کنترل و طراحی سیستم هوشمند ساختمانBMS
چکیده
در یک ساختمان هوشمند با امکانات بوجود آمده می توان در هر زمان میزان مصرف انرژي بر پایه مصرف انرژي سوخت و برق را بدست آورد و از آن در جهت کاهش مصرف انرژي و بهینه سازي مصرف سوخت در ساختمان )مبحث نوزدهم – مقررات ملی ساختمان( بهره برد. بیشترین مصرف انرژي در ساختمان توسط سیستم روشنایی بوجود می آید که هوشمند سازي این سیستم می توان از اتلاف انرژي تا حد زیادي جلوگیري کرد. که این عمل با ترکیب روشنایی روز و روشنایی مصنوعی به بهترین نحو و خاموش کردن چراغها در زمان بدون مصرف بوجود می آید. سیستمهاي مدرن مدیریت ساختمان امروزه بر پایه web base نگاشته می شوند. که بزرگترین حسن آن در بکارگیري امتیازات شبکه جهانی اینترنت و کنترل ساختمان از راه دور توسط سیستمهاي ارتباطی متداول در دنیا است. به اینصورت که با راه اندازي سایت ساختمان مورد نظ ر و با وارد کردن شناسه کاربر ي و رمز عبور می توان از هر مکانی بر ساختمان احاطه داشت. در این گونه ساختمانها میتوان با نصب تابلوهاي نمایشگر الکترونیکی در مکان هاي خاص ساختمان و نمایش دادن اطلاعات مختلف از سیستمهاي کنترلی ساختمان زندگی را براي ساکنین لذت بخش کرد. ویژگى منحصر به فرد این تکنولوژى، ایجاد هماهنگى و یکپارچه سازى بین کلیه سیستم هایى است که تاکنون به صورت منفرد استفاده میشده اند و بدین ترتیب در محدوده وسیعى امکان طراحى، نصب و استفاده می دهد. از فواید اصلى این تکنولوژى در کنار ایجاد راحتى و امنیت بیشتر، مى توان به صرفه جویى در مصرف انرژى اشاره کرد .
در این مقاله ضمن بررسی فواید و ضرورت هاي هوشمند سازي ساختمان به کنترل و طراحی سیستم هوشمند ساختمان BMS و عملکرد و وظایف این سیستم پرداخته شده است.
واژه هاي کلیدي : ساختمان- هوشمند – انرژي – بهینه ساز
1 – مقدمه
هیچ یک از اعمال انسان، بازدهی صد در صد ندارد از این رو استفاده بهینه و ممانعت از هدر رفتن امکانات امري اساسی است. این نکته هنگامی اهمیت بیشتري پیدا می کند که موضوع انرژي مطرح شود. منظور از بهینه سازي مصرف انرژي، انتخاب الگوها و اتخاذ و بکارگیري روش ها و سیاست هایی در مصرف درست انرژي است که از نقطه نظر اقتصاد ملی مطلوب باشد واستمرار وجود و دوام انرژي و ادامه حیات و حرکت راتضمین کند. در این چارچوب تعیین سهام صورت هاي مختلف انرژي در سبد انرژي هرجامعه با توجه به امکانات دراز مدت آن جامعه، همپنین بکارگیري پربازده ترین شیوه استفاده از آنها که متضمن کاهش تخریب منابع انرژي و نیز کاهش تأثیرات سوء ناشی از استفاده ناصحیح از انرژي، بر عوامل دیگر حیات و محیط زیست مدنظر است، این استفاده درست و به جا از انرژي، نه تنها متضمن استمرار حیات و توسعه پایدار جامعه است بلکه منجر به بقاء انرژي براي همگان و نسلهاي آتی و منافعی براي تولید و گسترش آلودگی هاي زیست محیطی ناشی از مصرف نادرست انرژي خواهد بود.
از این رو کاهش مصرف انرژي به میزان انرژي الکتریکی به میزان قابل ملاحظه اي در حفظ و بقاء سرمایه هاي ملی مؤثر است.
با توجه به پتانسیل هاي صرفه جویی موجود در بخش صنعت سالانه می توان 670 میلیارد تومان در این بخش صرفه جویی کرد.
در بخش خانگی نیز می توان با بکارگیري راهکارهاي استفاده بهینه از لوازم خانگی انرژي بر تا حد زیادي از اتلاف سرمایه هاي ملی جلوگیري کرد. لازم به ذکر است در کشور ما در خانه و مکان هاي تجاري، سالانه در حدود 200 میلیون بشکه نفت خام براي تولید حرارت و سرما مصرف می شود .
2 -راحتی در کار
– ضرورت بهینه سازي مصرف انرژي
در علاوه بر بار اقتصادي عوامل دیگري نیز وجود دارد که ضرورت بهینه سازي مصرف انرژي را می رساند: استفاده بی رویه از انرژي فسیلی از انرژي فسیلی که باعث افزایش آلودگی محیط زیست می شود .
