کنترل اتوماتیک در تهویه مطبوع(قسمت10)

ماخذ: شرکت TRANE

تعامل/تبدیل پذیری

ویژگی “تعامل‌پذیری” گاه با “تبدیل‌پذیری” اشتباه گرفته می‌شود. تبدیل‌پذیری به قابلیت تبدیل و تعویض کردن محصولات سازندگان مختلف در روی شبکه‌ای واحد و بدون نیاز به سخت‌افزار یا نرم‌افزار سفارشی اطلاق می‌شود. در صنعت کامپیوتر به این قابلیت “Plug & Play” نیز می‌گویند. از مثال‌های بسیار ملموس وسایل و تجهیزات تبدیل‌پذیر، تلویزیون‌هایی هستند که کیت دریافت کانال‌های کابلی دارند. شما می‌توانید این تلویزیون‌ها را از هر سازنده‌ای خریداری نموده و پس از وصل
کردن آن به سیستم کابلی، کانال‌های اضافی را دریافت کنید.
پیاده‌سازی کیفیت تبدیل‌پذیری در سیستم‌های تهویه مطبوع نیاز به پروتکل‌های استاندارد و باز خواهد داشت که معیارهای برای نظارت بر برنامه‌ریزی، تنظیم، راه‌اندازی و ترتیب عملیات تجهیزات سازگار داشته باشند. برای این که تجهیزات مختلف تبدیل‌پذیر باشند، سازندگان ناگزیرند عملکرد تجهیزات خود را به یک مجموعه مشترک محدود سازند. اکثر پروتکل‌های باز و استاندارد فعلی روش‌های مختلفی برای تبادل داده، زمان‌بندی، تعیین شیوه‌های کاری، گزارش‌دهی و مدیریت آلارم‌ها و شبکه ارائه می‌نمایند. اگرچه، آنها استانداردهایی برای برنامه‌ریزی و تعیین ترتیب و توالی کاری دستگاه‌ها در اختیار ندارند و بدون آنها، حتی
دستگاه‌هایی که از یک پروتکل باز مشترک پشتیبانی می‌کنند، تبدیل‌پذیر نخواهند بود.
اما تعامل‌پذیری در سطح کنترل واحد و سطح کنترل ساختمان عاملی تعیین‌کننده در انعطاف‌پذیری کلی زیرساختار BAS یا سیستم خودکارسازی ساختمان به شمار می‌رود و حتی در قیمت تمام شده سیستم و هزینه پروژه تأثیرگذار است. امروزه دو پروتکل باز و استاندارد در صنعت خودکارسازی ساختمان‌ها معروفیت و محبوبیت بیشتری دارید و می‌توانید کیفیت تعامل‌پذیری را در هر دو سطح یاد شده تأمین کنید.

BACnet

BACnet یا “شبکه کنترل خودکار ساختمان” یک پروتکل باز و استاندارد است که اجازه می‌دهد سیستم‌های خودکارسازی ساختمان با زیرسیستم‌های آنها که از
سازندگان مختلفی خریداری شده‌اند، از قابلیت‌های کنترلی مشترکی استفاده کرده و اطلاعات را با یکدیگر رد و بدل نمایند. این پروتکل اولین بار در استاندارد
135 ANSI/ASHRAE که در آگوست ۱۹۹۵ منتشر گردید، تعریف شد. این استاندارد به تفریح یک پروتکل مخابراتی دیجیتال می‌پردازد که برای کاربردهای کنترل ساختمان‌ها طراحی شده است اگر چه این پروتکل برای اولین بار توسط ASHRAE تعریف شد اما حیطه شمول آن تمامی انواع سیستم‌های کنترل ساختمانی را در بر می‌گیرد که علاوه بر تأسیسات و تجهیزات مطبوع، سیستم‌های روشنایی، امنیتی و حفاظت در برابر حریق نیز توسط آن پوشش داده می‌شوند.
پروتکل BACnet انواع مختلفی از اشیاء (Objects) استاندارد را تعریف می‌کند که هر یک از آنها دارای فهرستی مشخص از ویژگی‌ها می‌باشد. علاوه بر این، کاربردهای معمول کنترل ساختمانی مانند زمان‌بندی، تصمیم شیوه‌های کاری و مدیریت آلارم‌ها نیز در BACnet تعریف شده‌اند. یکی از نقاط قوت BACnet این است که اشیاء و کاربردهای مذکور در قالب یک استاندارد ASHRAE تعریف می‌شوند؛ بنابراین به طور عمومی منتشر شده و اختیار همگان قرار می‌گیرد و در طول زمان یکپارچگی خود را حفظ می‌کند. از این رو سازندگان می‌توانند مستقلاً به طراحی و ساخت تجهیزات مبتنی بر BACnet اقدام کرده و کاربران بدون این که نیازی به نصب گیت‌وی‌ها یا Gateway برنامه‌ریزی شده سفارشی داشته باشند می‌توانند آنها را در شبکه خود وصل کنند.

پروتکل BACnet انتخابی ایده‌آل برای تبادلات میان کنترل‌کننده‌های سطح سیستمی بوده و به زیرسیستم‌هایی مانند تجهیزات تهویه مطبوع و روشنایی امکان تبادل اطلاعات را از طریق یک واسط تکی کابر می‌بخشد. علاوه بر این، BACnet برای تأمین کنترل مرکزی چندین ساختمان قابل استفاده است.

Lon Talk

پروتکل BACnet انتخابی ایده‌آل برای تبادلات میان کنترل‌کننده‌های سطح سیستمی بوده و به زیرسیستم‌هایی مانند تجهیزات تهویه مطبوع و روشنایی امکان تبادل اطلاعات را از طریق یک واسط تکی کابر می‌بخشد. علاوه بر این، BACnet برای تأمین کنترل مرکزی چندین ساختمان قابل استفاده است.

