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BACnet ist ein DatumKommunikationsprotokoll für Gebäudeautomationssysteme und steht für BBauen einAutomatisierung und Cabrollen GeradeArbeit. Es ist ein ASHRAE, ANSIA und ISO standardisiertes Protokoll. Der formale Standard ist ASHRAE/ANSIA Standard 135 oder ISO 16484-5. BACnet ist der einzige offene Standard für Gebäudemanagementsysteme die von a . eingerichtet wurde Konsortium von Endverbrauchern und Herstellern von Fabrikanten Gebäudemanagementsysteme.
Die über 500 Seiten dick Protokollspezifikation ist eine detaillierte Beschreibung, wie ein BACnet-System funktionieren soll. Es beschreibt alle Regeln, die für den Datenaustausch zwischen Systemen notwendig sind, wie dies geschieht, die Kommunikation verwendbare Medien, die verfügbaren Dienste und die Informationen zur Interpretation der Daten. Kurzum, es enthält die Grundregeln, damit unterschiedliche Systeme herstellerunabhängig offen miteinander kommunizieren können.
BACnet ist ein vollständig offener und unabhängiger Standard. Das heißt, es gibt keinen herstellerabhängigen Chipsatz oder Protokoll wird eingesetzt. Dies ist der Hauptunterschied zwischen anderen Protokollen wie z LonWorks, die in jedem Controller einen herstellerabhängigen Neuron-Chip benötigt. Zusätzliche Informationen zum Vergleich zwischen BACnet und LonWorks finden Sie in einem Online-Whitepaper.
Definition
BACnet, a ASHRAE-Protokoll, wurde speziell entwickelt, um die Kommunikationsbedarf in Gebäudemanagement- und Steuerungsanwendungen zu erfüllen, wie z Heizung-, Belüftung-, Klimaanlage-, Beleuchtung-, Zugangskontrolle- und FeuermelderSysteme und zugehörige Ausrüstung. Das BACnetProtokoll beschreibt einen Mechanismus, mit dem computergestützte Geräte Informationen miteinander austauschen können, unabhängig von der spezifischen Funktion, die das Gerät innerhalb des Gebäudes ausführt. Dadurch kann das BACnetProtokoll kann für Betriebs- und Managementsoftware, komplexe und weniger komplexe Controller, anwendungsspezifische Controller sowie Sensoren und Aktoren verwendet werden.
Geschichte
Die Entwicklung des BACnetProtokoll im Juni gestartet 1987, bei einer öffentlichen Versammlung der ASHRAE Standardisierungsprojekt Komitee (Standard Project Committee (SPC)) in Nashville, Tennessee (USA). H. Michael Newman, der erste Präsident dieser Komitee, leitete dieses Treffen. Aus diesem ersten Treffen entstand eine Liste von Wünschen für ein gutes Protokoll, von dem das BACnetProtokoll ultimativer Ursprung ist: Interoperabilität, Effizienz, wenig Überkopf, der größte gemeinsame Nenner, Nutzung von Standardnetzen, OSIA geschichtete Netzwerkarchitektur, flexibel, erweiterbar, kostengünstig, zuverlässige Übertragung, einsetzbar in Echtzeitanwendungen, maximale Einfachheit, Möglichkeit der Priorisierung, gleicher Netzwerkzugriff und stabil unter realistischen Belastungen.
Es Komitee wurde zur Vereinfachung in Arbeitsgruppen aufgeteilt Konsens und teilen Sie die Aufgaben bei der Erstellung des Standards auf. Die Arbeitsgruppen konzentrierten sich auf bestimmte Bereiche und gaben Informationen und Empfehlungen an die Leitung Komitee. Die ersten drei Arbeitsgruppen waren „Datentyp und -attribut“, „Primitives Datenformat“ und „Anwendungsdienste“.
Aus BACnet wurde ein ASHRAE/ANSIA-Standard 135 Zoll 1995 und ein ISO-Standard 16484-5 Zoll 2003. Die Methode zur Prüfung der Konformität zum BACnet-Standard wurde veröffentlicht in 2003 als ASHRAE-Standard 135.1 und ist a ISO Standard 16484-6 Zoll 2004 werden. Am BACnet-Standard wird weiterhin kontinuierlich gearbeitet und die Wartung durch die ASHRAE SSPC 135 (Ständiges Standardprojektkomitee). Die verschiedenen Arbeitsgruppen innerhalb des SSPC 135 definieren über sogenannte Addenda Ergänzungen zum BACnet-Protokoll. Der bestehende Standard führt durch eine Reihe von Ergänzungen zur Definition eines neuen Standards. Der neueste Standard ist der von 2008.
