BMS چیست؟

BMS یا Building management system   به معنای  مدیریت هوشمند ساختمان میباشدکه به مجموعه ای از سخت افزارها و نرم افزارهایی گقته ميشود که به منظور کنترل یکپارچه عنصر ها و قسمت های  مهم و حساس در ساختمان نصب ميشوند.

وظیفه BMS چیست ؟

وظيفه این مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری نظارت مداوم بخش های مختلف ساختمان است و منظور از آن هشیاری از وضعیت یک سامانه یا پدیده از راه مشاهده دگرگونی‌هایی است که ممکن است با گذر زمان در آن سامانه یا پدیده رخ دهد. و اعمال فرامين به آنها به نحوی است که عملکرد اجزاء مختلف ساختمان متعادل با یکدیگر و درشرایط بهينه و با هدف کاهش مصارف ناخواسته و تخصيص منابع انرژی فقط به فضاهای که در حال استفاده می باشد.

BMS  روی چه چیز هایی کنترل دارذ ؟

BMS میيتواند بر روی :

• سرویس های الکتریکی
• سرویس های مکانيکی
• سرویس های حفاظتی

ساختمان کنترل داشته باشد.که این سرویس ها شامل :

• سیستم گرمایشی
• سیستم سرمایشی
• سیستم تهویه هوای مطبوع
• سیستم آسانسور
• نيروگاه برق اضطراری
• پله های برقی
• سیستم کنترل روشنایی
• سیستم  های حفاظتی و نظارتی مانند دوربين مدار بسته ، چشمی های دزدگیر
• سیستم اعلام و اطفای حریق
• سیستم کنترل تردد
• و …

هستند.

مهم ترین اهداف سيستم مدیریت هوشمند ساختمان

از مهمترین اهداف سیستم مدیریت هوشمند ساختمان یا (BMS)  میتوان به :

• سیستم مدیریت هوشمند به شما امکان مانيتورینگ و کنترل تمامی سیستم های مهم و حساس یک ساختمان را از طریق  PC, LAPTOP  و گوشی های هوشمند را بر بستر اینترنت یا شبکه داخلی می دهد.
• بدلیل یکپارچه سازی  سیستم های یک ساختمان ، امکان تداخل و بروز مشکلات ناشی از عدم هارمونی سیستم از بين رفته و تمام تجهيزات بصورت هماهنگ با هم کار میکنند .
• این سیستم هوشمند به شما گزارش های آماری از عملکرد تمامی تجهيزات به منظور بهينه سازی مصرف و عملکرد سیستم را میدهد.
• با کمک سیستم هوشمند ساختمان محيطی مطلوب برای افراد حاضر در ساختمان فراهم می شود .
• استفاده بهينه از تجهيزات و افزایش عمر مفيد آنها .
• BMS   به شما امکان ارائه سيستم کنترلی با قابليت برنامه ریزی زمانی عملکرد میدهد .
• کاهش چشمگير هزینه های مربوط به نگهداری و بهينه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی از دیگر اهداف سیستم هوشمند می باشد .

به طور کلی هدف از هوشمند سازی در اغلب ساختمان‌ها کنترل سیستم گرمایشی و سرمایشی، روشنایی و کنترل تردد می‌باشد . اما به دليل استفاده  این سیستم از پروتکلهای استاندارد و معماری  امکان کارکردن با کليه سيستم‌های شمرده شده در بالا و شکل دهی یک مدل کنترل مجتمع برای همه اجزاء قابل کنترل در ساختمان را فراهم می‌سازد و اجرای چنين سيستم جامع و یک پارچه‌ای در یک ساختمان آنرا را به یک سازه هوشمند و قابل اعتماد تبدیل خواهد کرد.

کاهش مصرف با هوشمند سازی

تحقيقات  به عمل آمده نشان می دهد که به کارگيری سیستم مدیریت هوشمند در ساختمان و در بهترین حالت عمکرد باعث کاهش ٣٠ درصدی در مصرف انرژی در  ساختمان‌ها می شود. اما استفاده از سيستمهای یکپارچه نسبت به سيستمهای مجزا ١٥ درصد قابليت بالاتر را ایجاد خواهد کرد.

