Egy épület automatika-rendszere ritkán áll kizárólag egyetlen gyártó eszközeiből. Az évek során különböző vezérlők, fogyasztásmérők, frekvenciaváltók, hűtőgépek, helyiségi szabályozók és egyéb alrendszerek kerülhetnek az épületbe.
Ezek az eszközök gyakran eltérő kommunikációs protokollokat használnak, külön kezelőfelülettel rendelkeznek, és nem minden esetben képesek közvetlenül adatot cserélni egymással.
A Tridium Niagara Framework egyik legfontosabb előnye, hogy integrációs platformként képes különböző gyártók rendszereit és kommunikációs protokolljait egy közös felügyeleti rendszerben összekapcsolni.
Mit jelent a Tridium rendszer nyitottsága?
A Niagara nyitottsága nem azt jelenti, hogy nyílt forráskódú rendszerről van szó, vagy hogy minden berendezés automatikusan, külön illesztés nélkül csatlakoztatható hozzá.
A nyitottság ebben az esetben azt jelenti, hogy a platform megfelelő driverek, kommunikációs modulok, átjárók és szoftveres interfészek alkalmazásával számos különböző gyártó rendszerével képes kapcsolatot kialakítani.
A különböző forrásokból érkező adatok a Niagara rendszerben egységes formában kezelhetők, megjeleníthetők, naplózhatók és továbbíthatók más rendszerek felé.
Az integráció többek között az alábbi kapcsolatokon keresztül valósítható meg:
- BACnet/IP és BACnet MS/TP;
- Modbus TCP és Modbus RTU;
- LonWorks;
- KNX;
- M-Bus és vezeték nélküli mérési rendszerek;
- Johnson Controls N2;
- MQTT;
- oBIX;
- OPC UA;
- HTTP- és REST API-k;
- JSON-alapú adatkapcsolatok;
- gyártóspecifikus driverek és protokollátjárók.
Egy közös felület a különböző rendszerekhez
Az integráció után az üzemeltetőnek nem feltétlenül kell több különálló kezelőprogramot és régi felügyeleti számítógépet használnia.
A különböző rendszerek adatai egy közös, webalapú felületen jeleníthetők meg. A kezelő ugyanazon a felületen láthatja például a légkezelőket, a fan-coil rendszereket, a hőközpontot, a hűtőgépeket, a fogyasztásmérőket és a helyiségi szabályozókat.
Az egységes felügyeleti rendszerben kialakíthatók:
- áttekintő és részletes gépészeti képek;
- közös riasztáskezelés;
- adatnaplózás és trendgrafikonok;
- időprogramok;
- energiafogyasztási kimutatások;
- felhasználói jogosultságok;
- automatikus riportok;
- távoli üzemeltetési hozzáférés;
- más vállalati vagy felhőalapú rendszerek számára továbbítható adatok.
Nem szükséges minden régi vezérlőt azonnal lecserélni
Egy régi BMS-rendszer korszerűsítésekor gyakran felmerül, hogy a teljes automatika cseréje szükséges-e.
Megfelelő kommunikációs driver rendelkezésre állása esetén a még működőképes régi DDC-vezérlők sok esetben megtarthatók, és bekapcsolhatók az új Niagara-alapú felügyeleti rendszerbe.
Ez különösen előnyös olyan épületeknél, ahol a helyi vezérlők még megfelelően működnek, de a központi felügyeleti rendszer már elavult, nehezen kezelhető vagy nem támogatott operációs rendszeren üzemel.
A régi vezérlők megtartása lehetővé teszi, hogy először az új felügyeleti szint készüljön el, majd a DDC-k cseréje később, épületrészenként vagy gépészeti rendszerenként történjen meg.
Honeywell Excel 10 vezérlők integrációja LonWorks hálózaton
Egyik projektünkben meglévő Honeywell Excel 10, más néven XL10 LON-alapú helyiségvezérlőket kellett egy korszerű felügyeleti rendszerhez kapcsolni.
A vezérlők a helyiségek fan-coil berendezéseinek helyi szabályozását végezték. A helyi működésük megfelelő volt, ezért műszaki és gazdasági szempontból sem lett volna indokolt az összes vezérlő azonnali cseréje.
A meglévő LonWorks hálózatot megfelelő LON kommunikációs csatoló alkalmazásával egy JACE 9000 hálózati vezérlőhöz kapcsoltuk.
Az integráció során a vezérlők elérhető adatpontjait felvettük a Niagara rendszerbe, majd elkészítettük az új grafikus felületet.
Az új felügyeleten többek között megjeleníthetővé váltak:
- a helyiségek mért hőmérsékletei;
- a beállított hőmérséklet-alapjelek;
- a fan-coil üzemállapotai;
- a ventilátorfokozatok;
- a fűtési és hűtési igények;
- a vezérlők kommunikációs állapota;
- az elérhető hibajelzések és üzemmódok.
