Pastatų valdymo sistema, kuri įvardijama kaip išmanūs namai, profesionalų vadinama BMS sistema. Tai yra automatizuota ir centralizuota valdymo sistema, kuri pagal užduotus parametrus, sąveikaudama tarpusavyje bei su aplinka, valdo pastato inžinerinę ir elektros įrangą, tokią kaip šildymas, vėdinimas, apšvietimas, gaisrinė sauga ir kitas.

Žmonės nori patogių, tvarių ir saugių darbo bei gyvenimo vietų, vertina komfortą ir pasirengę į tai investuoti. Šiems poreikiams tenkinti į pagalbą ateina automatika. Valdant šildymo, vėdinimo, apšvietimo, įeigos kontrolės bei kitas sistemas tiek šeimos namuose, tiek biurų ar gamybos pastatuose sukuriamas komfortas, saugumas, didesnė pastato vertė, nes eksploatuojant efektyviai naudojama energija. BMS (Building Management Systems) - automatizuotas pastatų sistemų valdymas yra šiuolaikinių pastatų standartas bei atskira ir labai perspektyvi elektrotechnikos, automatikos inžinerijos mokslo šaka.

Pastatų automatizavimo raida

Iki praeito amžiaus 70-ųjų metų pastatuose vyravo rankinis valdymas, kai pastatų prižiūrėtojai rankiniu būdu reguliuodavo šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (ŠVOK) sistemas. Pirmosios automatikos apraiškos susijusios su laikmačių atsiradimu.

XX a. 7-8-ajame dešimtmetyje pradėtos naudoti kompiuterinės valdymo sistemos, kuriose pastato funkcijoms automatizuoti imtos naudoti skaitmeninės technologijos. Vėliau atsirado įvairių pastato sistemų integracija į vieną platformą, taip užtikrinant daugiau komforto, sklandesnį veikimą ir valdymą. Didėjant susirūpinimui dėl energijos vartojimo, pastatų valdymo sistemose pradėtas akcentuoti energijos taupymas ir valdymo optimizavimas. 9-ame dešimtmetyje pastatų valdymo sistemose pradėtos naudoti pažangios tinklo technologijos, kad būtų galima sujungti įvairius pastatų komponentus į vieną sistemą. Įdiegus atviruosius protokolus, skirtingų gamintojų prietaisai galėjo bendrauti vienoje sistemoje. Apie 2000-uosius prasidėjo išmaniųjų pastatų era. Pastatų valdymo sistemose pradėtas naudoti daiktų internetas ir duomenų analizė prognozuojamai techninei priežiūrai, energijos naudojimo optimizavimui ir vartotojų patogumui didinti. Dėmesys skiriamas intuityvioms sąsajoms, leidžiančioms nesudėtingai stebėti ir valdyti sistemą išmaniuosiuose telefonuose ir planšetėse.

Sukūrus dirbtinį intelektą, žengtas dar vienas žingsnis - galima atlikti prognozinę analizę ir suprojektuoti optimaliausią BMS valdymo sistemą remiantis istoriniais duomenimis apie naudotojų elgesį, pastatų eksploatacines savybes, atsižvelgiant į funkcionalumą, estetiką ir tvarumą. Pastatų valdymo sistemos dabar atlieka svarbų vaidmenį siekiant tvarumo tikslų, nes sumažina energijos švaistymą ir padidina efektyvumą. Šiuo metu BMS pereina prie dar aukštesnio lygio automatizavimo, sistemos gali savarankiškai koreguotis pagal realaus laiko duomenis ir prognozavimo algoritmus. Čia geras pavyzdys yra elektros kaina, biržos planas, nes galima pastatą iš anksto (esant mažiausiai kainai) pašildyti ar pavėsinti, kad brangiausių valandų metu reikėtų mažiau šildymo, vėdinimo ar vėsinimo sistemų - taip daug ekonomiškiau. Tuo pačiu diegiamos kibernetinio saugumo priemonės, siekiant apsaugoti tarpusavyje sujungtas BMS sistemas nuo galimų grėsmių. Nuolatinė technologinė pažanga ir toliau formuoja didesnį pastatų tvarumą, komfortą ir saugumą vartotojams bei optimalų energijos vartojimą.

BMS - automatizuotas pastato valdymas

Kaip minėta, BMS (Building Management Systems) - kompiuteriu automatiškai valdoma pastato mechaninė ir elektros įranga. BMS terminas vartojamas daugiau biurų, komercinių, visuomeninių pastatų, viešbučių projektavime bei valdyme, o protingų ar išmanių namų apibūdinimas - gyvenamųjų namų segmente, nors šių sistemų esmė ta pati. Skirtumas tas, kad išmaniųjų namų segmente programinė ir techninė įranga gali būti paprastesnė.

Kadangi BMS gali nuotoliniu būdu stebėti ir valdyti šildymo, vėdinimo bei kitą įrangą iš kompiuterio ar mobiliojo įrenginio, pastatų prižiūrėtojai gali valdyti daugiau objektų, nereikia fiziškai vaikščioti į kiekvieną pastatą, aukštą ar patalpą, kad išjungtų, įjungtų ar rankiniu būdu sureguliuotų mechaninius įrenginius. Paprastai tariant, BMS turi centrinį visų pastato įrenginių valdymo tašką, apjungiantį įvairios įrangos funkcijas. Pagrindinės BMS užduotys yra išteklių vartojimo optimizavimas, patalpų komforto užtikrinimas, didesnis saugumas.

BMS sudaro programinė ir techninė įranga. Tradicinės BMS turi serverius, priežiūros įrenginius, integruotus valdiklius, taip pat žinomus kaip pastatų automatizavimo sistema (BAS). BMS jungia šildymo, vedinimo, kondicionavimo ir kitą pastatų įrangą, kad ši veiktų kaip vienas integruotas įrenginys. Tai leidžia centralizuoti operacijas ir palengvinti duomenų vizualizavimą per vartotojo sąsają.

Pastato valdymo sistemos sudedamosios dalys yra:

●       Programinė įranga ir algoritmai;

●       Ryšių protokolai ir tinklai;

●       Jutikliai ir detektoriai;

●       Valdikliai;

●       Vykdikliai - pavaros;

●       Vartotojo sąsaja;

●       Energijos valdymas ir analizė;

Centralizuotas pastato sistemų valdymas vykdomas naudojant įvairius jutiklius ir valdiklius, integruotus į vieną tinklą, kurie pagal užprogramuotus algoritmus ir scenarijus perduoda duomenis tiesiogiai vykdomajam įrenginiui. Tam, kad vyktų valdymas, pirmiausia reikalingas duomenų perdavimas tarp įvairios įrangos. Yra įvairių ryšio standartų, vienas iš plačiausiai naudojamų - KNX.

KNX - valdymo ryšio standartas

KNX (angl. Konnexbus) ryšio technologija yra pasaulinė atvira instaliacinė pastato valdymo sistema, deranti su daugybe prietaisų bei sistemų - daugiau kaip 500 gamintojų per 8000 prietaisų. Apie 80 proc. Europos gamintojų prietaisų yra suderinami su KNX. KNX jau daugelį metų pripažįstama kaip pasaulinis namų ir pastatų valdymo standartas ir vis dažniau tampa BMS sprendimu, kurį renkasi komercinių projektų užsakovai ir projektuotojai. Pasaulinėje rinkoje yra daugybė pastatų valdymo sistemų, ir, nors daugelis jų gali vykdyti daugelį BMS reikalavimų, KNX ne be pagrindo yra pirmaujanti, nes:

●NX gali tiesiogiai valdyti visus pastato elementus, įskaitant apšvietimą, energijos tiekimą, prieigą, ŠVOK ir apsaugą;

●KNX yra saugi, šifruojama ryšio technologija, palaiko ryšį su IP, TP ir RF (interneto protokolu, magistralinio kabelio, bevielio ryšio arba radijo dažnio), o prietaisų lygmens saugumas taip pat sparčiai didėja;

●KNX turi protokolų integravimo sprendimus, o tai reiškia, kad galima integruoti su įvairiais sprendimais, pavyzdžiui, KNX su Bacnet, su Ethernet/ IP ir kitomis pastatų automatikos sistemomis:

●KNX turi sertifikuotus vartų (šliuzų) sprendimus, skirtus visiems pastato paslaugų elementams, pvz., DALI Master šliuzai yra KNX magistralėje, o ne sąveikauja su atskiru DALI Master įrenginiu, skirtu apšvietimui;

●KNX suteikia galimybę turėti vienintelį valdymo specialistą visoms pastato sistemoms, o ne konkrečios sistemos specialistą kiekvienai sistemai, pavyzdžiui, apšvietimo, elektros energijos, prieigos, žaliuzių, ŠVOK valdymo, apsaugos ir t. t. Be to, kad pagerėja sujungtų sistemų koordinavimo lygis, dėl vienintelio specialisto paprastai sumažėja techninės priežiūros išlaidos;

KNX BMS techniniai privalumai yra labai platūs ir universalūs:

●iki 1000 metrų ir 256 prietaisų vienoje linijoje, iki 15 grupių vienoje linijoje ir 15 linijų viename projekte, todėl viename projekte galima naudoti iki 57 600 atskirų KNX prietaisų;

●KNX kabelis (YCYM 2×2×0,8 kv.mm) užtikrina maitinimą ir duomenų perdavimą kiekvienam KNX įrenginiui per vieną vytą porą;

●KNX siūlo visą komplektą pažangių funkcijų, įskaitant laikmačius, logiką, scenas ir saugią nuotolinę prieigą, kad būtų galima patenkinti konkrečius bet kurio pastato apšvietimo, ŠVOK, apsaugos, valdymo ir kt. reikalavimus;

●KNX turi daugiau nei 8000 sertifikuotų produktų iš daugiau nei 500 gamintojų, kurie visi yra visiškai suderinami pagal KNX atvirojo kodo standartą;

●KNX yra pritaikytas ateičiai, lankstus ir pildomas;

Lietuvoje jau yra nemažai išmaniųjų namų ir biurų. Pavyzdžiui, prieš dešimtmetį Vilniuje pastatytame Green Hall verslo centre įdiegta išmanioji KNX BMS sistema realizuota su JUNG prietaisais.

KNX kursai

Apibendrinant galima teigti, kad ateities požiūriu KNX yra patikimas ir universalus pastatų valdymo sprendimas, suteikiantis pastato savininkui akivaizdų pranašumą prieš kitas patentuotas BMS sistemas. KNX asociacija, turėdama pasaulinį sistemų integruotojų tinklą, suteikia projektuotojams ir specifikacijų rengėjams galimybę gauti techninę informaciją, o rangovams - dalyvauti mokymuose ir kvalifikacijos kėlimo kursuose. Kvalifikuotų KNX montuotojų rengimu suinteresuotos ne tik mokymo įstaigos, bet ir įrangos gamintojai. „JUNG Vilnius" taip pat turi mokymo centrą, kuriame mokymai vyksta jau dešimtmetį. UAB „JUNG Vilnius" organizuoja KNX kursus nuo 2013 metų ir KNX sertifikatus jau yra gavę beveik du šimtai specialistų. Plačiau apie KNX kursus rasite https://www.jung.de/lt/4194/palaikymas/knx-kursai/knx-kursai/

KNX kursai - mokymo stendas JUNG Vilnius mokymo centre.

KNX projektavimas

KNX projektavimui naudojama universali programa - ETS (angl. Engineering Tool Software). Ji nepriklausoma nuo gamintojo, veikia Windows aplinkoje, o suderinamumą su įrenginiais užtikrina JUNG gaminių sertifikatai. Jei į KNX sistemą integruojamos papildomos sistemos, pvz. DALI, gali prireikti tik papildomos programinės įrangos, pavyzdžiui, DGS (angl. Dynamic Geometry Software).

