by
BACnet - giao thức cho tự động hóa tòa nhà
BACnet là một giao thức truyền thông dữ liệu chủ yếu được sử dụng trong ngành tự động hóa tòa nhà và công nghiệp HVAC- Heating Ventilation and Air-Conditioning (Hệ thống thông gió sưởi ấm và điều hòa không khí).
Giao thức cho phép các thiết bị như máy điều hòa không khí, máy bơm và thiết bị thông gió giao tiếp với PLC. Điều này tạo ra những ngôi nhà "thông minh" với mức độ tự động hóa cao.
BACnet là viết tắt của Building Automation and Control Networks - Mạng tự động hóa và điều khiển tòa nhà và được phát triển lần đầu tiên vào năm 1987 với sự hỗ trợ của Hiệp hội các kỹ sư nhiệt lạnh và điều hòa không khí (ASHRAE - The American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers). BACnet là tiêu chuẩn quốc gia của Mỹ, tiêu chuẩn châu Âu, tiêu chuẩn quốc gia của hơn 30 nước và tiêu chuẩn toàn cầu ISO.
Những gì được truyền thông qua BACnet?
BACnet chỉ định hầu hết tất cả các chức năng phổ biến nhất được sử dụng trong tòa nhà: các giá trị input, output nhị phân (binary) và analog; các vòng điều khiển; lịch trình,...
BACnet giao tiếp bằng cách sử dụng các yêu cầu đối với "đối tượng". Một đối tượng chỉ đơn giản là một tập hợp thông tin liên quan đến một chức năng cụ thể có thể được xác định và truy cập duy nhất qua mạng theo cách được tiêu chuẩn hóa.
BACnet định nghĩa 23 loại đối tượng tiêu chuẩn:
Phiên bản Serial và Ethernet
Có một vài phiên bản khác nhau của BACnet dựa trên nền tảng nối tiếp và Ethernet. Phiên bản nối tiếp phổ biến nhất được gọi là BACnet MS/TP trong khi phiên bản Ethernet chiếm ưu thế hơn là BACnet/IP.
BACnet/IP đã được phát triển để cho phép giao thức BACnet sử dụng mạng TCP/IP. Có thể nói rằng BACnet/IP là một cách kết nối BACnet với Internet và truyền thông với các Mạng cục bộ khác - Local Area Networks (LANs). Điều này cho phép chủ sở hữu hệ thống, người quản lý cơ sở hoặc thậm chí nhà cung cấp bên ngoài truy cập mạng BACnet và quản lý thiết bị và hệ thống của họ từ xa.
Thông tin về BACnet MS/TP:
Kiểu mạng: RS-485 nối tiếp với giao thức chuyển mã thông báo Master/Slave (Master/Slave Token Passing protocol)
Cấu trúc liên kết: Line topology (bus)
Cài đặt: Bất kỳ cáp có ít nhất 3 dây dẫn có thể được sử dụng. Khoảng cách giữa các nút phụ thuộc vào baud rate.
Tốc độ: 9600 kbit/s, 19200 kbit/s, 38400 kbit/s và 76800 kbit/s
Số trạm tối đa: 127 MS/TP masters
Dữ liệu: Tối đa 480 byte cho mỗi khung telegram
Tính năng mạng: Cấu trúc mạng chi phí thấp, tốc độ thấp cho BACnet.
Thông tin về BACnet/IP:
Kiểu mạng: Mạng dựa trên Ethernet sử dụng UDP cho việc truyền dữ liệu.
Cấu trúc liên kết: Line or star topology (cấu trúc liên kết Ethernet tiêu chuẩn)
Cài đặt: Cáp xoắn Ethernet với đầu nối RJ45
Tốc độ: song công 10/100 Mbit/s (full duplex)
Số trạm tối đa: Không giới hạn mạng về số lượng nút.
Dữ liệu: Tối đa 1476 byte mỗi khung
Tính năng mạng: BACnet qua các mạng IP tiêu chuẩn.
