Безопасность и автоматизация складских комплексов

В. Максименко
научный сотрудник Научно-образовательного центра информационных систем и интеллектуал

Статья опубликована в журнале "Алгоритм Безопасности" № 5, 2013 год

В последнее время четко определилась тенденция расширенного толкования безопасности, включающая в себя не только вопросы, связанные с традиционными системами безопасности, но и с инженерной устойчивостью и воздействием современных объектов на окружающую среду и людей, находящихся на этих объектах. С этой позиции ведущее место в обеспечении устойчивости объектов и снижения влияния на среду принадлежит автоматизированным системам управления зданиями (АСУЗ). В части использования АСУЗ накоплен достаточный практический опыт и разработана соответствующая нормативная база. Одним из основных нормативных документов является международный стандарт ISO 16484 «Системы автоматизации и управления зданиями». В части 1 этого стандарта рекомендовано применять для построения АСУЗ открытые технологии автоматизации зданий, к которым относят, в частности, технологии KNX, Lon-Works, BACnet и EnOcean. Все сказанное выше в полной мере относится к современным складским комплексам.

Основное преимущество применения открытых технологий автоматизации инженерного оборудования состоит в возможности организации эффективной эксплуатации объектов на их основе. При этом факторами, которые обеспечивают эффективную эксплуатацию объектов, оснащенных системами автоматизации и диспетчеризации, являются, в частности, следующие:

• возможность оперативной модификации и расширения системы диспетчерского управления в соответствии с развитием объекта;
• простой и удобный пользовательский интерфейс, позволяющий упростить процесс обучения персонала и обеспечить защиту от критических ошибок;
• наличие встроенного пакета пользовательской документации, сопровождаемого интегратором, упрощающего работу персонала в штатных и нештатных ситуациях;
• возможность реализации удаленного и распределенного мониторинга и управления, включая оперативную поддержку интегратором. По данным агентства RWAY интегральные эксплуатационные расходы на жизненном цикле объекта составляют 85 %, расходы по эксплуатации площадей $100-120 на м2 в год. При этом профессионально эксплуатируются только около 5 % зданий, из них новых объектов коммерческой недвижимости (Москва и Санкт-Петербург) - 50 %, что говорит об изменении отношения к эксплуатации новых объектов.

Следует отметить, что складские комплексы, как правило, представляют собой территориально распределенные объекты (ТРО). В соответствии с приводившимися оценками эффективности проектов и расходов на разных этапах жизненного цикла таких объектов, снижение эксплуатационных расходов является ключевым вопросом повышения их эффективности.

Для владельца складского комплекса, как правило, представляет интерес обоснование эксплуатационных затрат на стадии концепции строительства и управления, оптимизация существующих затрат на эксплуатацию ТРО, необходимость создания собственной службы эксплуатации или обоснование привлечения сторонней эксплуатирующей организации.

В качестве фактора повышения эффективности эксплуатации объекта выступает мониторинг состояния объекта и его инженерных систем, включающий мониторинг активного и пассивного износа. Это позволяет сократить количество капитальных ремонтов и продлить межремонтный период.

Автоматизированные системы вместе с инженерным оборудованием объекта представляют собой сложный инженерно-технический комплекс, требующий профессионального обслуживания. При этом отлаженный комплекс, обеспечивающий устойчивую работу и постоянное присутствие высококвалифицированного специалиста, оказывается нерентабельным. Для решения этой проблемы используются специальные пользовательские интерфейсы, позволяющие существенно снизить требования к оперативному обслуживающему персоналу.

Основные требования к системам автоматизации зданий с позиции пользователей (пользовательские интерфейсы) таковы:

• обеспечение компромисса между высокой технической насыщенностью здания и простотой управления, выражающегося в формировании интуитивно понятных и принципиально не требующих обучения интерфейсов;
• использование алгоритмов управления, обеспечивающих отсутствие негативных последствий при некорректных действиях пользователя и сбоях инженерных систем.

На автоматизацию возлагаются функции оптимизации взаимодействия инженерного оборудования объекта и управления, обеспечивающие:

• высокие экономические показатели объекта - энерго- и ресурсосбережение, снижение эксплуатационных расходов и страховых ставок;
• комфортную эксплуатацию объекта с развитой системой сервисов для всех групп пользователей;
• повышенную устойчивость объекта к техногенным и антропогенным воздействиям.

Повышение устойчивости функционирования объекта обеспечивается:

• применением отказоустойчивых алгоритмов эксплуатации объекта, снижающих или исключающих нештатные ситуации и их последствия;
• снижением страховых расходов за счет льготных условий страхования, применяющихся для оснащенных автоматикой объектов, и минимизацией страховых рисков;
• возможностью снижения нагрузки на инженерное оборудование за счет комплексного управления оборудованием здания, обеспечивающего запас по мощности и меньший износ оборудования и сетей. Отмеченные выше положения уже нашли свое воплощение в реализованных проектах диспетчеризации складских комплексов. В качестве примера можно назвать производственно-складской комплекс на окраине Москвы.

Данный проект включает системы автоматизации административно-бытового, производственного и складского корпусов комплекса (рис. 1). Все корпуса объединены в единую информационную сеть.