استراتژی های مناسب سيستم هوشمند در کاهش مصرف انرژي:

عمده روشهاي به کار گرفته شده توسط طراحان سیستم هوشمند ساختمان  عبارتند از :

• خاموش و روشن کردن تجهيزات بر اساس جداول زمانبندي کارکرد تجهیزات ( بطور مثال روشن شدن روشنایی حیاط در تاریکی و خاموش شدن آن در روز )
• قفل کردن يا بهره برداری از تجهيزات در صورت نياز و ضرورت از آن
• بهره برداري از کمترین ظرفيت مجاز در بهره برداری از تجهيزات
•  Demand Limiting  که در هنگام  قطع برق تجهيزات غیر ضروری را محدود کرده

پروتکل‌های هوشمند سازی بنا

همانطور که میدانید سازندگان متعددی در دنيا در زمينه توليد سخت افزار و نرم افزار های BMS فعالیت دارند هر کدام از این سازندگان پروتکل های خاصی برای محصولات خود معرفی و بر آن اساس محصولات خود را ساخته و روانه بازار میکنند.

شرکت ها و متخصصانی که اقدام به طراحی پروژه‌های هوشمند سازی براساس این گونه محصولات می کنند، مجبور به استفاده از سخت افزارها و نرم افزارهای عرضه شده شرکت های سازنده محصولات هوشمند خواهند بود. از این رو مشاوران و مدیران پروژه های هوشمند سازی می بایست در انتخاب برند های هوشمند سازی دقت کافی به خرج دهند که در صورت نبودن امکانات بدلیل منحل شدن شرکت های سازنده و … مجبور به تعویض کل سیستم نباشند .

اما یک راهکار دیگر برای مدیران پروژ ه‌های هوشمندسازی هست که می توانند از این انحصار در آمده و آزادی عمل را برای  پروژه‌های هوشمندسازی خود با استفاده ازسيستمهای با پروتکل باز (open protocol systems) بدست آورند.

این پروتکل های باز ، آزادی عمل کافی را برای سازندگان  در جهت ساخت یک دستگاه منفرد و مجزا گرفته تا راهکارهای جامع و فراگير تمام نياز های هوشمندسازی به عمل آورده است.

از دیگر قابليت‌های این پروتکل های باز این است که برای شما این امکان را فراهم   مکیند که بتوانید برای برقراری ارتباط اجزاء سيستم با  یکدیگر  نيازی به واسط سخت افزاری و نرم افزاری ندارید. یکی دیگر از مزایا استفاده از پروتکل باز این است‌که برای انجام یک پروژه بزرگ هوشمندسازی بر اساس این پروتکل براحتی می توانید از هر وسیله ای  بدون نگرانی  بابت ناسازگاری اجزا استفاده کنید.  با  به وجود آمدن این مساله باعث کاهش هزینه های کلی پروژه های هوشمند سازی می شود که این روند باعث خوشنودی کارفا مایان شده است.

در اتوماسيون  کردن ساختمان می‌توانید ساختار کلی سيستم و چگونگی طراحی آن نحوه کارکرد اجزا و قابليت های سيستم را مشخص کنید . هرچه قدر که سيستم  اتوماسیون از ساختار قویتری برخوردار باشدقدرت عمل بيشتری خواهید داشت . پس نتیجه می‌توان گرفت شما ساختاری را نياز دارید که  انعطاف پذیری زیادی داشته باشد تا بتوانید بدون اینکه سیستم پيچيده‌ای یا هزینه تجهيزات زیادی پرداخت کنید یک سیستم هوشمند‌ساختمانی را پیاده سازی کنید.

در سیستم های هوشمند ساختمانی طی سالهای متوالی  پروتکل‌ها و ساختارهای مختلفی ارائه شده‌اند که هر کدام معایب و مزایایی را در برداشتند . در اینجا میخواهیم راجه به ساختاری توضيح دهيم  که یک ساختار باز برای مدیریت و کنترل هوشمند ساختمان است . از جدیدترین دیدگاههایی که در ساختار سيستم های اتوماسيون ساختمان است این است‌که با توجه به نسل جدید سيستم های کنترل و ميکرو پروسسورها و همينطور پيشرفت چشمگير مباحث IT مطرح شده است .