BACnet hatte einen fast direkten Einfluss auf die HLK Gebäudeautomation, die in 1996, in Amerika, wurde von Siemens Building Technologies dominiert. Obwohl mehrere Hersteller BACnet-Geräte entwickelt hatten, war es ein kleineres Unternehmen, Alerton, das 1996 kündigte die Einführung einer kompletten Produktlinie für HLK an, vom Steuerungs- und Managementpaket bis hin zu kleinen VAV-Reglern. Automatisierte Logik und Delta Controls folgten bald, weitere Hersteller, die jetzt eine vollständige Produktlinie auf BACnet haben, sind Contemporary Controls Ltd, Distech Controls, Johnson Controls Inc., Kieback&Peter, DIGICONTROL Benelux, KMC Controls, Privatgelände, Zuverlässige Steuerungen, SAIA, Sauter, Schneider Electric, Siemens Building Technologies, TAC, Teletrol Systems, Webeasy und LOYTEC.
H. Michael (Mike) Newman, Leiter der Computerabteilung für Utility and Energy Management an der Cornell University, war Präsident des BACnetKomitee bis Juni 2000, und wurde nach 13 Jahren von Steven (Steve) Bushby vom NIST (National Institute of Standards and Technology) abgelöst. Während Steve Bushbys vierjähriger Amtszeit als Vorsitzender des BACnet-Standards wurde der Standard zweimal neu veröffentlicht, in 2001 und 2004, jedes Mal mit Neuzugängen. In dem 2001 veröffentlichte Norm brachte unter anderem eine Erweiterung zur Unterstützung von Brandschutzsystemen. Im Juni 200417 Jahre nach dem ersten BACnet-Meeting in Nashville trat William (Bill) Swan, alias BACnet Bill, von Alerton seine Amtszeit als Vorsitzender des BACnet-Standards an. Während seiner Amtszeit wurde die Zahl der Arbeitsgruppen auf 11 erweitert, mit Schwerpunkten wie Beleuchtung, Zutrittskontrolle, Energie- und Versorgungsintegration, Webservices und Wireless Kommunikation. Den Vorsitz hat derzeit David (Dave) Robin von Automated Logic.
Im Januar 2006 die BMA (BACnet Manufacturers Association) und die BIG-NA (BACnet Interest Group of North America) wurden zu einer neuen Organisation namens BACnet International verschmolzen. BACnet International ist eine breit angelegte Mitgliederorganisation, die den erfolgreichen Einsatz von BACnet in der Gebäudeautomation durch Interoperabilitätstests, Schulungen und Werbeaktivitäten fördert. Die BACnet international besteht aus Mitgliedern von Herstellern, Entwicklern, Systemintegratoren, Beratern, Betriebsschaltern und Wartungstechnikern für Gebäudemanagementsysteme die BACnet verwenden. Innerhalb Europas gibt es eine ähnliche Organisation de GROSSE EU (BACnet Interest Group Europe). Zusammen mit der amerikanischen Organisation sind sie die aktivsten Organisationen im Bereich BACnet
Das Protokoll
Das BACnetProtokoll definiert eine Reihe von Standarddiensten, mit denen die Kommunikation zwischen Gebäudemanagementsysteme realisiert werden kann. Es Protokoll unterstützt Dienste wie 'Who-Is', 'I-Am', 'Who-Has', 'I-Have', die verwendet werden, um Geräte und Daten in einem Netzwerk zu erkennen. Dienste wie 'Read-Property' und 'Write-Property' werden verwendet, um Daten miteinander zu teilen.
Darüber hinaus definiert es BACnet Protokoll einige Standardobjekte (Datenstrukturen), die mit den Diensten verwendet werden können, wie 'Analog Input', 'Analog Output', 'Analog Value', 'Binary Input', 'Binary Output', 'Binary Value', 'Multi- State Input', 'Multi-State Output', 'Calendar', 'Event-Enrollment', 'File', 'Notification-Class', 'Group', 'Loop', 'Program', 'Plan', 'Command' , und 'Gerät'.
Das BACnetProtokoll definiert auch einige Standard-Datenverbindungsschichten und physikalische Schichten, wie ARCNET, Ethernet, BACnet/IP, Point-to-Point über RS-232, Master-Slave/Token-Passing über RS-485 und LonTalk.