بالا بودن رشد جمعیت و نیاز به تقاضاي بیشتر انرژي، محدودیت منابع انرژي به دلیل تهدیدناپذیر بودن آن، رشد بالاي مصرف انرژي، به دلیل الگوي ناصحیح مصرف انرژي عدم وجود سیستم بازیافت، انرژي وجود صنایع و کارخانجات فرسوده، متکی بودن اقتصاد ملی به درآمدهاي نفتی، افزایش گازهاي گلخانه اي و باران هاي اسیدي، چرخه هزینه هاي عملیاتی ساختمان در طی 40 سال:
بکارگیري سیستم هاي هوشمند در ساختمان ها، علاوه بر مزایاي بیشماري که دارد باعث مصرف بهینه انرژي در صورتهاي مختلف و در نتیجه کاهش شدید هزینه هاي انرژي خواهد گردید. ساختمان هوشمند ساختمانی است مرکب از سیستمهاي کنترلی مختلف که هر یک در انجام فعالیت هاي مرتبط هوشمندانه عمل کرده و در ارتباط و تعامل همیشگی با یکدیگر اند .
این ساختمان از یک زیرساخت ارتباطی قوي برخوردار است و می تواند نسبت به شرایط متغیر محیطی واکنش مناسب نشان دهد[1].
3 – از جمله مزایاي سیستم هوشمند
3 – 1– آسایش
مهمترین عامل در بکارگیري سیستم هوشمند، ایجاد راحتی و آسایش براي ساکنین ساختمان است. در ساختمان هوشمند هر یک از ساکنین بر اساس سلیقه خود با تعریف و بکارگیري کنترل دلخواه روشنایی، دما و دیگر سیستم ها، محیط دلپذیري را براي خود ایجاد می نماید .
3 – 2– بهینه سازي و کاهش مصرف انرژي
یکی از اهداف اصلی از بکارگیري سیستم هاي هوشمند بهینه سازي مصرف انرژي است. با استفاده از این سیستم انرژي همواره به طور معقول و منطقی مورد استفاده قرار می گیرد و به دلیل کنترل همه جانبه، تلفات آن به طور چشمگیري کاسته می شود.
3 – 3 – انعطاف پذیري
پیاده سازي یک استاندارد باز در ساختمان مثل EIB یا BACnet باعث انعطاف پذیري سیستم هاي کنترلی ساختمان می شود و منطق هاي کنترلی بدون نیاز به تغییرات فیزیکی و سخت افزاري در صورت نیاز قابل تغییرند .
3 – 4– کنترل یکپارچه
سیستم هوشمند امکان کنترل یکپارچه کل ساختمان را میسر می سازد و سیستمهاي کنترلی در دورترین نقاط ساختمان هم
به راحتی مونیتور و کنترل می شوند و نیازي به مراجعه به نقطه کنترلی نیست.
4- تعریف BMS
امروزه) Building Management System( ، سیستم مدیریتی ساختمان به یکی از گریز ناپذیرترین شاخه هاي علمی ،تحقیقاتی و اجرایی در ساختمان تبدیل گردیده است]2[. امروزه با توجه به کمبود منابع انرژي در سطح جهان، اهمیت مصرف بهینه سوخت بیش از پیش مورد توجه است. سیستم مدیریتی ساختمان) BMS( وظیفه مدیریت و کنترل وضعیت ساختمان را از لحاظ سرمایش و گرمایش ، روشنایی، کنترل تردد امنیت، سیستم اعلام حریق و ارتباط منطقی این زیر سیستم ها را بر عهده دارد.
5- اهداف یک سیستم BMSجامع در ساختمان
با بهره گیري از یک سیستم BMS جامع در ساختمان می توان به اهداف زیر دست پیدا کرد:
مدیریت و کنترل و نمایش سیستم ،کاهش مصرف سوخت و انرژي در ساختمان، پایین آوردن هزینه هاي تعمیرات و نگهداري، بالا بردن عمر مفید دستگاهها، افزایش راندمان و ضریب عملکرد تجهیزات، اتصال به دیگر سیستم هاي کنترلی ،تأمین آسایش و ایجاد فضاي راحت براي ساکنین ،در این زمینه، شرکتها و کارخانجات معتبري در دنیا فعالیت خود را آغاز کرده اند که Delta Controls به عنوان پیشروترین و خوشنام ترین شرکت در این زمینه از سال 1980 فعالیت خود را بصورت حرفه اي آغاز کرده است .
