Zintegrowany system zarządzania infrastrukturą budynkową iBMS

---

W ramach tej infrastruktury zasadniczą rolę pełni Zintegrowany System Zarządzania. System ten, oprócz bezpośrednich funkcji związanych z utrzymaniem optymalnych warunków klimatycznych oraz nadzorowaniem zużycia energii spełnia równocześnie zadania monitorowania i integracji pozostałych systemów budynku, takich jak np. systemy energetyczne, oświetlenia, ogrzewania, systemy bezpieczeństwa.

Funkcje Systemu iBMS to m.in.:

- utrzymanie optymalnych warunków pracy ludzi i urządzeń poprzez bezpośrednie monitorowanie oraz sterowanie urządzeniami i instalacjami wentylacji, ogrzewania i chłodzenia,

- nadzorowanie oszczędnej eksploatacji budynku poprzez ciągłe monitorowanie zużycia energii i sterowanie oświetleniem w sposób zapewniający minimalizację kosztów eksploatacji,

- nadzorowanie pracy wszystkich urządzeń technologicznych i instalacji w budynku oraz natychmiastowe alarmowanie w sytuacjach awaryjnych,

- poprawa bezpieczeństwa budynku poprzez integrację systemów sterowania i nadzoru instalacji technicznych, monitoringu wizyjnego, kontroli dostępu, instalacji p.poż, systemu DSO oraz systemu sygnalizacji napadu i włamania.

Technologia iBMS

iBMS - to nowoczesny system informatyczny, przeznaczony do obsługi komunikacji sieciowej urządzeń automatyki i teletechniki oraz rozproszonych stacji roboczych w Internecie, gwarantujący wysoką wydajność przetwarzania danych oraz najwyższy poziom bezpieczeństwa. iBMS to technologia składowa do budowania systemów sterowania i monitoringu obiektów BMS. Dostarcza skalowalną oraz stabilną platformę komunikacyjną, osadzoną w systemie operacyjnym klasy UNIX. Oferuje własny język programowania komunikacji iBASIC (składniowo zgodny z VisualBasic), typy danych, protokoły komunikacyjne, standardy tworzenia sterowników sieci i urządzeń, protokół do łączenia wielu systemów w sieć typu „Peer-to-Peer”, i wiele innych. iBMS posiada otwartą architekturę, umożliwiającą pełną integrację popularnych, otwartych standardów komunikacyjnych, LonWorks, EIB, Modbus, Ethernet, BACnet, CANopen oraz innych, udostępniając pełną kontrolę nad urządzeniami oraz ich monitoring w sieci lokalnej i przez Internet.

Architektura

Architektura iBMS jest zgodna logicznie z topologią gwiazdy. Zależnie od modelu i wyposażenia w sprzętowe interfejsy komunikacyjne, system może obsługiwać jednocześnie wiele różnych magistrali sieciowych podłączonych do jednego urządzenia. Równolegle do portów RS-232 lub RS-485 mogą być podłączone: centrale alarmowe, centrale pożarowe, zasilacze awaryjne, kontrolery wentylacji i klimatyzacji lub dowolne urządzenia posiadające możliwość komunikacji szeregowej. Wszystkie magistrale i urządzenia szeregowe są traktowane w iBMS jak sieci i są obsługiwane w czasie rzeczywistym.

Jednostka z oprogramowaniem iBMS może działać jako pojedynczy system lub w architekturze rozproszonej, obejmując wiele jednostek współpracujących ze sobą, np. monitorujących oddzielne podsystemy budynku, takie jak np. oświetlenie, kontrolę dostępu lub systemy alarmowe. Parametry odbierane z lokalnych sieci obiektowych, mogą być w czasie rzeczywistym odsyłane do innej jednostki w sieci lokalnej lub w Internecie i tam gromadzone w bazie danych. Operatorzy z poziomu stacji roboczej (o ile posiadają odpowiednie uprawnienia), mogą logować się do zdalnych jednostek oddzielnie lub monitorować wszystkie jednostki jednocześnie, przy pomocy wspólnego interfejsu wizualizacji. Zadaniem systemu iBMS jest umożliwienie instalatorom dostępu do wszystkich parametrów, ze wszystkich połączonych jednostek, w trybie rzeczywistym, z możliwością dowolnego przekierowania komunikacji, gromadzenia danych w bazie oraz swobodnego mapowania parametrów pomiędzy sieciami.