Die Entwicklung von BACnet
Seit der Zeit Gebäudemanagementsysteme Mit zunehmender Popularität ist die Nachfrage nach offenen Systemen gewachsen und gestiegen, um bei Ausschreibungen wettbewerbsfähige Preise zu erzielen und nicht an einen Hersteller gebunden zu sein. Dafür mussten Konsens und ein Umdenken der Branche erreicht werden.
Meistens wurden die Lösungen zur Erzielung der Interoperabilität durch die Bereitstellung proprietärer ProtokollGateways oder Konvertierungen. So hat beispielsweise ein Hersteller eine Lösung gefunden, um die Daten eines anderen Herstellers auslesen zu können und so ein Gerät zu realisieren, mit dem die beiden Systeme miteinander kommunizieren können. Manchmal war diese Entwicklung eine Zusammenarbeit zwischen zwei Herstellern, aber oft nicht. Das Endergebnis war jedoch immer, dass ein Hersteller eine Lösung für ein anderes Steuerungs- und Managementpaket oder Controller eines bestimmten Herstellers anbieten konnte.
Dieser Ansatz hat spezifische Einschränkungen. Erstens sind Gateways teure und schwierig zu entwickelnde Geräte, auch wenn der andere Hersteller kooperiert, aber vor allem, wenn er nicht kooperiert. Zweitens haben diese Gerätetypen oft einen sehr kurzen Lebenszyklus. Systeme ändern oder folgen einander in schneller Folge und a Tor muss oft neu entwickelt oder aufgerüstet werden, damit es funktioniert. Drittens sind diese Arten von Systemen oft auf das beschränkt, was ein gesamtes Projekt von einem Hersteller liefern kann. Eine nahtlose Integration mit vollem Funktionsumfang war oft nicht erreichbar. Unter diesen Umständen ist der Support und die Aktualität der Dokumentation fast unmöglich. Vor BACnet gab es keinen Industriestandard, nach dem ein Hersteller ein System entwickeln konnte, das die Kommunikation einschließlich der Nachrichtenstruktur, Kommunikation, das Kommunikation Medien und die Prozesse, die für das Zusammenwirken von Systemen erforderlich sind.
Auch andere Lösungen als BACnet haben sich herauskristallisiert. Einer davon ist LonWorks, die ursprünglich auf einem herstellerspezifischen Kommunikation Chip hergestellt von Echelon Corporation. LonWorks bietet eine Methode für Kommunikation zwischen Geräten, sofern diese Geräte mit einer Schnittstelle ausgestattet sind, die EN/14908.x unterstützt. Lonworks ist heute ein ANSI-, IEEE-, EN- und ISO-Standard und erfüllt alle Merkmale eines offenen Standards.
Die Industrie brauchte einen Marktführer, der den Schritt zu einem Standard wagte. Im 1987 es wurde BACnet Komitee etabliert und mit der Arbeit an einem Standard begonnen, der von der Industrie akzeptiert wird. Es waren mehrere Ziele zu erreichen. Der Standard musste in erster Linie einen technischen Ton haben und wirklich herstellerunabhängig sein. Aber es sollte auch einfach zu implementieren sein. Das waren keine leichten Ziele zu erreichen, aber endlich im Juni finally 1995, nach Jahren harter Arbeit und Überarbeitungen, ASHRAE BACnet-Standard als neuer Standard für diese Branche.
Was macht BACnet?
BACnet macht Schluss mit der Frustration herstellergebundener Systeme und erhöht den Wettbewerb und die Auswahl der Endbenutzer. Die Vision von BACnet war im Laufe der Jahre eine vollständige Interoperabilität zwischen verschiedenen Herstellern von Gebäudemanagementsystemen zu erreichen. Um dieses Ziel zu erreichen, hat das BACnet-Komitee einen Standard für BACnet-Daten, -Management und -Management definiert Kommunikation Funktionen und die Auswahl für standardmäßig vorhandene Netzwerktypen (LAN, Local Area Networks) zu treffen, über die die BACnet-Nachrichten versendet werden können.
