Intelligenta lösningar för integration av tekniska tjänster på sjukhus Ronny Scherf. Product Marketing Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH

Transkript

1 Ronny Scherf Product Marketing Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH Intelligenta lösningar för I Europa står fastigheter för 40 procent av den totala energiförbrukningen. Särskilt sjukhus förbrukar mycket energi. Därför finns där även stora möjligheter att optimera processer och spara stora mängder energi. De stora kostnaderna som är relaterade till energi, installation och underhåll kan minskas betydligt med hjälp av intelligenta, integrerade fastighetssystem för bland annat värme, ventilation, luftkonditionering och belysning.

2 Energin till sjukhusen kommer från flera olika energikällor (olja, naturgas, kol och förnybara energikällor) och används i olika delar av fastigheten i form av värme (uppvärmning och ventilation), kyla (luftkonditionering, kylrum och operationssalar) och elektricitet (drift av medicinska och tekniska system, utrustning, belysning och hissar med mera). Mest energi går det åt till uppvärmning, ventilation och belysningssystem. Erfarenheterna visar att ett genomsnittligt centraleuropeiskt sjukhus kan minska sin totala energiförbrukning med upp till 20 procent genom att effektivisera de aktuella systemen = Uppvärmning 2 = Belysning 3 = Kylning 4 = Övrigt 5 = Varmvatten Bild 1: Fördelning av energiförbrukning i sjukhus (källa: ECN 2002)

3 Optimering för ökad energieffektivitet Värme- och ventilationssystemens energieffektivitet kan förbättras på flera sätt. Först bör man kontrollera att värmeproduktions- och värmedistributionssystemen styrs effektivt. Kontrollera även att temperaturstyrningen fungerar i enskilda rum. Använd specialanpassade tidsprogram för att säkerställa att det är rätt temperatur på rätt plats och vid rätt tidpunkt. Luftkvalitetsstyrningen ska också kontrolleras. Använd intelligenta närvarobaserade system för att undvika att rum som inte används värms upp, kyls ned eller ventileras i onödan. Systemet använder rörelsesensorer för att säkerställa att energin endast används där den verkligen behövs. Åtgärder som sänker energiförbrukningen Värme/ventilation Belysning Integration Effektiv styrning av värmeproduktion och värmedistribution samt temperatur i enskilda rum Luftkvalitetskontroll Optimerade tidsprogram Intelligenta närvarobaserade system i rummen Närvarodetektering (rörelsesensorer) Automatiska belysningssystem med rörelsesensorer och konstant ljusreglering Tidsprogram för belysningsscenarier Integration av värme-, ventilations- och belysningssystem och andra eldrivna system och enheter Bild 2: Energibesparande åtgärder. Automatiska belysningssystem med rörelsesensorer och konstant ljusreglering minskar den belysningsrelaterade energiförbrukningen. Alla angivna åtgärder sänker förbrukningen betydligt. Genom integrerad styrning av de olika systemen kan förbrukningen minskas ännu mer. Integrationen innebär att värme-, ventilations- och belysningssystemen och andra eldrivna och elproducerande system och enheter styrs tillsammans. För att det ska fungera måste en stor mängd information utbytas mellan de olika tjänsterna. Det utbytet underlättas av en intelligent integrationslösning som är både prisvärd och enkel att installera.

4 Intelligent integration på Nordlandssykehuset i Norge Nordlandssykehuset i Bodø i Norge är ett bevis på att en modern integrationslösning kan förbättra energieffektiviteten betydligt. Alla processer på sjukhuset, från programmering till driftsättning implementerades med ett standardprogramverktyg. Sjukhusets belysningssystem (DALI), nätverksstyrenhet (BACnet), separata rumsstyrenheter, rumskontrollenheter (LON), gas-/luftkompressorer samt kylanläggningar (Modbus) integrerades i ett och samma system. Alla tjänster anslöts till huvudkontrollenheten och kan därmed styras centralt. Projektteamet (CentraLine-partnern GK Norge AS) var extra noggranna när de integrerade belysningen i fastighetens automationssystem. Kraven på installationen var många. Den skulle vara öppen, flexibel, transparent, intelligent och framtidssäker. Det var särskilt viktigt att undvika en fristående lösning och att det gick att anpassa systemet efter användarens beteendemönster. För operatörerna var det dessutom mycket viktigt att installationskostnaderna inte var högre än kostnaden för en standardlösning. Och det måste finnas tydliga funktionsmässiga fördelar. CentraLines partner valde därför ett modernt integrationssystem. Bild 3: Nordlandssykehuset (Bodø, Norge) har valt en intelligent lösning som ger en effektivare energibudget.

5 Intelligent integration i stället för gateway-lösningar CentraLines partner grundade sitt val på att gateway-lösningar (mycket specialiserade maskin- och programvarulösningar som omvandlar protokoll A till protokoll B) inte längre är den senaste tekniken, även om den fortfarande används i stor utsträckning. Den är dessutom komplicerad att installera, eftersom olika protokoll kräver olika gateways, och eftersom det krävs olika programvarupaket för att konfigurera varje lösning. Samtidigt är det krångligt att göra ändringar och förbättringar i systemet, eftersom man alltid måste ta hänsyn till hur hela systemet, inklusive alla gateways, påverkas. DALI gateways Bild 4: Gateway-lösningar är ineffektiva och kräver mycket underhåll.

6 Innovativa integrationsplattformar är mycket mer än bara protokollkonverterare. De kan användas för att konsekvent integrera olika bussystem i en totallösning utan att det behövs flera typer av maskinvara eller verktyg för gatewayinstallationer. En modern integrationsplattform måste fungera med många protokoll. Systemet CentraLine AX och integrationsplattformen HAWK (med webbgränssnitt och stöd för flera språk) är ett exempel på en optimal lösning. HAWK kan användas med alla större protokoll för fastighetsautomation utan att någon särskild anpassning måste göras, eftersom protokolldrivrutinerna för BACnet, LonWorks och Modbus redan ingår i standardpaketet för HAWK. Med HAWK blir konfigurationen av alla protokolldrivrutiner integrerad och transparent genom en vanlig webbläsare. (via ARENA AX ) DALI Bild 5: Integrationsplattformen HAWK fungerar som fastighetens hjärna. Integrationsplattformen är ett intelligent nav som ger åtkomst till alla fastighetens delsystem. Därifrån kan du utföra åtgärder i form av databehandling (till exempel programmerbar logik), datalagring (till exempel registrera energiförbrukningsmönster), datavisualisering och driftsupport samt bevilja fjärråtkomst till systemet. Med CentraLine AX blir kvaliteten och transparensen bättre när du installerar integrerade fastighetsautomationssystem. HAWK:s grafiska webbaserade användargränssnitt ger full åtkomst till alla systemfunktioner. Slutanvändaren får åtkomst till alla tekniska system (tjänster) från användargränssnittet. Allt är samlat på ett och samma ställe.

7 Praktisk integration på Nordlandssykehuset Integrationen av delsystemen på Nordlandssykehuset utfördes med hjälp av integrationsplattformen HAWK CentraLine. HAWK-systemen som är installerade i olika delar av sjukhuset har anslutits till en serverdator via BACnet och kan visualiseras och styras. Belysningssystemet integrerades i fastighetens automationsnät med hjälp av DALI-protokollet. En specialfunktion i lösningen är att driftdonen kan integreras direkt i plattformen. DALI-nätet konfigureras via HAWK med hjälp av elite-dali-komponenter (från CentraLines partner Control Network Solutions). Styrfunktionerna i HAWK kan anslutas direkt till DALI-komponenterna. Därmed kan beroenden mellan olika system programmeras efter behov. I pilotsystemet i Bodø överförs reglerkommandon från LonWorks-komponenter (till exempel rumskontrollenheter) till DALI-belysningsgrupperna. I HAWK kan all integrationslogik regleras via webben. I det här fallet beskriver integrationslogiken vilken kontrollenhet som drivs med vilken DALI-belysningsgrupp. Det är mycket fördelaktigt vid renoveringar eller omorganisering av rum. I Bodø integrerades gas-/luftkompressorer och kylanläggningar också i HAWK via Modbus. 1 = Drift 2 = Integration 3 = Belysning 4 = Rumsstyrning 5 = Systemstyrning 6 = Gas 7 = Komprimerad luft 8 = Kylning 1 TCP/IP 2 2 DALI TCP/IP Bild 6: Huvudsystemschema över den integrerade styrsystemarkitekturen som visar hur de enskilda tjänsterna är integrerade.