Główne cechy systemu:

- Otwarta architektura sterowników

W technologii iBMS wszystkie sieci oraz urządzenia mogą posiadać własny sterownik. Sterowniki obsługują komunikację z jądrem systemu, dokonując tłumaczenia standardu zmiennych sieciowych na format zgodny ze specyfikacją iBMS. Jest to podstawowy mechanizm, dzięki któremu możliwa jest integracja różnych sieci oraz urządzeń na wspólnej platformie wymiany danych.

- Bezpieczeństwo systemu

Ze względu na bardzo wysokie wymagania co do bezpieczeństwa pracy w otwartym środowisku internetowym, technologia iBMS została osadzona i w pełni zintegrowana z systemem operacyjnym OpenBSD. Dzięki temu iBMS korzysta z najlepszej ochrony przed potencjalnymi atakami oraz z mechanizmów zintegrowanej kryptografii do komunikacji ze światem zewnętrznym. Szyfrowana jest komunikacja między jednostkami w sieci lokalnej i w Internecie, połączenia z panelem administracyjnym oraz komunikacja z interfejsami wizualizacji. Ponadto zestaw środków ochrony przed niepowołanym dostępem został uzupełniony w iBMS o dodatkowe zabezpieczenia. Między innymi są to: algorytmy wykrywające pomyłki logowania, próby automatycznego zgadywania haseł, ścisła kontrola czasu trwania sesji użytkownika i wiele innych. Jednostki wyposażone w oprogramowanie iBMS są w pełni przystosowane do bezpiecznej pracy na publicznym IP. Do ochrony przed różnego rodzaju atakami lub próbami włamania, posiadają wbudowane oprogramowanie FIREWALL.

- Niezawodność

W przypadku zastosowań, gdzie wymagany jest wysoki stopień niezawodności, jednostki zawierające system iBMS mogą być skonfigurowane w architekturze klastrowej. Zapewnia to redundancję gromadzonych informacji w oddzielnych bazach danych, podnosi stopień niezawodności oraz pozwala zapewnić ciągłość pracy całego systemu. Klaster mogą tworzyć dwie lub więcej jednostek skonfigurowanych w trybie "active/passive". Pierwsza jednostka "Active", gromadzi zdarzenia z sieci obiektowych oraz urządzeń do bazy danych i odsyła je do innych jednostek, pracujących w trybie "Passive". W przypadku awarii, można jednostki zamienić miejscami i w ten sposób zapewnić ciągłość funkcjonowania obiektu. Logika połączeń między jednostkami w sieci lokalnej lub w Internecie jest konfigurowana przez instalatora. Może on swobodnie decydować, które parametry i w jakim kierunku są przesyłane.

- Technologia VDL

VDL (Virtual Device Library) to biblioteka komponentów programistycznych wykonanych w technologii Flash firmy Macromedia. Elementami biblioteki są obiekty programistyczne (wizualne), będące odpowiednikami fizycznych urządzeń spotykanych we wszystkich typach instalacji technicznych, teletechnicznych oraz automatyki. Przykładami takich obiektów mogą być: czujka alarmowa, żarówka, grzejnik czy zawór elektromagnetyczny. Każdy obiekt VD posiada oprogramowanie, przeznaczone do wyświetlania stanów, komunikacji z interfejsem wizualizacji, obsługi uprawnień dla użytkowników oraz dodatkowe opcjonalne funkcje związane z konfiguracją stanów (kontrolki do ustawiania poziomów, nadawania wartości, śledzenia zmian itp). Komunikacja obsługiwana przez urządzenia VD jest dwukierunkowa i obsługiwana w czasie rzeczywistym przez interfejs wizualizacji. Urządzenia wirtualne zostały podzielone na dziesięć tematycznych grup:

- lighting, (oświetlenie)
- hvac (ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja),
- power supply, (przełączniki, gniazdka),
- cctv (monitoring wideo),
- fds (systemy ochrony pożarowej),
- ids (systemy włamania i napadu),
- acs (kontrola dostępu),
- multimedia,
- industry, (energetyka, ciepłownictwo, przemysł),
- misc (inne urządzenia).

