تماس بگیرید
سیستم مدیریت ساختمان (BMS) چیست؟
سیستم مدیریت ساختمان یا همان Building Management System که به اختصار به آن BMS گویند، یک سیستم یکپارچه مبتنی بر رایانه می‌باشد که نظارت، کنترل و مانیتورینگ تمام تجهیزات مکانیکی و الکتریکی ساختمان مانند تهویه مطبوع (HVAC)، روشنایی، آسانسور، نیروگاه برق اضطراری، پله برقی، دوربین مدار بسته، کنترل سرمایش و گرمایش، سیستم های اعلام و اطفای حریق، سیستم های امنیتی، کنترل تردد، میترها و … را بر عهده دارد.
BMS که با نام سیستم اتوماسیون ساختمان (BAS) نیز شناخته می‌شود، با به‌کارگیری آخرین تکنولوژی‌ها، علاوه بر کنترل بخش‌های مختلف ساختمان و ایجاد شرایط محیطی مناسب با ارائه سرویس‌های همزمان، سبب بهینه‌سازی مصرف انرژی، بالا رفتن سطح کارآیی و بهره‌وری از امکانات موجود در ساختمان شده و در نتیجه کاهش هزینه و انرژی را دربردارد. حال که با تعریف BMS و در واقع تعریف سیستم مدیریت هوشمند ساختمان بی ام اس آشنا شدیم در ادامه با اجزای این سیستم آشنا می‌شویم.
اجزای سیستم BMS
سنجش پارامترهای محیطی و ارسال اطلاعات به سیستم، مانند دمای محیط، دمای خنک‌کننده، میزان روشنایی، رطوبت و…
دو نوع کنترلر مرکزی و محلی وجود دارند که اطلاعات را از حسگرها دریافت و براساس نرم‌افزار پردازش و برحسب نیاز به عملگرها ارسال می‌کنند.
اجزایی از سیستم هستند که اطلاعات ارسالی از کنترلرها را دریافت و براساس آن واکنش نشان می‌دهند.
یکی از ویژگی‌های خاص ساختمان مجهز به سیستم هوشمند، تعریف سناریوهای مختلف برای کنترلرها است. مثلا فرد می‌تواند در هنگام خواب دکمه‌ای را تعریف کند تا با فشردن آن برق تمامی خانه خاموش شود.
سناریوی تعریف‌شده در کنترلرها می‌تواند شامل تمام اتاق‌ها، سرویس بهداشتی، آشپزخانه، در هنگام صرف ناهار، شام، مطالعه و… باشد. همچنین یک فرد می‌تواند برای کنترلرها سناریوی خارج از خانه نیز تعریف کند. به‌عنوان مثال در این حالت با فشردن یک دکمه، سیستم امنیتی فعال، چراغ و سیستم تهویه خاموش و پرده‌ها کشیده شود. سناریونویسی برای کنترلر، برای خانه، بیمارستان، اداره‌ها و… قابل تعریف است.
معماری BMS از چه لایه‌هایی تشکیل شده است؟
معماری سیستم BMS براساس سه لایه اصلی طراحی و پیاده‌سازی می‌شود.
این لایه، تجهیزات را براساس محرک و سنسورها کنترل می‌کند. در این لایه کلیه دستورها مطابق با فرمان سیستم اصلی (هسته) انجام می‌گیرد. همچنین این لایه شامل تجهیزاتی مانند شیربرقی، ترموستات‌ها، سنسورها، موتور دمپرها و … است که اطلاعات از طریق ورودی و خروجی به کنترل‌گرهای یکپارچه انتقال می‌یابند.
در این لایه کنترل تجهیزات سیستم HVAC مانند بویلر، چیلر، هواساز و… با استفاده از حلقه‌های کنترلی موجود، انجام می‌شود. کنترلرها (مغز متفکر سیستم هوشمند) و کارت‌های ورودی و خروجی، در تلاش هستند تا فیدبک‌های حاصل از لایه میدان را براساس وضعیت کاری هر یک از تجهیزات HVAC تحلیل، کنترل و حفظ کنند.
در این لایه، فرآیند کنترل سیستم بدون حضور فرد و توسط ماشین انجام می‌شود. در واقع اجازه نظارت، کنترل و هدایت عملکردها را براساس تعریف ورودی‌های داده شده به ساختار بی ام اس برعهده دارد. همچنین در این لایه فعالیت‌هایی مانند پایش وضعیت سیستم مدیریت ساختمان، مدیریت خطا، تغییر فرآیندهای کاری، محدودیت‌ها، زمان‌بندی و گزارش‌گیری و همچنین کلیه فعالیت‌های لایه کنترل نیز بازبینی و تنظیم می‌شود.
