Ứng dụng BACnet: Kết nối hệ thống tự động hóa tòa nhà với hệ thống điều khiển

Ở bài chia sẻ trước BKAII đã giới thiệu đến các bạn khái niệm cùng một số thông tin liên quan về  giao thức BACnet. Hôm nay BKAII sẽ cùng các bạn tìm hiểu về ứng dụng của giao thức này nhé!

Có bao giờ bạn thắc mắc rằng tại sao có thể quản lí và điều hành toàn bộ hệ thống thiết bị trong tòa nhà mà không cần sử dụng đến quá nhiều nhân viên. Trên thực tế hệ thống quản lí tòa nhà được xây dựng để tối ưu hóa hiệu suất sử dụng. Các thiết bị trong hệ thống tòa nhà được giao tiếp với nhau bằng những giao thức chung. BACnet chính là một giao thức được sử dụng rộng rãi trong trong công cuộc kết nối hệ thống tự động hóa tòa nhà với hệ thống điều khiển. Có thể nói đây cũng chính là ứng dụng phổ biến và đáng quan tâm nhất của BACnet.

Đối với nhà máy sản xuất, ta thường thấy sự tách biệt giữa hệ thống điều khiển quá trình với hệ thống tự động hóa tòa nhà, tuy nhiên đôi khi chúng cũng cần kết nối lại với nhau. Việc tích hợp các hệ thống này có thể được thực hiện bằng một số phương pháp đơn giản. Dữ liệu qua lại giữa hai hệ thống có thể là một giá trị năng lượng tiêu thụ hay đơn giản chỉ là một điểm đo nhiệt.

Cũng tương tự như hệ thống mạng hiện nay, ta có thể lựa chọn giữa hai kiểu kết nối có dây và không dây. Những dây cáp nối cứng sẽ là giải pháp tối ưu để kết nối hệ thống tự động hóa tòa nhà với hệ thống điều khiển quá trình. Tuy nhiên khi chúng ta cần có nhiều khả năng tương tác, mở rộng kết nối hơn thì kết nối có dây dường như tỏ ra bất lực. Những đoạn cáp sẽ tiêu tốn chi phí quá lớn, kích thước cồng kềnh cùng với việc lắp đặt đi dây khá phức tạp. Với các hệ thống lớn như vậy, ta cần truyền tải lượng dữ liệu lớn nên ta cần lựa chọn một giải pháp kết nối thực sự phù hợp. Hiện nay việc kết nối giữa hai hệ thống đã trở nên đơn giản với sự xuất hiện của giao thức truyền thông BACnet. Những phần mềm tự động hóa ra đời được tích hợp giao thức BACnet. BACnet là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống tự động hóa tòa nhà.

BACnet hỗ trợ 5 công nghệ kết nối mạng khác nhau bao gồm cả ARCNET, Ethernet, BACnet/ IP, Point to point qua RS232, Master Slave, Token Passing qua RS485 và LonTalk. BACnet IP dùng giao thức UDP để truyền tải dữ liệu, lên tới 1476 bytes/frame, tốc độ truyền 10/100 Mbits full duplex, không giới hạn số node trong mạng. BACnet/ IP là nền tảng được sử dụng chủ yếu trong hệ thống tự động hóa tòa nhà. Đây cũng là giao thức có tốc độ nhanh nhất lên tới 100 Mbps.

Để thiết lập kết nối giữa hai hệ thống ta cần quan tâm việc lựa chọn và sử dụng các thiết bị của hệ thống có hỗ trợ BACnet/IP.

Trên thực tế các nhà cung cấp chủ yếu hỗ trợ qua OPC plug-ins với HMI như Kepware, Matrikon,… ngoài ra cũng có một số nhà cung cấp hỗ trợ giao thức nguyên bản như InduSoft.

Việc kết nối hệ thống tự động hóa tòa nhà với hệ thống tự động hóa quá trình cho phép HMI hoạt động như 1 gateway, truyền thông tin lên ERP, các hệ thống máy tính cao hơn và truyền thông tin xuống dưới các bộ điều khiển.

Ta cũng có thể thấy một cách thức khác để thiết lập truyền thông BACnet là ở kết nối hệ thống ở cấp độ các bộ điều khiển. Đây là một cách thức khá đơn giản và đáp ứng được nhiều ứng dụng tuy nhiên phương pháp này có thể không linh hoạt bằng việc sử dụng HMI hỗ trợ OPC. Ta có thể kể đến một ví dụ như việc Prosoft cung cấp ContralLogix cho module giao tiếp BACnet, cho phép thực hiện kết nối truyền thông giữa các bộ điều khiển này với các thiết bị BACnet trong mạng. Module có thể cấu hình như một thiết bị BACnet master hay slave thậm chí như một thiết bị BACnet/ IP. Cách thức này được đánh giá là có độ ổn định cao hơn sơ với phương pháp HMI hỗ trợ OPC.

Việc sử dụng BACnet trong việc kết nối hệ thống điều khiển và hệ thống tự động hóa tòa nhà đang ngày một được chú trọng và không ngừng được phát triển cải tiến. Các nhà sản xuất, cung cấp thiết bị, xây dựng hệ thống không ngừng nghiên cứu để có thể hoàn thiện hơn giải pháp này và ứng dụng rộng rãi chúng trong công nghiệp.

Xem thêm:

• Khái niệm cơ bản về giao thức BACnet
• Giới thiệu về giao thức lưu trữ phân cấp IPFS
• Giới thiệu về MQTT giao thức nhắn tin IoT
• Khái niệm cơ bản về giao thức truyền thông Hart

Trên đây là những chia sẻ giúp ta thấy được sự hữu ích của việc ứng dụng giao thức BACnet, có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì các bạn cứ liên hệ BKAII nhé.