POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU Tietotekniikan koulutusohjelma Mikael Partanen VAATIMUSMÄÄRITTELYT Opinnäytetyö Syyskuu 2011
SISÄLTÖ 1 JOHDANTO... 3 2 KÄSITTEET... 3 2.1 Kiinteistöautomaatio... 3 2.2 Rakennusautomaatio... 3 2.3 Talotekniikanautomaatio... 3 3 TOIMINNALLISET VAATIMUKSET... 4 3.1 Toiminnot... 4 3.2 Liitännät... 4 3.3 Ympäristötekijöiden vaikutus toimintoihin... 4 3.4 Liittyvät standardit... 4 4 ORGANISAATIO JA AIKATAULU... 5 5 RAKENTEELLISET VAATIMUKSET... 5 5.1 Järjestelmän rakenne... 5 5.2 Muut rakenteelliset vaatimukset... 5 6 YMPÄRISTÖVAATIMUKSET... 6 7 TURVALLISUUSVAATIMUKSET... 6 8 KÄYTETTÄVYYSVAATIMUKSET... 6 8.1 Asennusvaatimukset... 6 8.2 Luotettavuusvaatimukset... 6 8.3 Elinkaarivaatimukset... 7 8.4 Huolto... 7 9 KUSTANNUSVAATIMUKSET... 7
1 JOHDANTO Tässä dokumentissa on kuvattu vaatimusmäärittelyt kiinteistön valvomon toteutukselle. Vaatimusmäärittelyssä määritellään myös käsitteiden kiinteistöautomaatio, rakennusautomaatio ja talotekniikanautomaatio eroavaisuudet ja ominaisuudet. Projektin tavoitteena on tarjota PKAMK:n automaatiolaboratorioon valmis opetuskäyttöön soveltuva kiinteistöautomaatiopaketti. Projekti edes auttaa päivittämään laboratorion kiinteistöautomaatiolaitteistoa ja mahdollistaa näin entistä laadukkaamman opetuksen ajan tasalla olevilla laitteilla. Projektin on määrä valmistua vuoden 2011 loppuun mennessä koska laitteet otetaan opetuskäyttöön jo keväällä 2012. 2 KÄSITTEET 2.1 Kiinteistöautomaatio Perimmäinen tarkoitus on ohjata, säätää ja valvoa kiinteistön tärkeimpiä toimintoja. Näihin kuuluvat mm. LVI- toiminnot, sähkönjakelu, sprinkleri, palohälytys, kulunvalvonta, murtohälytys, hissit, rullaportaat ja aurinkosuojalaitteet. (Engblom 2007.) 2.2 Rakennusautomaatio Rakennusautomaation avulla pyritään tehostamaan laitteista saatava hyöty ja minimoimaan energiankulutus, laitteiden kuluminen ja melu. (Automaatioseura 2007.) 2.3 Talotekniikanautomaatio Talotekniikanautomaatio on samaa tarkoittava käsite kuin kiinteistöautomaatio. (Harju)
3 TOIMINNALLISET VAATIMUKSET 3.1 Toiminnot Kokonaisprojektissa pyritään toimivaan kokonaisuuteen, joka sisältää valvomon, laitteiston ja ohjelmiston. Valvomosta käsin pystytään seuraamaan mökeissä olevien laitteiden mittauksia ja tilatietoja. Laitteistoon kuuluu ovikosketin, kuuleva lasirikkoilmaisin, paloilmaisin, liikkeentunnistin, tiedonsiirron mahdollistavat laitteet ja PLC- laitteet sekä käyttöpäätteet kuten kosketusnäyttö. Ohjelmiston on tarkoitus mahdollistaa koko paletin toiminta logiikan avulla. Tärkeimmät laitteet toimivat myös sähkökatkon aikana varavirralla. Toiminnan testaamiseksi rakennetaan pilottiversio koulun laboratoriotiloihin. Pilottiversion toimintoihin kuuluu alustava valvomoympäristö ja tiedonsiirron testaamiseen vaadittavat laitteet ja turvatekniset komponentit sekä käyttöpäätteen käyttöliittymä. Valvomo laitteelle tehdään valvomokäyttöön soveltuva käyttöliittymä. 3.2 Liitännät Järjestelmän liitännät toteutetaan siten, että tulevat huoltotoimet olisivat mahdollisimman helposti toteutettavissa. 3.3 Ympäristötekijöiden vaikutus toimintoihin Järjestelmän on sovelluttava hyvin opetus käyttöön, joten laitteiston on oltava helposti liikuteltavissa ja komponentteihin on päästävä helposti käsiksi. Opetuspaketin on tarjottava kokonaisvaltainen kattaus laitteistosta ja ohjelmistosta. 3.4 Liittyvät standardit SFS 4013: Sähkölaitteiden suojausluokat S17S EN 60529: Sähkölaitteiden kotelointiluokat SFS 4716: Instrumentointi. Asteikot ja mittayksiköt
S17S 4103: Instrumentoinnin piirrosmerkit. Mittaus-, ohjaus ja säätötoimintojen perusmerkit SFS 4147: Sähköpiirustukset. Piirikaavioiden laatimisohjeet SFS 5018: Instrumentoinnin piirrosmerkit. Perusmerkit prosessitietokoneita ja hajautettua digitaalista automaatiota varten. SFS 5019: Instrumentoinnin piirrosmerkit. Yksityiskohtaiset piirrosmerkit säätökaavioita ja johdotuskaavioita varten. SFS 5068: Valvomon rakenteellinen suunnittelu. 4 ORGANISAATIO JA AIKATAULU Aikataulutus ja organisaatiokaavio tulevat projektisuunnitelmaan. 5 RAKENTEELLISET VAATIMUKSET 5.1 Järjestelmän rakenne Järjestelmän on oltava kyllin monipuolinen tyydyttääkseen vaativat laboratorion tarpeet. Järjestelmällä on pystyttävä simuloimaan kaikkia tärkeimpiä kiinteistöautomaation elementtejä kuten lämmitys, ilmastointi ja turvatekniikka. 5.2 Muut rakenteelliset vaatimukset Laitteiston on oltava helposti kuljetettavissa esim. salkussa. Komponenttien vaihto ja huolto on oltava helppoa. Tärkeimpien laitteiden on pystyttävä toimimaan myös sähkökatkon aikana.
6 YMPÄRISTÖVAATIMUKSET Järjestelmä suunnitellaan laboratorio olosuhteisiin kuitenkin vastaamaan esim. mökkikylän tarpeita. Koska laitteisto on käytössä ainoastaan sisätiloissa, ei sillä ole mitään säätä koskevia tarpeita kuten kosteussuojaus. 7 TURVALLISUUSVAATIMUKSET Järjestelmässä esillä olevien osien ja pintojen lämpötila saa olla maksimissaan sellainen, ettei siitä aiheudu terveydellistä haittaa järjestelmän käyttäjällä. Järjestelmän korkeajännite osat on suojattava niin, ettei niistä aiheudu vaaraa käyttäjällä tai ympärillä oleville. Noudatettava standardi on IEC 61508 8 KÄYTETTÄVYYSVAATIMUKSET 8.1 Asennusvaatimukset Asennus on suoritettava erityisesti silmällä pitäen huollon helppoutta, kaikki komponentit on saatava helposti irti ja vaihdettua. 8.2 Luotettavuusvaatimukset Laitteiston perimmäinen tarkoitus on tehostaa oppimista tarjoamalla entistä laadukkaampaa automaatio opetusta. Laitteiston tulisi olla melko luotettava, jottei opetus aikaa hukkuisi kauheasti laitteiden korjailuun ja vian etsimiseen.
8.3 Elinkaarivaatimukset Elinkaari vaatimuksena järjestelmälle voidaan pitää min. 10 vuotta, koska laitteisto on suhteellisen hinnakas. Laitteiston vanhaksi mennessä olisi hyvä jos koko järjestelmää ei tarvitsisi uusia vaan riittäisi kun päivitetään tietyt osat järjestelmästä. 8.4 Huolto Järjestelmästä tehdään kyllin selkeät dokumentit ja asennus toteutetaan siten että myös opiskelijat pystyvät huoltamaan järjestelmää. Järjestelmälle tehdään puolivuotistarkastus 6kk:n välein, jonka yhteydessä suoritetaan tarvittavat huoltotoimet. Järjestelmän huolto onnistuu automaatiolabrasta löytyvillä työkaluilla. Laite valinnat on suoritettava siten että osia on saatavilla jatkossakin. 9 KUSTANNUSVAATIMUKSET Laitteita tulee yhteensä 5-10 ja yhteensä tämä määrä laitteita saa maksaa alle 30 000.
LÄHTEET Mitä kiinteistö automaatio onkaan? http://www.automaatioseura.fi/index/tiedostot/baff_2_stefan_engelholm.pdf http://www.automaatioseura.fi/index/toiminta.php?id=1004&sivu=d8bf6c97 Talotekniikan automaatio, mittaus ja säätö http://www.penantieto-opus.fi/files/talotekniikan_automaatio_oppikirja.pdf