SUSTAVI ZA PRAĆENJE I VOĐENJE PROCESA

 

                                                                            BACnet protokol

 

 

 

                                                                                       MARKO BILIĆ

 

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.Uvod

 

Kod dizajniranja sabirnica i protokola za automatizaciju kućanstava javlja se mnogo problema, jer ti sustavi zahtijevaju obavljanje zadatke velike složenosti, ali pritom moraju imati znatno manju cijenu. X10 je godinama bio vodeći na području home-automation protokola, no u novije vrijeme ga sve više potiskuju protokoli poput Smart House, CEBusa, a naročito LONworks protokol i BACnet protokol, o kojem će se ovdje govoriti.

 

 

2. BACnet

 

         BACnet je američki nacionalni standard. Može se predstaviti kao ''knjiga'' u kojoj su zabilježeni svi detalji stvaranja upravljačkih i automatizacijskih sustava, koji se mogu funkcijski povezati s drugim BACnet sustavima. U BACnetovoj terminologiji funkcijska povezanost (interoperate) znači da dva ili više BACnet računalna sustava mogu dijeliti istu komunikacijsku mrežu, i jedan drugome izvoditi različite funkcije na peer-to-peer principu (kao i kod LonWorks i CEBus protokola). Iako BACnet ne zahtijeva da svaki sustav ima jednake mogućnosti, dizajnerima komponenti sustava na svakoj je razini složenosti dopušten pristup funkcijama nekog drugog jednakovrijednog sustava (peer). U svijetu BACneta, ne postoje razlike u važnosti između velikih i malih kontrolera, senzora, radnih stanica  ili glavnih računala.

 

         Za razumijevanje BACneta nužno je poznavati njegove dvije osnovne ideje. Prva je ideja da je BACnet primjenjiv na sve tipove sustava koje u jednoj zgradi ili jednom objektu možemo pronaći: HAVC, sigurnosni sustav, kontrolu pristupa, protupožarni sustav, dizala, sustav održavanja, i tako dalje. Isti mehanizam koji BACnetu daje fleksiblinost nosi još dva dobra svojstva: neovisnost o isporučitelju i kompatibilnost s budućim generacijama sustava.To je postignuto uporabomobjektno orjentirane ponude za predstavljanje svih informacija unutar svakog kontrolera. Druga ključna ideja je da BACnet koristi bilo koju kombinaciju od nekoliko tipova lokalnih mreža, internet ili LAN tehnologiju za prijenos BACnet aplikacijskih poruka.  Ovaj izbor od nekoliko različitih tipova, nudi projektantu mogućnost značajne fleksibilnosti u izboru najbolje opcije u smislu omjera cijena i preformasi u svakoj situaciji. Četiri tipa LAN su ANSI ili ISO standardi. Kako je BACnet temeljen na standardima, to omogućuje maksimalno zadovoljstvo, kako proizvođača koji projektiraju BACnet, tako i za korisnike ili vlasnike tih sustava.

        

         BACnet pruža sofisticirani model za opisivanje sustava svih tipova automatizacije. Ovaj model temeljen je na pretpostavci da su sustavi uistinu međusobno funkcionalni (interoperabilni).BACnet je svoj model organizirao po sljedećim komponentama:

 

         1. Objekti, za reprezentiranje sustava informacija i baza podataka zajedno s univerzalnom metodom za pristup standardiziranim i vlasničkim informacijama.

 

         2. Servisi, koji dozvoljavaju BACnet uređajima međusobno obavljanje raznih funkcija na standardiziran način.

 

3. LAN-ovi, koji osiguravaju transportni mehanizam, za razmjenu poruka kroz razne tipove mreža i medija za komunikaciju.

 

4. Internetworking pravila koja dozvoljavaju konstrukciju velikih mreža stvorenih od raznih tipova LAN-a.

 

5. Pravila prilagođavanja, koja definiraju standardizirane načine za opisivanje sustava BACnet terminologijom, i standardne forme za opis opcionalnih svojstava BACneta koja zadani sustav pruža.

 

 

Svaka od ovih komponenti daje važnu prednost ponuđačima i korisnicima BACnet sustavima.

 

 

 

OBJEKTI

 

BACnetova objektno organizirana ponuda za pristup i organizaciju informacija pruža dosljednu metodu za kontroliranje, ispitivanje, modificiranje i interoperabilnost s različitim tipovima informacija i s različitim tipovima uređaja , različitih proizvođača i kompatibilnih s budućim BACnet sustavima. BACnet definira standardne tipove objekata koji predstavljaju uobičajene objekte koji se mogu naći u mnogim već postojećim automatizacijskim sustavima. BACnet objekti su skupine ''svojstava'' od kojih svaki predstavlja neki dio informacije ili parametra. Neka se svojstva mogu samo utvrditi (read), a neka modificirati (write). BACnet ne definira samo što su svojstva standardnih objekata, već i kakav tip ponašanja možemo očekivati od svakog pojedinog svojstva. Standardni objekti također imaju i neke dodatne mogućnosti, koje ne trebaju biti implementirane kod svakog proizvođača, ali ako su već implementirane, tada se moraju ponašati prema propisanom standardu. Ovi standardni objekti također mogu imati i mogućnosti koje je ugradio sam proizvođač

BACnet ne može jamčiti da će svi sustavi biti jednako uspješni, kao ni sigurnost interoperabilnosti. Međutim, BACnet pruža mehanizam kojim se dozvoljava cooperativnim uređajima interoperabilnost ako oni to žele.

 

SERVISI

 

BACnet servisi pružaju standardne metode u slučaju kad jedan BACnet uređaj traži od drugoga na nešto izvede, ili obavijesti drugi BACnet uređaj o nečemu što se dogodilo. Na primjer, ako jedan BACnet uređaj želi nešto doznati, pout temperature, upotrijebit će ReadProperty servis da pročita sadržaj objekta u drugom uređaju koji predstavlja temperaturu. Na sličan način, WriteProperty može intervenirati u drugom uređaju, mijenjajući početne postavke.BACnet. DACnet definira sveobuhvatne skupine različitih servisa koji omogućuju razmjenu podataka, alarmiranje i upravljanje događajima, upravljanje uređajima, i slično. Kao i kod standardnih objekata, nije nužno da svi uređaji imaju implementirane sve servise. Proizvođač može također pridodati Private Transfer servis, te tako ostvariti neke zasebne mogućnosti.

 

 

 

KOMUNIKACIJSKI PROTOKOLI KOJE BACnet PODRŽAVA

        

BACnet dozvoljava uporabu nekoliko tipova kokalnih mreža. Izbor mreže ovisi o cijeni i o preformansama mreže. Svaki LAN ima svoje prednosti i nedostatke. Naravno, BACnet podržava i TC/IP protokol. BACnet podržava sljedeće komunikacijske protokole:

 

1.    RS232-za point-to-point komunikaciju između uređaja ili sustava

 

2.    RS485-uporabom MS/TP protokola (9.6-76Kbps). Prednost tog ANSI standarda je deterministički odziv, mala cijena i mogućnost implementacije u single čip mikroprocesoru.. Nedostatak je mala brzina i samo jedan raspoloživi medij (EIA-485).

 

3.    LonTalk- BACnet koristi LonWorks kao mehanizam za prijenos podataka, međutim ne postoji međusobna funkcionalnost s LonMark uređajima (32K-1.25Mbps). Prednosti su različitost medija (UTP, coax, IR, RF, optika), te mogućnost skaliranja brzine.. Nedostaci su nedeterministički odziv, problem velikih udaljenosti, single source čip, potreba za specijalnim razvojnim alatima i ograničena veličina aplikacije.

 

4.    ARCNET- BACnet može razviti mnogo fizičkih ARCNET medija za veću brzinu prijenosa podataka (150K-7.5Mbps). ARCNET je ANSI standard, a prednosti su mu deterministički odziv, različitost medija (coax, UTP, optika) i mogućnost skaliranja brzine. Nedostatak je problem velikih udaljenosti i single source čip.

 

5.    Ethernet- za najveću moguću brzinu komunikacije (10-100Mbps). Prednosti etherneta su to što je međunarodni standard, već postoji u mnogim zgradama i objektima, velika brzina i različiti mediji (coax, UTP, optika). Nedostaci su nedeterministički odziv, problem velikih udaljenosti i visoka cijena.

 

6.    TCP/IP- koristi se IP standard za spajanje BACnet medija preko bilo koje TCP/IP mreže. Dakle, moguć je pristup kontroli zgrade (objekta) s bilo kojeg mjesta koje ima pristup internetu, ali nedostatak je sigurnost na internetu (problem hakerskih upada u sustav isl.)

 

 

INTERNETWORKING

 

Stvarne mreže u stvarnim zgradama moraju imati međusobnu funkcionalnost, tj. moraju biti interoperabilni. Mreže koje stvaraju VAV Terminal kutije na jednom katu zgrade moraju biti pristupačne, ne samo tom katu već cijeloj zgradi.. Ako se radi o sustavu s više zgrada ili pristupnih aplikacija, sustav nužno mora biti sastavljen od više odvojenih mreža koji moraju imati isprekidane razloge za djelovanje između uređaja na dvije ili više različitih mreža. Sve te mreže ne koriste istu LAN tehnologiju zbog razlika u svojstvima  i cijeni.

 

 

 

 

 

3. Zaključak

 

       Uz sam tehnički razvoj standarda, bitni su i politički i komercijalni aspekti. BACnet širi svoj utjecaj u svijetu, prenesen je u Kinu, Japan i Koreju, a u Koreji je postao i službeni standard. Odnedavno, BACnet je postao i američki nacionalni standard. U Europskoj Zajednici, BACnet je pre-standard i na najboljem je putu da postane i Europski i ISO standard. Posljednja istraživanja pokazuju da su BACnetove instalacije prisutne u više od 100 zemalja na svim kontinentima, uključujući i Antartiku. Ukratko, BACnet je postao vrhunski standard za automatizaciju zgrada i raznih drugih objekata.

                                 

 

Literatura: www.bacnet.org