Gebäude- und Industrieautomation bis in die Cloud

Datenabbildung und -übertragung

Alarme und Ereignisse werden auf ähnliche Weise mit den unterschiedlichen Algorithmen abgebildet, wie Bild 3 exemplarisch zeigt. Für den Zugriff auf das Gerät selbst wurden neben der Datenabbildung auch Methodenaufrufe festgelegt, mit denen u.a. die aktuelle Uhrzeit an die Automationsstationen weiter gegeben werden kann, um diese zu synchronisieren. Zeitschaltpläne und Kalender lassen sich ebenso wie aufgezeichnete Trendlogdaten aus den BACnet-Objekten auf OPC UA Strukturen übertragen. Aufgrund dieser komplexen Datenstrukturen wurde in OPC UA hierfür die Unterstützung von Union-Datentypen (Zusammenfassung mehrerer Datentypen in einer einheitlichen Datenstruktur) implementiert.

Insgesamt spezifiziert das Informationsmodell folgende Datenabbildungen:

  • BACnet Objects/Properties -> OPC UA Object Types
  • BACnet Events -> OPC UA Alarms & Conditions
  • BACnet Logging -> OPC UA Historical Access
  • BACnet Data Structures -> OPC UA Structure Data Types
  • BACnet Units -> OPC UA Engineering Units

Als Spezifikation verfügbar: Standardisierte Ablage von BACnet Daten im OCP UA Server (Bild: OPC Foundation Europe)

Im Wesentlichen konzentriert sich das Informationsmodell also auf die Abbildung und Übertragung der Daten selber, nicht jedoch auf die Kommunikation, wie diese ermittelt werden. Typischerweise wird BACnet über das Internetprotokoll BACnet/IP verwendet, was jedoch nicht zwingend vorgeschrieben ist. Auch Feldgeräte über MS/TP oder andere BACnet-Netzwerkmedien lassen sich aufschalten. Ebenfalls ist die Art und Weise der Informationsermittlung nicht vorgeschrieben. So könnte wahlweise ein zyklisches Polling (ReadProperty oder ReadPropertyMultiple) verwendet werden, aber auch die Übertragung geänderter Werte über COV (ChangeofValue, also selbstständige Meldung von Wertänderungen) kann genutzt werden. Die Anwendungsfälle für diese Schnittstelle sind dabei höchst vielfältig. So lassen sich komfortabel und vor allem interoperabel die aktuellen Betriebs- und Verbrauchsdaten der Gebäude an Industrieprozesse weitergeben. Ebenfalls ist der Einsatz von Enterprise-Systemen zur Überwachung oder sogar zum Engineering der betriebstechnischen Anlagen denkbar. Zusätzlich lassen sich Geräte aus dem Bereich Building Automation in Cloudsysteme einbinden und mit Analysefunktionen überwachen. So könnte z.B. ein Rohrbruch rechtzeitig anhand von Anomalien erkannt werden, wenn beispielsweise in einem Bürogebäude am Wochenende ein extrem hoher Wasserverbrauch festgestellt wird. Zusätzlich lassen sich bei der Kopplung von Gebäude- und Industriesystemen hohe Potenziale zur Energieeffizienz nutzen. Denkbar ist u.a. die Nutzung von Abwärme aus Industrieprozessen für Heizungssysteme oder die Überwachung der Industrieprozesse durch die Gebäudeautomation. Produktionsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, usw. können aufgezeichnet und zusammen mit den Daten der Industrieprozesse in Verbindung gebracht werden, z.B. für die Rückverfolgbarkeit von Chargen. Voraussetzung für solche Kopplungen sind in jedem Fall einheitlich festgelegte Schnittstellen. Das hier vorgestellte ‘BACnet OPC UA Information Model’ ist hierfür hervorragend geeignet.

Weblinks:

Download des Informationsmodells: http://www.big-eu.org/fileadmin/downloads/BACnet_OPC_UA_Information_Model.pdf

Webseite der OPC Foundation, u.a. mit zwei Videos zum Thema: https://opcfoundation.org/markets-collaboration/bacnet/

Kontakt zur Arbeitsgruppe:

Matthias Damm: Matthias.damm@ascolab.de

Frank Schubert: F.Schubert@beckhoff.com

 

Statement Michael Hädrich, Geschäftsführer R/D ConneXSoft, München

Die Qualität der Integration spielt bei den heutigen großen verteilten Systemen eine immer wichtigere Rolle. OPC UA wurde konzipiert, um neben dem sicheren Zugriff auf die reinen Datenpunkte das dazugehörige Modell im Kontext zur Verfügung zu stellen. Gerade im Zusammenhang mit BACnet und dem offiziellen ASHRAE NodeSet Standard haben wir hier die perfekte Kombination, um die wichtigen gebäudespezifischen Strukturinformationen übertragen zu können. Damit wird die Vision Realität aus reinen Felddaten eine komplette Applikation automatisiert zu generieren. Nicht nur für lokale Systeme, sondern gerade im Zusammenhang mit IIoT und BigData ist diese Funktion entscheidend.

 

 

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