BMS مدیریت خانه هوشمند
BMS چیست :
مدیریت خانه های هوشمند Building management system یا به اختصار BMS می نامند را می توانید با پشرفت روز به روز ببینید.
BMS مجموعه ای از سخت افزار و نرم افزار ها را در جهت مانیتورینگ و کنترل قسمت های مختلف خانه را مدیریت خانه هوشمند BMS می گویند. همانطور که از نامشان مشخص می باشد میتوان با استفاده از سخت افزار ها و نرم افزارهای پیشرفته مدیریت را تحت کنترل خود در اورد و برای آن ها برنامه مشخص تعیین کرد.
BMS مدیریت خانه هوشمند :
جهانی شدن BMS در حفظ کره زمین سهم به سزایی دارد و می توان استفاده از منابع را محدود نمود و طبق برنامه ای کنترل کرد. BMS شامل تمام سرویس های الکتریکی , مکانيکی , و حفاظتی ساختمان باشد. این سرویس ها شامل گرمایش، سرمایش، تهویه مطبوع، آسانسور، نيروگاه برق اضطراری، پله برقی، کنترل روشنایی، دوربين مدار بسته، اعلام و اطفای حریق، کنترل تردد و … هستند.
تعریف BMS به زبان ساده تر :
سیستمی می باشد که برای کنترل اجزای یک مجموعه به کار میرود. بیشترین هدفی که در BMS ها در نظر می گیرند، روشنایی ها، کنترل تردد، سیستم های سرمایشی و گرمایشی می باشد. این هدف در جهت کاهش هزینه ها ، باز و بسته شدن درب ها، ورود و خروج افراد، سیستم های روشنایی، سیستم های تهویه مطبوع پنجره و پرده اتاق ها، صوتی و تصویری و … نظارت داشته باشد.
اهداف BMS سيستم مدیریت هوشمند ساختمان
- کاهش هزینه
- صرفه جویی در مصرف انرژی
- استفاده صحیح و بهینه از تمامی تجهیزات
- افزایش طول عمر تجهیزات
- محیط مطلوبتر
- ارائه سیستم کنترلر فضای مختلف خانه
- ارائه گزارش از تجهیزات
- مانیتورینگ از طریق یک سیستم کامپیوتر و اینترنت
- هماهنگی تمام تجهیزات ساختمان
اجزای سیستم BMS :
۱- سیستم کنترل مرکزی۲- خطوط ارتباطی (BUS)
۳- نقاط دسترسی و کنترل کننده (Access Point)
۴ – سنسورها
۵-دیمرهای روشنایی
۶ – تایمرها
۷- پریزها
۸ – نرم افزار سیستم
۹- Web Server
۳ سطح معماری سيستم BMS :
- سطح اول، تجهیزات مربوطه
- سطح دوم، کنترل و نظارت
- سطح سوم، نرم افزار کنترلی سیستم های BMS
سطح اول : تجهیزات
منظور از وسایل و تجهیزان اجزای کنترلر و حسگر ها می باشد. سیستم های M&E که به ایستگاه های مهندسی و اپراتوری هم شناخته می شوند متعلق به این سطح می باشند. عکلکر آن ها به این صورت می باشد که از طریق ورودی و خروجی ها به کنترل ها متصل و منتقل می شوند. این انتقال به شیوه مستقیم و از طریق تابلوهای طراحی صورت می گیرد. اجزاء پس از خاموش شدن سيستم وجود داشته و شامل سيستمهای I/O ، کنترلرها و نرم افزارهای ارتباطی با سطح ٢ می باشد و تمامی الگوریتمهای کنترلی و منطقی در این سطح انجام می شود.
سطح دوم : کنترل نظارتی
در این سطح ابزارهای نظارتی و مدیریت اطلاعات را خواهیم داشت. ارتباط بین سطح اول و سطح دوم از طریق پروتکل های استاندارد صنعتی می باشد. مدیریت اطلاعات شامل:
- HMI ها
- سرورها
- تجهيزات ذخيره سازی
- ایستگاههای کاری اپراتورها و مهندسان
سطح سوم : نرم افزار کنترلی سيستمهای BMS
نرم افزارها کنترلی BMS از مهمترین بخش سیستم های BMS هستند که در سطح سوم معماری قرار گرفته اند و بر روی سرور ها نصب می شوند. نرم افزار ها باید از حداقل شرایط را دارا باشند. در ذیل شرایط را به صورت خلاصه معرفی کرده ایم.
- دارای محيط گرافيکی کاربر پسند
- ارتباط ساده نرم افزار گرافيکی و I/O های سيستم
- امکان امکان ذخيره سازی اطلاعات مربوط به خطاها و دیگر گزارشات
- ذخيره سازی اطلاعات نرم افزار در بانکهای اطلاعاتی SQL قابل کنترل توسط Microsoft Windows
- امکان تعریف لایه های امنيتی دسترس به برنامه توسط کاربران متفاوت
- دارای مجموعه (Library) از انواع راه حل ها و برنامه ها جهت آسانی طراحی و توسعه سيستم در آینده
- دارای امکانات PM (سرویس و نگهداری) جهت راهبری سيستم در آینده بدون نياز به تهيه نرم افزار PM مجزا
- امکان تعریف طول و عرض جغرافيایی جهت تنظيم اتوماتيک شرایط طلوع و غروب خورشيد و کنترل مصرف انرژی
- امکان تعریف لایه های امنيتی برای کاربران زیر سيستم های متفاوت از قبيل Access ، HVAC ، Lighting و …
- امکان تهيه، تنظيم و مقایسه نمودارهای مختلف عملياتی از جمله نمودار مصرف برق و … در بازه های مختلف زمانی (Trends)
BMS و مصرف انرژی :
کاهش ۳۰ درصد مصرف انرژی در BMS نشان دهنده مفید بودن بی ام اس می باشد.