6- استاندرادهاي باز و Bacnet
درداخل یک سیستم هوشمند از استانداردهاي ارتباطی متفاوتی استفاده می شود نه تمامی آنها با مشخصات خاص خود ،کاربریهاي متفاوتی را دارا می باشند که این کارآییها شامل ملاحظات ریالی و امکانات کنترلی تا حد زیادي بستگی به حجم
ساختمان و کاربري آن دارد. استانداردهایی از قبیل:LON – Lonwork – Cbus – BACnet – EIB از جمله این استانداردها می باشند]3[. که دو نمونه از بهترین آنها که علاوه بر عضویت در سازمانها و انجمنهاي کنترلی معتبر دنیا از امکانات یکپارچه سازي برخوردار می باشند، EIB و Bacnet می باشند. استاندارد Bacnet خاص سیستمهاي بزرگ یا تعداد نود کنترلی بالا می باشد که تواناي بسیار زیادي در یکپارچه سازي داشته و اصولاً به عنوان راه حلی جامع در ساختمان مطرح می گردد. لذا در این مقاله به توضیح اندکی از آن برداشته می شود. علت ایجاد استاندارد BACnet تمایل فراوان مالکین ساختمان براي همسان سازي سیستم هاي ساختمان بود. همسان سازي یعنی قابلیت همه ي تجهیزات یکپارچه با سیستم هاي مختلف ساختمان و یا سیستم هاي کنترلی و اتوماسیون ساختمان صرفنظر از تولید کنندگان آنها. براي دستیابی به این هدف کمیته استانداردسازي انجمن تولیدکنندگان وسایل گرمایشی و سرمایشی آمریکا بررسی همه جانبه خود را براي وضع استاندارد جامعی که بتواند پاسخ گوي این نیاز جامعه باشد به کار گرفت و در این راه با همه کمیته هاي استاندارد داخلی و خارجی ارتباطات گسترده اي را انجام داد. بالاخره پس از 9 سال بحث و تحقیق کمیته استاندارد سازي در سال 1995 BACnet را بر پایه آخرین دستاوردهاي علم انتقال اطلاعات به صنعت عرضه کرد. BACnet در دسامبر همان سال به وسیله موسسه استاندارد آمریکا، به عنوان استاندارد ملی اتوماسیون شناخته شد.
کمیته استاندارد سازي همواره براي توسعه و افزایش قابلیت هاي BACnet تلاش می کند و همواره در ارتباط با صنایع و شرکتهاي بیشماري که خدمات اتوماسیون را براي صنایع و ساختمانها ارائه می کنند، همکاري داشته باشد. از این روست که استاندارد BACnet به عنوان یک استاندارد باز همواره مورد استقبال مهندسان و طراحان قرار می گیرد]4[.
BACnet
استفاده BACnet که با موشکافی و حساسیت ویژه اي طراحی گردید. به سرعت گسترش یافته و مورد استفاده قرار می گیرد و کاملاً مورد اعتماد مهندسان اتوماسیون می باشد. این استاندارد که گواهی هاي بین المللی زیادي مبنی بر کارایی فوق العاده و مورد انتظار مهندسان و طراحان را دارد و در سال 2003 موفق به اخذ گواهی نامه 5-ISO 16484 شده است .
BACnet به مدیران و مالکان می دهد تا بهمراه صرفه جویی در هزینه از محصولات کنترلی که در شرکت هاي مختلف ساخته شده اند. به صورت یک پارچه و منسجم استفاده کنند .BACnet براي سیستم هاي کنترل یکپارچه و اتوماسیون ساختمان از قبیل روشنایی، HVAC/R کنترل دسترس، امنیت، انتقال عمودي و … طراحی گردیده و بکار گرفته می شود]4[.
با استفاده از BACnet مالکین ساختمان می توانند بهترین تکنولوژي و خدمات قابل ارائه از هر شرکتی را براي خود انتخاب کند بدون آنکه نگران باشند، سیستم انتخابی با سیستم هاي قبلی سازگار است یا خیر. این امکان در حقیقت قابلیت تعویض کنترل کننده هاي مختلف را به مالک می دهد بدون آنکه نیازي به تعویض سیستم کنترلی باشد. قبل از طراحی این استاندارد]5[، تولیدکننده هاي وسایل کنترلی، هر یک براي ارتباط وسایل خود با شبکه ساختمان، از استاندارد ساخت خود استفاده می کردند. این استانداردها به هیچ وجه با یکدیگر سازوگار نبود و اگر مالک تصمیم به تعویض یک کنترل کننده می گرفت، می بایست هزینه نصب سیستم کنترلی جدید را نیز می پرداخت و این به صرفه نبود. همچنین BACnet امکان کنترل همه جانبه وسایل کنترلی ، از یک ایستگاه کنترل میسر می سازد و در ساختمانی که از این استاندارد استفاده شده است، اپراتور نگران برقراري ارتباط بین وسایل کنترلی نصب شده در هر گوشه اي از ساختمان نیست.
