BACnet Grundlagen
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René Quirighetti, Siemens Schweiz AG, Building Technologies Group
GA-Systemebenen
Positionierung BACnet im CEN - Ebenenmodell
Protokollschichten und ihre Bedeutung
| Transport der Daten |
Interpretation der Daten |
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Transport: Der Bus
- Flexibilität durch verschiedene Medien
- Medien bedingen bestimmte Sicherungsschichten
- Ethernet / TCP/IP: Mit TCP/IP Zugang zu Firmennetzen
- LonTalk: Mit allen dort definierten Medien
- Punkt zu Punkt (PTP): Vor allem für Modem-Übertragung
- Arcnet
- MS/TP
Transport: Die Netzwerkschicht
- BACnet besitzt eine homogene Netzwerkschicht
- Routing (Routenwahl) über verschiedenartige Busse möglich, z.B. von Modemverbindung (PTP) über Ethernet zu einem LonTalk Zweig.
- Annex J des BACnet Standards definiert das Routing über ein TCP/IP Netzwerk. Damit ist die Einbindung von BACnet in Firmennetzwerke gewährleistet
- Die homogene Netzwerkschicht ist entscheidend für die Flexibilität
von BACnet Netzwerken
Beispiel: Netzwerke
Routers:
- Arbeiten auf Netzwerkschicht, d.h. völlig unabhängig von Anwendungsschicht
- Standard-Routers in “IP-Netzen”, d.h. BACnet lässt sich in beliebig komplexe Firmennetze integrieren
Anwendung: Objekte
Datenpunkt-Objekte
- Analog In / Out / Value
- Binäre In / Out / Value
- Mehrstufige In / Out / Value
- Objekte für Zählwerte / Impulse
Alarmbehandlungs-Objekte
- Notification Class (Verteilung der Alarmmeldungen)
- Event Enrollment (Festlegen der Alarmbedingungen)
Diverse Objekte
- Geräte-Informationen (Device Object)
- Zeitschaltkatalog / Ausnahmekatkalog
- Trenddaten-Objekte
- Regler-Objekt (Loop)
- Programm / File Objekte
- Virtual Terminal
Anwendung:
Objekt-Properties
- Properties sind Parameter von Objekten
Beispiele: Hauptwert, Alarmgrenzen, Name, Status - BACnet unterscheidet zwischen obligatorischen und optionalen Properties
- Properties können nur lesbasr oder auch schreibbar (mit BACnet Diensten
veränderbar) sein
Anwendung: Dienste
BACnet bietet 38 Dienste auf Anwendungsebene
Diese sind in folgende 6 Klassen aufgeteilt:
- Alarm-Handhabung
- Objekt-Zugriff
- Geräte-Verwaltung
- Netzwerk Sicherheit
- File-Zugriff
- Virtuelles Terminal
Beispiele: Lesen, Schreiben, Information über Wertänderung (COV-Notification),
Zeitsynchronisation, Alarmmeldung
Modelle: Reales Gerät und BACnet Objekte
Mit BACnet Objekten wird die "äussere" Sicht auf das Gerät via Netzwerk abgebildet
- die BACnet Objekte definieren keine internen Gerätefunktionen (Algorithmen)
- BACnet Objekte geben die “äussere” Sicht von Gerätefunktionen wieder
- Beispiel: Das BACnet Loop Objekt ist so ausgelegt, dass verschiedene Regelalgorithmen,
z.B. PI, PID, Sequenzen, Zustandsregler, prediktive Regler abgebildet werden
können
Modelle:
Client - Server Beziehung
Der Client (Kunde) beansprucht die Dienste des Servers (Dienstleister)
Der Client
- abonniert sich auf Wertänderungen
- gibt Trendaufzeichnung in Auftrag
- setzt Alarmgrenzen
Der Server hält ein Abbild der Gerätefunktion und führt die
geforderten Dienste darauf aus.
Modell: Peer to Peer Kommunikation
Beispiel: COV-Handhabung
1. Client abonniert sich auf einen Wert (Datenpunkt) des Servers
2. Server sendet mit Quittierung den Wert
3. Server sendet den Wert, wann immer er sich ändert
4. Client erneuert Abonnement oder wiederruft es
Erweiterbarkeit des BACnet Protokolls
Das BACnet Protokoll ist so ausgelegt, dass es jederzeit erweitert werden kann
- Erweiterungen durch das BACnet Standard Komitee (SSPC-135)
- Proprietäre Erweiterungen durch Hersteller
Erweitert werden können
- Objekte: Neue Objekte und / oder neue Properties
- Neue Services
Damit ist BACnet zukunftssicher
Kompatibilität und Konformität
Kompatibilität von GA-Systemen - Interoperabilität
- BACnet Interoperabilitätsbausteine BIBBs und Geräteprofile für den Überblick.
- PICS für die Details: Dienste als Client / Server, Objekttypen, Bustypen, ....
Konformität zum Standard als Voraussetzung
- Nur Norm-Konformität ermöglicht Interoperabilität
- ASHRAE definiert Testprozeduren
- BACnet Interest Group ist daran, Testumgebungen und Zertifizierungsverfahren bereit zu stellen