В рамках проекта системой диспетчеризации были охвачены следующие типы инженерного оборудования:

• автоматика общеобменной вентиляции;
• водяные тепловые завесы;
• управление воротами;
• управление отоплением склада (тепловые пушки);
• автоматика дымоудаления;
• автоматика теплового пункта с учетом тепла;
• автоматика дренажных приямков (АДП).

На рисунке 2 представлен реальный экран рабочего места диспетчера объекта, отображающий общее расположение корпусов объекта.

Диспетчер может выбрать на экране нужный ему корпус, проверить состояние инженерных систем и получить другие доступные ему оперативные данные. В случае возникновения нештатной ситуации на одном или нескольких корпусах подается сигнал тревоги, и соответствующие корпуса подсвечиваются красным цветом. Выбрав аварийный корпус, диспетчер может получить информацию об имеющей место нештатной ситуации и подсказку, какие действия необходимо предпринять. Система диспетчеризации автоматически фиксирует состояние контролируемого оборудования и действия оператора. В верхней части экрана видны кнопки «Карта», «Меню», «История» и «Аварии». С их помощью можно сориентироваться на объекте, выбрать нужную подсистему соответствующего корпуса, посмотреть изменение параметров оборудования во времени, а также аварии, происходившие ранее на данном оборудовании и на объекте. На рисунке 3 показан экран, отображающий работу системы приточной вентиляции. В верхней части экрана знакомая нам навигация. На экране видна сама система, причем в виде, близком к реальному, что помогает сориентироваться диспетчеру.

На экран выведены контролируемые параметры установки, а также аварийные табло в нижней части экрана, которые подсвечиваются красным цветом при аварии с подачей звукового сигнала. Работающая установка на экране анимирована, т.е. отображается движение воздушных потоков и вентиляторов во время работы.

На рисунке 4 показаны тепловые завесы производственного корпуса. Данный экран решен в таком же дизайне, как и предыдущий. Это позволяет упростить процесс обучения оператора и не отвлекать его внимание при переходе от одного экрана к другому поиском необходимой однотипной информации в разных зонах экрана. На этом экране изображение оборудования также очень близко к реальному прототипу, что упрощает работу в нештатных ситуациях.

Остальные упомянутые выше типы инженерного оборудования, охваченные на объекте системой диспетчеризации и автоматизированного управления, отображаются на экране аналогичным образом.

С точки зрения проектирования систем безопасности автоматизированная система управления инженерным оборудованием на базе СКС может нести функции единой системы обмена данными, в которую легко интегрируются дополнительные функции, такие как CCTV и СКУД. Это позволяет организовать необходимое количество рабочих мест операторов, распределить права доступа к ресурсам единой системы, обеспечить дублирование каналов обмена данными и мобильный доступ эксплуатационной службы. Такое решение позволяет, с одной стороны, сократить количество обслуживающего персонала, а с другой - сократить расходы на монтаж, эксплуатацию и дальнейшую модернизацию. Последнее особенно актуально на территориально распределенных складских комплексах, обслуживаемых одной бригадой, т.к. позволяет существенно повысить оперативность работы бригады и сократить время устранения неисправности, что непосредственно влияет на уровень устойчивости и безопасности объекта. Вместе с тем существенно снижаются эксплуатационные расходы. Ключевое значение здесь имеет применение открытых технологий автоматизации, упомянутых в начале статьи, т.к. оно позволяет с наименьшими затратами и на любом этапе интегрировать в систему разнородное оборудование, обеспечить высокую надежность функционирования всей системы, простоту ее обслуживания и независимость от исполнителя работ и поставщика оборудования. Подключение систем безопасности к системам диспетчеризации сегодня регламентируется соответствующими нормативными документами, которые существенно ограничивают возможность управления систем безопасности из единой системы диспетчеризации, однако интеграция этих систем в рамках существующих нормативных документов уже дает существенные преимущества за счет использования информации о состоянии датчиков систем безопасности в единой системе диспетчеризации. В тоже время наличие информации с датчиков инженерных систем, в частности температурных датчиков и датчиков загазованности, позволяет более точно определить факт возгорания, т.е. снизить вероятность ложных срабатываний. Например, в модельном ряду компании ESMI есть станции, имеющие на борту интерфейс технологии LonWorks, что позволяет непосредственно подключать ее к АСУЗ. Активно используется в зарубежном, особенно американском, оборудовании систем безопасности и контроля доступа технология BACnet. Учитывая, что эта технология широко использует IP-соединение, естественно выглядит интеграция с IP CCTV,что позволяет оперативно получать изображение из тревожной зоны и принимать обоснованное решение. Все это создает основания надеяться на то, что российская нормативная база также учтет международный опыт и интеграция систем управления инженерным оборудование и систем безопасности объектов существенно упростится.

Для того, чтобы оценить экономическую эффективность внедрения АСУЗ на объектах в части техногенной безопасности, можно привести следующий пример. В 14-этажном здании с подземной парковкой площадью 43 000 м2 в первый год эксплуатации за счет предотвращения различных нештатных ситуаций, вызванных некорректным обслуживанием, сбоями оборудования и т.п., а также за счет оптимизации работы оборудования удалось сэкономить более $200 000.

Подводя итог изложенному, можно отметить, что современный подход к интеграции в проектных решениях для складских комплексов включает в себя необходимость проработки концепции функционирования объекта для обеспечения его комплексной устойчивости. Использование систем автоматизации становится необходимым элементом в обеспечении комплексной безопасности объекта и качества предоставляемых сервисов.