8- معرفی Delta Controls و نرم افزار آن
شرکت Delta Controls واقع در کشور کانادا، با بیش از 25 سال سابقه در زمینه اتوماسیون و هوشمند سازي و سیستم جامع مدیریتی ساختمان، یکی از شناخته شده ترین شرکتهاي جهان در این زمینه می باشد. سیستم کنترلی ارائه شده توسط این شرکت، یکی از پیشروترین شرکتها در بین سایر رقبا است که بصورت یکپارچه امکان کنترل سیستم هاي مکانیکال ساختمان و کنترل سیستم هاي روشنایی و کنترل امنیت تردد را با استفاده از یک سیستم کاربردي واحد، به کاربر می دهد .
نیازي به استفاده از نرم افزارهاي مختلف براي کنترل این سه زیر مجموعه نمی باشد. کلیه کنترلرهاي این سیستم که تحت پروتکل شبکه BACnet فعالیت می کنند. قابلیت برنامه ریزي پیشرفته را دارند و نیز امکان فعالیت بصورت مستقل تحت شرایط خاص وجود دارد. این سیستم کنترل جامع، جهت گسترش و توسعه زیر مجموعه هاي تحت کنترل خود، این قابلیت را دارد که بتواند از طریق پروتکل Link Net و به کمک ماژول هاي سري DFM، خود را گسترش دهد و میزان ورودیها و خروجی هاي متصل به سیستم را تا حد قابل توجهی توسعه دهد. سرعت انتقال اطلاعات در این سیستم کنترلی، b/s7680 است .سیستم گرافیک و نرم افزار مورد استفاده این شرکت بصورت پیشرفته، امکان شبیه سازي و متحرك سازي کل مجموعه تحت کنترل را به کاربر می دهد که در ادامه به شرح آن خواهیم پرداخت ]6[.
-2-8دلایل استفاده ازDelta Controls
بهره گیري از سیستم هاي کنترلی پیشرفته نباید پیچیده باشد. به این دلیل سیستم هاي کنترلی Delta Controls بسیار ساده هستند. استفاده از نرم افزار گرافیکی کنترلی سه بعدي نیز به سادگی یک کلیک است .
با استفاده از 150 شیء مختلف در نرم افزار گرافیکی Controls Delta کنترل همه جانبه ، چیلر و دیگر تجهیزات سیستم هاي مکانیک ساختمان، به سادگی صورت گرفته و گزارش هاي کنترلی مورد نیاز به طور مرتب در دسترس قرار می گیرند .
Delta Controls باور دارد که مالکین ساختمان و مدیران باید قادر باشند که بهترین تکنولوژي را براي ساختمان خود بکار گیرند، بدون اینکه برایشان مهم باشد که در کجا تولید شده است. لذا Delta Controls به عنوان رهبر توسعه استاندارد باز BACnet شروع بکار نموده وبه توسعه آن بر اساس آخرین دستاوردهاي فن آوري پرداخت. به دلیل ساخت تجهیزات Delta Controls بر اساس استاندارد BACnet سیستم هاي یکپارچه به سادگی در ساختمان پیاده سازي می شوند. حتی با وجود تجهیزات قدیمی و یا سیستم هایی که در آینده ایجاد خواهند شد، یکپارچه سازي به سادگی قابل اجراء خواهد بود. نصب سیستم هاي Delta Controls بسیار سریع و آسان است و این یعنی صرفه جویی در زمان و پول، یادگیري و بکارگیري نرم افزار کنترلی آن بسیار آسان است و بهره گیري از آن به سادگی کلیک است. فضاهاي مختلف ساختمان مثل دیوارها، درها، پنجره ها و … به سادگی در نرم افزار شبیه سازي شده و بکار گرفته می شوند. اگر مشکلی در پروژه بوجود آید، تیم هاي Delta Controls تمام تلاش خود را بکار می گیرد تا در اتمام پروژه علاوه بر برطرف نمودن تمامی مشکلات، نتیجه کار رضایت کامل کارفرما را به همراه داشته باشد]6[.
-3-8معرفی نرم افزارDelta Controls
نرم افزار گرافیکی مورد استفاده Delta Controls ، نرم افزارهاي به نام Orcaview , Orcaweb می باشد .
این نرم افزار داراي قدرت گرافیکی بسیار بالا براي شبیه سازي سیستم و نیز جزو معدود نرم افزارهاي یکپارچه براي کنترل سیستم مکانیک، روشنایی و تردد می باشد. در ذیل می توان به برخی از مزایا و قابلیتهاي این نرم افزار اشاره کرد.
8 –4– سازگاري با BACnet
همانگونه که می دانیم BACnet به عنوان شناخته شده ترین موثرترین پروتکل شبکه، قراردادي است بین کلیه سازندگان، کارخانجات و شرکتهاي فعال در زمینه مدیریت ساختمان، که به کمک این پروتکل بتوانند با هم ارتباط و نیز تبادل اطلاعات داشته باشند.
