BACnet a nivel de “campo”
En la norma ISO 16484452 “Sistemas de control y automatización de edificios. Hardware» (ISO — organización internacional de estandarización) describe un enfoque para construir un sistema de automatización de edificios de tres niveles.
El nivel inferior (“campo”) incluye dispositivos terminales: actuadores, válvulas, interruptores, botones de control, sensores y otros equipos.
El nivel medio, o nivel de “automatización”, — se trata de controladores que reciben señales del nivel inferior y las transmiten al nivel superior, así como a los equipos de red.
El nivel superior, o nivel de “control”, incluye estaciones de trabajo del operador y, si es necesario, puede tener una puerta de entrada a los sistemas ERP (sistemas automatizados de gestión empresarial).
Si todo está más o menos claro con los niveles de “control” y “automatización”, entonces despertaron especial interés los enfoques para organizar el nivel inferior (“campo”).
Muchos especialistas rusos se pusieron en contacto con BIG-RU asociación con una solicitud para resumir la experiencia mundial en la construcción de un nivel inferior de automatización, y especialmente con la posibilidad de utilizar el protocolo BACnet.
Aquí está la opinión de los principales expertos nacionales y extranjeros en automatización de edificios.
Bill Swan
Alerton
Presidente del Comité BACnet
SSPC-135ASHRAE)
¡BACnet es absolutamente adecuado para el nivel «de campo» en todos los aspectos!
Aproximadamente el 98% de todos Los dispositivos BACnet, vendidos por Alerton, son precisamente dispositivos de nivel de “campo”.
Dichos equipos incluyen: controladores VAV con funciones dedicadas, controladores VLC programables (todos los dispositivos de controlador específico de aplicación B-ASC *BACnet), así como así como controladores VLX programables aún más avanzados.
Durante casi diez años, Alerton ha estado ofreciendo sistemas BACnet con un enfoque de techo a sótano, con capacidad BACnet en los tres niveles de automatización.
Posteriormente, nuestros principales competidores (incluidos Automated Logic y Delta Controls) También han optado por soluciones con dispositivos BACnet para todos los niveles de automatización.
Roland Hedded
Cairo
Esto es lo que quiero decir con la capa de «campo» en la arquitectura general del sistema de gestión de edificios (BMS). El nivel «campo» contiene dispositivos asociados con DDC (control digital directo) — controladores de nivel de “automatización”, como sensores de temperatura, humedad, nivel, presión y todo tipo de interruptores.
Además, el nivel de “campo” incluye elementos de control como válvulas, válvulas de compuerta, actuadores, relés de control y etc.
El control y monitoreo de señales entre controladores de nivel de automatización y componentes de nivel de campo deben realizarse en rangos estándar como 0 a 5 V, 0 a 10 V, 4 a 20 mA, conmutables 0 y 5 V, conmutables 0 y 10 V. , etc.
Según las definiciones anteriores, los componentes a nivel de campo envían señales simples de baja corriente a los controladores DDC.
Un sensor de temperatura, por ejemplo, envía una señal analógica proporcional a temperatura medida (de 0 a 10 V, por ejemplo).
La señal recibida es interpretada por la lógica del controlador DDC del nivel “automatización” como una entrada analógica del objeto.
Este comando o acción se convierte entonces en un objeto BACnet.
No hay necesidad de herramientas a nivel de «campo» para «comprender» o «interpretar» las señales que envían o reciben.
Hans Krasch
HAK
La respuesta de Roland Hedded repite exactamente lo que está escrito en la norma internacional ISO 1648452 “Sistemas de automatización de edificios. Parte 2. Hardware” en los apartados 5.4 y 5.6.
Este nivel de automatización también permite que los dispositivos en el campo se comuniquen, pero debido al alto costo hay pocas razones para usar sensores o actuadores con la capacidad de comunicarse.
Excepciones — «multisensor» u otros dispositivos BACnet con funciones de control integradas, que pueden incluir una pantalla de «registro de eventos» o dispositivos con sensores de sala, consolas de visualización y control para usuarios finales.
Algunos de estos dispositivos utilizan BACnet.
Michael Urbanshk
empresa EBTRON
Tanto Roland como Hans tienen razón sobre los sensores de nivel de campo.
Nuestra empresa — uno de los que ofrecen hoy en el mercado sensores de nivel “de campo”, no especialmente caros y capaces de conectarse a redes (BACnet over Ethernet, BACnet/IP y MS/TP) para medir caudal de agua, temperatura del aire, etc.
Hay muchas razones para conectar sensores en red (ruido eléctrico, precisión de conversión d/a a/d, etc.).
Espero que con el tiempo, cuando los componentes eléctricos se vuelvan notablemente más baratos, comencemos a celebrar notablemente más. dispositivos de «campo» conectados a la red.
Creo que usar BACnet desde la parte superior del edificio hasta el punto de control más bajo es la solución más óptima para el propietario del edificio.
