Комуникационни стандарти в сградната автоматизация

Обменът на информация между устройства, чрез мрежа или с други средства, се ръководи от правила и принципи, които могат да бъдат установени в техническите спецификации, по-известни като комуникационни стандарти. Естеството на комуникация, същинските данни и всички поведения, зависими от състоянието, се определят от тези спецификации. Представяме ви накратко и на едно място някои от най-популярните стандарти в съвременната сградна автоматизация.

BACnet
Комуникационният протокол BACnet е разработен специално за изискванията на сградите. Той е подходящ както за ниво автоматизация, така  и за управление. При него акцентът е поставен върху изграждането на автоматизация и управление на ОВиК инсталации, пожароизвестителни централи, както и на системи за откриване на прониквания и за контрол на достъпа.

BACnet непрекъснато разширява обхвата си за различни системи, специфични за сгради, като ескалатори и асансьори. Чрез интегриране на нови информационни технологии, като IPv6 и уеб услуги, стандартът BACnet продължава своето развитие към модерен, съвместим с информационните технологии и мултидисциплинарен протокол за сградна автоматизация.

Протоколът за комуникация BACnet представлява най-високата степен на защита на инвестициите, благодарение на отворения, използван в световен мащаб стандарт ISO 16484-5. Различни технологии за пренос на данни, като BACnet IP, BACnet LonTalk или BACnet MS / TP, могат да се комбинират и да подкрепят работата на най-гъвкавите топологии.

Други особености на този протокол са постепенното, но непрекъснато негово развитие от страна на ASHRAE, което винаги е насочено към изискванията на сградите и тяхната обкръжаваща среда; липсата на лицензионни такси; гарантираната надеждност, благодарение на дейността на независими тестови центрове и сертифициращи органи за BACnet устройства.

KNX
KNX е отворен световен стандарт, използван в продължение на над 20 години, съвместим със стандартите EN 50090 и ISO / IEC 14543, който се поддържа от повече от 300 доставчици. Благодарение на KNX технологиите могат да бъдат внедрени както усъвършенствани, така и прости решения, за да бъдат задоволени по гъвкав начин индивидуалните изисквания за автоматизация в отделни помещения и сгради.

KNX продуктите, като тези за управление на системите за осветление, на щорите и на климата в стаите, както и за управление на енергията и на системата за сигурност например, се отличават с лесна инсталация и въвеждане в експлоатация. За последното е наличен един независим от доставчиците инструмент - ETS.

KNX може да работи с кабели тип “усукана двойка”, с радиочестоти (RF) и с мрежи за пренос на данни, управлявани от IP протокол за комуникация между устройствата. Координираното управление на помещенията и на сградата често изисква интегриране на други технологии и системи.

Най-важните особености на световния стандарт KNX са защитата на инвестициите и оперативната съвместимост, неговото най-високо ниво на комфорт и сигурност при ниска консумация на енергия, съвместимостта с продукти и системи за цялостна автоматизация на помещения и сгради, простата и лесна връзка със системи за сградна автоматизация на по-високо ниво, както и независимия от продукти и доставчици софтуер за въвеждане в експлоатация ETS, който гарантира стандартизирани процедури. Възможен е дори избор на начина за пренос на данни: KNX TP, KNX RF или KNX IP.

LonWorks
Комуникационният протокол, базиран на LonWorks, е една от най-широко внедряваните технологии по цял свят. Чрез него могат да бъдат създавани цялостни мрежи от оперативно съвместими продукти. Това се доказва от факта, че понастоящем се използват над 700 продукта със сертификат LonMark, създадени от над 400 компании в областта на автоматизацията и управлението на сгради.

LonWorks се използва по цял свят и е фактически световен стандарт, който поставя акцент върху ОВиК функциите за автоматизация на ниво помещение и на цели сгради. Протоколът е съвместим със стандартите ISO / IEC 14908 в световен мащаб, EN 14908 в Европа, ANSI / CEA-709/852 в САЩ и също е стандартизиран в Китай.

LonWorks е подходящ за употреба при различни начини за пренос на данни, като кабели тип “усукана двойка”, електрически мрежи, радиочестоти, влакнесто-оптични кабели или IP (както TCP/IP, така и UDP/IP), като всичко това го прави много гъвкав.