Delta Controls نیز از این پروتکل شبکه پیروي می کند. نرم افزار گرافیکی این سیستم، قابلیت نمایش و ارتباط با دیگر سیستمهاي تحت این پروتکل را دارد. لازم به ذکر است که Delta Controls بیشترین لیست تجهیزات مورد تأیید B. T. L را در بین سایر شرکتها دارا می باشد .
8 –5 – گرافیک یکپارچه
نرم افزار Orca view، از محیط گرافیکی خود امکان دریافت و ارسال داده ها را با دیگر سیستمها دارا می باشد. یعنی بصورت همزمان می توان در عین کار سیستم، با دیگر سیستم هاي تحت این پروتکل ارتباط برقرار کرد و با آنها تبادل اطلاعات داشت. این نرم افزار در کلیه زیر شاخه ها و زیر سیستم هاي خود توانایی Drop & Drag کردن را دارد، که دیگر نیازي به نوشتن و ساختن دوباره فرمانها و نیازهاي مشابه نمی باشد .
این قابلیت Drag کردن بین دو محیط نیز وجود دارد بدین معنا که می توان داده اي را از محیط 2Navigator به محیط گرافیک انتقال داد، تا در نتیجه یکی از موارد گرافیکی را به کمک این داده Drag شده کنترل کرد]6[.
در این محیط گرافیکی دفترچه هاي یادداشت داخلی تعبیه شده است که با اپراتور اصلی در ارتباط باشد و گزارشی از وضعیت سیستم به اپراتور هاي ارائه کرده و جواب بگیرد.Orca view ، یک آرشیو جامع از موارد گرافیکی و صوتی، براي کلیه تجهیزات مکانیکی، روشنایی و تردد را دارد تا بتوان به کمک آنها شبیه سازي مفید و موثري داشت.
با استفاده از این نرم افزار کاربر می تواند به سرعت از محیط گرافیک به محیط برنامه ها و داده ها دسترسی پیدا کرده و کلیه هشدارها و موارد امنیتی سیستم را فعال یا غیرفعال کند، همچنین منطق هاي نوشته شده را تغییر دهد .
8 –6 – صفحه اصلی گرافیکی
این نرم افزار یک صفحه گرافیکی اصلی دارد که فضاي تقسیم بندي شده و محیط هوشمند آن، کاربري راحتی را براي اپراتور ایجاد می کند. این صفحه اصلی گرافیکی می تواند داده ها را فیلتر کند، یعنی با توجه به نیاز کاربر فقط گروهی از داده ها که وضعیت مشترکی دارند و یا سري مشخصی از داده ها را نمایش دهد. همچنین به کمک این صفحه اصلی گرافیکی می توان فرمان گروهی صادر کرد. بدین معنا که براي یک سري از خروجی ها که وضعیت مشابهی دارند فرمان روشن و خاموش کردن و یا اتوماتیک کردن آن ها را صادر کرد. دیگر قابلیت این صفحه اصلی گرافیکی، امکان تغییر نام و آدرس داده هاي آن می باشد تا به طور دلخواه اسامی و یا آدرس ها را تغییر دهد .
8 –7 – نمایشهاي دلخواه
یکی دیگر از امکانات این نرم افزار براي کاربر، داشتن پوشه هاي شخصی براي قراردادن اطلاعات و داده هاي شخصی در آن و آگاهی از برنامه ریزي تابلوها، جهت مشاهده و منطق کارکرد سیستم می باشد. تغییر دادن وضعیت نقاط مشترك و مشاهده وضعیت کنترلرها از دیگر مزایاي آن می باشد تا کاربر بتواند نمایشهاي دلخواه خود را بر روي صفحه اصلی گرافیکی، پیاده کند .
8 –8 – گزارشات دلخواه
براي آگاهی اپراتور اصلی سیستم کنترلی از وضعیت کاري سیستم، خطاها و هشدارهاي و حتی آخرین مقادیر هرکدام از وردیها و خروجیها، view Orca این امکان را به کاربر می دهد که گزارشات ارسالی سیستم را در قالبهاي دلخواه خود تنظیم کند و آنها را از طریق Email و بافرمتهاي Pdf و Xls )نرم افزارهاي EXCEL & POWER POINT( دریافت کند و یا حتی از آنها پرینت بگیرد]7[.
این گزارشات می تواند کلیه هشدارها، نمودارها، جداول و مقادیر داده ها را شامل شود. همچنین می توان از آخرین فرمانهاي صادر شده کاربران به سیستم نیز گزارش تهیه کرد. همچنین با در اختیار گذاشتن 1Account به کاربران براي استفاده از سیستم به آنان صورت حساب ارائه کند .