Además, no hago publicidad de los productos de mi empresa, pero estoy realmente seguro de que aún más fabricantes de equipos deberían producir sensores capaces de formar una red.
Norma ISO 16484-3 “Sistemas de control y automatización de edificios. Funciones»
Andrey Golovin
Asociación BIG-RU
Hasta donde yo sé, en los EE. UU., la mayoría de las empresas utilizan una arquitectura de dos capas, donde se refieren a la capa de red ubicada más cerca de los sensores (capa Fieldbus).
La capa Fieldbus generalmente se implementa en una interfaz RS485 con algún tipo de protocolo interno/privado y BACnet MS/TP — a RS485. El nivel de Gestión normalmente se realiza en BACnet/IP o en un protocolo cerrado usando TCP/IP.
HansKrasch
HAK
En la ilustración de la norma ISO 1648452, se puede ver que los dispositivos de “campo” deben conectarse a los controladores directamente o mediante algún medio de comunicación.
Sé que hay alguna diferencia entre los términos «dispositivos de campo» y «bus de campo».
En la automatización industrial, un bus de campo se construye principalmente como un sistema peer-to-peer. -comunicaciones entre pares (un modelo de comunicación donde cada componente par tiene las mismas capacidades que cualquier otro y puede iniciar una sesión de comunicación) entre controladores.
En el campo de la automatización de edificios, intentamos no utilizar el término peer-to-peer. Por ello, la norma ISO, destinada únicamente a la automatización y control de edificios, establece los siguientes niveles de automatización:
— nivel «campo» con funciones de entrada/salida;
— nivel de “automatización” con procesos funcionales;
— Nivel de “control” con bases de datos y funciones estadísticas.
Y las funciones del operador se pueden asignar a cualquier nivel.
Por supuesto, en la práctica no es frecuente ver dispositivos de “campo” conectados a una red, en particular actuadores. Porque esto los encarece inmediatamente, pero el estándar ISO señala que los dispositivos a nivel de «campo» deben poder integrarse en la red.
John Erwin
ATS
La mayoría de las empresas con las que he trabajado en el campo de los sistemas de control y automatización de edificios monitorean y administran una gran cantidad de dispositivos diferentes a nivel de campo; actuadores electrónicos, relés, sensores, etc.
Muchos fabricantes de equipos para CA y ultrasonido no producen ellos mismos dispositivos a nivel de «campo», sino que ponen su etiqueta en los dispositivos de otras personas o los usan así ( por ejemplo, las unidades Belimo son muy populares).
Y cuando estas empresas realizan presentaciones, intentan no centrarse en dispositivos de “campo”, sino más bien en promocionar sus productos.
Me parece que los dispositivos de “campo” deberían ser “universales”: 4520 mA, 2510 V, binario. Y conectados directamente al controlador, son inmunes a los problemas de comunicación que surgen en la red.
Imagínese un gran campus universitario donde todos los dispositivos “de campo” se comunican mediante BACnet. ¿Por qué entonces necesitamos controladores?
Sólo necesitas uno para coordinar el funcionamiento de todos estos dispositivos y enrutar los mensajes a la red local (Ethernet).
El tráfico de red aumentará significativamente si surge algún problema que impida la comunicación dentro de la red y se pierde el control de todo.
Y si falla el único controlador, tampoco podrás controlarlo todo.
Otras soluciones peer-to-peer tienen dispositivos finales, que a su vez se comunican entre sí. otros.
Winston Hetherington
Servicios de consultoría de BASS
Algunos equipos (sensores “inteligentes” con pantallas o diversos instrumentos de medición con funciones integradas) pueden integrarse en una red y utilizar métodos digitales de comunicación con los dispositivos finales.
Pero dichos equipos aún no se utilizan ampliamente .
Los sensores para medir temperatura, humedad, presión o estado (seguimiento de contacto abierto/cerrado) se utilizan con más frecuencia hoy en día, y las señales de voltaje (V) deben ser recibidas e interpretadas por un controlador en la red.
El término «campo» El bus de campo se utiliza principalmente en la automatización industrial.
Reinhardt Seidl
Taylor Engineering
Causa Una razón por la que sería beneficioso utilizar sensores con dirección IP podría ser la siguiente: digamos que tiene un edificio antiguo hecho de asbesto.
Todos los controles del edificio son neumáticos y desea al menos instale varios sensores de habitación con capacidad de control remoto.
En este caso, no se puede tender un cable y los sensores inalámbricos actuales no son del todo perfectos. En cualquier caso, que yo sepa, utilizan protocolos propietarios.
Además, no debemos olvidarnos del problema de la sustitución de las pilas de los sensores.
Entonces, ¿cuál es la alternativa? ¿Solución?
Si su edificio ya tiene una red local (Ethernet), entonces un sensor con una dirección IP resolverá el problema. Por supuesto, esta solución será más cara que con un sensor convencional.
El ejemplo dado — Esta es una excepción, pero ahora me encontré con un caso así. Y, lamentablemente, nunca pude encontrar un producto decente.
