Współczesne budynki są obiektami wyposażonymi w wiele bardzo zaawansowanych technologii. Oświetlenie, kontrola dostępu, alarmy i monitoring, ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja to tylko niektóre z nich. Część z nich zużywa energię, część wymaga ciągłego nadzoru, a to powoduje konieczność zarządzania.

Aby ograniczyć ilość pracowników technicznych i zoptymalizować pracę systemów pod kątem zapotrzebowania na energię od lat 70 XX wieku rozpoczęto prace nad opracowaniem jednego systemu potrafiącego zrealizować te wszystkie zadania. Tak powstało pojęcie BMS (Building Management System), czyli pojęcie budynku inteligentnego. Koncepcja pracy takiego systemu opiera się na założeniu, że system nadrzędny zarządza tylko niezbędnymi danymi z punktu widzenia zadania przed nim stawianego. Dlatego istotny jest język komunikacyjny, protokół, który służy do przekazywania danych pomiędzy systemem zarządzanym i systemem zarządzającym, ilość danych do przesyłu i zarządzania oraz wielkość obiektu. Aktualnie do najbardziej popularnych protokołów komunikacyjnych należą: LonWorks, BACnet, KNX.

Rys. 1. Różnice w stosowaniu poszczególnych protokołów w zależności od lokalizacji

Jak widać w tabeli 1. poszczególne protokoły mają swoją specjalizację w zależności od wielości budynku oraz wymagań dotyczących prędkości transferu. Trzy pierwsze protokoły są ustandaryzowane i są protokołami otwartymi, pozostałe stanowią indywidualne fabryczne rozwiązania.

Różnice w stosowaniu poszczególnych protokołów są również widoczne z punktu widzenia lokalizacji. W Europie najbardziej popularne są protokoły otwarte w USA zdecydowanie dominują rozwiązania dedykowane.

Warto zwrócić uwagę na fakt, że tendencja w zastosowaniach wyraźnie przechyla się w kierunku protokołów otwartych a wynika ona z podstawowych zalet takich rozwiązań:

• interpolacyjności (współpracy na zasadzie nadajnik odbiornik),
• prostoty komunikacji urządzeń różnych producentów,
• prostoty konfiguracji sieci.

Również systemy VRF bazują na otwartych protokołach przy komunikacji z BMS. Do komunikacji z BMS mamy do dyspozycji cztery podstawowe protokoły:

• LonWorks,
• BACNet,
• KNX,
• Mod Bus.

Do połączenia wewnętrznego protokołu komunikacyjnego VRF z zewnętrznym protokołem BMS służą specjalne interfejsy.

W przypadku dwóch pierwszych protokołów (LonWorks i BACnet) są to interfejsy centralne. Korzystają one z systemu wymiany danych pomiędzy jednostkami wewnętrznymi i zewnętrznymi VRF’a. Główne różnice pomiędzy tymi dwoma rozwiązaniami to:

• szybkość transmisji: 78 kbps dla LON i 1 Gbps dla BACnet,
• ilość jednostek podłączonych do jednego interfejsu: 128 dla LON i 1 600 jednostek dla BACnet,
• forma interfejsu: urządzenie z wbudowanym neuron chipem LSI dla LON oraz oprogramowanie wraz z kluczem sprzętowym dla BACnet. Wynika z tego, że interfejs LonWorks podłączamy przez router bezpośrednio do centralnego systemu nadrzędnego, natomiast interfejs BACnet podłączamy poprzez interfejs USB do dedykowanego komputera i dopiero poprzez ten komputer komunikujemy się z centralnym systemem BMS na obiekcie.

(...)

Kryterium wyboru odpowiedniego protokołu BMS jest determinowane głównie ilością danych i wielkością obiektu do zarządzania (również fizyczną, ponieważ poszczególne technologie mają ograniczenia związane z długością okablowania). Oczywiście w większości przypadków to dostawca systemu klimatyzacji musi się przystosować do protokołu obowiązującego w obiekcie i narzuconego przez integratora. Jednak w przypadku gdy dominującą instalacją jest instalacja ogrzewania i klimatyzacji, a należy sobie zdawać sprawę, że w wielu budynkach ma to miejsce (np. w domach jednorodzinnych), wybór protokołu powinien być podporządkowany tej dominującej instalacji. Nie można również zapominać, że jednostki systemów VRF są wyposażone w szereg zewnętrznych wejść/wyjść służących do komunikacji z zewnętrznymi sterownikami na podstawowym poziomie (start/stop, wyłączenie awaryjne, ppoż, współpraca z systemami dostępu np. hotelowe karty klucze) i czasami są to wystarczające porty komunikacji do realizacji zadań stawianych przed BMS.

Michał ZALEWSKI

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w Chłodnictwie i Klimatyzacji nr 01-02/2014