Kết nối các thiết bị với giao diện Modbus-RTU hoặc Modbus TCP
Cổng Anybus BACnet sang Modbus cho phép các thiết bị Modbus giao tiếp trên mạng BACnet. Cổng hoạt động như một trình dịch giữa hai mạng cho phép các thiết bị Modbus RTU, ASCII hoặc TCP hiển thị dưới dạng các thiết bị tuân thủ BACnet riêng lẻ trên mạng BACnet/IP. Điều này cho phép kiểm soát và giám sát trung tâm các thiết bị Modbus trong một tòa nhà chẳng hạn.
Modbus vẫn là một giao thức phổ biến. Nó thường được sử dụng trên các thiết bị cơ khí:
- Điều khiển nồi hơi
- Biến tần
- Các ứng dụng định lượng
Modbus sử dụng đơn giản nhưng không tuân thủ BACnet. Đây là nơi cần một cổng giữa Modbus và BACnet!
Cách thức hoạt động
Các mạng Modbus RTU và Modbus ASCII được kết nối với cổng nối tiếp của gateway, trong khi các mạng Modbus TCP và BACnet/IP được kết nối với cổng Ethernet. Chúng ta sẽ cần tạo device profile cho mỗi thiết bị Modbus và tải nó lên gateway.
Ứng dụng 1: Thêm các mạng nối tiếp Modbus vào BACnet.
Ở đây, mỗi mạng nối tiếp Modbus phải được cấu hình cho cùng một giao thức nối tiếp Modbus (RTU hoặc ASCII), cùng tốc độ dữ liệu (2400 – 115200 baud) và cùng parity - bit chẵn lẻ (ODD, EVEN hoặc NONE).
Ứng dụng 2: Mix Modbus TCP và Modbus serial
Trong ứng dụng này, kết nối Modbus TCP được gọi là “one-armed gateway” bởi vì các thông điệp của cả Modbus TCP và BACnet/IP đều truyền qua cùng một cổng Ethernet.
Định tuyến Modbus serial tới Modbus TCP
Không cần cấu hình ánh xạ vì BACnet không liên quan!
Submitted IP network
Việc xử lý các thiết bị BACnet và Modbus TCP trên các mạng khác nhau, được kết nối với nhau bởi các bộ định tuyến IP (IP routers).
BACnet là một giao thức truyền thông dữ liệu chủ yếu được sử dụng trong ngành tự động hóa tòa nhà và công nghiệp HVAC- Heating Ventilation and Air-Conditioning (Hệ thống thông gió sưởi ấm và điều hòa không khí).
Giao thức cho phép các thiết bị như máy điều hòa không khí, máy bơm và thiết bị thông gió giao tiếp với PLC. Điều này tạo ra những ngôi nhà "thông minh" với mức độ tự động hóa cao.
BACnet là viết tắt của Building Automation and Control Networks - Mạng tự động hóa và điều khiển tòa nhà và được phát triển lần đầu tiên vào năm 1987 với sự hỗ trợ của Hiệp hội các kỹ sư nhiệt lạnh và điều hòa không khí (ASHRAE - The American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers). BACnet là tiêu chuẩn quốc gia của Mỹ, tiêu chuẩn châu Âu, tiêu chuẩn quốc gia của hơn 30 nước và tiêu chuẩn toàn cầu ISO.
Những gì được truyền thông qua BACnet?
BACnet chỉ định hầu hết tất cả các chức năng phổ biến nhất được sử dụng trong tòa nhà: các giá trị input, output nhị phân (binary) và analog; các vòng điều khiển; lịch trình,...
BACnet giao tiếp bằng cách sử dụng các yêu cầu đối với "đối tượng". Một đối tượng chỉ đơn giản là một tập hợp thông tin liên quan đến một chức năng cụ thể có thể được xác định và truy cập duy nhất qua mạng theo cách được tiêu chuẩn hóa.
BACnet định nghĩa 23 loại đối tượng tiêu chuẩn:
Phiên bản Serial và Ethernet
Có một vài phiên bản khác nhau của BACnet dựa trên nền tảng nối tiếp và Ethernet. Phiên bản nối tiếp phổ biến nhất được gọi là BACnet MS/TP trong khi phiên bản Ethernet chiếm ưu thế hơn là BACnet/IP.
