BMS چیست؟

به طور کلی BMS یک سیستم مدیریت ساختمان بر پایه کامپیوتر نصب شده در ساختمان است که تجهیزاتی چون تهویه مطبوع، گرمایش، تهویه، روشنایی، سیستم‌های برقی را در بیمدیریت و نظارت می‌کند.

تکنولوژی‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری BMS در دهه ۶۰ میلادی ایجاد شدند. در طول سال‌ها، زیرساخت‌های فناوری اطلاعات BMS بصورت ذاتی رشد کرده و لایه‌هایی از پروتکل‌های ارتباطی، شبکه‌ها و کنترل‌ها به آن افزوده شدند. امروزه با حرکت سریع رو به جلو، BMS به مجموعه‌ای از اجزای ناسازگار و معماری غیرقابل نفوذ تبدیل شده است. ما قصد داریم از طریق بستر و خدمات خود این زیرساخت آشفته را از بین ببریم و دسترسی به همه توسعه‌دهندگان نرم‌افزار را فراهم کنیم.

سیستم‌های مدیریت ساختمان، شبکه‌های هوشمند مبتنی بر کنترل ریز پردازنده‌ای هستند که برای نظارت و کنترل سیستم‌های فنی و خدمات ساختمان از جمله تهویه مطبوع، تهویه، روشنایی و هیدرولیکی نصب می‌شوند. بصورت خاص‌تر، عملکرد تجهیزات بخش‌های مختلف ساختمان را برای عملکردی مانند یک سیستم کامل یکپارچه به یکدیگر مرتبط می‌سازند.

در حال حاضر، در هر ساختمان یا تاسیسات اصلی با در دسترس بودن ادغام مستقیم با سایر خدمات ساختمان مانند امنیت، کنترل دسترسی، دوربین مدار بسته، آتش سوزی، آسانسور و سایر سیستم‌های ایمنی نصب شده می‌شود.

سیستم‌های BMS نسل فعلی، امروز بر پایه پروتکل‌های ارتباطی باز و وب فعال هستند که امکان ادغام سیستم‌ها از چندین فروشنده متفاوت در جا‌های مختلف جهان را فراهم می‌سازد.

در هنگام انتخاب سیستم مدیریت ساختمان BMS از پروتکل‌های آن چه باید بدانیم؟

پروتکل‌ها زبانی هستند که دو دستگاه از طریق آن ارتباط و تبادل اطلاعات برقرار می‌کنند.

این دستگاه‌ها محصولات بر پایه ریز پردازنده از جمله برد‌های ورودی/ خروجی، کنترل‌کننده یونیت بالای سقف (RTU)T، کنترل‌کننده چیلر، کامپیوتر/ لپ تاپ کاربر یا حتی سرور‌های سازمانی مرکزی هستند.

تصویر زیر نشان می‌دهد که سیستم ارشد مدیریت ساختمان (دستگاه) با دستگاه‌هایی مثل RTU، کنترل‌کننده‌های خنک کنندگی، کنتور‌های انرژی و سایر برد‌های ورودی/ خروجی یک ساختمان ارتباط برقرار می‌کند. بطور مشابه، یک کنترل‌کننده ساختمان با کاربران راه دور و سرور‌های سازمانی از طریق اینترنت برای نمایش دما، پارامتر‌های عملکرد یا داده‌های انرژی را نمایش دهد.

پروتکل‌ها با ساختار داده‌هایی تعریف می‌شوند که فرمت و معنی هر داده را توضیح می‌دهد (تقریبا مانند یک دیشکنری که معنی و تلفظ کلمه را توضیح می‌دهد). هر دو دستگاه می‌بایست ساختار داده را بدانند تا تبادل داده فراهم شود. تبادل داده معمولا از طریق تعدادی سیم فیزیکی صورت می‌گیرد (مانند کابل پیچ خورده RS485 یا کابل اترنت CAT5). همچنین، می‌تواند بصورت وایرلس و از طریق شبکه وای فای اتفاق افتد.

برای این که دو فرد بتوانند اطلاعات تبادل معنی داری داشته باشند باید با یک زبان مشترک صحبت کرده و از وسیله‌ای برای برقراری ارتباط برخوردار باشند (مانند تلفن). این زبان، معادل پروتکل در دنیای BMS و تلفن معادل سیم‌های فیزیکی است. بنابراین، عبارت BACNet over IP به این معنی است که پروتکل BACNet است و لایه فیزیکی یک شبکه IP است.

چهار جنبه اصلی پروتکل‌ها عبارتند از:

1. باز
2. استاندارد
3. قابل تعامل
4. اختصاصی

یک پروتکل زمانی “باز” است که سازنده، آن را بصورت آماده و در دسترس همه (بعنوان مثال از طریق وب سایت خود) قرار می‌دهد. پروتکل “استاندارد” نیاز به توافق تمام طرف‌ها بر روی ساختار داده دارد تا در دستگاه‌های آن‌ها پیاده‌سازی شود. اگر در یک صنعت ثبات وجود داشته باشد، آن پروتکل به یک استاندارد صنعتی تبدیل می‌شود. مانند BACnet و Modbus.

“قابل تعامل”، شخصیت پروتکلی است که آن را بی‌نیاز از فروشنده می‌سازد. مثلا، کنترل‌کننده‌ای از یک فروشنده می‌تواند با یک کنترل‌کننده از فروشنده دیگر تعویض شود. پروتکل‌های “اختصاصی” آن‌هایی هستند که با به اشتراک نگذاشتن ساختار داده پروتکل را محدود به سازنده دستگاه می‌سازند.

تصور این که چرا پروتکل اختصاصی بهترین کار در نظر گرفته نمی‌شود سخت نیست. یکی از معیار‌های کلیدی در انتخاب BMS این است که از اختصاصی نبودن ساختار زبان/داده اطمینان حاصل کنید.

برای تشخیص باز بودن یا نبودن یک پروتکل، باید از فروشنده BMS این سوالات را بپرسید:

آیا رقیب شما می‌تواند با BMS شما تبادل داده انجام دهد؟

آیا پروتکل شما به شکلی ارائه شده که بتواند به آسانی در دسترس همه (از جمله رقیب) باشد؟

یک پروتکل اختصاصی برای مشتری خوب نیست، زیرا به محض خرید توسط فروشنده برای تمام ملزومات BMS قفل می‌شود. این بدین معنی است که بدون داشتن نرم‌افزار مخصوص فروشنده، فرد نمی‌تواند مثلا برای دستکاری نقاط تنظیم شده از راه دور به BMS دسترسی پیدا کند.

از سوی دیگر، دستگاه با زبان “باز” و استاندارد شما را با فروشنده قفل نمی‌کنند و به شما اجازه می‌دهند آزادانه برای ارائه‌دهندگان راهکار‌های سازمانی خرید کنید.

بهترین پروتکل برای BMS کدام است؟

وقتی یک کنترل‌کننده اصلی با دستگاه‌ها و کنتور‌های داخل ساختمان به تبادل اطلاعات می‌پردازد، پروتکل استاندارد BACNet

یا Modbus یا هر پروتکل استاندارد دیگری می‌بایست ترجیح داده شود. در غیر این صورت، اطمینان حاصل کنید که حداقل خواندن و نوشتن اطلاعات برای همه “باز” باشد.

برای دسترسی سازمانی (پروتکل B در تصویر)، افراد از پروتکل BACnet از طریق IP استفاده کرده‌اند. با این حال، روند فعلی این است که برای تبادل داده از اینترنت استفاده کنید. شرکت‌هایی مثل ” Honeywell Tridium” (در چارچوب نیاگارا)، Resource Data Management (مدیریت داده)، Echelon Corps (iLon) و بسیاری شرکت‌های دیگر برای تبادل داده از داده‌های استاندارد اینترنتی XML با خدمات وب استفاده کرده‌اند.

حتی کمیته ASHRAE BACNet گروه کاری XML دارد که برنامه‌های کاربردی زبان نشانه‌گذاری eXtensible Markup Language (XML) مربوط به سیستم‌های BACnet را تعریف می‌کند. آن‌ها همچنین، بر روی تعاریف خدمات وب که اجازه تبادل داده بین اتوماسیون ساختمان و سیستم‌های کنترل و سیستم‌های متعدد مدیریت سازمانی را می‌دهد کار می‌کنند.

بطور خلاصه، در هنگام انتخاب دستگاه‌ها از موارد ذیل اطمینان حاصل کنید:

• دستگاه‌هایی مانند RTU، کنترل‌کننده سرما باید از پروتکل‌های “باز” مانند BACnet یا Modbus استفاده کنند.
• اطمینان حاصل کنید که این دستگاه‌ها به شما هر دو قابلیت “خواندن” و “نوشتن” را می‌دهند تا بتوانید حتی نقاط تنظیم شده را تغییر دهید.
• BMS باید قابلیت‌های خدمات وب با تبادل داده با استفاده از XML برای دسترسی سازمانی را داشته باشد.
• دوباره، خدمات وب BMS باید اجازه قابلیت‌های “خواندن” و “نوشتن” را بدهد.
• تامین‌کننده BMS باید دیکشنری XML (ساختار فرمت داده‌ها) و تعاریف خدمات وب را به همه (شامل رقیب خودشان که باز باشد) ارائه نماید.

برخی پروتکل‌های رایج هوشمندسازی در ایران عبارتند از:

UPB | KNX | Zigbee | Z-Wave | GW-bus | Insteon | X_10 | PLC BUS | S_Bus | C_Bus | EIB | Lon Works | Obix | BACnet | EnOcean | Mod bus | Niagara4