Kontynuując cykl artykułów opisujących systemy automatyki w obiektach sportowych „przeniesiemy” się teraz na najszybsze lodowisko w naszym kraju! Mowa oczywiście o pierwszej w Polsce krytej hali do łyżwiarstwa szybkiego, czyli Arenie Lodowej w Tomaszowie Mazowieckim.
Chociaż nazwa wskazuje na to, że mamy do czynienia jedynie z lodowiskiem, w rzeczywistości jest to nowoczesny obiekt sportowo-komercyjny. Oprócz krytego toru do łyżwiarstwa szybkiego są tu również: boisko do hokeja na lodzie, kort tenisowy oraz boisko do koszykówki, które w razie potrzeby staje się boiskiem siatkarskim. Natomiast w sezonie letnim lodowisko staje się torem do jazdy na rolkach i wrotkach. Poza tym w obiekcie organizowane są różne eventy, m.in. koncerty, dni sportu itp. Nad prawidłowym funkcjonowaniem instalacji w budynku czuwa system BMS przygotowany w oparciu o sterowniki WAGO z serii 750-880 oraz platformę BMS WAGO Visu Building.
Jak w każdym obiekcie sportowym, podstawowym założeniem dla BMS była integracja instalacji budynkowych (oświetlenia, wentylacji, ogrzewania, klimatyzacji, itd.) z instalacjami technicznymi (chłód lodowiska, hydrofornia) oraz systemami bezpieczeństwa. Do integracji systemów wykorzystano równolegle protokoły MODBUS IP, MODBUS RTU, Network Variables oraz funkcje przeglądarki WEB i serwer OPC. Całość obudowano przejrzystym interfejsem użytkownika, przygotowanym na bazie rzutu z góry obiektu oraz menu ekranowego, umożliwiającym operatorowi sprawne poruszanie się po instalacjach i weryfikowanie pojawiających się alarmów.
Krok pierwszy – oświetlenie i HVAC
Przygotowanie instalacji rozpoczęto od systemu sterowania oświetleniem. Oświetlenie zostało podzielone na pojedyncze obwody sterowane i kontrolowane przez system nadrzędny, które następnie zostały zebrane w grupy. Użytkownik ma możliwość wysterowania zarówno pojedynczego obwodu, jak i całej grupy w zależności od potrzeb. W przypadku oświetlenia hali istnieje również możliwość wywołania sceny świetlej, która definiuje natężenie oświetlenia oraz to, które obwody zostaną uruchomione.
Do systemu sterowania zostały dołączone układy wentylacji i klimatyzacji. Centrale wentylacyjne zamontowane w obiekcie wyposażono w sterowniki z modułem komunikacyjnym obsługującym protokół MODBUS RTU. Wszystkie centrale zostały podłączone do sterowników 750-880 i zwizualizowane w systemie nadrzędnym. System BMS umożliwia zbieranie parametrów pracy wystawianych przez centralę (temperatury, ciśnienie itp.), monitorowanie ewentualnych alarmów oraz zadawanie wartości temperatury i zmianę trybu pracy. Dodatkowo, wskazania wszystkich czujników temperatury są archiwizowane, a ich wartości można wyświetlić w dowolnym momencie, porównując wartości aktualne z danymi historycznymi. Podobnie wygląda sytuacja z klimatyzatorami, które zostały zintegrowane z systemem nadrzędnym poprzez bramkę komunikacyjną z protokołem MODBUS RTU. Dla systemu klimatyzacji przygotowano też specjalną maskę graficzną na planie architektonicznym budynku, która ilustruje miejsce montażu klimatyzatora oraz jego aktualny status. W znacznym stopniu ułatwia to obsługę i diagnozę rozbudowanego układu klimatyzacji poprzez BMS. System umożliwia oczywiście zdalną zmianę nastawy temperatury, wymuszenie prędkości wentylatora oraz zmianę trybu pracy klimatyzatora włącznie z obsługą jego żaluzji/lamel zamontowanych na nawiewie.
W dalszej kolejności do systemu BMS zostały podłączone rozdzielnice elektryczne, w których są na bieżąco monitorowane temperatury oraz stany wyłączników. System zbiera też informacje o stanie ochronników przepięciowych, statusie zasilaczy UPS oraz ich baterii. W module monitorowania instalacji elektrycznych znalazły się odczyty z analizatorów sieci i liczników. Wszystko jest na bieżąco archiwizowane. Wartości te mogą być wyświetlone w dowolnym momencie w formie wykresów (trendów) zarówno jako wartości bieżące, jak i dane historyczne. Taki sam sposób prezentacji pomiarów został zaadoptowany do wyświetlania parametrów pracy zasilaczy UPS oraz agregatu prądotwórczego, również podłączonego do BMS po protokole MODBUS RTU.
Lodu nie może zabraknąć
Najważniejszym układem połączonym z BMS jest układ chłodzenia tafli lodowiska. Dzięki przygotowanej wizualizacji operator ma możliwość ciągłego monitorowania temperatury lodu oraz stanu pracy siłowników zaworów, przez które przepływa czynnik roboczy. Ponieważ są to elementy kluczowe dla poprawnej pracy lodowiska, każde przekroczenie progowych wartości zmierzonych jest natychmiast monitorowane w systemie jako alarm krytyczny.
Jedynym układem, który został podłączony do BMS nie poprzez protokół komunikacyjna, a za pomocą wejść i wyjść cyfrowych jest zestaw hydroforowy. Sterowniki zbierają informacje o stanie pracy i awariach, a następnie przekazują je do systemu nadrzędnego. Pomimo uproszczonej metody komunikacji, układ ten również został zwizualizowany w BMS i jest na bieżąco kontrolowany.
BMS odbiera również sygnały z systemów bezpieczeństwa, tj. instalacji SAP, DSO, SSWiN, KD oraz instalacji tryskaczowej. Elementy te zostały dołączone przy pomocy modułów komunikacyjnych oraz modułów wyjściowych zgodnie z wymogami prawa UE, dając możliwość monitorowania stanu całego obiektu z poziomu jednego komputera (jednej aplikacji).
Aby zapewnić bezpieczeństwo, monitorowana jest również konstrukcja dachu. Ponieważ jest to układ „zamknięty”, który nie wystawia żadnych informacji do systemów nadrzędnych, został on wbudowany jako wewnętrzna strona WWW z wizualizacją stanu obciążenia dachu i elementów konstrukcji.
Implementacja systemu BMS została zakończona przygotowaniem harmonogramów pracy obiektu, które mogą być na bieżąco modyfikowane przez użytkowników. Harmonogramy dają możliwość kontroli i zadawania wartości do systemach oświetlenia, klimatyzacji i wentylacji.
Oczywiście użytkownik jest informowany o wystąpieniu ewentualnych usterek w obiekcie poprzez system alarmów uwzględniających alarmy bieżące oraz historyczne. Każdy alarm ma nadany priorytet, a jego usunięcie musi być potwierdzone przez operatora.
Dzięki temu, że wszystkie opisane parametry są stale zapisywane w bazie danych, użytkownik ma możliwość wygenerowania raportu za dowolny okres historyczny, z uwzględnieniem wartości oraz stempli czasowych.
Robert Wachowicz, WAGO.PL