پروتکل‌های ارتباطی BMS
دو نوع پروتکل ارتباطی اصلی برای سیستم های BMSوجود دارد. پروتکل های اختصاصی و استاندارد مانند C-Bus، Profibus، DeviceNet ،SOAP و… که در صورت استفاده از آنها تجهیزات در یک بخش خاص سیستم، می توانند تنها با تجهیزات دیگري از همان برند اتصال پیدا کنند و امکان ارتباط مستقیم با تجهیزات تهیه شده از سایر برندها را ندارند. البته چنین سیستمهاي به سرعت در حال حذف شدن از بازار تجهیزات BMS هستند چرا که دست کاربران را براي توسعه سیستم می بندند. بنابراین پروتکل های باز استاندارد مشترکی بین این سازنده ها ایجاد شد تا بتوان اتصال تجهیزات به یکدیگر را پیاده سازی کرد، از جمله BACnet ،LonWork ،Modbus .. بحث در مورد اینکه “کدام یک” بهتر است بی فایده است. در عین حال مهم است که این پروتکل ها را به صورت جداگانه درک کنید. ما برای توضیح برخی از تمایزات اساسی جدولی تهیه کرده ایم:
انواع پروتکل‌های ارتباطی BMS
| LonWorks | Modbus | BACnet | |
| تاسیس شده توسط | Echelon/Motorola | Modicon | ASHRAE |
| مود های انتقال | MS/TP,network,SNVT | ASCII,RTU,TCP/IP | Ethernet ,MS/TP, LonTalk ARCNET;PTP |
| استانداردها | ANSI/EIA 709.1,ISO/IE14908-1,
14908-2,14908-3,14908-4 |
IEC 61158 | ANSI/ASHRAE Standard185,
ISO-16484-5, ISO-16484-6 |
| مزایا | – ابزار مبتنی بر وب، موجب صرفه جویی در وقت و هزینه می شود.
– معماری کمتر در سطح دستگاه |
-مناسب برای حجم کم/متوسط داده (≤ 255 بایت)
– انتقال داده برای کاربرد های صنعتی طراحی شده است. -منتشر شده و بدون حق امتیاز -استقرار و نگهداری آسان است. |
-مقیاس پذیری بین هزینه، عملکرد و اندازه سیستم.
-رشد بدون محدودیت و توانایی افزودن نوآوری های جدید و ویژگی های جدید در هر زمان |
| معایب | -منسوخ شده است.
– دستگاه ها و متغیر های کنترل شده به یک دستگاه کنترل جداگانه متصل می شوند. -برنامه های افزودنی فقط از طریق برند LON مجاز هستند. -دارای سخت افزار خاص و برای عملکرد در شبکه نیاز به تراشه Neuron دارد. |
– تعداد انواع داده ها را محدود می کند و داده های باینری بزرگ را ساپورت نمی کند.
-عدم امنیت در برابر دستورات غیر مجاز یا رهگیری داده ها. – انتقال باید پیوسته باشد که انواع وسایل ارتباطی از راه دور را به مواردی محدود می کند. -مقدار زیادی از پیکر بندی و برنامه نویسی مورد نیاز است. |
-تعداد دستگاه های میدانی را که می توانند به ایستگاه اصلی متصل شوند محدود می کند به جز Ethernet و TCP
-MS/TP محدودیت طول سیم -استاندارد جدید دارای استاندارد امنیتی است اما در همه دستگاه ها اجرا نمی شود. |
سیستم مدیریت ساختمان چگونه کار می‌کند؟
بی ام اس براساس ساختمان و نوع کاربری آن می‌تواند کارکردهای متفاوتی داشته باشد که برخی از تجهیزات هوشمندسازی ساختمان عبارتند از:
حفظ دمای ثابت در زمان‌های مشخص، خاموش/روشن کردن آبگرمکن، ترموستات و …
حفظ یک وضعیت هوای مشخص با توجه به دما و رطوبت، کنترل فن‌ها و دامپرها، کنترل هوا و فن‌کوئل
خاموش/روشن کردن چراغ‌ها براساس برنامه زمانی مشخص
کنترل و مانیتورینگ کردن تجهیزات الکتریکی و مکانیکی مرکزی، ذخیره انرژی الکتریکی و تامین برق اضطراری
روشن/خاموش کردن سیستم،کنترل و تنظیم دما
کنترل و تنظیم تهویه و جریان هوا براساس عملکرد ساختمان
نظارت، ردیابی و تشخیص نفوذ، سیستم مدار بسته
سیستم کنترل دود، فعال کردن هشدار ساختمان
ضبط فیلم و نشان‌دادن وضعیت و موقعیت آسانسور و بالابرها
نظارت بر لوله‌کشی، جریان و فشار آب مناطق مختلف، قطع و وصل جریان آب در مواقع مختلف، کنترل آبیاری فضای سبز تنظیم، کنترل و دسترسی به سیستم بی‌ام‌اس با استفاده از نرم‌افزارهای مخصوص از هر نقطه، داخل یا خارج ساختمان از طریق اینترنت میسر است.