BACnet/IP đã được phát triển để cho phép giao thức BACnet sử dụng mạng TCP/IP. Có thể nói rằng BACnet/IP là một cách kết nối BACnet với Internet và truyền thông với các Mạng cục bộ khác - Local Area Networks (LANs). Điều này cho phép chủ sở hữu hệ thống, người quản lý cơ sở hoặc thậm chí nhà cung cấp bên ngoài truy cập mạng BACnet và quản lý thiết bị và hệ thống của họ từ xa.
Thông tin về BACnet MS/TP:
Kiểu mạng: RS-485 nối tiếp với giao thức chuyển mã thông báo Master/Slave (Master/Slave Token Passing protocol)
Cấu trúc liên kết: Line topology (bus)
Cài đặt: Bất kỳ cáp có ít nhất 3 dây dẫn có thể được sử dụng. Khoảng cách giữa các nút phụ thuộc vào baud rate.
Tốc độ: 9600 kbit/s, 19200 kbit/s, 38400 kbit/s và 76800 kbit/s
Số trạm tối đa: 127 MS/TP masters
Dữ liệu: Tối đa 480 byte cho mỗi khung telegram
Tính năng mạng: Cấu trúc mạng chi phí thấp, tốc độ thấp cho BACnet.
Thông tin về BACnet/IP:
Kiểu mạng: Mạng dựa trên Ethernet sử dụng UDP cho việc truyền dữ liệu.
Cấu trúc liên kết: Line or star topology (cấu trúc liên kết Ethernet tiêu chuẩn)
Cài đặt: Cáp xoắn Ethernet với đầu nối RJ45
Tốc độ: song công 10/100 Mbit/s (full duplex)
Số trạm tối đa: Không giới hạn mạng về số lượng nút.
Dữ liệu: Tối đa 1476 byte mỗi khung
Tính năng mạng: BACnet qua các mạng IP tiêu chuẩn.
Kết nối các thiết bị với giao diện Modbus-RTU hoặc Modbus TCP
Cổng Anybus BACnet sang Modbus cho phép các thiết bị Modbus giao tiếp trên mạng BACnet. Cổng hoạt động như một trình dịch giữa hai mạng cho phép các thiết bị Modbus RTU, ASCII hoặc TCP hiển thị dưới dạng các thiết bị tuân thủ BACnet riêng lẻ trên mạng BACnet/IP. Điều này cho phép kiểm soát và giám sát trung tâm các thiết bị Modbus trong một tòa nhà chẳng hạn.
Modbus vẫn là một giao thức phổ biến. Nó thường được sử dụng trên các thiết bị cơ khí:
- Điều khiển nồi hơi
- Biến tần
- Các ứng dụng định lượng
Modbus sử dụng đơn giản nhưng không tuân thủ BACnet. Đây là nơi cần một cổng giữa Modbus và BACnet!
Cách thức hoạt động
Các mạng Modbus RTU và Modbus ASCII được kết nối với cổng nối tiếp của gateway, trong khi các mạng Modbus TCP và BACnet/IP được kết nối với cổng Ethernet. Chúng ta sẽ cần tạo device profile cho mỗi thiết bị Modbus và tải nó lên gateway.
Ứng dụng 1: Thêm các mạng nối tiếp Modbus vào BACnet.
Ở đây, mỗi mạng nối tiếp Modbus phải được cấu hình cho cùng một giao thức nối tiếp Modbus (RTU hoặc ASCII), cùng tốc độ dữ liệu (2400 – 115200 baud) và cùng parity - bit chẵn lẻ (ODD, EVEN hoặc NONE).
Ứng dụng 2: Mix Modbus TCP và Modbus serial
Trong ứng dụng này, kết nối Modbus TCP được gọi là “one-armed gateway” bởi vì các thông điệp của cả Modbus TCP và BACnet/IP đều truyền qua cùng một cổng Ethernet.
Không cần cấu hình ánh xạ vì BACnet không liên quan!
Việc xử lý các thiết bị BACnet và Modbus TCP trên các mạng khác nhau, được kết nối với nhau bởi các bộ định tuyến IP (IP routers).
0 comments: