Korszerű épületautomatizálás: BACnet

Az épületek automatizált működtetésének „magától értetődő” módja lehetne a már bevált terepi automatizálási rendszerek használata. A feladat sajátos jellege – egyebek közt az eltérő protokollok „együttélése” – azonban egyre inkább a kimondottan épületautomatizálásra tervezett megoldásokat tolja előtérbe.

A BACnet-protokoll

A korszerű épületautomatizálás egyik alapvető eszközét, a nagy kiterjedésű épületek felügyeletére alkalmas BACnet (Building Automation and Control Networks) protokollt 1987-ben az ASHRAE égisze alatt kezdték el kifejleszteni. A megoldás 1995-től az ANSI-, 2003-tól a ISO-szabvány részévé vált. A BACnet célja nem az, hogy az épületben lévő eszközöket egy közös protokollal kapcsolják össze, hanem egy átjáró létrehozása az eltérő protokollok között. A másik fontos cél az, hogy egy önálló épületautomatizálási protokoll funkció­ját töltse be. Napjainkra nagy számban állnak rendelkezésre BACnet-képes eszközök például tűzvédelmi, világítási, HVAC (HVEAC^[1])- vagy liftvezérlési célra.

Az objektum

Minden BACnet-eszköz egyedi azonosítóval ellátott logikai objektumot vagy objektumokat tartalmaz. Ezek összetettsége szélsőségesen különböző lehet az egy adatpontot tartalmazó „egyszerű” objektumoktól az akár több ezer adatpontot tartalmazó, rendkívül komplex objektumokig. A bennük található értékek lehetnek fizikaiak vagy virtuálisak, mint például: analóg vagy diszkrét be-, illetve kimenetek, szabályozó-algoritmusok, alkalmazásspecifikus változók, számítások stb. Összesen 54 különböző szabványos objektum használható. Ezek biztosítják az eltérő gyártók közötti átjárhatóságot, ezzel válik lehetővé például, hogy egy schedule (heti időrend) objektumot az egyik gyártó eszközéből kényelmesen a másik gyártó eszközébe importálhassuk (azaz hivatkozhassunk rá). Az objektum paraméterei mindig céljának és funkciójának megfelelően változnak. Minden paraméternek két alapvető tulajdonsága van: az egyik az objektumon belüli paraméterazonosító, a másik a paraméterérték. A paraméterek lehetnek: csak olvashatóak, vagy írhatóak. „Valódi”, fizikai BACnet-objektum lehet például egy hőmérő, amely felhasználói oldalról egyetlen hőmérséklet-értékként jelenik meg. Ugyanez az objektum BACnet-oldalról nézve már sokkal komplexebb, számos tulajdonsággal: mérnöki mértékegységgel [˚C], működési tartománnyal, kompenzációs tényezővel stb. A rendszer már egy nagyon egyszerű hőmérsékleti jellemzőt is sok paraméterrel határoz meg. Ezért van szükség szabványos objektumokra, hogy az egyes gyártók azonosan kezeljék az értékeket.

1. ábra

A szolgáltatások

A rendszer szolgáltatásai öt típusra oszthatók:

• hozzáférések,

• eszközkezelés,

• riasztások és események,

• fájlátvitel,

• emberi beavatkozás.

A hozzáférést szabályozó szolgáltatás beállításával lehetőségünk van olyan rendszert létrehozni, amely garantálja a biztonságot, az eszközök védettek az esetleges hibákkal szemben, például egy a rendszerhez később csatlakoztatott eszköz egy esetleges téves címzés esetén sem tud kárt okozni, mivel nem fér hozzá olyan részegységekhez, amelyek a rendszert veszélyeztetik. Az eszközkezelés-szolgáltatás elengedhetetlen része egy modern hálózat kialakításának; például időszinkronizációval oldható meg, hogy az összes eszközben az idő azonos legyen, ezáltal az időhöz kötött események végrehajtására egyazon időpontban kerüljön sor. A hálózat eszközeinek a megtalálása, felderítése és inicializálása nélkülözhetetlen egy új rendszer létrehozásánál. Ezek segítségével a vezérlők egy előre meghatározott állapotból kezdik meg működésüket. Ez a szolgáltatás felelős az egyes eszközök – időnként elkerülhetetlen – cseréjéért. Magában foglalja az eszközök konfigurációjának kiolvashatóságát és egy másik eszközbe történő letöltését. A riasztások és események-szolgáltatás szerepe kulcsfontosságú a BACnet-ben, mint minden más épületautomatizálási rendszerben. A hibakezelés és az egyéb események objektumokat alkotnak, ezen objektumokat a programozó paraméterezi. Az objek­tumok meghívását és a programozott akciók végrehajtását a BACnet beépített szolgáltatása kezeli. A fájlátviteli szolgáltatás lehetőséget nyújt trend adatok egyszerű kezelésére, programok átvitelére. A virtuális terminálszolgáltatás nyújt lehetőséget a kezelőnek a rendszerbe való beavatkozásra.