8 –9 – ثبت و ذخیره وقایع
با ارتباط نرم افزار Orca view با پایگاههاي اطلاعاتی باز ، می توان کلیه اطلاعات سیستم را از زمان راه اندازي تا زمان حال در این پایگاه ذخیره کرد. این ذخیره اطلاعات هیچگونه محدودیت زمانی ندارد و در هرجایی که در سیستم به شبکه نیاز داشته باشیم می توان ازاین اطلاعات استفاده و از آن نمودار تهیه کرد. و کلیه اتفاقات، ترددها و هشدارهاي امنیتی به صورت خودکار ذخیره می شوند .
8 –10 – گزارش داده ها و نمودارها
همانگونه که اشاره شد می توان از کلیه داده ها گزارش تهیه کرده وآنها را در قالبهاي مختلف pdf و Xls مشاهده کرد .
همچنین می توان این داده ها را بر روي نمودارهاي دلخواه نمایش داد، که Orca view قابلیت تحلیل هاي استاتیکی این نمودارها را نیز دارا می باشد. در مقایسه چندین نمودار در قالب یک شکل واحد نمایش داده می شود.
8 –11 – قابلیت برنامه ریزي پیشرفته Delta Controls، براي کنترل صحیح تر و مؤثرتر امکان برنامه ریزي را براي کنترلرها و تابلوهاي سیستم حتی بصورت پیچیده فراهم کرده است. می توان منطق هاي کنترلی بسیار پیشرفته را به عنوان مثال براي سیستم موتورخانه )چیلرها ،بویلرها و پمپها و . ..( و سیستم روشنایی )تعریف سناریوهاي مختلف و …( و سیستم کنترل امنیت )کنترل تردد و …( پیاده کرد]7[.
برنامه نویسی به کمک نرم افزار Orca view و با زبان برنامه نویسی GCL + نوشته شود. این زبان برنامه نویسی از لحاظ ساختار شبیه زبانهاي C و Pascal می باشد و شا مل کلیه دستورات لازم مانند حلقه هاي if ، for ،do و … می باشد. به کمک این نرم افزار می توان از روند عملکرد کنترل پنلها، تابلوهت و کنترلرها اطلاع پیدا کرده و حتی مقادیر لحظه اي داده ها را مشاهده کرد و یا حتی در شرایط بحرانی بتوان برنامه ریزي صحیحی را داشت.
این نرم افزار براي برنامه نویسی خود نیز یک راهنماي هوشمند جامع در نظر گرفته است که شامل مثالها و توضیحات و…
می باشد و در هر شرایط می توان با فشردن کلید میانبر F1 از راهنماي هوشمند این نرم افزار استفاده کرد .
8 –12 – ابزارهاي نرم افزاري اعلام وضعیت
نرم افزاري براي کلیه زیرسیستمها و داده هاي تحت کنترل، ابزارهاي اعلام وضعیت دارد که می توان به کمک این ابزار وضعیت سیستم را اعلام کرد. این امکان وجود دارد که بتوان به صورت همزمان همه هشدارها و آلارمهاي سیستم را به حالت تعلیق درآورد و یا مواردي که هنوز تأیید نشده اند را با این نرم افزار فیلتر کرد.
8 –13– قابلیتهاي دسترسی به WEB
به کمک نرم افزار Orca web و در صورت دسترسی به اینترنت و اینترنت در هر نقطه از داخل ساختمان و یا خارج ساختمان می توان از طریق web به سیستم کنترل دسترسی داشت. از مزایاي شاخص این سیستم می توان به موارد ذیل اشاره داشت: گزارشگر ویژه وضعیت Orca web می تواند به فرمت یکی از سخت افزارهاي سیستم وضعیت سیستم را گزارش دهد به عنوان مثال دماي فضاي تحت کنترل، وضعیت تردد، دماي فضاي خارج و سرعت فن و … را نمایش دهد .
اپراتور اصلی سیستم می تواند براي کاربرهاي مختلف صفحه هاي شخصی و خصوصی تهیه کند که کاربر با وارد کردن کلمه عبور، وارد صفحه شخصی خود شود که در آنجا نیز نمایشها و گزارشهاي مربوط به خود را مشاهده کند. براي هر کدام از این کاربران یک سطح دسترسی تعریف می شود که سوپروایزر تعیین می کند چه کسانی اجازه دسترسی به چه اطلاعاتی را دارند.
از طریق web می توان به کل راهنماي هوشمند دسترسی پیدا کرد و از آن استفاده نمود. از طریق web براي کنترل تردد و روشنایی و مکانیک نیز یک صفحه واحد می توان در نظر گرفت که به صورت همزمان هر سه را در یک زمان قابل کنترل است که در این صورت نیز باز نیازي به استفاده نرم افزارهاي متفاوت براي کنترل مستقل روشنایی و تردد ندارد]7[.
