Komunikační protokol BACnet

BACnet (Building Automation Control Network) je komunikační protokol, navržený pro použití v systémech řízení budov. Mervis IDE u vybraných platforem obsahuje jak BACnet server, tak BACnet klient. Driver BACnet pracuje jako BACnet klient - je schopen číst a zapisovat data na server, kterým může být cizí zařízení, jako VZT jednotka, zabezpečovací systém atd. Pro integraci dat z Mervis RT do nadřazeného systému (SCADA) použijte BACnet server. BACnet klient se používá pro integraci cizích systémů na automatizační úrovní - „do PLC“.

Podporované hardwarové platformy jsou tyto:

• Domat
  • mark220
  • mark320
  • markMX
  • IMIO105
  • IMIO110
  • ICIO205
  • mark125
  • wall - všechny typy
• Windows RT
• Unip - všechny typy
• Wago - všechny typy

Na ostatních platformách není BACnet klient podporován.

BACnet standard popisuje několik komunikačních médií, jako UDP/IP, Ethernet, RS485 (MS/TP), LON atd. Mervis využívá pro přenos protokol UDP/IP na sběrnici Ethernet. (Nezaměňovat s druhým způsobem, BACnet over Ethernet, který pro adresování nepoužívá IP adresy, ale MAC adresy síťových karet.) Linku RS485 tedy aktuálně použít nelze, pro komunikaci se zařízeními BACnet MS/TP je nutné nasadit BACnet router jiného výrobce.

Driver je psán tak, že umožňuje volné přiřazování vybraného typu a instance objektu a jeho vlastnosti (Property) na proměnnou Mervis IDE. Je možné vybrat libovolný typ i vlastnost včetně vlastností specifických pro výrobce (vendor-specific), protože v parametrech proměnné lze zadat i „uživatelskou“ (specifickou) vlastnost jako číslo. Při přiřazování je nutné respektovat datové typy tak, aby typ proměnné v IDE odpovídal typu vlastnosti BACnet objektu. U běžných typů objektů, jako Analog Input, Multistate Value atd. nenastává problém, protože u nich se obvykle používá vlastnost Present Value (85). V případě jiné vlastnosti je nutné ověřit její datový typ podle standardu BACnet a v mapování proměnné zvolit správný typ hodnoty a index pole, který určuje, která část dat bude mapována.

Komplexní objekty typu Schedule tímto způsobem na časové programy v Mervis IDE mapovat není možné. Koncept integrace toto ani nepředpokládá: editovatelné objekty jako týdenní programy by z BACnet serveru měly být integrovány přímo do HMI, tedy např. programu SCADA.

Nejprve je nutné založit a nastavit komunikační kanál. Ten bude mít protokol BACnet a Linkový protokol UDP.

Do kanálu vložíme zařízení (device). To pak bude obsahovat jednotlivé datové body.

Vlastnosti zařízení

• Název - jméno zařízení pro lepší orientaci v projektu, bude součástí vygenerovaného jména proměnné
• Povolit - pro řádnou funkci musí být zařízení povoleno. Nastavením False je zablokováno a při kompilaci se neuvažuje.
• Rozšíření zařízení - v této verzi se nepoužívá

Parametry UDP

• IP adresa zařízení - adresa BACnet serveru, se kterým chceme komunikovat.
• Místní port - číslo UDP portu pro odchozí telegramy. Běžně se nechává 0 (automatické přiřazení z rozsahu „volných portů“ 49152-65535 podle specifikace IANA), nicméně některé servery vyžadují, aby klient používal standardní číslo portu vyhrazené pro BACnet, tedy 47808. Při potížích ověřte v dokumentaci cizího BACnet serveru. V tomto parametru lze odchozí port nastavit ručně.
• Port zařízení - číslo UDP portu cizího BACnet serveru. Standardní hodnota je 47808. Při potížích ověřte v dokumentaci cizího BACnet serveru.

