Tööstuslikud infovõrgud ja IT turvalisus

BACnet Tehnoloogia ja Selle Kasutus

Mis on BACnet?

BACnet (Building Automation and Control Networks) on standardiseeritud protokoll, mida kasutatakse hoonete automaatika- ja juhtimissüsteemides (BAS). See töötati välja American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) poolt ja on määratletud standardina ANSI/ASHRAE Standard 135.

BACneti Eesmärk ja Funktsioonid

BACneti eesmärk on võimaldada erinevatel hoone automaatikasüsteemidel, nagu küte, ventilatsioon, õhu konditsioneerimine (HVAC), valgustus, juurdepääsukontroll ja tuletõrje, sujuvat ja tõhusat suhtlemist üksteisega. See saavutatakse ühtse kommunikatsiooniprotokolli abil, mis võimaldab seadmetel vahetada andmeid ja teostada erinevaid juhtimisfunktsioone sõltumata nende tootjast.

BACneti Struktuur ja Tehnilised Üksikasjad

  1. Objektipõhine mudel:
    • BACnet põhineb objektipõhisel mudelil, kus igal seadmel ja süsteemil on määratletud objektid, mis sisaldavad omadusi (properties). Näiteks temperatuuriandur võib olla objekt, mille omaduseks on praegune temperatuuriväärtus.
  2. Andmetüüpide ja teenuste toetus:
    • BACnet toetab mitmesuguseid andmetüüpe, sealhulgas integer, float, string ja boolean. Teenused hõlmavad andmete lugemist ja kirjutamist, seadme juhtimist ja ajastamist.
  3. Võrgutopoloogiad:
    • BACnet toetab erinevaid võrgutopoloogiaid, sealhulgas BACnet/IP, BACnet/MSTP (Master-Slave/Token-Passing) ja BACnet/Ethernet, mis võimaldab paindlikkust erinevate infrastruktuuride ja seadmete ühendamisel.
  4. Interoperabiliteet:
    • Üks BACneti peamisi eeliseid on selle võime võimaldada seadmete ja süsteemide interoperabiliteeti, mis tähendab, et erinevate tootjate seadmed saavad omavahel suhelda ja koostööd teha, vähendades sõltuvust ühe tootja lahendustest.

BACnet Protokoll ja Kaadri Formaat

BACnet Protokoll

BACnet (Building Automation and Control Networks) on avatud kommunikatsiooniprotokoll, mis on spetsiaalselt loodud hooneautomaatika ja juhtimissüsteemide (BAS) jaoks. Selle töötas välja American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) ja see on määratletud standardina ANSI/ASHRAE Standard 135. BACnet võimaldab erinevatel automaatikaseadmetel ja süsteemidel suhelda ühtse protokolli abil.

BACnet Protokolli Peamised Funktsioonid

  • Interoperabiliteet: Võimaldab erinevate tootjate seadmetel omavahel suhelda.
  • Andmevahetus: Toetab erinevaid andmetüüpe ja teenuseid, sealhulgas andmete lugemist ja kirjutamist, juhtimist ja ajastamist.
  • Võrgutopoloogiad: Toetab mitut võrgu tüüpi, sealhulgas BACnet/IP, BACnet/MSTP ja BACnet/Ethernet.

BACnet Kaadri Formaat

BACnet protokolli kaadri formaat sõltub kasutatavast füüsilisest ja andmekihist. BACnet toetab erinevaid andmekandjaid nagu Ethernet, MS/TP (Master-Slave/Token-Passing), ARCNET ja teised. Allpool on toodud BACnet/IP kaadri formaat, mis on üks levinumaid:

  1. Ethernet Pea:
  • Destination MAC Address: 6 baiti
  • Source MAC Address: 6 baiti
  • Type: 2 baiti (0x0800 IPv4 jaoks)
  1. IP Pea:
  • Version: 4 bitti
  • Header Length: 4 bitti
  • Type of Service: 1 bait
  • Total Length: 2 baiti
  • Identification: 2 baiti
  • Flags: 3 bitti
  • Fragment Offset: 13 bitti
  • Time to Live (TTL): 1 bait
  • Protocol: 1 bait (17 UDP jaoks)
  • Header Checksum: 2 baiti
  • Source IP Address: 4 baiti
  • Destination IP Address: 4 baiti
  1. UDP Pea:
  • Source Port: 2 baiti
  • Destination Port: 2 baiti
  • Length: 2 baiti
  • Checksum: 2 baiti
  1. BVLC (BACnet Virtual Link Control):
  • BVLC Type: 1 bait (0x81 BACnet/IP jaoks)
  • BVLC Function: 1 bait
  • BVLC Length: 2 baiti
  1. NPDU (Network Protocol Data Unit):
  • Version: 1 bait
  • Control: 1 bait
  • Destination Network Address: 2 baiti (vajadusel)
  • Destination MAC Address: 1-7 baiti (vajadusel)
  • Source Network Address: 2 baiti (vajadusel)
  • Source MAC Address: 1-7 baiti (vajadusel)
  • Hop Count: 1 bait (vajadusel)
  • Network Layer Message Type: 1 bait (vajadusel)
  1. APDU (Application Protocol Data Unit):
  • PDU Type: 4 bitti
  • Service Choice: 4 bitti (vajadusel)
  • Invoke ID: 1 bait (vajadusel)
  • Service Parameters: varieeruv
BACneti kihide võrdlus OSI kihtidega

