Rozdział 9.6. – Integracje (BACnet)

BACnet (Building Automation and Control Networks) to otwarty, międzynarodowy protokół komunikacyjny wykorzystywany w automatyce budynkowej (BMS). Umożliwia wymianę danych i współpracę urządzeń oraz systemów różnych producentów, m.in. instalacji HVAC (ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji), oświetlenia, kontroli dostępu czy monitorowania zużycia energii.

Dzięki BACnet możliwe jest centralne monitorowanie parametrów pracy instalacji, odczytywanie stanów urządzeń oraz sterowanie nimi w ramach jednego systemu zarządzania budynkiem.

Integracja BACnet w DOMIQ pozwala połączyć kompatybilne urządzenia automatyki budynkowej z systemem DOMIQ, umożliwiając ich monitorowanie i sterowanie w ramach wspólnej instalacji.

BACnet w DOMIQ #

Moduł Base umożliwia integrację z systemem BACnet. Funkcje integracyjne zostały opracowane zgodnie
z wytycznymi normy ASHRAE–135–2012 i załącznikiem J „BACnet/IP” tej normy. Z punktu widzenia instalacji BACnet, moduł Base pełni rolę B–ASC (BACnet Application–Specific Controller) – sterownika specjalnego zastosowania. Sterowniki specjalnego zastosowania są tworzone do realizowania z góry określonej
funkcjonalności, zaprogramowanej przez producenta urządzenia. W takich urządzeniach, konfiguracja po
stronie użytkownika jest ograniczona wyłącznie do zmiany parametrów. W przypadku modułu Base, zaimplementowana została funkcjonalność w dwóch obszarach przewidzianych w normie takich jak:

1. Data Sharing – Wymiana danych z innymi urządzeniami BACnet obecnymi w instalacji.
   • Data Sharing-ReadProperty-B (DS-RP-B) – Odczyt wartości (np. temperatura, stan przekaźnika).
   • Data Sharing-ReadPropertyMultiple-B (DS-RPM-B) – Odczyt wielu wartości jednocześnie.
   • Data Sharing-WriteProperty-B (DS-WP-B) – Zapis wartości.
   • Data Sharing-COV-B (DS-COV-B) – Raportwanie o zmianie wybranej wartości na żądanie innego urządzenia BACnet.
2. Device and Network Management
   • Device Management-Dynamic Device Binding-B (DM-DDB-B) – Dynamiczne przypisywanie i zarządzanie urządzeniami.

Funkcje BACnet w DOMIQ #

W aspekcie integracji podsystemów inteligentnego budynku, Base pełni rolę bramki sprzęgającej system
BACnet z dowolnym podsystemem (LCN, Satel, Modbus itd.). Możliwość integracji z systemem BACnet dostępna jest po wykupieniu dodatkowej licencji parującej. Klucz licencyjny należy dodać w zakładce
Ustawienia.

Dostępne funkcje integracyjne umożliwiają:

1. Zapis wejść analogowych, binarnych i wielostanowych. W tym przypadku dowolny identyfikator w
   stanie modułu Base może być źródłem wartości dla wejścia w systemie BACnet, np. wartość temperatury zmierzonej przez czujnik LCN, stan kontaktronu, przekaźnika itd.
2. Dwukierunkowy zapis wyjść analogowych, binarnych i wielostanowych. Dzięki temu możliwe
   jest dwukierunkowe przekazywanie wartości pomiędzy urządzeniem BACnet a dowolnym innym urządzeniem w instalacji inteligentnego budynku. Dla przykładu, jeżeli wyjście w systemie BACnet powiążemy z wyjściem ściemnianym w systemie LCN, wówczas w przypadku zmiany wartości wyjścia w
   systemie BACnet, wyjście LCN również zmieni swoją wartość. Działa to również odwrotnie, zatem
   zmiana wartości wyjścia w module LCN spowoduje zmianę w systemie BACnet.
3. Dwukierunkowy zapis wartości binarnych i analogowych.

W dalszej części tego podrozdziału opisany został interfejs konfiguracyjny zakładki BACnet.

Oficjalna strona systemu BACnet, zawiera więcej informacji o tym czym jest system – serdecznie polecamy lekturę.

1. Podgląd zmiennych BACnet #

W tabeli widoczne są wszystkie zdefiniowane zmienne wraz z ich parametrami. Biorąc pod uwagę funkcjonalność, jaką realizuje moduł Base, zmienne umożliwiają odczyt/zapis dowolnego identyfikatora, będącego w stanie Base, innym urządzeniom na magistrali BACnet.