Diese Vielfalt an Netzwerktypen bietet eine Lösung für jedes Projekt. Kurz gesagt werden die folgenden Netzwerktypen unterstützt:
PTP (Punkt zu Punkt)
PTP ist einzigartig für BACnet und bietet die Möglichkeit, Netzwerke über Modemverbindungen und Telefonleitungen aufzubauen. PTP verfügt über die modernen Modemprotokolle V.32bis und V.42 und bietet auch die Möglichkeit einer direkten Kabelverbindung nach RS-232 Standard. Das Kommunikation Geschwindigkeitsbereiche von 9,6 kbit/s bis 56,0 kbit/s
MS/TP (Master-Slave/Token-Passing)
MS/TP ist ebenfalls einzigartig für BACnet und wird gemäß der RS-485 Signalnorm. Dieses abgeschirmte verdrilltes Paar Kabel kommuniziert mit Geschwindigkeiten von 9,6 kbit/s bis 76,0 kbit/s. Dieser Netztyp zeichnet sich durch geringe Kosten aus und ist gut geeignet für Kommunikation zwischen kleineren Controllern.
ARCNET
(ANSI/ATA 878.1) ARCNET® ist ein Token-Bus-Standard und Geräte verwenden oft einen einzigen Chip, der das Netzwerk ermöglicht Kommunikation wird gehandhabt. ARCNET kann über verschiedene Medien mit Geschwindigkeiten von 150 kbit/s auf RS-485 bis 7,5 Mbit/s über Koaxialkabel oder Glasfaser verwendet werden. Ein typisches ARCNET-Netzwerk kommuniziert mit 2,5 Mbit/s über Twisted Pair
Ethernet (ISO 8802-3)
Ethernet ist ein beliebter internationaler LAN-Standard, der für eine breite Anwendung in kommerziellen Anwendungen entwickelt wurde. Ethernet ist schnell und kommuniziert mit Geschwindigkeiten von 10Mbit/s bis 10Gbit/s über Medien wie abgeschirmte Twisted Pair-, Koaxialkabel oder Glasfaser. Wie ARCNET benötigt auch Ethernet einen speziellen Chip, der das Netzwerk ermöglicht Kommunikation Griffe.
BACnet-Verfahren zum Nachrichtenaustausch
Nach der Definition des BACnet Kommunikation Format, es hat BACnet Komitee entschied sich für einen flexiblen objektorientierten Ansatz. Alle Daten in einem BACnet-System werden durch Objekte, Eigenschaften und Dienste beschrieben. Diese Standardmethode für Datendarstellung und Aktionen ermöglicht es, BACnet-Geräte unterschiedlicher Hersteller miteinander auszutauschen. Das Verständnis des objektorientierten Ansatzes und der Beschreibung ist unerlässlich, um BACnet zu verstehen.
Objekte
Alle Informationen innerhalb eines BACnet-Systems werden in Form von Objekten dargestellt. Jedes Objekt hat eine Kennung, zum Beispiel AI-1, die es einem BACnet-System ermöglicht, sie zu identifizieren. Ein Objekt kann Informationen von einem einzelnen physischen Eingang oder Ausgang darstellen. Die Informationen aus einem solchen einzelnen Eingang oder Ausgang sind auf dem HLK-Markt als Datenpunkt bekannt. Ein Objekt kann auch Informationen aus logischen Gruppen von Datenpunkten darstellen, die eine bestimmte Funktion erfüllen, beispielsweise eine Einstellung (Setpoint). Der Unterschied zwischen einem vollständigen Objekt und einem Datenpunkt besteht darin, dass ein Datenpunkt in der Regel nur einen Wert enthält, während ein Objekt aus mehreren erfassten Eigenschaften (Eigenschaften) besteht, von denen der aktuelle Wert (Present Value) nur eine Eigenschaft ist. Über diese Eigenschaften kann der Status eingesehen oder bedient werden.
Um den Unterschied weiter zu verdeutlichen, vergleichen Sie eine Raumtemperatur als Datenpunkt mit einem analogen Eingangsobjekt (AI, Analog Input), das die Raumtemperatur in BACnet repräsentiert. Beide beziehen sich auf die über einen physikalischen Eingang gemessene Raumtemperatur. Wenn Sie den Datenpunkt anfordern, erhalten Sie nur die Informationen der Raumtemperaturmessung, zum Beispiel 22. Bei einem AI-Objekt wird die Raumtemperatur auch als 22 angezeigt, der große Unterschied ist, dass dies nur der Wert der Eigenschaft Present ist Wert. Die anderen Eigenschaften liefern noch mehr Informationen, z. B. dass der Wert in °C gemessen wird, die Eigenschaft Gerätetyp zeigt an, dass mit einem 10k NTC gemessen wurde, die Beschreibung (Beschreibung) gibt an, dass es sich um die Raumtemperatur handelt usw. Wie Such Sie können sehen, dass ein KI-Objekt von viel mehr Wert ist als nur dieser eine Datenpunkt. Alle Objekte in BACnet haben obligatorische Eigenschaften und optionale Eigenschaften.