2. ábra

3.ábra

Az átvitelre hét lehetőség nyílik: BACnet/IP, BACnet MS/TP, BACnet ISO 8802-3, BACnet over ARCNET, BACnet P2P, BACnet LTFF és a BACnet over ZigBee. Ezek magukba foglalják az adat­kapcsolati és a fizikai réteget (MAC ‑ Medium Access Control).
A BACnet-üzenetek kerete minden esetben ugyanaz, ezáltal a váltás az egyes átvitelek között nagyon egyszerű a megfelelő router segítségével. Az átvitelek között a legelterjedtebb a BACnet/IP, ezt könnyedén csatlakoztathatjuk a már meglévő számítógépes hálózatba.
A BACnet MS/TP a soros RS-485 csavart érpárt használ adattovábbításra, ezzel nagy távolságokat is költséghatékonyan hidal át, viszont a felügyeleti rendszerbe való csatlakoztatásához speciális illesztő (interfész) szükséges. A BACnet/IP alapvetően „kliens-szerver”-archi­tektúrát alkalmaz úgy, hogy a rendszerben található vezérlők képesek egyidejűleg mind a két funkciót ellátni. A szerver szerepét betöltő eszköz a kliens kéréseire reagálva mindig a megfelelő információt küldi el számára. Két vezérlő közti kommunikáció esetén a másik vezérlőből történő olvasás a preferált adatcsere. Ez nagyban hozzájárul a rendszer működésbiztonságához, mivel egy vezérlő kiesése esetén a többi eszköz továbbra is hibátlanul működhet.
A BACnet egyik legnagyobb előnye, hogy a szabványos objektumoknak köszönhetően egészen egyszerű jeleket épp olyan könnyű a rendszerbe csatlakoztatni, mint komplex eszközöket. Az épületek épületgépészeti vezérlései gyakran rendkívül összetettek; speciális vezérléssel rendelkeznek, és nem arra tervezték őket, hogy egy felügyeleti rendszerbe legyenek csatlakoztathatóak. Az ilyen feladatok megoldására tökéletes eszközök a WAGO  BACnet-vezérlői, amelyek képesek könnyedén szabályozni, vezérelni komplex épületgépészeti rendszereket. A moduláris kialakítás révén a felhasználó a saját igényei szerint alakíthatja ki a rendszert. A WAGO palettáján jelenleg három BACnet-vezérlő található. A 750-830-as típus (1. kép) már sok esetben bizonyított itthon és világszerte. ÉMI-tanúsítvánnyal rendelkezik, ezért HFR- (hő- és füstelvezető) -rendszerekbe is beépíthető. A 750-831-es vezérlő (2. kép) az előző típus továbbfejlesztett változata, amelyet beépített switch-csel, az adatok és a program tárolására egyaránt alkalmas SD-kártyás bővíthetőséggel, ötször gyorsabb processzorral szereltek fel. A legújabb vezérlő a 750-829 típus (3. kép), ami a BACnet/IP-protokoll mellett a BACnet-MS/TP-protokollt is támogatja. A WAGO moduláris vezérlőihez modulként rendkívül sok épületautomatizálási rendszer is csatlakoztatható: KNX, DALI, EnOcean, MP-Bus stb. Ezeken kívül mindegyik beépített vizualizációs felülettel is rendelkezik. A vezérlőben tárolható vizualizációval még kompaktabb rendszert építhető fel.
A WAGO fejlesztései olyan átfogó épületautomatizálási megoldások létrehozását teszik lehetővé, amelyek magas szintű műszaki tartalommal rendelkeznek, szabadon alakíthatóak a felhasználó igényei szerint, és a legmagasabb igényeknek is megfelelnek.
„A projekt célja az volt, hogy Magyarország legnagyobb távhő­szolgáltatójának a hőközpontjait korszerű DDC/PLC alapú vezérlőkkel modernizálják úgy, hogy egy központi helyről, a megrendelő informatikai hálózatán keresztül elérhetők legyenek” – mondta el Zentai Péter PLC programozó. – „További igény volt, hogy a kommunikáció BACnet/IP alapú legyen, amely nyitott protokollt jelent és könnyen integrálhatóvá teszi a rendszert. A követelmények megvalósításához a WAGO 750-830-as vezérlőjét integráltuk a már kiépített felügyeleti rendszerbe”.

WAGO Hungária Kft.
2040 Budaörs, Ipari Park, Gyár u. 2.
Tel.: +36 23 502 170, fax: +36 23 502 166
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.wago.hu

Még több WAGO

Címkék: BACnet

[1]Heating, Ventilation and Air Condition (Fűtés, szellőztetés, légkondicionálás) az épületekben alkalmazott „légtechnikai” alrendszerek szokásos megnevezésének rövidítése az angol szaknyelvben. – A szerk. megj.