Уже много лет идет поступательный прогресс в системах автоматизации (18 лет нахожусь только внутри вопроса), но нет революционных и качественных изменений. Самое главное в автоматизации так и осталось неизменным: каждая отдельная система, будь то отопление, ИТП, вентиляция, кондиционирование, электроснабжение, теплые полы и др., комплектовалась самодостаточной системой управления. Беда в том, что консервативность производителей, монтирующих и продающих организаций, сервисников предлагают конечному пользователю закрытую систему. При хорошей организации проектных работ возникает минимальная согласованность в пограничных вопросах между системами. Но хороших ситуаций встречается не много. В довесок, как показывает опыт, работают большинство систем далеко от оптимальных значений. И вся это беда вошла в самовоспроизводящийся цикл. Уже потребитель давно в курсе, что все будет работать очень плохо, но обманывает себя надеждой, что у него произойдет чудо и гармония поселится в его жилище. А потом в доме селится специальный "домовой" с высшим техническим, желательно советского розлива, и постоянные бригады и наладчики со списками замечаний от монтирующих и продающих оборудование организаций. Все это про дома сильно богатых людей, в жилье попроще все не так крупно, но проблемы аналогичные.
Даже однокомнатная квартира оборудованная оптимальным комплектом по современным меркам представляет из себя сильно непродуманный в плане управления комплекс. Отопление с термобаллонами на регулирующих клапанах, кондиционер со своим пультом, вытяжные системы, защита от протечек, электрический теплый пол в санузлах, приточная вентиляция (проветривание). Один человек может быть и разберется в особенностях работы всех систем и как избежать взаимного отрицательного влияния. Но остальные жильцы просто будут тем человеческим фактором, который превратит симбиоз с квартирой в постоянную головную боль.
До сих пор от производителей различного оборудования так и не было предложено решение с хорошей концепцией унификации и структурности в построении взаимосвязанных систем. Есть сообщество производителей оборудования KNX и решение от LonWorks и многих других, в двух первых просматривалась задумка на что-то большее, чем унифицированный протокол. Но ничего так и не проросло. Первозадача срубить денег превратила идею в закрытый клуб для безумных пользователей, готовых платить за те же системы, но в разы дороже. В функционал добавляется центральный пульт и/или клавиши для сценария освещения.
За все время решилась задача конечного пульта управления пользователя. И всё!
Недавняя публикация хорошего специалиста показывает тупик всего подхода к автоматизации. Что-то по настоящему умное можно делать только с применением свободнопрограммируемых контроллеров, т.к. алгоритм должен учесть все взаимодействия агрегатов и систем между собой. В некоторых агрегатах штатная система автоматики с сетевым протоколом. Технически все необходимое доступно, но увязать все алгоритмы и, главное, настроить систему для выполнения поставленных задач оптимальным способом невозможно. На подобных объектах мы монтируем временно (примерно на год) компьютер со SCADA-системой для сбора данных и проводим анализ работы сведенных систем с последующей наладкой. Но наш метод противоречит реалиям рынка. Такое можно делать только как хобби с хорошим запасом времени и средств. Серийно такие проекты имеют низкую повторяемость и, опять же, стоимость наладки.
Не буду нагнетать далее. Если будут вопросы, то смогу уточнить отдельно как и где дела обстоят в деталях. Но есть одно размышление.
Положим:
- Все самодостаточные системы оборудуются производительным контроллером с широко доступной и развиваемой программно-аппаратной средой разработки и поддержки.
- При классическом использовании система монтируется и настраивается давно отработанными методами. Уже сейчас есть возможность прикрутить в систему центрального управления Apple Home, но это верхний уровень управления немногим лучше возможностей систем с KNX.
- При возникновении двух и более систем появляется возможность вдохнуть душу в "умный дом". Предусматриваем машинное обучение всех систем с учетом всего множества состояний и требуемых параметров. Добавляем внешние факторы: присутствие и активной людей, календарь, реальное время и т.д.
Нижний уровень
Для каждой системы имеется множество входных параметров и множество внешних параметров от смежных систем. Для всех вариаций получаем выходные параметры управления. При исключении системы из верхнего уровня она продолжит работать на натренированной для локальной работы сетке.
Средний уровень
При включении в комплекс систем работа ведется с учетом смежного оборудования и внешних факторов. Такую сеть потребуется натренировать заведомо и распределить по системам.
Вся ценность "умного дома" и оказывается в натренированной сети для особенной конфигурации даже одинаковых домов. Во входных параметрах ваши пожелания и предпочтения. Все допустимые девиации (в реальности они лежат в небольших пределах) необходимо просчитать сразу для исключения глобальных действий с ИИ при управлении пользователем, например, температурой в комнате.
Нужна помощь специалистов в оценке реализуемости таких сетей под подобную задачу. Понятно, что модернизация комплекса в железе (добавим, к примеру, бак-аккумулятор и начнем использовать лишнюю энергию между системами отопления, вентиляции, ГВС и пр.) потребует переобучение всего комплекса под новые возможности и параметры.
Можно ли строить распределенную систему ИИ, выпадение из которой одной подсистемы не потребует переобучения всего комплекса.
Плюсы работы всех систем в виде единого организма-комплекса сразу приведет к огромным экономическим и экологическим выгодам. Следом начнется работа над изменением общепринятых конфигураций систем до оптимального с применением в комплексе с ИИ и глубокой интеграцией. Хранение, перераспределение энергии, интеграция с восполняемыми источниками энергии (нагрев воды, рекуперация энергии) при по-настоящему автоматизированном управлении позволит снизить потребление ресурсов и вредные выбросы.
Появление программной реализации нейронных сетей дает надежду на разумную реализацию системы управления инженерными системами по некоторой аналогии с организмом человека.
Сложный
Простой