شکل9: نماي نرم افزا ر
به کمک کامپیوترهاي جیبی و بدون سیم نیز می توان به سیستم و حتی به صفحات شخصی، برنامه ها، پنلها، ورودیها و خروجیها دسترسی داشت. از طریق web اپراتور اصلی می تواند تنظیمات اصلی سیستم را اعمال کند .
9- کنترل سیستم هوشمند ساختمان
یک ساختمان هوشمند باید داراي سیستمی از اعصاب باشد که شامل حسگرها و تحریک کننده هاي تعبیه شده است که اطلاعات را در زمان درست و صحیح خود کنترل می کند. با این اوصاف، بنا می تواند به صورت ایستا یا حرکتی عمل کند .
بنابراین تغییر یا عدم تغییر در ساختار درونی یا برونی بنا نمونه هایی از توانایی یک بناي هوشمند است.
سیستم اعصاب بنا وظیفه یکپارچه کردن همه سیستم ها را بر عهده دارد تا ساختمان هوشمند شکلی انعطاف پذیر داشته باشد تا بتواند در مواجهه با تغییرات محیطی که در آن واقع شده است، کنش مناسبی داشته باشد. به عنوان یک انسان، کاربران بنا باید بتوانند بفهمند که بنا شاد است یا غمگین، ناخوش است یا سرحال. از سویی دیگر بنا نیز باید توانایی درك حال کاربرانش را داشته باشد تا بر طبق حال آنها عمل کند .
9 –2 – برخی از اهداف سیستم مدیریت هوشمند ساختمان
- ایجاد محیطی مطلوب براي افراد حاضر در ساختمان
- استفاده بهینه از تجهیزات و افزایش عمر مفید آنها
- ارائه سیستم کنترلی با قابلیت برنامه ریزي زمانی عملکرد
- کاهش چشمگیر هزینه هاي مربوط به نگهداري و صرفه جویی در مصرف انرژي و عدم نیاز به پیمانکار دائمی ساختمان
- امکان مانیتورینگ و کنترل تمامی نقاط تحت کنترل از طریق یک PC و یا اینترنت
- با توجه به یکپارچه سازي ساختمان ، تمام تجهیزات بصورت هماهنگ کارکرده و امکان تداخل و بروز مشکلات ناشی از عدم هماهنگی از بین می رود
- امکان گرفتن گزارش هاي آماري از تمامی تجهیزات و عملکرد آنها به منظور بهینه سازي مصرف و عملکرد
9 –3 – وظایف سیستم مدیریت هوشمند ساختمان
- کنترل تاسیسات مکانیکی و الکتریکی
- کنترل سیستم هاي روشنایی
- کنترل تهویه مطبو ع
- سیستم اعلام حریق و کنترل دود
- کنترل تردد و حفاظت
- مدیریت آسانسورها در زمان هاي خاص
9 – 4 – عملکرد ساختمان هوشمند
یک سـاخـتمان هـوشمنـد بـنـا بـه تـعریـف انـستیتو ساختمانهاي هوشمند بنایی است که با استفادة بهینه از چند عنصر پایۀ: سازه و سیستم و خدمات و مدیریت و روابط درونی آنها، محیطی مناسب و داراي صرفۀ اقتصادي ایجاد نماید .
در ساختمان هوشمند بسیاري از اعمالی که ساکنان از روي عادت و بصورت غیر ارادي انجام می دهند توسط سیستمهاي هوشمند انجام می گردد. که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه ي نیروي انسانی می گردد. با بکارگیري انواع و اقسام سنسورهاي حسی در داخل و خارج ساختمان و با بکارگیري یک شبکه و سیستم واحد می توان به صورت دائمی و بدون درنگ اطلاعات دما فشار رطوبت دبی هوا میزان اکسیژن و دي اکسید کربن را در اختیار داشت و از آنها در جهت رسیدن به شرایط ایده آل استفاده کرد .
در یک ساختمان هوشمند با امکانات نرم افزاري بوجود آمده میتوان نمودارهاي مختلفی را برحسب زمان در اختیار داشت و از آنها در جهت بهبود کیفی شرایط زیستی و حداکثر استفاده از هواي طبیعی را براي ساکنین بوجود آورد.
در زمان کارکرد سیستم هوشمند ساکنان در جهت صرفه جویی مصرف انرژي حق باز کردن پنجره ها را نخواهند داشت و در ساختمان هاي اداري قبل از اتمام ساعت کار این سیستم بصورت اتوماتیک و متناوب شروع به خاموش کردن سیستم هاي تهویه مطبوع می کند .
10-طراحی سیستم هوشمند BMS
براي شروع پروژه لازم است تا با مطالعه دقیق نقشه ها و داده هاي موجود ، بهترین طراحی براساس نیاز ساختمان و کارفرما انجام گیرد. این طراحی باید توسط یک تیم طراح ماهر و کار آزموده که اشراف کامل بر سیستم هاي مکانیکال و الکتریکال ساختمان دارد، انجام شود. تا بتوان د بهترین نقاط کنترلی را بدست آورد. و آنها را به صورت یک DataShit کامل کنترلی درآورد.