Parametry zařízení BACnet

• Instance objektu Device - každý server BACnet má jako povinný objekt instanci objektu typu Device. Ten obsahuje jednak obecné informace o zařízení (výrobce, verze firmwaru, popis, název, komunikační parametry - možnosti segmentace, max. délka paketu), jednak seznam všech ostatních objektů, která server obsahuje. Číslo instance objektu Device bývá obvykle 1.
• Typ síťové adresy - příprava pro případná rozšíření komunikačních možností. Pro BACnet/UDP zvolte Žádný.

BACnet - parametry pro Žádný

Podle typu síťové adresy mohou být vyžadovány další parametry. Pro Žádný nejsou žádné parametry nutné.

Definice prototypu

Tato sekce se vyplňuje v případě, že chcete z generického zařízení udělat knihovní zařízení, tzv. prototyp. Podle vyplněných parametrů se pak prototyp v knihovně třídí, hledá atd.

• ID modelu - název prototypu, obvykle typové označení výrobce
• ID verze přístroje - alfanumerické označení verze přístroje pro případ, že by výrobce uvedl na trh více verzí, mezi nimiž je potřeba rozlišovat
• ID výrobce - označení firmy výrobce zařízení, obvykle zkratka - používá se pro snadnou identifikaci prototypu v knihovně
• Zámek pro linkový protokol - nastavte False.
• Verze prototypu - verze knihovního zařízení Mervis; verze se mohou lišit například počtem komunikovaných proměnných. Číslo verze se zadává ve formátu vX_Y, například „v1_0“.
• Stav - Vývoj, Test, Vydání, Zastaralý, Porušený, Nepodporován. Stav je možné nastavit podle toho, do jaké míry je zařízení „rozpracováno“ nebo připraveno k plnému nasazení. Tento parametr může ovlivňovat viditelnost zařízení v knihovně.
  • Vývoj - na zařízení se pracuje
  • Test - definice hotova, nutno otestovat v reálné komunikaci
  • Vydání (Release) - zařízení připraveno k nasazení, otestováno
  • Zastaralý - existuje jiná, novější verze zařízení, jejíž použití se doporučuje
  • Porušený - odštěpená verze od hlavní větve, již není udržována
  • Nepodporován - v knihovně je pouze z historických důvodů nebo kvůli kompatibilitě se starými projekty, nenasazovat.

Informace o zařízení

Volitelně vyplňované údaje.

• Model - Název přístroje tak, jak ho udává výrobce.
• Verze - Verze přístroje tak, jak ji udává výrobce.
• Výrobce - Celý název výrobce zařízení.
• Cesta kategorie - Text, který určuje cestu ve stromu pro výběr zařízení v knihovně, např. „IRC\Topeni“. Jednotlivé úrovně lze oddělit znakem „\“.

Dalším krokem je přidání komunikační skupiny. Skupina (Group) sdružuje I/O datové body.

Klikněte pravým tlačítkem do pracovní plochy Zařízení a vyberte Přidat skupinu.

Vlastnosti skupiny

• Název - libovolný název skupiny
• DataPoint.SortOrder - nevyplňujte
• Interval čtení / zápis - lze nastavit, jak často bude skupina vyčítána nebo zapisována. Pro průběžnou aktualizaci nechte hodnotu 0 ms.
• Je specifický box - nevyplňovat
• Typ skupiny - vyberte, zda skupina bude obsahovat proměnné pro čtení nebo pro zápis.

Parametry skupiny BACnet

• Skupinová akce - v této verzi nevyplňujte
• Zápis pouze při změně - u skupiny pro zápis nastavte na True

Ve skupině již můžeme definovat jednotlivé I/O datové body s vyplněnými parametry pro komunikaci BACnet. Datové body v rámci jedné skupiny se komunikují v jednom dotazu, což může zefektivnit komunikaci. Pokud by ale byla skupina příliš velká, může dojít k překročení max. délky telegramu (APDU), kterou je protistrana schopna akceptovat. Doporučujeme definovat cca. 20 datových bodů ve skupině.

Pozor: Maximální počet proměnných v zařízení je cca. 150. Pokud nastanou problémy s komunikací, zkuste zmenšit počet proměnných v zařízení, resp. rozdělit proměnné do dvou zařízení.

Klikněte pravým tlačítkem do pracovní plochy Zařízení a vyberte Přidat datový bod. Vyplníme jeho vlastnosti.

