BACnet per DESIGO™
Lo standard di comunicazione per l’interoperabilità
Siemens Building Technologies
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BACnet –
Generalità
? I nostri principi
? Standard
? Funzionalità e benefici
? Tecnologia
? Compatibilità, interoperabilità
? Comparazione BACnet versus
LONMARK
? DESIGO™ - basato su standards
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2
Comunicazione standard –
I nostri principi
•
Il comitato Internazionale per gli standard di
comunicazione per la Building Automation promuove
l’integrazione di tutti i sottosistemi di un edificio, in
particolare di quelli meccanici, elettrici e di sicurezza,
facilitando la realizzazione di ‘sistemi aperti’.
•
Diversi paesi e diverse industrie hanno diverse necessità.
Di conseguenza promuoviamo i bus ed i protocolli di
comunicazione standard presso tutti i principali comitati
internazionali.
•
•
Le nostre soluzioni sono basate su tecnologie standard.
•
Noi integriamo tutti i sottosistemi di un edificio, in
particolare i sottosistemi meccanici, elettrici e di
sicurezza.
Noi supportiamo tutti gli standard per la building
automation attraverso un’integrazione ottimale ed il
training degli attori del mercato in queste tecnologie.
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BACnet – Standard
Parte di Building Automation in CEN / TC247
CEN TC247
Standards:
•BACnet
•FND
Management level
ENV 1805-1
Standards:
•BACnet
•Profibus
•ElBnet
Automation level
ENV 13321-1
ENV 13321-2
Standards:
Siemens Building Technologies
Konnex
Field level
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•LON
•EIB
•BATIbus
•EHS
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ENV 13154-2
BACnet – Standard
Organismi Internazionali
? ASHRAE – American Society of Heating,
Refrigeration and Air-Conditioning Engineers
? Sviluppa ed aggiorna il protocollo BACnet
? B.I.G.-EU – BACnet Interest Group Europe
? Gruppo di interesse Europeo con 43 membri
? Distribuisce le specifice BACnet in Europa, supporta
i progettisti ed i clienti finali
? BMA – BACnet Manufacturers Association
? Definisce le direttive per i test di conformità e le
certificazioni
? E’ responsabile per il rilascio della certificazione del
logo BTL
(in Europa in cooperazione con B.I.G.-EU)
? International Standard
American ANSI standard and European pre-standard
(ISO/TC205)
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BACnet – Standard
Cosa è BACnet?
? BACnet – Building Automation
Control and Network
Un protocollo di comunicazione specifico per la
building management sia per il sistema di
supervisione sia per il livello di automazione.
? BACnet per la massima apertura ed
interoperabilità
? BACnet è future-proof:
E’ lo standard mondiale per la Building Automation
? BACnet permette una facile integrazione.
Specifica soluzioni standard per la gestione allarmi, il
calendario, la programmazione oraria, la
registrazione dei dati storici / trend, per l’operatività
remota, ecc.
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BACnet – Funzionalità e Benefici
Vasta gamma di applicazioni
• Building Automation and
Control Network
? Offre esattamente quanto richiesto dalla
Building Automazione Globale
?Eccellente rapporto qualità / prezzo
• Adatto sia per il livello
gestionale sia per il livello
automazione della Building
Automation
? Soluzione uniforme per tutti i sistemi di
qualsiasi dimensione
• Nel protocollo sono
specificati i settori HVAC,
elettrico e sicurezza
? Integrazione di tutti i sottosistemi ed i
servizi di una Building Automation
Globale in un unico sistema di
supervisione
?Il sistema può essere facilmente adattato
ai diversi requisiti
?Elevato valore dei benefici, aperto ad
ulteriori potenziali ottimizzazioni.