Процедурата на неговата инсталация е проста и позволява избор на различни топологии (линейна или тип “звезда”) и начини на свързване на обектите (напр. чрез standard network variables (SNVT, стандартни мрежови променливи). Стандартите свойства за конфигуриране (SCPT) могат да бъдат дефинирани още при изготвянето на предварителния проект или да бъдат адаптирани на място. Това опростява процеса на инженеринг и помага за избягване на грешки.

DALI
DALI (Digital Addressable Lighting Interface, цифров адресируем интерфейс за осветление) е стандартизиран интерфейс за управление на осветителни инсталации. Електронните баласти за флуоресцентни лампи, трансформаторите и датчиците за осветителни системи комуникират със сградната автоматизация чрез DALI.

DALI има голям инсталационен капацитет и осигурява гъвкавост на системата, благодарение на това, че поддържа до 64 електронни баласти, 16 групи и 16 сцени. Този стандарт гарантира по-голяма надеждност благодарение на двупосочната комуникация с обратна информация за експлоатационното състояние (ниво на затъмнение, повреди на осветителни тела и т.н.).

Той има двужилна кабелна връзка без полярност, свързана в линейна, звездна или смесена топология, при максимална дължина на кабелите 300 м и отделно адресируеми работни устройства с произволно и гъвкаво задаване на лампи, без да е необходима промяна на окабеляването. Възможно е и интегриране на аварийно осветление в масово използваните осветителни системи.

EnOcean
Водещи световни компании, работещи в областта на сградната инфраструктура, се обединиха и образуваха консорциума EnOcean Alliance, чиято цел е внедряването на новаторски радиочестотни решения за устойчиви строителни проекти. В основата му е радиочестотна технология със собствено захранване, разработена от EnOcean за датчици, които нямат нужда от поддръжка и могат да бъдат монтирани навсякъде, където е нужно.

EnOcean Alliance държи на постепенната разработка и развитие на оперативно съвместим стандарт и на сигурното бъдеще на новаторската технология за радиочестотни сензори.

EnOcean съчетава безжична комуникация с методи, разработени за производство на енергия, насочени към минимизиране на поддръжката на продукта и броя на батериите, които се използват. Стандартизираната EnOcean комуникация дава възможност за достъп до голям брой лесни за интегриране устройства.

Други стандарти за комуникация
Modbus е един открит и широко използван фактически стандарт, прилаган в най-различни области, като индустриалния сектор, сградите, контрола на пътния трафик и енергията. Протоколът Modbus се използва за установяване на комуникация тип “водещо/подчинено устройство” или “клиент-сървър” между интелигентни устройства.

С помощта на Modbus, водещото устройство (например станцията за автоматизация) и няколко подчинени устройства (например чилърите) могат да бъдат взаимно свързани. Преносът на данни се извършва в един от три възможни режима: Modbus ASCII, RTU или TCP.

М-bus е европейски стандарт, покриващ дистанционното отчитане на измервателни уреди. Той може да се използва с различни видове разходомери и различни видове вентили и изпълнителни механизми. Данните (например за топлинна енергия) могат да се отчитат по електронен път.

В този случай предаването на данни е серийно, чрез двужилен проводник със защита чрез обратна полярност, от свързаните подчинени устройства (измервателните уреди) към главното. Налични са и M-Bus разходомери за топлина, вода, електроенергия и природен газ.

OPC е стандартизиран софтуерен интерфейс, улесняващ обмена на данни между различни видове устройства, системи за управление и приложения на различни производители. Този интерфейс често се използва за събиране на данни от устройства на външни доставчици за по-нататъшната им обработка от системата за сградна автоматизация и контрол.

Web (стандартна IT технология) - това е общ термин за редица стандартизирани протоколи за комуникация, използвани в света на информационните технологии, било то на място в завода или чрез интернет.

Той обхваща протоколи, с които потребителите работят, когато общуват с машини и продукти като графичните потребителски интерфейси, които могат да бъдат управлявани чрез уеб браузъри и/или сензорни панели, електронни съобщения до обслужващия персонал, или чрез прилагане на промени във фърмуера.

В допълнение, този термин включва и увеличението на броя на протоколите за директна комуникация между машини, например за обмен на информация за управление на устройствата. Web включва и т. нар. уеб услуги за свързване на машини дори извън границите на сградната автоматизация (например с външна система за управление на сгради или енергия).