- Wizualizacja i zdalne sterowanie

Wizualizacja umożliwia pełny nadzór nad systemami teletechnicznymi występującymi w budynku. Pozwala na obserwację zdarzeń w czasie rzeczywistym np. alarmów oraz na sterowanie, zmianę stanu pracy kontrolowanych urządzeń w szybki i prosty sposób. Może być to włączenie światła, ustawienie optymalnej temperatury w pomieszczeniu lub uzbrojenie systemu alarmowego. Wszystkie operacje odbywają się przez kliknięcie myszą na obiekt lub przesunięcie palcem np. na wbudowanym w ścianie panelu dotykowym.
Interfejs wizualizacji powinien być zaprojektowany i wykonany indywidualnie dla każdej instalacji budynkowej z wykorzystaniem specjalizowanego urządzenia i dostosowany do ekranu, na którym będzie prezentowana wizualizacja (np. stacja robocza PC, telefon komórkowy lub urządzenie PDA).

- Planowanie działania urządzeń

W celu uzyskania maksymalnych oszczędności eksploatacyjnych związanych minimalizacją zużycia energii System może realizować plany działania sterowanych urządzeń, zadawane przez operatora w trzech tabelach czasowych w formie kalendarzowej, o priorytetach jak poniżej:
Działania tygodniowe (powtarzane cyklicznie w każdym tygodniu) – najniższy priorytet,
Działania świąteczne (realizowane zazwyczaj w dni wolne od pracy) – średni priorytet,
Działania jednorazowe (kasowane automatycznie po wykonaniu) – najwyższy priorytet.
Każdy z planów działania może być przypisany do dowolnego punktu, dowolnego urządzenia lub dowolnego programu w systemie i może określać zarówno czas załączenia danego urządzenia jak i parametry jego pracy w zadanym przedziale czasowym (np. praca w układzie dzień – noc).
Operator ma możliwość zmiany wszystkich parametrów w tabelach czasowych z komputera centralnego lub poprzez zdalne połączenie. Operacje te są chronione hasłem.
Wszystkie podsystemy mogą być zwizualizowane i połączone w logiczną całość poprzez oprogramowanie nadrzędne. Wszystkie algorytmy oraz zależności pomiędzy działającymi podsystemami mogą być tak skonstruowane aby występujące zdarzenie w danym podsystemie miało swoje odzwierciedlenie w innym jeśli to konieczne. Przykładem może być powiązania systemu SSWiN i KD w przypadku nieautoryzowanego naruszenia danej strefy z systemem CCTV reagującym natychmiastowym zwiększeniem gęstości zapisu, lub o ile jest w pobliżu jakaś kamera szybkoobrotowa również śledzeniem poruszającej się osoby. Relacje pomiędzy podsystemami muszą być realizowane na warstwie aplikacji oprogramowania nadrzędnego.

- Optymalizacja czasu rozruchu urządzeń

Temperatura oraz natężenie oświetlenia na zewnątrz budynku ma zasadnicze znaczenie dla określenia czasu potrzebnego na podniesienie temperatury czy włączenia oświetlenia wewnątrz pomieszczeń do zadanego poziomu użytkowego, co z kolei jest niezbędne dla minimalizacji energii zużywanej przez urządzenia.

- Monitorowanie i rozliczanie zużycia energii

System może odczytywać automatycznie z odpowiednich liczników zużycie energii elektrycznej cieplnej oraz zużycie wody, zapewniając równocześnie archiwizację danych z możliwością kontroli zmienności zużycia w czasie i określenia dodatkowych parametrów takich jak np. moc szczytowa. Odpowiednie dane będą prezentowane we właściwych jednostkach pozwalających na kontrolę rachunków otrzymywanych od dostawców oraz rozliczanie najemców pomieszczeń (np. restauracji).

Podsumowanie

Zintegrowany System Zarządzania Infrastrukturą budynkową iBMS umożliwiać ma zrealizowanie dowolnie założonych celów mających za zadanie realizację najbardziej skomplikowanych algorytmów sterowania i monitorowania pracy wszystkich podsystemów, instalacji i urządzeń budynku. Optymalizacja kosztów eksploatacyjnych oraz komfort i najwyższy standard nowo budowanego obiektu wymusza zastosowanie takich środków technicznych, które mogłyby sprostać oczekiwaniom najbardziej wymagających użytkowników. Rozwiązanie takie zapewni w pełni te założenia i przyczyni się do powstawania obiektów o najwyższych standardach europejskich i światowych.