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BACnet – Funzionalità e Funzionalità
Comprensività globali
• Allarmi distribuiti, programmi ? Facilita la progettazione dei sistemi
di gestione e supervisione con un
orari, calendari, gestione dati
elevato livello di funzionalità senza
storici, ecc..
server dedicati e centralizzati
?Sistemi scalabili (da piccolo a
grande) con lo stesso elevato livello
di funzionalità
? Ottimizzazione delle operazioni di
• Gestione dinamica delle
processo, in qualsiasi momento senza la
funzioni, quali sottoscrizione
online dei dati di processo o la necessità di particolari tools.
gestione online dei messaggi ?La veloce risposta a nuove necessità del
processo riduce i costi di conduzione e
di allarme
manutenzione
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BACnet – Funzionalità e Benefici
Uso delle Tecnologie di Comunicazione Standard
• BACnet è standard in USA ed
in Europa (ANSI/CEN)
• Con ISO/TC205 è l’unico
protocollo standard per la
building automation
• Supporta diverse tipologie di
mezzi fisici:
? Tutti i maggiori costruttori di sistemi di
Building Automation dispongono di
soluzioni certificate BAC
?Ampia gamma di prodotti e sistemi
certificati BACnet
? Fornisce risposte a tutti i requisiti degli
impianti di Building Automation
?Riduce i costi di installazione sfruttando al
massimo le risorse disponibili : cablaggio,
reti, instrastrutture di comunicazione in
genere, ecc...
• Supporta Ethernet/IP, Internet ? Permette l‘integrazione di retta in
Intranet/Internet
ed Intranet come trasporto
- Connessione Modem
- LonTalk,
- Ethernet/IP,
- Ethernet, etc.
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BACnet
?Assicura l’accessibilità al sistema per
qualsiasi operatore, da qualsiasi punto in
qualsiasi
momento
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BACnet-Tecnologia
Elementi chiave di BACnet
T
Oggetti
Analog
Input
Device
Analog
Input
Sequenz
Regler
Schedule
Binary
Output
Assegnano funzioni,
danno comandi e
scambiano i dati
Servizi
Bus e reti
Siemens Building Technologies
Rappresentano dati e
funzionalità
Trasporto dei dati
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BACnet -Tecnologia
Funzioni chiave degli Oggetti
? BACnet è object-oriented
? Un oggetto consiste di …
?Identificazione, es. per situazioni fisiche o di
processo
?Proprietà Specifiche
?Metodi di accesso standardizzati
? Tutte le informazioni relative a dati e sistema e
tutte le funzioni sono rappresentate tramite 23
oggetti standard
?Questo soddisfa tutti i requisiti della building
automation, come meccanico, elettrico, servizi
ausiliari, sicurezza, incendio, controllo accessi,
ecc..
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BACnet - Tecnologia
Oggetti per una vasta gamma di applicazioni
T
BACnet fornisce specifiche tipologie di oggetti per :
Analog
? descrivere le caratteristiche delle periferiche
Input
? visualizzare e gestire valori di processo
Device
Sequenz
controller
? Programmazione oraria, settimanale con calendario annuale
Schedule
? inviare comandi
Binary
Output
? gestione allarmi flessibile e distribuita con identificazione delle
diverse fasi : non ack, ack, da cancellare, normale
? campionamento e memorizzazione dei dati storici generati nella
periferica, con media, valore minimo e valore massimo
? Gestione dei controllori, dei programmi dei dati e dei gruppi di
oggetti
? specifici requisiti per il settore sicurezza (protezione incendio)
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Analog
Input
BACnet - Tecnologia
Struttura di un oggetto BACnet
? Un oggetto BACnet consiste di un set di proprietà
Proprietà:
? Le Proprietà sono usate per parametrizzare le funzionalità
Richiesta
dell‘oggetto e per rappresentare i valori
Opzionale
? La proprietà di un oggetto può essere RICHIESTA oppure OPZIONALE
Proprietaria