ETS programoje galima rinktis gaminius iš JUNG bibliotekos.

Kokius duomenis reikia turėti pradedant KNX projektavimą, kas svarbu projektuojant pastato automatinio valdymo sistemą? Tai:

●       objekto savybės,

●       duomenų perdavimas ir apdorojimas (protokolų palaikymas),

●       valdymo būdai (vietinis, nuotolinis),

●       veiksmų algoritmai ir scenarijai, galimos įvairios avarinės ir ekstremalios situacijos,

●       sistemos informacijos saugumas,

●       sistemos atnaujinimas, lankstumas ir mastelio keitimas bei kiti duomenys.

KNX sistemos JUNG gaminiai

Vokietijos JUNG prietaisų gamintojas plačiai žinomas kaip aukšto lygio dizaino jungiklių ir kištukinių lizdų gamintojas, bet šio gamintojo prietaisų paletėje yra visa KNX sistemai reikalinga įranga. Šių prietaisų techninis lygis neatsilieka nuo dizaino. Ne kartą NT skelbimuose kaip išskirtinį objekto privalumą ir didelę vertę teko matyti minimus integruotus JUNG kištukinius lizdus ir jungiklius bei valdymo sistemos įrangą.

Priklausomai nuo konkretaus projekto poreikių, JUNG KNX įrenginiai gali būti labai įvairūs. Dažniausiai naudojami:

●judesio ir būvio jutikliai: fiksuoja judesį ir žmonių buvimą patalpoje. Jie gali automatiškai įjungti apšvietimą, šildymą, vėdinimą ar aktyvuoti ištisus scenarijus;

●aktuatoriai, kitaip dar vadinami vykdikliais, pavaromis, gali valdyti žaliuzes, užuolaidas ir kitus įrenginius;

●patalpos valdikliai leidžia kontroliuoti patalpų funkcijas - apšvietimą, klimatą bei vėdinimą;

●termostatai ir temperatūros reguliatoriai skirti patalpos klimatui valdyti;

●įvairūs KNX mygtukai ir jungikliai, kuriems gali būti priskiriamos įvairios funkcijos. Pavyzdžiui, galimas atskiras jungiklis žaliuzėms pakelti ir nuleisti;

●Smart Panel valdiklis - tai ant sienos montuojamas jutiklinis ekranas, kuris tarnauja kaip pagrindinis viso pastato KNX sistemos valdymo centras;

●Smart Visu ir Visu Pro serveriai skirti sujungti visus KNX sistemos įrenginius į vieningą ekosistemą, taip pat diegti, kurti ir valdyti įvairius scenarijus bei atnaujinti programinę įrangą;

●kiti jutikliai: tai gali būti orų stotelė, montuojama pastato išorėje, CO2 jutiklis ir pan. Jų pritaikymas įvairus, pavyzdžiui, patalpoje padidėjus CO2 koncentracijai, automatiškai įsijungs vėdinimas;

JUNG CO2 jutiklis. Visa JUNG matoma valdymo įranga yra kelių dizaino serijų, visi atskirų serijų prietaisai dera pagal formą ir spalvą.

KNX instaliavimas

Pirmiausia JUNG įrenginiai turi būti įdiegti ir prijungti prie jutiklių/vykdiklių lygmens magistralių. Po to kiekvienam įrenginiui turi būti priskiriami unikalūs bei individualūs adresai. Šiame etape nustatoma KNX BUS (laidinės) sistemos topologija. Tai reiškia, kad KNX įrenginiams priskiriamos vietos ir linijos. Po to įrenginiai turi būti sukonfigūruojami ir parametrizuojami. Tai daroma naudojant minėtą ETS programą. Ryšys tarp įrenginių nustatomas pagal parinktos grupės adresus. Siekiant keistis duomenimis, gali būti naudojamos skirtingų fizinių lygmenų kabelinės linijos, dažniausiai tai būna vyta pora (KNX.TP).

ASA.LT informacija, parengta bendradarbiaujant su UAB „JUNG Vilnius"