BACnet on tehnoloogia, mis võimaldab kaasaegsete hoonete ja tööstussüsteemide tõhusat ja turvalist juhtimist. Selle laialdane kasutus ja toetus standarditele muudab selle üheks peamiseks valikuks hooneautomaatikasüsteemide integreerimisel.

BACneti Kasutamine Tööstuses ja Hoonete Automaatikas

  1. HVAC Süsteemid:
    • BACneti kasutatakse laialdaselt HVAC süsteemide juhtimiseks ja monitoorimiseks. Näiteks saab BACneti abil hallata temperatuuriandureid, termostaate, ventilaatoreid ja küttekehasid ühes süsteemis, mis tagab optimaalse kliimakontrolli ning energiatõhususe.
  2. Valgustusjuhtimine:
    • BACneti integreeritakse valgustusjuhtimissüsteemidesse, võimaldades automaatset valgustuse reguleerimist vastavalt hõivatusele, kellaajale või välisvalgustuse tasemele, mis aitab säästa energiat ja parandada mugavust.
  3. Juurdepääsukontroll ja turvasüsteemid:
    • Juurdepääsukontrollisüsteemid, sealhulgas kaardilugejad ja lukustusseadmed, saavad suhelda BACneti kaudu, pakkudes integreeritud turvalahendusi, mis on sünkroniseeritud teiste hoonesüsteemidega.
  4. Tuletõrje- ja häiresüsteemid:
    • BACneti kasutatakse ka tuletõrje- ja häiresüsteemides, võimaldades reaalajas andmevahetust häiresüsteemide ning hoone juhtimissüsteemide vahel, et tagada kiire ja koordineeritud reageerimine hädaolukordades.
  5. Energiaseire ja haldus:
    • BACnet võimaldab täpset energiaseiret ja haldust, kogudes andmeid energiatarbimise kohta erinevatest seadmetest ja süsteemidest, mis aitab optimeerida energia kasutust ja vähendada kulusid.

BACneti Juhtumiuuringud Tööstuses

  1. Juhtum: Energiatõhususe Parandamine:
    • Ühes suures ärihoones kasutati BACneti energiahalduse süsteemi rakendamiseks, mis integreeris HVAC, valgustuse ja energiaseire süsteemid. Tulemuseks oli energiasääst kuni 30% ja oluliselt paranenud kasutusmugavus.
  2. Juhtum: Turvasüsteemide Integratsioon:
    • Tööstusettevõttes kasutati BACneti turvasüsteemide, sealhulgas valvekaamerate, juurdepääsukontrolli ja häiresüsteemide integreerimiseks. See võimaldas paremat koordinatsiooni ja kiiremat reageerimist turvaintsidentidele.
  3. Juhtum: Kliimakontroll Suurtes Hoonetes:
    • Suures konverentsikeskuses rakendati BACneti HVAC süsteemi juhtimiseks ja monitoorimiseks. See võimaldas täpset temperatuuri ja niiskuse reguleerimist, tagades külastajatele mugavuse ja vähendades energiatarbimist.

Viited ja Ressursid

  1. ASHRAE – ASHRAE BACnet Standard 135
  2. BACnet International – BACnet International Resources
  3. CABA (Continental Automated Buildings Association) – BACnet Resources
  4. AutomatedBuildings.com – BACnet Articles and Resources
  5. BACnet Wiki – BACnet Wiki

BACnet on võtmetehnoloogia, mis võimaldab kaasaegsete hoonete ja tööstussüsteemide tõhusat ja turvalist juhtimist. Selle laialdane kasutus ja toetus standarditele muudab selle üheks peamiseks valikuks hooneautomaatikasüsteemide integreerimisel.