82
Администрирование структурированной кабельной системы
предприятия АО «МСК Энерго» происходит следующим образом:
вносятся изменения в пассивную часть кабельной системы с
установкой кроссовых шнуров в коммутационных узлах;
устанавливается и подключается активное сетевое оборудование в
коммутационных шкафах;
устанавливается и подключается периферийное оборудование на
рабочем месте пользователя;
заполняются документации на внесенные изменения.
В процессе эксплуатации вносятся изменения во всех трех
экземплярах причем рабочие таблицы заполняются непосредственно в
процессе выполнения работ, а полные экземпляры изменяются после
окончания работ. Все записи выполняются аккуратно и разборчиво, и
должны отражать текущее состояние коммутационных узлов [20].
2.3 Выбор программное обеспечение для работы с BACnet
2.3.1 BACtalk для Windows
BACtalk для Windows – это программное обеспечение, которое
предоставляет возможности управления оборудованием здания с
персонального компьютера (операторского терминала). BACtalk для
Windows осуществляет связь с полевыми устройствами BACtalk, а также с
BACnet-совместимыми устройствами любых производителей через сеть
Ethernet, через последовательное соединение точка-точка (через модем или
нуль-модемный кабель). Характерной особенностью BACtalk для Windows
является расширенная графическая библиотека, предназначенная для
создания интуитивно ясных мнемосхем на рабочем месте оператора. Живая
трехмерная анимация и полноцветная графика дают оператору возможности
очень простого управления (показ-щелчок) данными в реальном времени.
Встроенные изображения, поэтажные схемы строения, специфического
оборудования систем ОВК – все это можно адаптировать для любого здания,
83
основываясь на растровых изображениях. Возможен импорт растровых
изображений из систем САПР и из других графических приложений.
BACtalk для Windows поддерживает полный диапазон функций,
включая определенные в BACnet расписания, регистраторы трендов (в
текстовом и графическом форматах), регистраторы потребления энергии,
ограничители потребления энергии, элементы Active X, регистраторы
действий обитателей помещения и операторов, управляющих системой.
Поддерживается механизм защиты от несанкционированного доступа
пользователей к ресурсам системы управления.
Таблица 2.1 – Характеристики локальных сетей
Тип
локальной
сети
Стандарт
Скорость
передачи
данных
Размер
пакета,
байт
Стоимость
Ethernet
ISO/IEC 8802-3
10–100 Mб/с
1 515
Высокая
ARCNET
ATA/ANSI 878.1
10–100 Mб/с
501
Средняя
MS/TP
ANSI/ASHRAE 135-
1995
0,156–10 Mб/с
501
Низкая
LonTalk
ANSI/EIA 709.1-A-
1999
4,8–1 250 кб/с
228
Зависит от
физического
носителя
2.3.2 VisualLogic
С помощью пакета VisualLogic создается алгоритм управления
системы BACtalk. Данное программное обеспечение имеет полноценную
графическую среду на базе MS Visio для разработки простым перемещением
функций из универсальной библиотеки. Одновременно с разработкой
программ создается и документация. VisualLogic может работать автономно
для разработки локальной логики или может быть вызван из пакета
диспетчерского управления BACtalk for Windows для создания сложных
алгоритмов распределенных систем управления и/или создания SCADA-
систем.
2.3.3 WEBtalk
Система WEBtalk автоматически считывает данные из системы
автоматизации здания и транслирует эти данные в web-страницы. Простой
84
вход пользователя через web-браузер дает вам доступ к данным системы.
Данные могут быть представлены в графической интуитивно понятной
форме. Для доступа к этим данным нужны соответствующие права доступа.
На рабочем месте обслуживающего персонала выбран стандартный web-
браузер, чтобы осуществлять полный контроль и мониторинг всех подсистем
обслуживаемого здания. Кроме того, используя в качестве клиентской
программы web-браузер возможно индивидуальное управление через
WEBtalk отдельными помещениями их арендаторами. Тем самым
исключается необходимость поддержки и обслуживания клиентской
программы со стороны сервисной службы здания.
