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Seite 1 BACnet Grundlagen allgemeinverständlich BACnet Grundlagen allgemeinverständlich René Quirighetti Siemens Schweiz AG, Building Technologies Group.

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1 Seite 1 BACnet Grundlagen allgemeinverständlich BACnet Grundlagen allgemeinverständlich René Quirighetti Siemens Schweiz AG, Building Technologies Group Oktober 2005

2 Seite 2 GA-Systemebenen Positionierung BACnet im CEN - Ebenenmodell Management- Ebene Automations- Ebene Feld- Ebene Standards: BACnet Standard: BACnet Standard: LonMark Konnex BACnet

3 Seite 3 Protokollschichten und ihre Bedeutung Transport der Daten –Netzwerkschicht –Sicherungsschicht –Physikalische Schicht Interpretation der Daten –Anwendungsschicht Dienste Objekte BACnet Application Layer BACnet Network Layer MS / TP Dial-up PTP RS 485 RS 232 ETHERNET LonTalk ARCNET ISO TCP/IP MS / TP

4 Seite 4 Transport: Der Bus Flexibilität durch verschiedene Medien Medien bedingen bestimmte Sicherungsschichten –Ethernet / TCP/IP: Mit TCP/IP Zugang zu Firmennetzen –LonTalk: Mit allen dort definierten Medien –Punkt zu Punkt (PTP): Vor allem für Modem- Übertragung –Arcnet –MS/TP

5 Seite 5 Transport: Die Netzwerkschicht BACnet besitzt eine homogene Netzwerkschicht –Routing (Routenwahl) über verschiedenartige Busse möglich, z.B. von Modemverbindung (PTP) über Ethernet zu einem LonTalk Zweig. –Annex J des BACnet Standards definiert das Routing über ein TCP/IP Netzwerk. Damit ist die Einbindung von BACnet in Firmennetzwerke gewährleistet Die homogene Netzwerkschicht ist entscheidend für die Flexibilität von BACnet Netzwerken

6 Seite 6 Beispiel: Netzwerke Routers: –Arbeiten auf Netzwerkschicht, d.h. völlig unabhängig von Anwendungsschicht –Standard-Routers in IP-Netzen, d.h. BACnet lässt sich in beliebig komplexe Firmennetze integrieren Standard IP- Router (Serieprodukt) BACnet auf Ethernet/IP Intermediate Network (Internet) z.B.Weitverkehrsnetz BACnet LON-IP router BACnet auf LON BACnet auf Ethernet/IP Ethernet-IP Beliebiger WAN / LAN-IP Standard

7 Seite 7 Anwendung: Objekte Datenpunkt-Objekte –Analog In / Out / Value –Binäre In / Out / Value –Mehrstufige In / Out / Value –Objekte für Zählwerte / Impulse Alarmbehandlungs-Objekte –Notification Class (Verteilung der Alarmmeldungen) –Event Enrollment (Festlegen der Alarmbedingungen) Diverse Objekte –Geräte-Informationen (Device Object) –Zeitschaltkatalog / Ausnahmekatkalog –Trenddaten-Objekte –Regler-Objekt (Loop) –Programm / File Objekte –Virtual Terminal

8 Seite 8 Amwendung: Objekt-Properties Properties sind Parameter von Objekten –Beispiele: Hauptwert, Alarmgrenzen, Name, Status BACnet unterscheidet zwischen obligatorischen und optionalen Properties Properties können nur lesbasr oder auch schreibbar (mit BACnet Diensten veränderbar) sein object-identifier[75] BACnetObjectIdentifier, object-name[77] CharacterString, object-type[79]BACnetObjectType, present-value[85]REAL, description[28]CharacterString OPTIONAL, device-type[31]CharacterString OPTIONAL, status-flags[111]BACnetStatusFlags, event-state[36]BACnetEventState, reliability[103]BACnetReliability OPTIONAL, out-of-service[81]BOOLEAN, update-interval[118]Unsigned OPTIONAL, units[117]BACnetEngineeringUnits, min-pres-value[69]REAL OPTIONAL, max-pres-value[65]REAL OPTIONAL, resolution[106]REAL OPTIONAL cov-increment[22]REAL OPTIONAL, time-delay[113]Unsigned OPTIONAL, notification-class[17]Unsigned OPTIONAL, high-limit[45]REAL OPTIONAL, und so weiter

9 Seite 9 Anwendung: Dienste BACnet bietet 38 Dienste auf Anwendungsebene –Diese sind in folgende 6 Klassen aufgeteilt: Alarm-Handhabung Objekt-Zugriff Geräte-Verwaltung Netzwerk Sicherheit File-Zugriff Virtuelles Terminal –Beispiele: Lesen, Schreiben, Information über Wertänderung (COV-Notification), Zeitsynchronisation, Alarmmeldung

10 Seite 10 Modelle: Reales Gerät und BACnet Objekte Mit BACnet Objekten wird die "äussere" Sicht auf das Gerät via Netzwerk abgebildet –die BACnet Objekte definieren keine internen Gerätefunktionen (Algorithmen) BACnet Objekte geben die äussere Sicht von Gerätefunktionen wieder –Beispiel: Das BACnet Loop Objekt ist so ausgelegt, dass verschiedene Regelalgorithmen, z.B. PI, PID, Sequenzen, Zustandsregler, prediktive Regler abgebildet werden können

11 Seite 11 Modelle: Client - Server Beziehung Der Client (Kunde) beansprucht die Dienste des Servers (Dienstleister) –Der Client abonniert sich auf Wertänderungen gibt Trendaufzeichnung in Auftrag setzt Alarmgrenzen –Der Server hält ein Abbild der Gerätefunktion und führt die geforderten Dienste darauf aus Client-Server Beziehung

12 Seite 12 Modell: Peer to Peer Kommunikation Management Ebene Automations Ebene Feld Ebene Router

13 Seite 13 Beispiel: COV-Handhabung 1.Client abonniert sich auf einen Wert (Datenpunkt) des Servers 2.Server sendet mit Quittierung den Wert 3.Server sendet den Wert, wann immer er sich ändert 4.Client erneuert Abonnement oder wiederruft es COV Client Router COV Server COV Client

14 Seite 14 Erweiterbarkeit des BACnet Protokolls Das BACnet Protokoll ist so ausgelegt, dass es jederzeit erweitert werden kann –Erweiterungen durch das BACnet Standard Komitee (SSPC-135) –Proprietäre Erweiterungen durch Hersteller Erweitert werden können –Objekte: Neue Objekte und / oder neue Properties –Neue Services Damit ist BACnet zukunftssicher

15 Seite 15 Kompatibilität und Konformität Kompatibilität von GA-Systemen - Interoperabilität –BACnet Interoperabilitätsbausteine BIBBs und Geräteprofile für den Überblick. –PICS für die Details: Dienste als Client / Server, Objekttypen, Bustypen,.... Konformität zum Standard als Voraussetzung –Nur Norm-Konformität ermöglicht Interoperabilität –ASHRAE definiert Testprozeduren –BACnet Interest Group ist daran, Testumgebungen und Zertifizierungsverfahren bereit zu stellen


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