По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Удалённый мониторинг инженерных систем на основе IoT и SCADA

В статье рассмотрены современные подходы к организации удалённого мониторинга и автоматизации инженерных систем зданий с использованием технологий Интернета вещей (IoT) и SCADA-платформ. Приведена многоуровневая архитектура интеграции датчиков, программируемых логических контроллеров, беспроводных сетей LoRaWAN и протоколов Modbus TCP/OPC UA. Показаны принципы удалённой установки датчиков, методы беспроводного сбора параметров отопления и вентиляции, а также возможности передачи данных в облачные сервисы и мобильные приложения. Особое внимание уделено повышению энергоэффективности, снижению эксплуатационных затрат и уменьшению влияния человеческого фактора при эксплуатации инженерных систем. Представлены практические примеры применения IoT-датчиков в системах вентиляции и отопления и преимущества внедрения удалённого диспетчерского контроля на объектах энергетики и промышленности.

Литература:

1. Gubbi J., Buyya R., Marusic S., Palaniswami M. Internet of Things (IoT): A Vision, Architectural Elements, and Future Directions // Future Generation Computer Systems. — 2013. — Vol. 29(7). — P. 1645–1660. DOI: 10.1016/j.future.2013.01.010.

2. Madakam S., Ramaswamy R., Tripathi S. Internet of Things (IoT): A Literature Review // Journal of Computer and Communications. — 2015. — Vol. 3. — P. 164–173. DOI: 10.4236/jcc.2015.35021.

3. Xu L.D., He W., Li S. Internet of Things in Industries: A Survey // IEEE Transactions on Industrial Informatics. — 2014. — Vol. 10(4). — P. 2233–2243. DOI: 10.1109/TII.2014.2300753.

4. Atzori L., Iera A., Morabito G. The Internet of Things: A Survey // Computer Networks. — 2010. — Vol. 54(15). — P. 2787–2805. DOI: 10.1016/j.comnet.2010.05.010.

5. Miorandi D., Sicari S., De Pellegrini F., Chlamtac I. Internet of Things: Vision, Applications, and Research Challenges // Ad Hoc Networks. — 2012. — Vol. 10(7). — P. 1497–1516. DOI: 10.1016/j.adhoc.2012.02.016.

6. Mathews E. N., Botha C., Arndt D., Malan D. HVAC control strategies to enhance comfort and minimise energy usage // Energy and Buildings. — 2001. — Vol. 33(8). — P. 853–863. DOI: 10.1016/S0378-7788(01)00075-5.

7. Congradac V., Kulic F. HVAC system optimization with CO₂ concentration control using genetic algorithms // Energy and Buildings. — 2009. — Vol. 41(5). — P. 571–577. DOI: 10.1016/j.enbuild.2008.12.004.

8. Fong K.F., Hanby V.I., Chow T.T. HVAC system optimization for energy management using evolutionary programming // Energy and Buildings. — 2006. — Vol. 38(3). — P. 220–231. DOI: 10.1016/j.enbuild.2005.06.003.

9. Fong K.F., Hanby V.I., Chow T.T. System optimization for HVAC energy management using the robust evolutionary algorithm // Applied Thermal Engineering. — 2009. — Vol. 29(11–12). — P. 2327–2334. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2008.11.019.

10. Wang K., Wang L., Zhang Y. Internet of Things (IoT)-Based Smart City with Urban Computing // IEEE Transactions on Industrial Informatics. — 2021. — Vol. 17(4). — P. 2245–2255. DOI: 10.1109/TII.2020.3003670.

11. Zhang Z., Liu X., Wu D. IoT-enabled Monitoring and Control of HVAC Systems for Energy Efficiency: A Review // Energy and Buildings. — 2022. — Vol. 259. — P. 111859. DOI: 10.1016/j.enbuild.2022.111859.

12. Patel P., Shrimali M. IoT-based Smart HVAC Systems: Sensors, Communication Technologies and Applications // Journal of Building Engineering. — 2023. — Vol. 66. — 105954. DOI: 10.1016/j.jobe.2022.105954.

13. Ali M., Khan F., Hussain A. LoRaWAN-based IoT Architecture for Remote Monitoring of Industrial HVAC Systems // IEEE Access. — 2021. — Vol. 9. — P. 155828–155840. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3129445.

14. OPC Foundation. OPC Unified Architecture. Industrial Interoperability Standard. — 2020. (официальный стандарт взаимодействия, применяемый в SCADA и PLC).

15. Siemens AG. SIMATIC Controller Portfolio: Application in Building Automation. — 2022. (технический отчет по применению PLC для HVAC и инженерных систем).

Инженерные системы зданий — вентиляция, отопление, системы кондиционирования и воздушного обмена (HVAC) — сегодня являются одним из ключевых элементов энергетической инфраструктуры. От их надёжности и эффективности зависит не только уровень комфорта, но и фактические показатели энергопотребления, соблюдение санитарных требований, устойчивость технологических процессов на промышленных объектах. При этом традиционные подходы к эксплуатации HVAC-оборудования по-прежнему основаны на ручном контроле, периодических обходах и локальных системах автоматики, не связанных между собой.

Основная проблема таких систем — отсутствие единого информационного контура. Разрозненные контроллеры, устаревшие панели управления, локальные датчики без сетевого интерфейса не позволяют оперативно отслеживать реальные параметры работы инженерных систем. В условиях роста энерготарифов и усложнения нормативных требований потребность в точной, непрерывной и удалённой диагностике становится критической.

В 2024–2025 гг. переход к технологиям IoT-мониторинга фактически стал отраслевым стандартом. На рынке появляется всё больше не просто датчиков, а интеллектуальных устройств, которые способны работать автономно, передавать данные через беспроводные каналы связи, взаимодействовать с контроллерами и облачными платформами. Такие датчики формируют основу новых систем эксплуатации — от автоматизированных тепловых пунктов до крупных вентиляционных установок.

Недостатки традиционного контроля очевидны: задержки в обнаружении аварийных ситуаций, невозможность отслеживать динамику изменений параметров, устаревшая модель реакции «по факту» вместо предиктивного анализа. Все эти факторы приводят к повышенным энергозатратам, перегрузкам оборудования, увеличению числа аварий и потребности в частых регламентных работах.

Использование IoT-платформ и систем диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA) позволяет решить эти проблемы. Комбинация беспроводных датчиков, программируемых логических контроллеров, облачных сервисов и мобильных приложений создаёт цифровой контур инженерных систем. Такой подход обеспечивает непрерывное наблюдение за оборудованием, автоматическую фиксацию отклонений и возможность удалённого управления. В результате эксплуатационная модель меняется: инженер получает доступ к системе из любой точки, настраивает оборудование, анализирует показатели и оперативно реагирует на возникающие события без физического присутствия на объекте.

Для Цитирования:
Удалённый мониторинг инженерных систем на основе IoT и SCADA. Главный энергетик. 2026;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: