Sposoby komunikacji pomiędzy urządzeniami

Systemy Inteligentnego Budynku (BMS) aby zapewnić integrację pomiędzy poszczególnymi urządzeniami i czujnikami muszą się z nimi komunikować. Jako medium którym posługują się do komunikacji stosuje się zarówno rozległe sieci kablowe, które są najczęściej wykorzystywane w dużych budynkach komercyjnych, jak i bezprzewodowe systemy, a niektóre rozwiązania wykorzystują do komunikacji instalację elektryczną budynku. Przesyłanie komunikatów oparte jest zwykle na komunikacji szeregowej wykorzystującej własne protokoły lub standardowe takie jak np. MODBUS. To jak sprawnie poszczególne urządzenia systemu będą się komunikować pomiędzy sobą i w efekcie wpływać na ochronę budynku, w dużym stopniu zależy od rodzaju zastosowanych systemów, które odpowiadają za bezpieczeństwo technologiczne i użytkowe. Należy pamiętać, iż w stosowaniu inteligentnych systemów zarządzania budynkiem chodzi nie tylko o wygodę i komfort, ale również o zapewnienie bezpieczeństwa, zarówno pod względem użytkowym jak i technologicznym. System bezprzewodowy musi gwarantować zarówno wielozakresową transmisję poleceń, jak i bezpieczny klucz szyfrujący, odpowiedni zasięg, jak również komunikację dwukierunkową, w czasie rzeczywistym. W przypadku wykorzystania sieci elektrycznej jako medium transmisyjnego należy zwrócić szczególna uwagę na zakłócenia wnoszone przez inne odbiorniki (np. windy urządzenia klimatyzacyjne itp.), gdyż mogą one zakłócać poprawną pracę całego systemu.

System BMS powinien zapewniać precyzyjną, dwukierunkowa komunikację, która musi gwarantować użytkownikowi pełną kontrolę nad wszystkimi urządzeniami automatyki budynku. Aby system BMS zapewniał bezpieczne i pewne sterowanie układami automatyki powinien nie tylko wysyłać zlecenie wykonania określonego zadania dla konkretnego urządzenia lecz musi również zwrotnie sprawdzić czy zostało ono zrealizowane. Jest to bardzo ważne zagadnienie w przypadku urządzeń związanych z kontrolą dostępu do budynku np. sterowanie roletami zewnętrznymi, czy drzwiami wejściowymi gdzie takie komunikaty zwrotne nie tylko potwierdzają odebranie komunikatu, ale faktycznie pokazują stan realizacji polecenia lub też przedstawiają informacje o problemach uniemożliwiających jego wykonanie. Nowoczesne systemy BMS są wyposażone w funkcjonalność zdalnej kontroli w trynie „on-line”, przy wykorzystaniu urządzeń mobilnych takich jak smartfon, tabletu czy komputera przenośnego.

Zobacz również:

• Cloud Pak for Security - skróć czas analizowania zagrożeń do minimum!
• Energetyczna transformacja w Energa-Operator S.A.

Systemy BMS a systemy Smart Grid

Jeszcze inną funkcjonalnością, które powinien charakteryzować się tzw. inteligentny budynek jest optymalizacja zużycia energii elektrycznej. Aby uzyskać jak najlepsze oszczędności kosztów energii konieczna jest współpracy systemów budynku z systemami dostawcy energii elektrycznej określanymi terminem Smart Grid. Aby taką współpracę zapewnić stworzono koncepcję inteligentnej sieci domowej HAN (Home Area Networks), której najważniejszą funkcjonalnością ma być optymalizacja zarządzania zużyciem energii w budynku przy zapewnieniu dwukierunkowej komunikacji z dostawcą energii.

Typowe urządzenia domowe pracujące w sieci HAN mają zgodnie z założeniami zapewniać możliwość sterowania ich pracą poprzez polecenia wprowadzane przez odbiorcę według jego decyzji oraz możliwość sterowania poprzez polecenia wydawane przez przedsiębiorstwa zarządzające siecią dystrybucyjną. W sieci HAN zakłada się, że wszystkie urządzenia domowe są połączone z jednostką sterującą dla której są one widoczne w zakresie ich trybów pracy, charakterystyk, posiadanych zasobów (np. status załadowanej zmywarki czy pralki itp.). Oprócz tego HAN ma zapewniać dostęp do wszystkich usług, oferowanych przez Operatora Systemu Dystrybucyjnego i danych o zużyciu pozyskiwanych z licznika energii (z sytemu AMI) oraz portali i zasobów internetowych. W założeniach system sieci domowej powinien zapewniać wykonywanie analiz pracy urządzeń wewnętrznych danego gospodarstwa oraz analizy możliwości ich wykorzystania w aktualnych i przyszłych warunkach pracy systemu elektroenergetycznego, cenach energii itp.

Do tej pory nie określono jaki standard komunikacji będzie obowiązywał w sieciach HAN ani nawet czy będzie on bezprzewodowy, czy przewodowy. Najczęściej pod uwagę brana jest kombinacja obu tych rozwiązań, przez wielu uważana za rozwiązanie zapewniające największą elastyczność oraz gwarantujące dużą niezawodność transmisji. Nie jest też pewne, czy w tym zakresie użytkownicy będą mieli swobodę wyboru, czy konkretny standard komunikacji zostanie narzucany odgórnie przez operatora sieci energetycznej. Uznano, że na potrzeby sieci HAN rodzina specyfikacji IEEE 802.11 jest zbyt rozbudowana przez co zyskały na tym prostsze, tańsze w realizacji oraz wolniejsze standardy sieci bezprzewodowych, w tym standard ZigBee (rozwijany przez ZigBee Alliance) uważany obecnie za najpoważniejszego kandydata do zdominowania tego rynku. Konkurencja pomiędzy poszczególnymi twórcami standardów jest jednak zacięta i prześcigają się oni w tworzeniu nowych wersji dostosowanych do wymagań zarządzania energią w sieciach HAN.

Głównym warunkiem aby osiągnąć zakładane korzyści z wdrożonego systemu jest zapewnienie dwukierunkowej komunikacji między konsumentami energii (przy udziale inteligentnych liczników) i przedsiębiorstwem energetycznym oraz oczywiście posiadanie urządzeń domowych umożliwiających pracę w sieci HAN. Na styku sieci domowej i sieci energetycznej pojawia się zadanie dla operatorów systemów dystrybucyjnych, tak by sieć odbiorcy mogła skutecznie współdziałać z inteligentną siecią. Ważne jest, aby budowana przez przedsiębiorstwo sieciowe infrastruktura była otwarta na sieci domowe obsługujące różne media i mogła współpracować z różnymi uczestnikami rynku.

Podsumowanie

Głównymi funkcjonalnościami, których wymaga się od systemów zarządzania budynkiem jest usprawnienie funkcjonowania (automatyzacja) budynku oraz jego bezpieczeństwo. Obecnie powstaje coraz więcej budynków określane mianem „inteligentnych” posiadających wysoki stopień nasycenia układami automatyki, które potrafią reagować na zmieniające się warunki środowiska bez konieczności ingerencji człowieka i są to nie tylko duże budynki biurowe, ale również budynki mieszkalne.

Już dziś trudno sobie wyobrazić budynek o różnym przeznaczeniu i różnej wielkości, np.: budynek biurowy, budynek handlowy, obiekt przemysłowy, szkoła, szpital bez systemu zarządzania nim. Systemy informatyczne wspomagające optymalne zarządzanie tymi obiektami obejmują coraz większą liczbę zasobów – co jest szczególnie widoczne dla dużych budynków biurowych jak i obiektów dedykowanych pod specjalne funkcje takich jak Centra Przetwarzania Danych.

Należy pamiętać, iż większość inwestycji budowlanych planowana jest co najmniej na kilkadziesiąt lat, więc jeśli nie chcemy, aby eksploatacja naszego budynku była kosztowna oraz żeby obiekt nie zestarzał się przedwcześnie, warto zadbać o nowoczesną, inteligentną infrastrukturę instalacyjną. Bowiem inteligentny budynek to przede wszystkim infrastruktura sprzętowa wpisana w wszystkie planowane i przewidywane funkcje instalacji o rozproszonych zasobach informacyjnych, która musi zapewnić zdolność bezproblemowego funkcjonowania systemu BMS.

Przy doborze systemów zarządzania budynkiem warto skorzystać z usług profesjonalnych firm oraz oczywiście zlecić wykonanie projektu, co pozwala uniknąć wielu problemów, jak i w pełni wykorzystać zalety systemy inteligentnego budynku czyli zwiększenie bezpieczeństwa i redukcję kosztów obsługi. W najbliższym okresie należy się spodziewać jeszcze bardziej powszechnego stosowania rozwiązań systemów inteligentnego budynku ze względu na coraz niższe koszty wdrożenia tych rozwiązań oraz rosnące koszty związane z eksploatacją budynków takie jak np. ceny energii.