تکنولوژی فیلدباس در هوشمند سازی مدیریت ساختمان BMS

در تکنولوژی فیلدباس در هوشمند سازی مدیریت ساختمان BMS متمركز ، همه حسگرها و تحريك كننده ها مستقیما ً به سیستم مونیتور مركزي متصل مي شوند. در يك سیستم بزرگ كه تعداد ورودي و خروجي ها به هزاران مي رسد واين تعداد بسیار فراتر ظرفیت سخت افزار كامپیوتر است ، هر دوره اخذ اطلاعات از ورودي ها بیشتر از زمان محدود تعريف شده توسط سیستم طول خواهد كشید. ساير اشكالات سیستم متمركز عبارتند از : عدم انعطاف پذيري ، عدم استفاده از تكنیك هاي به روز (On-line) و تكنولوژي هاي جديد وهزينه نصب زياد ومشكلات مربوط به توسعه سیستم . به همین دلائل سعي مي شود كه وظايف در سیستم توزيع شوند .

تکنولوژی فیلدباس در هوشمند سازی مدیریت ساختمان BMS

در سیستم توزيع شده تصمیم گیريها به صورت محلي صورت مي گیرد و چندين نقطه كنترلي كه وجود دارد كه به طور مستقل از هم عمل مي كنند اما به يكديگر ارتباط دارند . در يك سیستم توزيع شده ، دستگاههاي لايه پائیني هوشمند هستند و كاربر مطابق نیاز خودش قادر به برنامه ريزي اين ابزار مي باشد. اين دستگاههاي هوشمند بايد قادر باشند از طريق شبكه با سايرين ارتباط برقرار كنند وبه ابزار ذخیره سازي اطلاعات دسترسي مستقیم داشته باشند.

تاریخچه

در سال ۱۳۳۱ ،شركت Honeywell براي نخستین بار ، امكان سوار كردن سیگنالهاي ديجیتال روي حلقه جريان 0 تا ۲۱ میلي آمپر را براي برخي از device Field هاي تولیدي خود فراهم كرد. اين سرآغاز ايده ساختن فیلد باس شد. هر device Field براي ارتباطش از قواعد خاص خودش پیروي مي كند كه به سازنده اش بستگي دارد. اداره چنین دستگاههايي روز به روز مشكل تر و پیچیده تر مي شود. به منظور حل اين مسأله ، از شبكه هاي كامپیوتري الهام گرفته شده است. در اين روش يك يا چند خط سريال، همه device Fild را به هم وصل مي كند.

اجزاء اصلي فیلد باس

field device ها كه گره خوانده مي شوند

بستري كه شبكه داده اي را تشكیل مي دهد.

به كمك تکنولوژی فیلدباس در هوشمند سازی مدیریت ساختمان BMS مي توان دستگاههاي صنعتي سطح پايین نظیر حسگرها ، تحريك كننده ها، ابزار O/I و كنترل كننده ها مثل PLC و كامپیو ترها را به روشي ساده و يكسان به هم متصل نمود . با استفاده از ابزار اندازه گیري سنتي 0 تا ۲۱ میلي آمپر، فقط ارسال مقادير يك متغیر از طريق جفت سیم میسربود. به كمك تكنولوژي فیلدباس FieldBus ، تبادل اطلاعات در فرم ديجیتالي و دو طرفه صورت مي گیرد. بنابراين علاوه بر مقادير متغیرها، مي توان اطلاعات ديگري ديگري راجع به وضعیت device Field بدست آورد وعمل پیكربندي ابزار را نیز از طريق شبكه انجام داد .

بدين ترتیب علاوه بر كنترل دستگاهها ، مي توان آنها را اداره كرد. مثلا ً مطلع شد كه يك ترانسمیتر حرارتي آخرين بار چه موقع كالیبره شده است. به كمك اين اطلاعات وبا استفاده از قدرت پردازشي Field device ، مي توان عملیات كنترلي پیچیده تري را به صورت محلي انجام داد. فیلد باس علاوه بر امكان انتقال سیگنا لها بین ابزار دقیق و اتاق كنترل، امكان انتقال تغذيه مورد نیاز تجهیزات را تنها توسط يك جفت سیم میسر مي سازد. اين موضوع سبب كاهش هزينه هاي كابل كشي ، پانل هاي نگه دارنده كابل ، اتصالات ، كابینتهاي مارشالینگ و مخارج نیروي انساني در رابطه با نصب ، پیاده سازي و نگهداري مي شود. همچنین نیاز به تعويض پانلها و قطعات ديگر به دلیل فرسودگي و خوردگي ، كاهش مي يابد.

شبکه

سیستم انعطاف پذير مي شود و به راحتي مي توان از تكنولوژيهاي جديد استفاده كرد. هر گره را مي توان به منظور سرويس و تعمیر از شبكه خارج كرد، بدون اينكه لطمه اي به عملكرد سايرين وارد شود. با استفاده از ابزار واسط مبدل سیگنالهاي فشار (۷ ps 15 to) و جريان (0 تا ۲۱ میلي آمپر) به سیگنالهاي فیلد باس ، امكان مدرنیزه كردن با تكنولوژي فیلد باس وحفظ قطعات سنتي میسر است. به كمك اين ابزار واسط صرفه جويي هاي قابل ملاحظه اي در مدرنیزه كردن مجموعه حاصل مي شود.

گفتیم كه براي ساخت فیلد باس از شبكه هاي كامپیوتري محلي ايده گرفته شده است. اما تفاوتهايي هم بین اين دو وجود دارد، از جمله اينكه نرخ انتقال اطلاعات چندان زياد نیست لیكن داده ها بايد در فواصل زماني قابل پیش بیني ارسال شوند. هم چنین به منظور دستیابي به كارايي باالتر تمام اليه هاي هفت گانه پروتكل OSI پیاده سازي نمي شوند بلكه تنها سه لايه از اين پشته، يعني لايه فیزيكي ، لايه link data ولايه كاربرد پیاده سازي مي شوند.

همانند شبكه هاي كامپیوتري ، چون چندين گره از يك بستر ارتباطي استفاده مي كنند، تصادم ايجاد مي شود ودر نتیجه زمان پاسخ افزايش مي يابد. پروتكل هاي مختلفي براي اداره دسترسي به بستر ارتباطي و تصادم تعريف شده كه از میان آنها روشهاي CD/CSMA و passing Token براي كاربردهاي صنعتي مناسبترند. علاوه بر تعريف استاندارد بین المللي براي تکنولوژی فیلدباس در هوشمند سازی مدیریت ساختمان BMS ، سازندگان متعددي محصولاتي تهیه كرده اند كه معمولا با يكديگر ساز گار نیستند از جمله BitBUS, P-NET, ProfiBUS, LonWorks, CANbus Seriplex, MODBUS, Mester ,BACNet, FIP/WEIP : Fieldbus, Interbus, ISP, HART, DeviceNet

در سال ۱۳۳۷ استاندارد بین المللي Fieldbus Foundation نتیجه تالش مشترك ISP و WFIP تعريف شد.

هدف از تعريف استاندارد براي فیلد باس به شرح زير است :

 ۱ -ابزار آلات تولید شده توسط سازنده هاي مختلف مانند حالت ند، در عین حال از امكانات شبكه ديجیتال دو طرفه استفاده مي شود.

 ۲ -اين شبكه ها بايد قابل اتصال به سیستمهاي اتوماسیون تولید وپردازش داده تجاري نظیر MAP و TOP باشند.

 device Field هاي امروزي را مي توان به سه گروه تقسیم كرد:

ورودي – خروجي هاي آنالوگ و ديجیتال

دستگاه هاي تركیبي آنالوگ و ديجیتال

ابزار كامال ديجیتال

دستگاه هاي نوع اول از طريق حلقه هاي جريان آنالوگ 0تا۲۱ میلي آمپر به سیستم ورودي–خروجي متصل ميشوند.(اين اتصالات كاملا نقطه به نقطه هستند وهر دستگاه جداگانه، به كنترل كننده هاي میزبان وصل ميشود)

گروه دوم قابل استفاده در سیستم هاي ارتباطي آنالوگ و ديجیتال هستند.

بعنوان مثال در اين سیستم ها داده هاي ديجیتالي روي سیگنالهاي 0 تا ۲۱ میلي آمپر آنالوگ سوار مي شوند.

سیگنال ديجیتال طوري ساخته مي شود كه میانگین مقدار آن صفر باشد.(خواندن مقادير جريان آنالوگ را تحت تأثیر قرار ندهد)

دستگاههاي گروه سوم از طريق پورتهاي RS232 و RS485 به هم وصل مي شوند ونیاز به درايورهاي نرم افزاري دارند.

تکنولوژی فیلدباس در هوشمند سازی مدیریت ساختمان BMS ، پروتكل ارتباطي تمام ديجیتال با بازدهي بالاست.(جايگزين هرسه سیستم بالا ميشود)

سیستم هاي مبتني بر تکنولوژی فیلدباس در هوشمند سازی مدیریت ساختمان BMS تنها از محصولات فیلد باس استفاده نمي كنند.(تجهیزات قديمي ورودي – خروجي انالوگ قابل اتصال به فیلد باس مي باشند)

تکنولوژی فیلدباس در هوشمند سازی مدیریت ساختمان BMS

تماس بگیرید