در این دیدگاه از یک شریان اطلاعاتی Ethernet که در تمامی ساختمان پياده سازی شده است بهره گرفته می شود که از مزایای اصلی آن می توان به صرفه جویی در  هزینه و  داشتن ارتباط راحتتر و بی دردسر بين اجزای تشکیل دهنده سيستم هوشمند اشاره کرد. در این ساختار تمامی ارتباط ها از طریق شبکه داخلی برقرار می گردد و میتوانم از آن در ارتباط با پروتکل های دیگر از زیر شاخه های این سيستم استفاده کرد و این به این معنی است که اگر اجزاءی  از تجهيزات با پروتکل های مطرح دیگر کار می کنند به سادگی می توانند با این سيستم اتصال برقرار کرده و با هم در تعامل باشند .

پروتکل های مطرح در اتوماسيون  هوشمند ساختمان مثل EIB ، BACnet ، LON ، M-Bus و سایر پروتکلهای از این دست قابل دسترسی هستند و دستگاههایی که با این پروتکل ها داده های خود را جابه جا می کنند به سادگی به  این سيستم اضافه می شوند .

در این ساختار ارتباط بين CONTOROLLER و MONITORING به سادگی بر روی بستر شبکه برقرار می شود  و در نتیجه می‌توان با سرعت قابل توجهی  حجم اطلاعات زیادی را جابجا نمود .

نکته جالب توجه در این سیستم این است که چون ساختار ارتباطی تمامی سيستم بر اساس Ethernet می باشد امکان برقراری ارتباط از فواصل دور وجود دارد و این امر باعث شده که  دیگر نيازی به مراجعه فيزیکی به محل نصب سيستم جهت عيب یابی و یا تغيير در سيستم نمی باشد .

نرم افزار این سيستم ، امکانات خطا یابی  بسیارقوی ای دارد که به آسانی  می توان مقادیر لحظه ای تمامی متغيرها را نمایش و یا فرامين را به صورت دستی اعمال نماید.

با استفاده از ساختار با بهره گيری از Ethernet نه تنها پروتکلهای دیگر مطرح در اتوماسيون ساختمان را نقض نمی کند بلکه به عنوان یک رابط کارآمد جهت  ارتباط بين دستگاههای مختلف با پروتکل های متفاوت را برقرار می سازد وعلاوه بر آن امکانات IT را به کل سيستم می دهد تا طراحی ، نگهداری و راهبری سيستم ساده تر انجام گردد و نيازهای کاربران را به بهترین نحوه پوشش دهد .

در جهت پياده سازی سيستم میتوان از مزایای زیاد این ساختار اشاره کرد که می تواند تلفيقی از بخشهای مختلف اتوماسيون (روشنایی ، سرمایش و گرمایش ، کنترل تردد و …) را در یک سيستم  را  به گونه ای جمع نماید که به سادگی  این قابليت را داشته باشد که  تبادل اطلاعات بين آنها وجود داشته باشد . شما میتوانید با توجه به نیاز های  ساختمان آنرا  طراحی و پیاده سازی کنید  . ساختمان ها با وجود ساختار شبیه بهم کاربری های متفاوتی دارند که شما بر اساس این کاربری ها و اولیت بندی کردن در خواسته های ساختمان یک پلن مجزا طراحی کنید .

به عنوان مثال در ساختمانهایی که کاربری  آنها عمومی هستند  مانند ساختمانهای اداره های دولتی و یا خصوصی و یا برجهای تجاری و اداری و یا حتی مدارس توجه اصلی به صرفه جویی در مصرف انرژی ( هم سيستم های سرمایش و گرمایش و هم تجهيزات روشنایی ) در درجه اول ، کنترل تردد و سيستم های امنيتی در درجه دوم و کنترل روشنایی و نوردهی فضاهای داخلی در درجه سوم می باشد .در مورد هتل ها نيز بحث صرفه جویی در انرژی ، کنترل تردد و نورپردازی بسيار قابل توجه می باشند.

با امکاناتی که این ساختار  به شما میدهد میتوانید تمامی این بخش ها در قالب یک سيستم یکپارچه ارائه کنید که هم کارایی بيشتری  را دارا بوده  و هم کاربری ساده تری داشته باشید . به عنوان مثال در هتل ها  فضاهای داخلی را می توان به دو بخش  عمومی و  خصوصی تقسيم کرد که فضاهای عمومی شامل فضای سبز ورودی ، لابی ، راه پله ها ، راهروها می باشد . یکی از مشکلات نحوه نوردهی ، در فضاهای عمومی هتل می باشد ، مثلا در راهروهای طبقات زمانی که کسی حضور ندارد منابع نور می تواند خاموش ویا در حداقل نوردهی باشند و یا اینکه نوردهی فضای سبز و لابی پس از نيمه شب می تواند در حالت کم نور باشد و در صورت تردد افراد به حالت تعریف شده قبلی باز گردد.

