanici – společné ovládání, záznam hodnot a přenos na dispečink, někdy se data z integrovaného systému používají i pro optimalizaci výroby tepla, chladu atd. Výsledkem je vyšší informovanost uživatelů, lepší podmínky pro servis zařízení a úspory energií.

Ing. Jan Vidim, Domat Control System
jan.vidim@domat.cz

http://domat-int.com/