Страницы WEBtalk имеют внешний вид, практически идентичный с
дисплеями данных BACtalk, поэтому персоналу на рабочих местах системы и
арендаторам не сложно с этим освоиться. Ядро интерфейса, которое они
будут использовать для контроля и мониторинга, настраивается так же, как и
интерфейс операторского терминала BACtalk.
Сердце системы WEBtalk – это WEBtalk IPort. Это сетевое устройство,
которое и транслирует данные системы автоматизации здания в web-
страницы. IPort – это аппаратура серверного класса, которая предназначена
для круглосуточной непрерывной работы без обслуживания. Это устройство
выключается при снятии питающего напряжения и вновь автоматически
включается при его подаче.
2.4 BACnet и системы безопасности
В настоящий момент основное внимание стандартных протоколов
систем безопасности уделено уровню считывателей (ABA, Wiegand) и
биометрической идентификации (BioAPI, BAPI, CDSA/HRS, CBEFF), а не
уровню взаимодействия между устройствами и уровню управления. Это
связано с политикой производителей в области систем безопасности, которые
настаивают на том, что закрытые протоколы обеспечивают больший уровень
безопасности, чем открытые системы.
85
С целью расширения применения BACnet в области систем
безопасности Комитет по разработке стандарта создал две рабочих группы.
Одна группа отвечает за разработку безопасных методов передачи и
шифрования данных, другая занимается расширениями BACnet,
специфичными для использования в системах безопасности. Как и по другим
направлениям развития, эта работа проходит в тесном взаимодействии с
разработчиками оборудования и конечными пользователями. В работе
произведено добавление в протокол элементов (объектов, сервисов, методов
шифрования), ориентированных на применения в области систем
безопасности, что позволит осуществить безопасную и надежную
интеграцию оборудования от разных производителей, как это уже произошло
в области автоматизации инженерных систем. В идеале, все системы в
здании будут обмениваться данными, используя один открытый протокол. То
есть владельцы зданий будут иметь возможность выбирать производителей
оборудования, основываясь на возможностях и сервисах, предоставляемых
их продукцией. Владелец будет свободен заменить одно оборудование на
другое без потери совместимости с уже установленными устройствами.
2.4.1 Системы пожарной безопасности
Автоматическая система пожарной сигнализации (АСПС) может
использовать BACnet более свободно, так как может представлять
критически важные данные только в режиме для чтения. Кроме того,
пожарные приемно-контрольные панели сами принимают решения в
соответствии с заложенными в них алгоритмами и, как правило, не
нуждаются в постоянной перенастройке и программировании. Поэтому
протокол BACnet уже получил поддержку производителей оборудования и
применяется в области пожарной уже в течение нескольких лет.
Для применения в пожарной сигнализации предусмотрены два
специальных объекта «Точка безопасности» (Life Safety Point Object) и «Зона
безопасности» (Life Safety Zone Object). В качестве «Точки безопасности»
может быть представлен пожарный детектор, ручной извещатель, сирена и т.
86
д. «Зона безопасности» может быть представлены в виде группы (коллекции)
«Точек безопасности » в выделенной зоне (например, несколько датчиков в
одном помещении). Когда эти объекты переходят в состояние тревоги, они
остаются в нем, пока их не сбросят. Для этих целей также был создан
специальный сервис, который производит сброс состояния тревожных
объектов.
Кроме того, для отображения модулей ввода/вывода, реле и т. д. могут
использоваться соответствующие стандартные объекты BACnet (объекты
«Цифровой вход» и «Цифровой выход»).
Таким образом, например, запросив свойство «Текущее состояние»
объекта «Точка безопасности», оператор может узнать, в каком состоянии
находится определенный датчик. Естественно, человеку не нужно делать это
каждый раз, чтобы проверить состояния всех датчиков (норма, тревога,
неисправность и т. д.). Обычно опрос происходит в автоматическом режиме.