در datashit نقاط کنترلی بصورت ورودي و خروجی دیجیتال و آنالوگ) DO,DI,AO,AI( مشخص می شود]8[. بعد از این مرحله نوبت به طراحی نقشه هاي فاز یک می شود که بعد از بازبینی نقشه هاي مکانیکال و الکتریکال نقشه هاي اجرایی تهیه می گردد .
در یک ساختمان لازم است تا نقاطی به عنوان مرکز کنترل در بعضی نقاط مشخص شود) Control Panel( درون این محلها کنترلرها قرار می گیرند و توسط کابلهاي utp به هم و سنسورها و تابلوهاي فرمان متصل می گردند تا بتوانند کار کنترل را انجام دهند .
10 – 1 – کارکرد سیستم مدیریت هوشمند ساختمان BMS ایستگاه کنترل و اپراتوري کامپیوتري مرکزي با مونیتور رنگی
ایستگاه کنترل و اپراتوري کامپیوتري فرعی با مونیتور رنگی براي تاسیسا ت
مراکز کنترل میکرو پروسسوري محلی در ارتباط مستقیم با سنسورها وتجهیزات دستگاهها از طریق یونیتهاي الکتریکی جانبی یک شبکه فقط دو سیمه به منظور شاهراه انتقال اطلاعات بین مراکز کنترل مرکزي- محلی و فرعی
10 – 2 – گستردگی شبکه BMS
تمام تجهیزات کنترلی جانبی مانند تابلوي کنترل اعلام حریق سیستم کنترل تردد- CCTV- ACCESS CNTROL SYS در اتاق کنترل نصب می شوند .
تجهیزات مونیتورینگ- چاپگرها و سیستم کنترل اصلی بمنظور ثبت و چاپ وقایع و حوادث دراتاق کنترل نصب می گردد .
سیستمهاي ایمنی و حفاظتی و تجهیزات جانبی تاسیسات الکتریکی و مکانیکی توسط سنسورهاي خاص تحت پوشش سیستم BMS قرار می گیرد
نتیجه گیري
- – جدول زمان هاي استفاده از ساختمان براساس ساعات کار و تعطیلات رسمی و با در نظر گرفتن استثنائات خاص از قبیل بخش هاي مورد بهره برداري مدیران یا پرسنل حراست و نگهبانی که عموما بیشتر از دیگر پرسنل در سازمان مستقر هستند در ابتداي دوره تعریف و به سیستم وارد خواهد شد. این کار به سیستم این اجازه را می دهد که در ساعات عدم بهره برداري، فضا بی جهت انرژي مصرف نکند .
- – دماي داخلی فضا براساس نوع کاربري )اداري، اقامتی، کارگاهی، درمانی، آموزشی، ورزشی…( به در نظر گرفتن دماي هواي بیرون و فصل سال و طبق استانداردهاي جهانی به طور خودکار تنطیم می شود. اینکار باعث می شود از گرم کردن و سردکردن سلیقه اي فضا جلوگیري به عمل آمده و پرسنل را ملزم به استفاده از پوشش مناسب با فصل نماید .
- – سیستم به مجرد باز شدن پنجره، سرمایش یا گرمایش را متوقف می نماید. این کار باعث می شود تا به آهستگی
،فرهنگ نادرست تنظیم دلخواه دماي هوا در زمان کوتاه با گشودن پنجره مرتفع گردد.
- – میزان ورود هواي تازه به فضا به طور خودکار توسط سیستم تنظیم می شود، اینکار باعث می شود تا انرژي بی مورد براي سردوگرم کردن هواي ورودي مصرف نشود .
- – در مدار قرارگرفتن تعداد مدارهاي موازي سرمایش و گرمایش در مورد خانه دقیقا براساس نیاز واقعی ساختمان و متناسب با فصل سال صورت می پذیرد. اینکار علاوه بر کاهش مصرف انرژي، باعث کاستن از هزینه هاي تعمیر و نگهداري با استفاده به هنگام از تجهیزات می گردد .
- – این سیستم به طور دقیق می تواند ساعات کارکرد هر یک از اجزاء را بررسی و در صورت رسیدن به حد مورد سفارش سازنده براي بازبینی و تعمیرات قبل از حاد شدن مشکل مکانیکی، به واحد نگهداري اعلام نیاز کند .
- – این سیستم به دلیل بکارگماري خودکار اجزاي موتورخانه، خسارات ناشی از خطاي انسانی اپراتورها را به صفر کاهش میدهد .
– به کمک این سیستم گزارش گیري آماري دقیق از کل وقایع تاسیساتی ساختمان قابل انجام است.