Aby dodać nową zmienną, kliknij przycisk Dodaj i wybierz typ zmiennej.

Dostępne typy:

1. Wejście binarne – Reprezentuje stan fizycznego wejścia binarnego w instalacji. Może być w jednym z
   dwóch stanów: aktywny lub nieaktwny.
   Przykładowe zastosowanie: czujka ruchu, kontaktron, przycisk.
2. Wyjście binarne – Reprezentuje stan fizycznego wyjścia binarnego w instalacji. Może być w jednym z
   dwóch stanów: aktywny lub nieaktwny.
   Przykładowe zastosowanie: wentylator, pompa, oświetlenie.
3. Wartość binarna – Reprezentuje stan wartości binarnej, które przechowywana jest w pamięci urządzenia BACnet. Może być w jednym z dwóch stanów: aktywny lub nieaktywny.
4. Wejście analogowe – Reprezentuje stan fizycznego wejścia analogowego w instalacji.
   Przykładowe zastosowanie: odczyt temperatury, wilgotności itd.
5. Wyjście analogowe – Reprezentuje stan fizycznego wyjścia analogowego w instalacji.
   Przykładowe zastosowanie: nastawy temperatury, sterowanie oświetleniem itp.
6. Wartość analogowa – Reprezentuje stan wartości analogowej w instalacji, która jest przechowywana
   w pamięci urządzenia BACnet.
7. Wejście wielostanowe – W swoim rodzaju podobne do wejść binarnych, z tą różnicą, że mogą przyjmować wiele stanów. Wartość wejścia wielostanowego najczęściej odnosi się do wartości wirtualnej,
   rzadziej do fizycznego wejścia w urządzeniu.
   Przykładowe zastosowanie: zobrazowanie aktualnego biegu centrali wentylacyjnej, poziom w
   zbiorniku.
8. Wyjście wielostanowe – Zmienna, która może przyjmować jeden z określonych stanów. Najczęściej
   jest to zmienna przechowywana w pamięci urządzenia, rzadziej fizyczne wyjście w urządzeniu.
   Przykładowe zastosowanie: wybór trybu pracy klimatyzacji (grzanie/chłodzenie/nawiew).

Aby usunąć zmienną z listy po zaznaczenia pola wyboru należy przycisnąć przycisk Usuń. Istnieje także możliwość Eksportu wszystkich zmiennych za pomocą przycisku Eksport. Efektem jest plik w formacie XML z zapisanymi wszystkimi elementami.

2. Urządzenie #

W tym oknie nalezy wprowadzić parametry konfigurujące moduł Base. do pracy w systemie BACnet.

1. Nazwa – Nazwa pod którą moduł Base będzie widoczny w systemie BACnet.
2. Adres – Unikalny adres urządzenia w systemie BACnet, który zostanie przyporządkowany modułowi
   Base. W systemie BACnet może pracować maksymalnie 4194304 urządzenia, co oznacza, że każde
   może mieć nadany adres w zakresie od 0 do 4194303. Przyjęło się stosowanie adresacji zgodnie z konwencją XXFFBBB, gdzie:
   • XX to numer urządzenia w zakresie od 0 do 40.
   • FF to numer piętra w zakresie od 01 do 35. Wartość 00 jest zarezerwowana dla sieci szkieletowej
     budynku.
   • BBB oznacza numer budynku w instalacji w zakresie od 0 do 654.
     Przykładowo urządzenie o adresie 1234567 oznacza urządzenie nr 12 na piętrze 34. w budynku nr 567 Ten system numeracji ma dużą zaletę – pozwala łatwo i szybko ustalić fizyczną lokalizację urządzenia. Tak przyjęta numeracja dopuszcza 41 urządzeń na każdym piętrze, 35 pięter w budynku i aż 655 budynków. W przypadkach wymagających innej numeracji, można zastosować inną konwencję adresowania urządzeń.
3. Opis (opcjonalne) – Krótki opis urządzenia, który będzie widoczny w narzędziach konfiguracyjnych
   systemu BACnet.
4. Lokalizacja (opcjonalne) – Informacja o lokalizacji urządzenia. Przydatne w przypadku bardziej rozległych instalacji BACnet.

3. Ustawienia zmiennej #

Ten panel wyświetlany jest po wybraniu dowolnej zmiennej w tabeli zmiennych. Wyświetlane w nim ustawienia są zmienne i zależą od typu wybranej zmiennej.