انجمن تعامل پذیری LonMark سازمانی که اعضاء آن سازندگان و مصرف کنندگان محصولات و تجهیزات مبتنی بر LonTalk هستند. این سازمان راهنماهایی برای پیاده سازی و استفاده از پروتکل استاندارد LonTalk تهیه میکند. پروفایل های عملیاتی LonTalk شامل توصیفاتی از چگونگی ارائه شدن داده (با استفاده از SNVT و SCPTها) به اجزاء مشخص سیستم میباشند. پروفایل های عملیاتی برای تعداد کثیری از اجزاء سیستم های تهویه مطبوع وجود دارند اجزایی مانند سنسورهای دما، محرک های رفت متغیر، فن کویل ها، واحدهای پشت بامی و چیلرها. این پروفایل ها برای سایر سیستم های ساختمانی نیز تهیه شده اند. در
این پروفایل ها به منظور تضمین تعامل پذیری میان تجهیزات مورد استفاده، قرار می گیرند.

روتکل LonTalk به طور خاص برای مخابرات و ارتباطات کنترل کننده های سطح واحد مناسب است. این پروتکل در یک تراشه ریزپردازنده ای به صرفه (نورون : نام
ثبت شده تجاری) عرضه می گردد و همین امر باعث شده است که اضافه کردن قابلیت های LonTalk به کنترل کننده های کوچک مقرون به صرفه باشد؛ در غیر این صورت هزینه های بالاسری پیاده سازی پروتکل در سیستم ها شاید توجیه ناپذیر می بود.

ساختار چند لایه سیستم های خودکارسازی ساختمان

برخی از مهندسان تأسیسات و تهویه مطبوع LonTalk را بیشتر می پسندند و برخی دیگر LonTalk را برای سیستم های خودکارسازی ساختمان مطلوب تر می دانند ولی در هر حال، باید اذعان داشت که هر دوی این پروتکل ها ابزارهای مهمی برای تأمین تعامل پذیری دارند. هر یک دارای مشخصات ویژه ای هستند که استفاده از آنها را برای بخش خاصی از سیستم خودکارسازی مطلوب تر می سازد. طراحی معماری سیستم خودکارسازی ساختمان بر اساس نقاط قوت هر دو پروتکل ضمن به حداقل رساندن هزینه ها، کیفیت تعامل پذیری بهتری را ارائه می نماید. BACnet در تبادل بسته های بزرگ داده در روی شبکه های پرسرعت بهتر عمل کرده و ارتباطات سطح پایه را با شبکه های IP برقرار می کند. پروتکل LonTalk نیز بهترین روش برای ارتباطات میان کنترل کننده های سطح واحد است
و این پروتکل ابزاری مقرون به صرفه برای ارتباطات میان کنترل کننده های تجهیزات با تجهیزات هوشمند به شمار می آید چون سازندگان تنها با اضافه کردن
یک تراشه Neuron می توانند تجهیزات خود را با این پروتکل سازگار کنند.

کنترل کننده های سطح واحد از طریق یک شبکه اختصاصی به هم وصل شده و با استفاده از LonTalk با کنترل کننده سطح سیستمی ارتباط می گیرند. تمامی
کنترل کننده های سطح سیستمی از طریق یک شبکه محلی به هم وصل شده و ارتباط آنها با سیستم خودکارسازی توسط BACnet انجام می شود.
اگر چه در این مجموعه مقالات بیشتر به این دو پروتکل پرداختیم، اما پروتکل های دیگری نیز در صنعت خودکارسازی ساختمان کاربرد دارند. به عنوان مثال، MODBUS یک پروتکل باز است که توسط شرکت مدیکون (Modicon) طراحی شده است. این پروتکل به طور گسترده ای در کاربردهای کنترل صنعتی و ساخت و تولید استفاده می‌شود. در برخی از ساختمان‌ها انواع سخت‌افزار کنترل صنعتی مانند محرک‌های سرعت متغیر، ژنراتورهای برق، و تجهیزات آزمایشگاهی و سیگنال‌های کامپیوتر وجود دارند که گاه، از این پروتکل استفاده می‌کنند. البته توجه داشته باشید که MODBUS یک پروتکل استاندارد حقیقی نیست چون نظارت و مدیریتی توسط هیچ سازمانی بر آن اعمال نمی‌شود، اما کاربرد گسترده‌ای یافته است.

ساختار تک لایه سیستم های خودکارسازی ساختمان

یک آلترناتیو برای ساختار چندلایه، استفاده از یک پروتکل باز و استاندارد برای تک لایه کردن ساختار سیستم خودکارسازی و اتصال مستقیم کنترل‌کننده‌های سطح واحد به شبکه محلی می‌باشد. این رویکرد می‌تواند با حذف کنترل‌کننده‌های سطح سیستم از هزینه‌های سخت‌افزاری سیستم بکاهد اما برنامه‌ریزی بسیار دقیقی را می‌طلبد و تمام روال‌های زمان‌بندی، تعیین روش کار و بهینه‌سازی باید در شبکه پیاده‌سازی شده باشند. چنین شیوه‌ای ممکن است نصب و
اجرای سیستم خودکارسازی ساختمان را دشوارتر سازد و از سوی دیگر، عیب‌یابی و نگهداری آن سخت، پیچیده و هزینه‌بر خواهد بود.

منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 62

اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای دوره های تاسیسات مکانیکی با اساتیدی مجرب هستید میتوانید در دوره های تاسیسات مکانیکی شرکت کنید.