Eigenschaften
Wie im obigen Abschnitt zu Objekten beschrieben, werden Objekte über Eigenschaften visualisiert und gesteuert. BACnet spezifiziert mittlerweile mehr als 200 Eigenschaften für verschiedene Objekte. Drei dieser Eigenschaften, Objektbezeichner, Objektname und Objekttyp, müssen in jedem Objekt vorhanden sein. BACnet kann auch festlegen, dass bestimmte andere Eigenschaften innerhalb eines Objekts vorhanden sein müssen. Der Objekttyp und der Gerätetyp bestimmen, welche Eigenschaften in einem Objekt vorhanden sein müssen. Einige Eigenschaften können beschreibbar sein, andere können nur gelesen werden.
Dienstleistungen
Wenn eine Eigenschaft gelesen oder geschrieben wird, ist diese Aktion besser als Dienst bekannt. Dienste sind die Dienste, die es ermöglichen, Informationen von einem BACnet-Gerät abzufragen oder ein Gerät zu bedienen (natürlich über die Objekte und Eigenschaften) oder einem Gerät mitzuteilen, dass etwas passiert ist. Im BACnet-Standard sind insgesamt 39 verschiedene Dienste definiert.
Als Systemintegrator oder Endanwender müssen Sie nicht wissen, wie ein solcher Service ausgeführt wird oder wie der Prozess der Serviceabwicklung abläuft, dies ist transparent und automatisiert. Als Berater oder Systemintegrator müssen Sie wissen, welche Dienste (Dienste) und Objekte von einem Gerät unterstützt werden. Diese Informationen finden Sie in der PICS-Protokollimplementierungs-Konformitätserklärung (PICS).
BILDER
Da nicht jeder Gerätetyp den gleichen Funktionsumfang aufweisen muss, wird dieser innerhalb des BACnet-Standards anhand von Device Profiles und BACnet Interoperability Building Blocks (BIBBs) kategorisiert. Im Standard von 1995 war dies die sogenannte Conformance Class, die im BACnet-Standard von 2001 abgelöst wurde. Beschreibt, welche Funktionen, Gruppen von Diensten und Objekten unterstützt werden. BACnet verpflichtet den Hersteller, diese Informationen in einem Protocol Implementation Conformance Statement (PICS) Dokument zu beschreiben und öffentlich zugänglich zu machen. Das Dokument ist im Grunde eine Auflistung, welche Dienste das Gerät ausführen oder initiieren kann und welche Objekte es haben kann. Durch den Vergleich des PICS eines Gerätes mit den Projektanforderungen oder mit einem Gerät eines anderen Herstellers kann festgestellt werden, inwieweit eine Kooperation besteht.
BIBBs
BACnet Interoperability Building Blocks (BIBBs) sind eine Sammlung von einem oder mehreren BACnet-Diensten. Diese Dienste sind mit dem Begriff A oder B gekennzeichnet, was bedeutet, dass ein Gerät einen Dienst initiieren (Client) oder den Dienst ausführen kann (Server). Wenn ein Gerät einen bestimmten BIBB initiieren kann und ein anderes Gerät denselben BIBB ausführen kann, können die beiden Geräte zusammenarbeiten. Die BIBBs sind in 5 Kategorien unterteilt, Data-Sharing, Alarm & Events, Scheduling, Trending, Device & Network Management.
Geräteprofile
Innerhalb des BACnet-Standards wird zwischen sechs Typen von BACnet-Geräten unterschieden. Wenn ein Gerät alle obligatorischen BACnet-Dienste für eine bestimmte Kategorie unterstützt, kann das Gerät diese Kategorie im PICS-Dokument erwähnen. Ein Gerät unterstützt möglicherweise mehr, als für eine bestimmte Kategorie erforderlich ist. Die verschiedenen Kategorien, die den BACnet-Standard definieren, sind BACnet Operator Workstation, BACnet Building Controller, BACnet Advanced Application Controller, BACnet Application Specific Controller, BACnet Smart Actuator und BACnet Smart Sensor.
Arbeitsgruppen
- Internetprotokoll
- Beleuchtungsanwendungen
- MS/TP
- Objekte und Dienste
- Utility-Integration
- XML
- Testen und Interoperabilität