Dla wszystkich typów zmiennych wspólne są następujące parametry:

1. ID – Unikalny identyfikator zmiennej w obrębie urządzenia.
2. Nazwa – Nazwa zmiennej. Może być to dowolna nazwa (bez polskich znaków). Nazwa będzie widoczna dla innych urządzeń w systemie BACnet.
3. Kanał – Identyfikator w systemie DOMIQ, który ma być powiązany z tą zmienną. Bieżąca stan identyfikatora stanowi źródło wartości przekazywanych do zmiennej w systemie BACnet. W przypadku
   zmiennych będących wejściami, wartość identyfikatora jest tożsama z wartością wejścia w systemie
   BACnet. Natomiast w przypadku zmiennych będących wartościami lub wyjściami, przekazywanie danych odbywa się dwukierunkowo.
4. Opis – Opis ułatwiający identyfikację zmiennej.

Parametry zależne od typu zmiennej:

1. Zmienne analogowe:
   • Jednostka – Jednostka zmiennej w systemie BACnet.
   • Mnożnik – W tym polu można wpisać dowolną liczbę dodatnią, również ułamkowa, przez którą zostanie pomnożona wartość zmiennej. W przypadku mnożników ułamkowych należy używać kropki jako separatora dziesiętnego.
   • Przesunięcie – W komórce Przesunięcie można wprowadzić dowolną liczbę, także ułamkową i ujemną, która zostanie dodana do zmiennej.

4. Stany (tylko wejścia i wyjścia wielostanowe) #

Wejścia i wyjścia wielostanowe mogą przyjmować jeden z zadeklarowanych stanów. Panel Stany służy do
definiowania stanów dla wejść i wyjść wielostanowych. Jeżeli przypisany do zmiennej identyfikator w systemie DOMIQ osiągnie wartość odpowiadającą jednemu ze stanów, wówczas w systemie BACnet zmienna
będzie sygnalizowała stan przypisany do tej wartości.

Aby dodać nowy stan, kliknij Dodaj i uzupełnij jego właściwości.

1. Nazwa – Nazwa stanu.
2. Wartosć – Wartość, która jest przypisana do danego stanu.
3. Komenda (tylko wyjście wielostanowe) – Dodatkowa komenda, która zostanie wykonana, gdy ustawiony zostanie określony stan.

5. Subskrypcje #

Protokół BACnet zaprojektowany został do realizacji nawet bardzo rozległych instalacji automatyki. Każde
z urządzeń może mieć zdefiowanych setki, a nawet tysiące zmiennych! Moduł Base pełni rolę Data
Sharing (wymiana danych). Urządzenia tego typu pełnią rolę serwera udostępniając dane do odczytu i
zapisu innym urządzeniom w instalacji BACnet. Inne urządzenia (typu klient) chcąc pozyskać z nich dane,
muszą o te dane odpytać (ang. data polling). W przypadku, gdy urządzenie ma skonfigurowanych wiele
zmiennych, pociąga to za sobą konieczność cyklicznego odpytywania każdej zmiennej z osobna, niezależnie od tego, czy zaszła w niej zmiana wartości, czy nie. Jest to bardzo kosztowne pod względem czasu i
zasobów serwera (głównie CPU).

Projektanci protokołu BACnet, aby zaradzić temu problemowi utworzyli koncepcję subskrybcji i notyfikacji o zmianach. Urządzenie, które jest zainteresowane wybranymi zmiennymi tworzy subskrybcję na wskazane identyfikatory zmiennych, a urządzenie docelowe rozsyła notyfikacje o zmianach wartości
zmiennych do zarejestrowanych subskrybentów. Taki model wymiany danych w znaczący sposób ogranicza ruch sieciowy i eliminuje konieczność cyklicznego odpytywania o zmienne.

Moduł Base posiada implementację tego mechanizmu. Do tworzenia subskrybcji służy tabela Subskrybcje. Każda zmienna BACnet zdefiniowana w module Base może mieć własny zestaw subskrybcji – czyli informacji o adresach urządzeń BACnet, do których ma być wysłana notyfikacja o zmianie wartości danej
zmiennej.

Aby dodać nową subskrybcję kliknij przycisk Dodaj i skonfiguruj parametry:

1. Adres – Adres urządzenia BACnet, do którego ma zostać wysłana notyfikacja z nową wartością zmiennej.
2. Potwierdzenie – Jeżeli to pole jest zaznaczone, wówczas subskrybent zobowiązany jest potwierdzić
   odebranie notyfikacji. Generuje to dodatkowy ruch sieciowy i obciążenie dla obu urządzeń. Domyślnie ta opcja jest wyłączona. Zaznacz ją, jeżeli notyfikacja dotyczy szczególnie ważnych danych i wymaga ona dodatkowych środków bezpieczeństwa.