Более того, для наиболее рационального использования сети в BACnet есть
специальные сервисы, которые позволяют клиенту (например, оператору или
какому-либо устройству) подписаться на уведомления от сервера (например,
пожарной станции, в которой находится отображение датчика в виде объекта
BACnet) об изменениях состояний объектов. Таким образом, каждый раз,
когда состояние датчика будет меняться, сервер будет отсылать сообщения
об этом клиенту.
Такая конфигурация позволяет приёмо-контрольным панелям
пожарной сигнализации интегрироваться с другими системами, используя
представление компонентов системы в стандартном виде.
В то же время вопросы поддержания целостности системы пожарной
сигнализации и ее защиты от сбоев в других системах здания — одна из
основных задач. Сегодня эта проблема решается использованием шлюзов для
изолирования систем пожарной сигнализации от влияния других систем. Все
компоненты системы пожарной сигнализации находятся на одной стороне
87
шлюза и общаются между собой на закрытом протоколе производителя
оборудования, точно так же, как это было до появления BACnet.
Шлюз обеспечивает путь для доступа к информации от системы
пожарной сигнализации для других систем здания и обеспечивает
необходимую защиту от вмешательства извне [21].
Сейчас на рынке уже есть достаточное количество систем,
поддерживающих стандарт BACnet. У одних этот интерфейс уже встроен
в приемно-контрольные панели. В других используется шлюз, который
собирает данные с нескольких панелей и преобразует их в стандартный вид,
доступный для других систем.
2.4.2 Контроль доступа
Применение BACnet в системах контроля доступа не столь очевидно.
В системах контроля доступа решения о предоставлении доступа и
изменение конфигурации контроллеров (например, список номеров карт для
прохода) постоянно выполняются с участием рабочей станции, что требует
безопасного обмена данными. Система контроля доступа нуждается в
перепрограммировании, когда меняется список карт для доступа или
изменяется расписание. Кроме того, информация о том, кто пришел или
покинул здание, также не может быть доступна посторонним лицам.
В марте 2006 года было опубликовано дополнение к протоколу,
которое положило начало развитию использования BACnet в области систем
контроля доступа. Стоить отметить, что уже на этом этапе идет тесное
сотрудничество с представителями ведущих компаний производителей
оборудования. Несомненно, еще предстоит проделать большую работу, но
уже сейчас можно сказать, что уже через некоторое время ее результатом
станет появление первых продуктов, поддерживающих BACnet.
Моделируется система контроля доступа средствами BACnet так: вся
система контроля доступа была разбита на набор связанных процессов и
интерфейсов между ними. Для управления правами и доступом была
88
выбрана концепция «Управление доступом на основе ролей» (role-based
access control), которая широко распространена в современных системах.
Это привело к созданию нескольких новых объектов в дополнение к
существующим. Для работы с ними также применяется стандартная
методика BACnet с использованием чтения и записи свойств.
Объект «Точка доступа» (Access Door Object) представляет
совмещенные и абстрактные характеристики контролируемой точки прохода.
Этот объект связан со всем оборудованием, которым оснащена точка
прохода, в том числе магнитный контакт, дверной замок, кнопка выхода,
считыватель и т. д. Кроме того, этот объект отвечает за генерацию тревог и
событий, которые происходят с точкой прохода. Точкой прохода может
являться как обычная дверь, так и шлагбаум и турникет. Используя свойства
этого объекта, можно узнать всю необходимую информацию о нем и т. д.).
Объект «Зона доступа» (Access Zone Object) представляет зону
безопасности, в которую можно попасть через определенный набор
(коллекцию) точек доступа (access points). Основная задача этого объекта —
обеспечить возможность подсчета числа людей в ней, определения порогов
для числа людей, которые могут одновременно находиться в ней, функции
отслеживания повторного использования карты (passback) и т. д.
Объект «Документ доступа» (Access Credential Object) представляет
собой контейнер, содержащий информацию для аутентификации. Причем он
может содержать как один, так и насколько параметров (например, номер
карты доступа и пин-код). Это необходимо, когда аутентификация
осуществляется сразу по нескольким параметрам.