? Il tipo di dati di una proprietà può essere semplice (es: un valore)
oppure strutturato e complesso
? E‘ concessa, ma controllata dal comitato BACnet standard, la
definizione di oggetti e di proprietà proprietarie
Temp.Ambiente
Object_Name
Object_Typ
e
Present_Value
Status_Flags
22 C
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ANALOG INPUT
22.3
Normal,
Out-of-Service
25.0
18.0
High_Limit
Low_Limit
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BACnet - Tecnologia
Oggetto Device
Property Identifer
Object_Identifier
Object_Name
Object_Type
Property Datatype
BACnetObjectIdentifier
Character String
BACnetObjectType
Conformance Code
R=Required
R
O=Optional
R
R
Obbligatorie per ogni oggetto
BACnet
Landis & Staefa Division
Identity Card for DESIGO PX
Object identifier: 00000001 000001
Object name:
System controller
Object type:
1 device
IDD<<Systemcontroller<<DESIGO PX<<<<DEVICE<<<<<<<<<<<<
348794003D<<0010040<0701196<<<<<<<<<<6<<<<<<<<<<<<<<<
Siemens Building Technologies
• Identificazione unica su tutto il sistema
•Un oggetto device per ogni periferica
BACnet
• 222 devices su tutto il sistema
• Mappato su un numero a 32 bit
10 bits
22 bits
Tipo Oggetto
Numero Entità
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BACnet - Tecnologia
Oggetto Ingresso Analogico
Property Identifer
Rappresentazione
dei dati di processo
O 1 - questa proprietà è richiesta
se si utilizza il reporting COV
O 2 - queste proprietà sono
richieste se l‘oggetto supporta il
report intrinsico
Object_Identifier
Object_Name
Object_Type
Present_Value
Description
Device_Type
Status_Flags
Event_State
Reliability
Out_Of_Service
Units
Min_Pres_Value
Max_Pres_Value
Resolution
Priority_Array
Relinquish_Default
COV_Increment
Time_Delay
Notification_Class
High_Limit
Low_Limit
Deadband
Limit_Enable
Event_Enable
Acked_Transitions
Notify_Type
Siemens Building Technologies
Property Datatype
BACnetObjectIdentifier
Character String
BACnetObjectType
Real
CharacterString
Character
BACnetStatusFlags
BACnetEventState
BACnetReliability
BOOLEAN
BACnetEngineeringUnits
REAL
REAL
REAL
BACnetPriorityArray
REAL
REAL
Unsigned
Unsigned
REAL
REAL
REAL
BACnetLimitEnable
BACnetEventTransitionBits
BACnetEventTransitionBits
BACnetNotifyType
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Conformance
Code
R
R
R
R
O
O
R
O
O
R
R
O
O
O
R
R
O1
O2
O2
O2
O2
O2
2
O
2
O
O2
O2
15
BACnet - Tecnologia
Oggetto Uscita Digitale
• Allarmi e cambiamenti di stato
–
Configurazione di allarmi e cambiamenti di stato
–
Segnalazione di allarmi e cambiamenti di stato
–
Riconoscimento Allarme
–
Affidabilità della misura (reliability)
(abilita evento, abilita allarme, tempo di ritardo, classe di notifica)
(stato di allarme, flag di statom evento, data/ora evento)
(reset, riconoscimento, data/ora del riconoscimento)
Ore di funzionamento (runt-time)
–
Configurazione
–
Visualizza e segnala (ore di funzionamento, totale ore di funzionamento)
(abilita conteggio, limite, data/ora di termine)
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BACnet - Tecnologia
Oggetto Uscita Digitale
• Allarmi e variazioni di stato
? Configurazione di allarmi e variazioni di stato
(abilita evento, abilita allarme, ritardo, classe di notifica)
? Segnalazione degli allarmi e delle variazioni di stato
(stato allarme, flag di stato, stato evento, data/ora evento)
? Riconoscimento allarme
(reset, riconoscimento, ora del riconoscimento)
? Segnalazione dello stato di blocco (affidabilità)
? Ore operative
? Configurazione
(abilita ore di funzionamento, limite ore di funzionamento, data
scadenza)
? Visualizzazione e segnalazione (ore di funzionamento, totale ore di
funzionamento)
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BACnet - Tecnologia
Oggetti standard
Contatori
Ingresso Digitale
Uscita Digitale
Gestione allarmi
Incendio
Ingresso MultiMulti-stato
stato
Sicurezza
Uscita MultiMulti-stato
stato
Valore Binario