نمونه استراتژی های استفاده شده در BMS :
- روشن و خاموش کردن تجهیزات بر اساس برنامه زمانبندی شده
- محدود کردن استفاده از تجهیزات
تولید کنندگان تجهیزات سخت افزاری و نرم افزاری :
سازندگان متعددی در دنيا در زمينه توليد سخت افزار و نرم افزار های BMS فعال هستند. برخی از تولیدکنندگان سخت افزار و نرم افزار برند خود را به گونه ای طراحی می نمایند که طبق پروتکل های خاص خود عمل نمایند. لزوما مهندسان پروژه باید از همین سازه استفاده نمایند. از این رو مشاوران و مدیران پروژه های هوشمند سازی می بایست در انتخاب سازندگان به نحوی که در دراز مدت مجبور به رعایت انحصار استفاده از محصولات شرکتی خاص نباشند، دقت کافی به خرج دهند.
پروتکلهای هوشمند سازی (پروتکل باز) :
برای رفع محدودیت هایی که برای مدیران پروژه های هوشمند سازی BMS ، استفاده از سیستم های پروتکل باز (open protocol systems) را در نظر گرفته اند. با این روش انحصاری بودن دیگر معنا ندارد و مدیران پروژه با دست باز تری کار میکنند. پروتکل های باز آزادی عمل کافی را برای سازندگان جهت ساخت یک دستگاه منفرد و مجزا گرفته تا راهکارهای جامع و فراگير تمام نياز های هوشمندسازی به ارمغان آورده است.
قابلیت پروتکل باز :
- ساختن دستگاه مجزا
- برقراری ارتباط اجزا با یکدیگر بدون نیاز به سخت افزار و نرم افزاری خاص
- استفاده از چندین سازه
- کاهش هزینه های پروژه
اتوماسیون صنعتی ساختمان هوشمند BMS :
ساختار کلی ساختمان ، طراحی بخش های مختلف، نحوه عملکرد و قابلیت های سیستم را اتوماسیون ساختمان می نامند. اگر بخواهیم کنترلر زیادی را داشته باشیم حتما باید ساختار خود را قوی تر کنیم. این به این معنا می باشد که برای انعطاف پذیری بیشتر باید ساختاری را انتخاب کنیم که طیف گسترده ای را پوشش می دهد. باید در باب این موضوع هزینه ها و پیچیدگی سیستم را هم در نظر بگیرید تا به مشکلات آتی برخورد نکنید.
مثال : ساختار باز
در ساختمان برای رد و بدل کردن اطلاعات از یک شاه راه اطلاعاتی به نام اترنت به کار گرفته شده است.
استفاده از Ethernet مزایایی را به همراه خواهد داشت از جمله :
- کاهش هزینه
- ارتباط موثر اجزا
- قابلیت ارتباط با پروتکل های دیگر
- برقراری ارتباط کنترلرها و نمایشگرها به سادگی بر روی Ethernet
- امکان برقراری ارتباط از راه دور (جهت عیب یابی، تغییر سیستم و… )
- طراحی ، نگهداری و راهبری سيستم ساده تر
ارتباط با پروتکل های مطرح دیگر :
زمانی که از اترنت استفاده کنید، برقراری ارتباط تجهیزات با پروتکل مربوطه هم امکانپذیر می باشد و این ارتباط به سادگی صورت می گیرد. پروتکل های مطرح عبارتند از :
- EIB
- BACnet
- LON
- M-Bus
- و …
پیاده سازی سیستم باز :
بخش های مختلف اتوماسیون با توجه به نیاز از جمله سیستم های سرمایشی، گرمایشی، روشنایی ها، کنترل تردد و … را می توان به صورت تلفیقی در یک سیستم مدیریت کرد. طراحی سيستم بر طبق ساختار ذکر شده در هر ساختمان با توجه به نيازهای آن ساختمان قابل تعریف می باشد.
مثال کاربردی سیستم باز :
مدارس : هدف اصلی از هوشمند سازی کاربری های عمومی صرفه جویی در مصرف انرژی سرمایشی و گرمایشی و همچنین تجهیزات روشنایی می باشد.
هتل ها : هدف صرفه جویی در انرژی ، کنترل تردد و نورپردازی می باشد و این مبحث بسيار قابل توجه می باشند.
نتیجه گیری :
بخش های سیستم به صورت یکپارچه ارائه می شوند. علت یکپارچه بودن هم کاربری آسانتر به همراه افزایش کارایی می باشد.
در بسیاری از ساختمان هم مشاهده نموده اید که فضای عمومی از جمله راه پله ها، لابی و … در زمانی که شخصی حضور نداشته باشد به صورت خودکار سیستم روشنایی خاموش شود. این مبحث روشنایی در هتل ها هم صدق می کند و میتوان فضای هتل را به دو قسمت عمومی و خصوصی تقسیم کرد تا در بخش های عمومی برنامه ریزی انجام داد و آن ها را کنترل نمود.
در واقع در این ساختار تمامی این موارد قابل تعریف می باشد و نکته جالب این است که همان سنسوری که برای نوردهی راهروها استفاده می شود می تواند برای کنترل تردد نيز استفاده شود و در نرم افزار وجود شخص را در راهرو نشان دهد.
نتیجه گیری آخر :
ساختمانی که مجهز به سیستم مدیریت BMS باشد اصطلاحاً ساختمان هوشمند گویند. مزایای اصلی استفاده از BMSافزایش ایمنی و آسایش و همینطور مدیریت مصرف انرژی می باشد. درخواست برای BMS در حال افزایش می باشد و در بسیاری از مکان های عمومی، ادارات و سازمان ها و … می توان استفاده نمود.