Konstantin Trutko
Siemens
El La política técnica de los principales fabricantes de sistemas de automatización de edificios, incluido Siemens, es optimizar el uso de varios protocolos de comunicación en diferentes niveles del sistema de automatización.
Creemos que es recomendable utilizar un protocolo de nivel de software tan potente y multifuncional como BACnet en los dos niveles superiores.
A nivel de campo, la conexión directa, sin ningún protocolo, sigue siendo relevante para conectar sensores y actuadores.
Y para la integración de controladores de ambiente en un sistema de despacho, cuando se requiere la transferencia de solo unas pocas variables, tampoco es apropiado usar BACnet.
Para los controladores de ambiente se utilizan los protocolos LONMark y KNX.
Este es un estándar internacional.
Otra cosa es que para integrar controladores de ambiente “upstream” utilizamos PXR511(12) programable gateways, que realmente funcionan en BACnet.
Nina Voevodenko
La empresa Sauter
Sauter tiene una situación similar, es decir. Los equipos de “campo” (sensores, relés, actuadores) se conectan a los controladores mediante señales estándar generalmente aceptadas a través de entradas/salidas digitales o analógicas.
No tiene sentido utilizar ningún protocolo aquí, estas señales ya son estándar para todos.
Otra cuestión es si el equipo de «campo» incluye equipos más complejos, por ejemplo bombas, y no solo necesita para encenderlos/apagarlos, y también tener información sobre los distintos parámetros de este dispositivo. En este caso ya se necesita algún tipo de protocolo para comunicarse con este dispositivo. Y podría ser BACnet.
Sauter también tiene controladores LON de sala, pero preferimos realizar el control de sala en nuestros controladores Ecos, que se comunican entre sí mediante nuestro protocolo NovaNet y también pueden conectarse a BACnet a través de una puerta de enlace. Y, por cierto, esta solución es mucho más económica.
Roman Vroblewski
YORK International, una empresa de Johnson Controls
Roland Haddad y Hans Kranz proporcionan definiciones completas del nivel de «campo» de acuerdo con la norma ISO 1648452.
Al decidir sobre el uso del protocolo BACnet a nivel de «campo», YORK parte de las tareas que enfrenta un sistema de automatización en particular.
En la práctica, existen dos opciones para conectar dispositivos de «campo»: conexión directa a controladores y protocolo de conexión digital.
Cada opción es buena para resolver ciertos problemas.
Aquí hay algunos ejemplos.
Si necesita transferir uno — dos señales (por ejemplo, para medir temperatura y humedad), instalamos el sensor correspondiente y lo conectamos directamente al controlador mediante señales estándar.
Para el control local de clima, iluminación y, por ejemplo, persianas en En una habitación separada, necesita medir los parámetros del aire, además de proporcionar interacción con el usuario.
Si proporciona instrumentos de medición y controles separados para cada función, terminará con un sistema engorroso, inconveniente tanto para la instalación como para operación.
En este caso, es recomendable instalar un dispositivo combinado conectado al nivel de “automatización” mediante el protocolo BACnet y que combine sensor de temperatura, panel de control e indicador. El indicador se puede utilizar para mostrar los parámetros actuales del sistema y seleccionar modos.
Otro ejemplo: controlar las compuertas de suministro de aire a las habitaciones en sistemas VAV (Volumen de aire variable) — Se utiliza un sistema de flujo de aire variable (muy utilizado en hoteles, oficinas y otros locales donde la presencia de personas en el local es cíclica), una combinación de accionamiento eléctrico y sensor de presión diferencial.
Para Para no conectar estas señales a un control remoto, es recomendable utilizar un dispositivo combinado con capacidad de comunicación incorporada a través del protocolo BACnet.
En una palabra, el método de conexión directa es más adecuado para conectar estrechamente Dispositivos de “campo” ubicados cuando es necesario transmitir una pequeña cantidad de señales y generalmente en una dirección.
Por el contrario, si necesita transmitir varias señales, recibir retroalimentación o es necesario implementar la interacción del usuario a nivel de «campo», es recomendable utilizar la conexión de dispositivos de «campo» mediante un protocolo digital. En este caso, el número de trabajos de instalación y puesta en marcha se reduce significativamente y la arquitectura de la red se simplifica.
En cualquier caso, la elección de una solución técnica específica depende de las tareas a realizar, y YORK tiene la equipos y tecnologías necesarios para resolver estos problemas de manera óptima .
Andrey Golovin
Asociación BIG-RU
Me gustaría señalar que gracias a las opiniones de nuestros colegas de EE. UU., Europa y Rusia, está surgiendo una imagen general de los métodos para construir sistemas de automatización en diferentes continentes.
Esta observación es muy valiosa, ya que le permite comparar las ventajas y desventajas de ambas opciones y elegir usted mismo la que más le convenga. Además, hoy en día existen equipos europeos y americanos en el mercado ruso.
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