Valore MultiMulti-stato
stato
Ingresso Analogico
Calendario
Uscita Analogica
Valore Analogico
Valore Medio
Siemens Building Technologies
Classe di Notificazione
Programmi
Programmi Orari
Gestione Gruppi
Gestione Eventi
Sequenze Comandi
File
Trend/Storici
Trend/
Storici
Loop DDC
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BACnet - Tecnologia
protocollo COV
Permette ad uno o più clients di sottoscrivere, permanentemente o
temporaneamente, l‘invio della variazione dei valori su un server
• La lista dei sottoscrittori non è visibile sulla rete
• La notifica COV è basata su criteri fissi:
– Se il valore attuale, ‚present_value‘, cambia di valore minimo specificato nella proprietà
"COV_increment"
COV Client
•
COV Client
oppure
F il e E d it
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– Se lo status flag cambia
Da
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: 1
4 :4 5 L e
v e
l :3
COV
Notification
• Oggetti analogici, binari, multistati e loop
•
Subscribe
COV
standard possono supportare il COV reporting
COV Server
Siemens Building Technologies
Un
a c
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H ig h
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BACnet - Tecnologia
Comunicazione affidabile grazie ai servizi implementati
I servizi BACnet sono organizzati sul principio client /Server
Client / Server
relationship
Versatili servizi applicativi standard per :
• Funzioni allarme ed evento
Allarmi e riconoscimento
• Trasferimento file
Trasmissione dati
• Funzioni di accesso proprietà
oggetti
Scrittura / lettura proprietà degli
oggetti
• Funzioni di gestione device
Gestione remota dei devices
• Funzioni di Terminale Virtuale
Operatività terminale virtuale
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BACnet - Tecnologia
Flessibile nella selezione del tipo di mezzo fisico
Struttura di comunicazione a livelli
BACnet Application Layer
BACnet Network Layer
IP
ISO 8802-2
MS / TP
Dial-up
PTP
ETHERNET
ARCNET
RS 485
«Indipendente dal mezzo
fisico»:
? LonTalk
? RS-232 (Modem)
? Ethernet/IP
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RS 232
CEN Norm, usato da
Siemens Building
Automation
21
LonTalk
BACnet - Tecnologia
Mezzi fisici di trasmissione affidabili
• LonTalk
• TP Twisted Pair (2-wire line), e.g.
78 kBd
• PL Power Line
• RF Radio Frequency
• IR Infrared
• CX Coax
• FO Fiber Optics
FTT
• PTP (punto-punto), RS-232
• Half-router nei device terminale
• Linea fissa (short-distance modem, etc.)
• Transmissione analogica (PSTN), ISDN
• Ethernet e IP-networks
• uso delle infrastrutture di edificio esistenti
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Conformità, Interoperabilità, Intercambiabilità
Sistema aperto, a tre livelli
Grado di apertura
INTERCAMBIABILITA‘
La possibilità di scambiare periferiche
in un sistema senza modificare le funzionalità
ed il comportamento del sistema
INTEROPERABILITA‘
La capacità delle periferiche certificate di
implementare ed assicurare funzionalità ed
applicazioninell‘intero sistema con comunicazione
diretta peer-to-peer tramite l‘uso di oggetti
standard
CONFORMITA‘
La capacità per le periferiche di comunicare
utilizzando lo stesso mezzo fisico e lo stesso
protocollo standard.
.
Siemens Building Technologies
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23
Conformità, Interoperabilità, Intercambiabilità
con gli strumenti BACnet : PICS
PICS – Protocol Implementation Conformance
Statement
Il documento PICS contiene:
La descrizione della periferica e del costruttore
• uso dei profili della periferica inclusi i
complementi proprietari del BIBBs.
• I mezzi fisici di trasmissione e le reti supportate
• Il set di caratteri supportato
•
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24
Conformità, Interoperabilità, Intercambiabilità
con gli strumenti BACnet : BIBBs
BIBBs – BACnet Interoperable Building Blocks
...