در واقع در این ساختار  شما میتوانید با تعریف سناریو های مختلف هوشمند تمامی این موارد را  تعریف کرده و نکته جالب این است که شما می توانید از یک محصول کارایی های مختلفی در سناریو تعریف کنید برای مثال شما می‌توانید از همان سنسوری که برای نوردهی راهروها استفاده می کنید  برای کنترل تردد نيز استفاده کنید و با استفاده از نرم افزار وجود شخص را در راهرو را بنگرید.

در مورد ساختمانها و برجهای مسکونی این سناریو  اتوماسيون ساختمان کاملا متفاوت  خواهد بود . در واقع می توان گفت که در این نوع ساختمانها بهينه سازی مصرف انرژی ، کنترل سيستم های سرمایش و گرمایش ، کنترل تردد و چگونگی نور پردازی و نور دهی در فضاهای مسکونی با توجه به معماری داخلی آن مطرح می باشد . در این ساختمانها هميشه سيستمهای سرمایش و گرمایش و نحوه کارکرد مولدها از نگرانی مطرح مدیران مجتمع ها می باشد. اما در این ساختار در یک نظام از پيش تعریف شده و با توليد حداقل انرژی سيستم کار خواهد کرد ، بدون اینکه سلایق شخصی افراد در تنظيمات نقشی داشته باشند. در نهایت می توان گفت ساختار جدید اتوماسيون ساختمان امکانات فزاینده ای را نسبت به ساختارهای قبلی در بر دارد.

معماری سيستم BMS

سيستم معماری هوشمند معمولاً در سه سطح دسته بندی می شود:

1. در سطح اول وسایل و تجهيزات، حسگرها و اجزاء نهایی کنترل قرار می گيرند . سيستمهای E&M (ایستگاههای مهندسی و اپراتوری سيستم) در این بخش قرار دارند و از طریق ورودی و خروجيهایی به کنترلرهای یکپارچه منتقل می شوند. این انتقال به دو صورت اجرا میشود ۱- به طور مستقيم 2- از طریق تابلوهای طراحی شده
2. سطح دوم یا سطح کنترل نظارتی سطحی است که در آن ابزارهای نظارتی و مدیریت اطلاعات شامل HMI ها، سرورها، تجهيزات ذخيره سازی و ایستگاههای کاری اپراتورها و مهندسان که باید با سيستم BMS در ارتباط باشند، قرار دارد. ارتباط بين سطح یک و دو از طریق پروتکلهای استاندارد صنعتی انجام می پذیرد.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  سطح دوم انجام می شود.
3. نرم افزار کنترلی سيس4تمهای BMS دارای قابليتهای بسياری هستند. این نرم افزارها در سطح ٣ قرار گرفته و روی سرورهای مناسب نصب می شوند و معمولاً دارای حداقل شرایط زیر هستند:

• دارای محيط گرافيکی مناسب و ساده برای کاربر عادی (USER FIRENDLY)
• دارای مجموعه کتبخانه 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 دسترس به برنامه توسط کاربران متفاوت
• امکان تعریف لایه های امنيتی برای کاربران زیر سيستم های متفاوت از قبيل Access ، HVAC ، Lighting و …
• امکان ذخيره سازی اطلاعات نرم افزار در بانکهای اطلاعاتی SQL قابل کنترل توسط Microsoft Windows
• امکان تهيه، تنظيم و مقایسه نمودارهای مختلف عملياتی از جمله نمودار مصرف برق و … در بازه های مختلف زمانی (Trends)
• ارتباط ساده نرم افزار گرافيکی و I/O های سيستم
• دارای بانک اطلاعاتی بری ذخيره سازی اطلاعات مربوط به خطاها و دیگر گزارشات تا مدتها قبل
• و …

مشاورین هوشمند سازی ما به شما راهکارهای عملیاتی و سناریو های مختلف را معرفی کرده و میتوانید با استفاده از آن یک سیستم یک پارچه و مطابق خواسته هایتان را داشته باشید