Vlastnosti datového bodu

• Název - není-li níže definováno jinak, tento název se použije jako část jména proměnné při automatickém generování globálních proměnných funkcí Autogen.
• DataPoint.SortOrder - nevyplňujte
• Interval čtení / zápis - přebírá se z vlastností skupiny
• Je specifický box - přebírá se z vlastností skupiny
• Skupina - vyberte skupinu, do níž je proměnná přiřazena
• Typ skupiny - pro info, přebírá se z vlastností skupiny
• Typ mapované komunikační hodnoty - obvykle BuiltIn, pouze pokud je proměnná typu Binary Input/Output/Value, tak Bit
• Typ ST - u analogových proměnných obvykle REAL, u multistate proměnných nějaký z celočíselných typů (INT…)
• Transformace - obvykle Identity; proměnné BACnet již není nutné nijak škálovat, linearizovat atd.

Autogen

• Povolit Autogen - True, pokud chceme, aby se automaticky generovala i příslušná globální proměnná pro použití ve FUPLA nebo ST
• Cílový projekt (SWAutogen)  - vyberte projekt, v němž se mají proměnné automaticky založit
• Generovaná proměnná (SW Autogen) - název automaticky generované proměnné, pro informaci
• Generované jméno proměnné (SW Autogen) - pokud se má generovaná proměnná jmenovat jinak, než datový bod, zadejte její název zde. Obvykle se nechává prázdný.
• Retain (SW Autogen) - pokud je True, hodnota proměnné se ukládá do paměti NVRAM nebo Flash. Obvykle se nechává False.

Parametry dat. bodů zařízení BACnet

Tyto parametry poskytne dodavatel integrovaného zařízení - BACnet serveru. Obvykle jsou k dispozici v podobě tabulky v dokumentaci, nebo jako soubor EDE. Lze je i vyčíst ze zařízení pomocí BACnet browseru (např. Yabe).

• Typ objektu - Typ objektu BACnet (BACnet Object Type), buď vyberte z předdefinovaných běžných typů, nebo zvolte Specifický a v následující položce Specifický typ objektu zadejte jeho číslo. To se používá u těch typů objektů, které nejsou uvedeny ve standardu BACnet a výrobci si je definují sami.
• Instance objektu - BACnet Object Instance, neboli číslo objektu určitého typu v rámci zařízení (BACnet Device).
• ID vlastnosti - Objekt má více vlastností (BACnet Properties), které lze mapovat na proměnné Mervis. Standardní vlastnosti mají definovaná čísla - Property ID, výrobce si může definovat i specifické vlastnosti s Property ID 512 a vyšším. Obvykle nás zajímá vlastnost 85, Aktuální hodnota (Present Value). Pokud chceme jinou vlastnost než Present Value, vybereme Custom a ID vlastnosti zadáme v následujícím parametru.
• Specifické ID vlastnosti - vyplňuje se pouze v případě, když chceme jinou vlastnost než Present Value.
• Priorita - zápis do objektů BACnet se provádí s určitou prioritou a lze ho provést pouze tehdy, má-li objekt, do něhož se zapisuje, aktuálně nastavenou prioritu stejnou nebo nižší (tedy s vyšším číslem priority). (Priorit je celkem 16, nejvyšší priorita je 1 = Manual Life Safety.) Doporučujeme výchozí hodnotu nechat Neurčeno a pokud se zápis nedaří, kontaktovat dodavatele zařízení. Neuvážené použití priorit může narušit zamýšlenou funkci zařízení!
• Typ hodnoty - Typ hodnoty v protokolu BACnet (BACnet Application Datatype). Měl by odpovídat ST typu zadanému výše. Pro binární typy (bool) lze podle standardu BACnet použít typ Enumerated (nejtypičtější), BoolApl nebo BoolCtx, v případě pochyb při volbě je nutné odzkoušet v praxi nebo kontaktovat dodavatele BACnet serveru.
• Index pole - normálně není použit, hodnota je -1.

Následně projekt zkompilujeme a vygenerované proměnné můžeme použít v programu FUPLA nebo ST stejně jako jiné globální proměnné.