• ... Sono i servizi BACnet suddivisi in piccole unità
funzionali
• ... sono classificati in attività server e client
• ... sono usati nel documento PICS per descrivere
l’applicazione
• ... definisce le funzioni interoperabili di due
periferiche BACnet
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Conformità, Interoperabilità, Intercambiabilità
con gli strumenti BACnet : Device Profiles
Device Profiles
per guidare la classificazione di periferiche
BACnet
B-OWS (Operator Workstation)
B-BC
(Building Controller)
B-AAC (Advanced Application
Controller)
B-ASC (Application-Specific
Controller)
B-SA
(Smart Actor )
B-SS
(Smart Sensor)
• Ogni Device Profile soddisfa un minimo set
di BIBBs
Per una precisa definizione del livello di
interoperabilità i PICS devono essere
comparati con i loro rispettivi BIBBs.
•
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Conformità, Interoperabilità, Intercambiabilità
Certificazione
• ISO/TC205 è lo standard per la certificazione
di prodotti BACnet
• Sistema di certificazione mondiale tramite
BMA (BACnet Manufacturer Association)
e B.I.G.-EU
• Approvazione ricevuta nel 2002 da istituti
riconosciuti, BTL (BACnet Testing
Laboratories)
• Il certificato viene rilasciato se i test di
verifica hanno esito positivio
Inserimento nella lista BACnet
BACnet is a registered trademark of ASHRAE. ASHRAE does not
Consegna dichiarazione al costruttore con logo
endorse, approve or test products for compliance with ASHRAE
standards. Compliance of listed products to requirements of
BTL
ASHRAE Standard 135 is the responsibility of the BACnet
Manufacturers Association (BMA). BTL is a registered trademark of
the BMA
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Comparazione BACnet e L ONMARK
Generalità
BACnet
LONMARK
Uso
Ottimizzato per la building
automation, la gestione allarmi
su periferiche di automazione e
su sistemi di supervisione
Standard industriale generale.
Utilizzato in ambito Building
Automation solo per le soluzioni
Ambienti Integrati
Costo /
efficienza
Specifico per periferiche con
grandi quantità di dati e funzioni
complesse
Specifico per componenti di
campo ‘intelligenti’ (sensori, I/O)
con limitate quantità di dati
(decine) e limitate funzionalità
Conformità
Le periferiche sono testate e
certificate da BACnet Testing Lab
(BTL)
Le periferiche sono certificate da
LONMARK sulla base di
un’autocertificazione del
costruttore
Interoperabilità
Garantita tramite i meccanismi
basati su PICS, BIBBs e Device
Profiles
Non esistono meccanismi di
verifica, quindi si ottiene una
limitata interoperabilità.
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BACnet – Comparazione versus LONMARK
Funzioni di Livello Automazione
Funzioni
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
BACnet
Scambio dati tra periferiche
Monitoring, valori operativi ed allarmi
Time scheduling
Online grouping / regrouping
Trend / history
Senza engineering
Backup / restore
Remote management
IT compliance (TCP/IP, Ethernet)
Network management
Range of suppliers
Costo di implementazione per nodo
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LONMARK
BACnet – Comparazione versus LONMARK
Funzioni di Livello Automazione
?Entrambi gli standard hanno
provato i loro valore ed hanno
individuato il proprio campo di
applicazione
Management level
BACnet protocol
Ethernet / IP LAN
BACnet
Il più potente protocollo di
comunicazione per il livello
management ed il livello
automazione
Automation level
BACnet protocol
LonTalk Bus
LONMARK
Il protocollo più ottimizzato per i
requisiti del livello ‘Field’
Field level
? DESIGO ™ prende in
LonMark protocol
considerazione questi fatti ed
LonTalk Bus
utilizza i due protocolli
specificatamente nel loro
campo di applicazione traendo
vantaggi ed offrendo un
sistema realmente ‘aperto’
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DESIGO ™ – basato su Standards
I principali componenti del sistema
Management
DESIGO ™ PX
Field
DESIGO ™ INSIGHT
Automation
Mobile Phone, Pager, Fax, E-Mail
BACnet / Ethernet / IP
BACnet / LON
DESIGO ™ RX
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DESIGO™
Il Sistema per la Building Automation !
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