8 I sjukhus med utspridda byggnader, och installationer med höga krav är det extra värdefullt med fjärråtkomst och fjärrprogrammeringsmöjligheter. Det sparar både mycket tid och pengar. Eftersom alla åtkomst sker via en vanliga webbläsare finns det inget behov av att installera eller underhålla särskilda program. I Bodø har följande tjänster integrerats: - DALI belysningssystem - BACnet styrenhet och huvudkontrollenhet - LON separata rumsstyrenheter och rumskontrollenheter - Modbus gas-/luftkompressorer och kylanläggningar Även belysningssystemet konfigureras via integrationsplattformen. För det ändamålet används konfigurationsverktyget COACH AX, som är utvecklat speciellt för HAWK. COACH AX konfigurerar styrenheterna för värme och ventilation, logik och larm samt mätning och övervakning. Verktyget används från integrationsskedet till och med visualiseringsskedet. Integrationen innebär att slutanvändarna får tillgång till alla system på samma ställe. De integrerade systemen styrs från en central enhet med ett driftsystem. Samordningen av verktygen effektiviserar sjukhusets installations- och driftprocesser samtidigt som utbildnings- och personalkostnaderna för teknikavdelningen minskar. Centrala funktioner som tidsprogram behöver bara ändras en gång av användaren och gäller sedan alla tekniska tjänster. Det minskar antalet driftfel och därmed antalet kritiska systemfel.

9 Fördelarna med att integrera tekniska tjänster på ett sjukhus En integration säkerställer framförallt att systemen drivs effektivt och sänker dessutom underhållskostnaderna. De största fördelarna med en integration är följande: - Enkel systemarkitektur - Färre komponenter - Integrerad kontroll via integrationsplattformen HAWK - Webbaserad teknik och fjärrövervakning En integrationsplattform förenklar systemarkitekturen betydligt. HAWK ger operatörerna full kontroll över alla eldrivna och elproducerande system och enheter. Belysningssystemet kan också kontrolleras med integrationsplattformen. Det behövs inga extra logiska enheter eftersom det finns en direktbussanslutning från styrenheten till driftdonen. Driftsättningen av belysningssystemet sköts helt och hållet av HAWK. Det innebär att användaren enkelt kan göra ändringar i driftprocesserna från webbläsaren. Kontrollfunktioner, som scenarier för styrning av konstant belysning, tidsprogrammerad belysning och nödbelysning implementeras direkt i styrenheten och kan vid behov ändras från webbläsaren. Belysningens ljusstyrka kan också kontrolleras med integrationsplattformen. Systemen kan alltså optimeras när som helst. Dessutom kan HAWK användas för att göra helautomatiska funktionstester av nödbelysningen. Användningen av en integrationsplattform minskar även operatörens utbildningsbehov. Det inträffar väldigt få systemfel till följd av fel som uppstått eftersom personalen tvingas hantera flera olika styrsystem. Eftersom webbgränssnittet även ger fullständig åtkomst till programmeringsfunktioner (om användaren har rätt behörighet) är det enkelt att göra systemändringar från vilken webbläsare som helst. Webbgränssnittet kan användas för att utöka belysningssystemet, integrera nya belysningsobjekt eller reglera kontrollfunktioner. Målet med integrationen är att uppnå systemstabilitet i integrationsnavet, inte vid den centrala driftenheten i sig. Navet distribueras decentraliserat genom fastigheten och kan vid behov implementeras som ett redundant system. Genom att koppla ihop de olika tjänsterna kan funktioner implementeras i samtliga system utan problem. Om till exempel en brand upptäcks kan den informationen användas för att omedelbart aktivera nödbelysningssystemet och reglera värme och ventilationssystemen manuellt. Funktionsuppgraderingar kan också implementeras utan problem. Underhållsåtgärder upptäcks också och skickas vidare av integrationsplattformen. Funktioner som utvärdering av drifttider och underhållsförfrågningar via SMS eller e-post är standard. För större projekt är det dessutom redan ett standardkrav att det går att ansluta till system på högre nivå, till exempel energihanteringssystem. Tack var det helautomatiska funktionstestet för integrerad nödbelysning måste inga tidskrävande och dyra manuella tester utföras. Med våra intelligenta integrationskoncept som bygger på avancerade integrationsplattformar kan du nå till synes ouppnåeliga mål. Systemintegrationen skapar en transparent, teknisk lösning som minimerar energiförbrukningen, effektiviserar installations- och underhållsprocesserna och underlättar verksamhetsdriften.

10 Foto: Bild 1: ENC Bild 2: Nordlandssykehuset Bild 3 till 6: CentraLine Mer information om CentraLine och aktuella kontaktuppgifter finns på CentraLine Honeywell GmbH Böblinger Straße 17 D Schönaich, Tyskland