A helyi szabályozást továbbra is a meglévő Honeywell vezérlők végezték, miközben az üzemeltető már egy új, korszerű webes felületen követhette a rendszer működését.
A megoldás lehetőséget biztosított arra, hogy a helyiségi vezérlők cseréje ne egyszerre, hanem később, tervezett ütemezés szerint történjen meg.
Johnson Controls TC-9102 vezérlők integrációja N2 driverrel
Másik gyakori példa a régebbi Johnson Controls TC-9102 fan-coil vezérlők integrációja.
Ezek a DDC-vezérlők a fan-coil berendezések helyi szabályozását végzik, és N2 kommunikációs buszon keresztül kapcsolódnak a központi rendszerhez.
A megfelelő Niagara N2 driver alkalmazásával az N2 hálózaton elérhető vezérlők adatpontjai egy JACE hálózati vezérlő alá integrálhatók.
Ennek segítségével az új felügyeleti rendszerben megjeleníthetők például:
- a helyiséghőmérsékletek;
- a hőmérséklet-alapjelek;
- a ventilátorfokozatok;
- a fűtési és hűtési kimenetek;
- az üzemmódok;
- a kommunikációs hibák;
- a vezérlők elérhető állapot- és diagnosztikai adatai.
Mivel a TC-9102 vezérlőcsalád már nem tartozik az aktív termékek közé, az integráció nem szünteti meg a későbbi eszközcsere szükségességét. Ugyanakkor lehetőséget biztosít arra, hogy a korszerűsítés ne kényszerű, egyszeri teljes rendszercsereként valósuljon meg.
Az új felügyelet elkészítése után a vezérlők állapotuk, fontosságuk és meghibásodási kockázatuk alapján fokozatosan válthatók ki.
Mechanikus fan-coil termosztátok korszerűsítése
Nem minden épületben található kommunikációképes helyiségi automatika. Sok fan-coil berendezést még egyszerű mechanikus vagy elektronikus, hálózati kapcsolat nélküli termosztát vezérel.
Ezek az eszközök helyben működtethetik a fan-coil berendezést, de a központi felügyeleti rendszer nem látja a beállított alapjelet, az üzemmódot, a ventilátorfokozatot vagy a helyiség tényleges működési állapotát.
A korszerűsítés során a hagyományos termosztátok kommunikációképes Wi-Fi- vagy LoRaWAN-alapú helyiségvezérlőkre cserélhetők.
A megoldástól és a kiválasztott eszköztől függően lehetővé válhat:
- a helyiséghőmérséklet központi megjelenítése;
- a kívánt alapjel beállítása;
- a fan-coil be- és kikapcsolása;
- a ventilátorfokozat kezelése;
- a fűtési vagy hűtési üzemmód meghatározása;
- központi időprogram használata;
- használaton kívüli helyiségek energiatakarékos üzemeltetése;
- a termosztát kommunikációs állapotának felügyelete;
- a helyiségek adatainak naplózása és összehasonlítása.
Wi-Fi-alapú megoldásnál a helyiségi vezérlő az épület informatikai vagy elkülönített automatika-hálózatán keresztül kommunikálhat.
LoRaWAN-alapú megoldásnál az adatok rádiós hálózaton keresztül jutnak el a központi gatewayhez, ezért kész épületekben jelentősen csökkenthető az új kommunikációs kábelezés szükségessége.
A termosztátcsere előtt minden esetben ellenőrizni kell a fan-coil kialakítását, a rendelkezésre álló tápfeszültséget, a szelepek típusát, a ventilátorfokozatok vezérlését és a meglévő kábelezést. Egy mechanikus termosztát korszerű eszközre történő cseréje ezért nem minden esetben egyszerű, közvetlen készülékcsere.
MQTT és felhőalapú adatkapcsolatok
A Niagara rendszer nemcsak helyi épületautomatikai protokollokon keresztül képes adatokat fogadni. MQTT alkalmazásával az épület adatai IoT-platformok, felhőalapú rendszerek vagy központi vállalati adatfeldolgozó megoldások felé is továbbíthatók.
Az MQTT elsősorban olyan esetekben lehet előnyös, amikor több épület vagy telephely adatait kell egy közös rendszerben összegyűjteni.
Az adatkapcsolat felhasználható például:
- központi energiafelügyelethez;
- több telephely összehasonlításához;
- külső adatbázisba történő adattovábbításhoz;
- vállalati riportok készítéséhez;
- elemző- és optimalizáló rendszerek kiszolgálásához;
- karbantartási vagy hibajegykezelő rendszerekhez;
- egyedi IoT-alkalmazásokhoz.
A továbbított adatok körét, gyakoriságát és hozzáférési jogosultságait minden esetben az adott informatikai és információbiztonsági követelményekhez kell igazítani.
Kapcsolódás API-kon keresztül
Egy korszerű épületfelügyeleti rendszernek nemcsak gépészeti eszközökkel, hanem más szoftveres rendszerekkel is együtt kell tudnia működni.
HTTP-, REST- és JSON-alapú kapcsolatok segítségével a Niagara rendszer adatokat kérhet le más alkalmazásokból, illetve adatokat továbbíthat külső rendszerek felé.
Ilyen kapcsolat alakítható ki például:
- energiairányítási rendszerekkel;
- helyiségfoglalási alkalmazásokkal;
- időjárási adatszolgáltatásokkal;
- karbantartási és hibajegykezelő rendszerekkel;
- vállalati adatbázisokkal;
- riportkészítő alkalmazásokkal;
- egyedi webes vagy mobilalkalmazásokkal.
Az API-k használatához minden esetben pontosan meg kell határozni az átadandó adatokat, a kommunikáció irányát, az azonosítás módját, a jogosultságokat és a hibakezelést.
Az adatok egységesítése fontosabb, mint a protokoll
Az integráció nem ér véget azzal, hogy egy eszköz kommunikációja működik.
A különböző gyártók eltérő pontneveket, mértékegységeket, állapotkódokat és adatstruktúrákat alkalmazhatnak. Az üzemeltető számára azonban egységes, érthető és következetes rendszerre van szükség.
A Niagara rendszerben az integrált adatpontok:
- egységesen elnevezhetők;
- épület, szint, helyiség és berendezés szerint rendszerezhetők;
- közös grafikus felületen jeleníthetők meg;
- közös riasztási rendszerbe kapcsolhatók;
- azonos elvek szerint naplózhatók;
- riportokhoz és elemzésekhez felhasználhatók.
Ez teszi lehetővé, hogy az üzemeltetőnek ne a különböző protokollokat és gyártói megoldásokat kelljen ismernie, hanem az épület működését lássa át.
A nyitottság nem jelent korlátlan kompatibilitást
Bár a Niagara széles körű integrációs lehetőségeket biztosít, nem minden régi vagy új eszköz kapcsolható hozzá automatikusan.
Az integráció lehetősége több tényezőtől függ:
- a használt kommunikációs protokolltól;
- a megfelelő driver rendelkezésre állásától;
- a driver és a Niagara-verzió kompatibilitásától;
- a szükséges licencektől;
- a vezérlő pontos típusától és szoftververziójától;
- a kommunikációs hálózat állapotától;
- a gyártói dokumentáció elérhetőségétől;
- az adatpontok hozzáférhetőségétől;
- a rendszer információbiztonsági követelményeitől.
Egy driver megléte önmagában még nem garantálja a teljes integrációt. Szükség van az adatpontok felmérésére, a kommunikáció tesztelésére, az értékek ellenőrzésére és a vezérlési jogosultságok pontos meghatározására is.
Milyen előnyöket jelent ez az üzemeltetés számára?
A több gyártót összekapcsoló rendszer legfontosabb előnyei:
- különböző gyártók rendszerei egy közös felületen kezelhetők;
- csökkenthető a régi felügyeleti számítógépektől való függőség;
- a még működőképes DDC-vezérlők tovább használhatók;
- a modernizáció több lépésben hajtható végre;
- egységes riasztáskezelés és adatnaplózás alakítható ki;
- az adatok más vállalati és felhőalapú rendszereknek is továbbíthatók;
- könnyebben integrálhatók új mérők, érzékelők és helyiségvezérlők;
- átláthatóbbá válik az épület működése;
- csökkenhet a hosszú távú gyártói függőség;
- a rendszer később új funkciókkal és technológiákkal bővíthető.
Egy platform a régi és az új technológiák között
A Tridium Niagara Framework legnagyobb értéke nem egyetlen kommunikációs protokoll vagy egyetlen vezérlőtípus támogatása.
A rendszer olyan közös integrációs réteget biztosíthat, amely összekapcsolja a régi DDC-vezérlőket, a korszerű BACnet- és Modbus-eszközöket, a vezeték nélküli érzékelőket, az IoT-rendszereket és a vállalati adatfeldolgozó alkalmazásokat.
Egy Honeywell XL10 LON-vezérlő, egy Johnson Controls TC-9102 N2-eszköz, egy új BACnet-szabályozó és egy LoRaWAN-alapú helyiségi termosztát így akár ugyanazon a felügyeleti felületen is megjelenhet.
Ez teszi lehetővé, hogy egy épületautomatika-rendszer modernizációja ne feltétlenül teljes bontással és egyszeri rendszercserével történjen, hanem a meglévő értékek megtartásával, lépésről lépésre valósuljon meg.
Különböző gyártók rendszereit szeretné közös felületre integrálni?
Felmérjük a meglévő vezérlőket, kommunikációs hálózatokat, protokollokat és rendelkezésre álló adatpontokat. Ezek alapján javaslatot készítünk a megtartható rendszerelemekre, a szükséges driverekre és átjárókra, valamint a Niagara-alapú integráció kialakítására.
TEPÓ Automatika Kft. – nyitott rendszerintegráció és épületfelügyelet a régi rendszerektől a korszerű IoT-megoldásokig.