Объект «Пользователь системы доступа» (Access User Object)
представляет любого человека или группу людей. Этот объект не вовлечен
напрямую в процесс аутентификации и авторизации, он используется для
информационных целей. Этот объект также содержит список объектов типа
«Документ доступа» (Access Credential Object), связанных с ним.
89
Процесс авторизации смоделирован объектом «Права доступа»
(Access Rights Object). Каждый такой объект представляет набор прав
доступа и привилегий. Например, доступ через все двери периметра (которые
представлены множеством объектов типа «Точка доступа») может быть
сгруппирован в один объект права доступа.
2.5 Обеспечение безопасности информации в структурированной
кабельной системе
Защита информации включает в себя комплекс мероприятий,
направленных на обеспечение информационной безопасности. На практике
под этим понимается поддержание целостности, доступности и если
необходимо конфиденциальности информации и ресурсов, используемых для
ввода, хранения, обработки и передачи данных. Информационная
безопасность – это защищенность данных и поддерживающей
инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий
естественного или искусственного характера, чреватых нанесению ущерба
владельцам или пользователям [22].
Исследование опыта проектирования, изготовления, испытаний и
эксплуатации автоматизированных систем говорят о том, что информация в
процессе ввода, хранения, обработки и передачи подвергается различным
случайным воздействиям.
Причинами таких воздействий могут быть: отказы и сбои аппаратуры,
помехи на линии связи от воздействий внешней среды, ошибки человека как
звена системы, системные и системотехнические ошибки разработчиков,
структурные, алгоритмические и программные ошибки, аварийные ситуации,
другие воздействия.
Для обеспечения информационной безопасности в работе
используются следующие методы:
источники бесперебойного питания;
пароли и шифрование;
защиту от вирусов с помощью специальных программных средств;
90
предупреждение кражи данных.
Также для обеспечения безопасности для пользователей установлены
определенные права доступа к каталогам и создадим группы для
предоставления доступа к общим сетевым ресурсам.
Выводы по разделу
В рамках главы составлена модель структурированной кабельной
системы для здания на основе протокола BACnet. СКС соответствует
принятым международным стандартам (ANSI/TIA/EIA-568-A и
ISO/IEC11801).
В данной работе выполнено обеспечение здания следующими
системами:
внутренняя компьютерная сеть и сети бесперебойного и
стабилизированного электропитания, объединенные в СКС,
коммутатор локальной компьютерной сети;
сервер локальной компьютерной сети;
контроль доступа;
система сингнализации;
система видеонаблюдения;
система автоматического контроля уровня освещенности;
система бесперебойного и стабилизированного электропитания;
система контроля микроклимата.
91
3 Экономическая часть
3.1 Оценка экономического эффекта от внедрения проекта
При внедрении структурированной кабельной сети на основе
протокола BACnet будут повышаться текущие эксплуатационные расходы,
однако, так как производительность труда служащих возрастет, то будет
происходить экономия фонда оплаты труда. Однако для обслуживания и
управления работой сети необходимо нанять специалистов, для чего
необходимо предусмотреть статью расходов на заработную плату [23].
Рассчитаем чистую экономию фондов оплаты труда после внедрения
проекта по формуле:
Э
фот
2
= Э
фот
– З
фот
, (3.1)
где Э
фот
– годовая экономия фондов оплаты труда,
З
фот
– затраты на заработную плату обслуживающему персоналу.
Годовая экономия от внедрения проекта определяется по формуле:
Э
фот
= N × H, (3.2)
где N количество станций, подключенных к сети;
H экономия фондов при подключения одной станции.
Ежегодная экономия фондов при подключении одной рабочей
станции определяется по формуле:
100
)100(
PCKX
H
, (3.3)
где Х – число служащих, пользующихся одной рабочей станцией
(обычно 2-4);
К – средневзвешенное число смен (1 - 2,5);
С – средние ежегодные затраты на одного сотрудника;
Р – относительная средняя производительность сотрудника,
пользующегося рабочей станцией (140 - 350%).
Расчет: Примем Х = 1, К = 1, С = 10 000 руб., Р = 200%. Имеем
ежегодную экономию от подключения одной рабочей станции Н = 10 000
руб.