BACnet Zigbee, EnOcean, le Web L avenir des contrôles automatisés

BACnet Zigbee, EnOcean, le Web L avenir des contrôles automatisés Par Monsieur Marc Dugré, ing. Président, Régulvar inc. L utilisateur ne veut plus plusieurs postes de commande; il veut une seule interface Integration 3rd party systems Common Management System Common Communication Building automation Fire Intrusion CCTV Access Integration 3rd party systems Cont rol Building automation Fire Intrusion CCTV Access Integration Cont rol 3rd party systems 2 1

Historique Début des travaux sur la norme BACnet en 1987, Nashville, Tennesse Qui? Michael Newman (Cornell University) et Steven Bushby (NIST) Première norme en 1997 (ASHRAE Standard 135, 1995) Annexe J (BACNet/IP) Création de BACnet International.org Créationdu BTL Aujourd hui plus de 500 compagnies offrent des produits BACnet, ISO 16484 5 (2003) 3 Structure de BACnet T Objets Analog Analog Input Input Device Sequencer Schedule Binary Output Représente les données et la fonctionnalité Services Entraîne les commandes et les échanges de données Transport Transport et distribution de donnés 4 2

Transport BACnet flexible et ajustable ISO BACnet layer 5.. 7 BACnet application layer 3.. 4 BACnet network layer IEEE 8802-2 IP PTP LONtalk MS/TP 1.. 2 ARCNET IEEE 802.x IEEE 802.x PPP RS232 FT/TP-10 (FTT10) RS485 Ethernet, WLAN etc. Dialing connection BACnet via LON 5 La portée fonctionnelle des dispositifs BACnet est définie par les fabricants et certifiée par BTL Profils de dispositifs, une classification de dispositif BACnet Chaque profil de dispositif (poste de commande, contrôleur de bâtiment, contrôleur d application avancée, contrôleur à application spécifique, actuateur intelligent, sonde intelligente) a un minimum de BIBBs qui lui est demandé BIBBs permet une évaluation précise d interopérabilité B AWS, B OWS, B OD, B BC, B AAC, B ASC, B SS, B SA B AWS : Advanced Workstation Softwares ( Alerton, Automated Logic, Delta, Samsung, Siemens) B OWS : Operator Workstation Softwares (Honeywell, Reliable, Siemens) B OD : Operator Display B BC BC : Building Controller : 26 compagnies B AAC : Advance Application Controller : 13 compagnies B ASC : Application Specific Controller : 40 compagnies Source : www.bacnetinternational.net/btl/ 6 3

Croyance et mise au point BACnet n est pas un fil 7 BACnet inclut plusieurs supports physiques -Arcnet -Ethernet - RS485 - Ethernet - UDP/IP Il y aura donc plusieurs règles à suivre à la conception d un système multi-produit. 8 4

BACnet langage de programmation 9 Architecture étendue MSTP PTP BBMD Appareil BACnet A Appareil BACnet B Appareil BACnet C Routeur IP Routeur IP BACnet Adressage adressage IP MAC adresse Routeur Broadcast et unicast BBMD BBMD Appareil BACnet D Appareil BACnet E Appareil BACnet F MSTP PTP 10 5

Règles à respecter Sous réseau MSTP (RS485) Réseau le plus courant au niveau des commodités (VAV, thermopompe, VFD, etc.) Un réseau par manufacturier Câblage important, filage basse impédance(low cap) et résistance de fin de ligne Jamais deux réseaux en cascade 11 Cascade de réseau de contrôleurs MSTP à proscrire LAN MSTP Sub net MSTP LAN ETHERNET Commutateur Cisco Sub net MSTP 12 6

Règles à respecter Sous réseau MSTP (RS485) suite Vitesse de communication varie d un manufacturier à l autre, ne jamais laisser la vitesse en mode automatique Ne pas utiliser de produit esclave (slave device), seulement les produits point à point (Peer to Peer) Le moins possible 13 Règles à respecter Ethernet La couche la plus solide Beaucoup plus rapide (10 000 000 vs 76 800) Nécessite une infrastructure d interconnecteur (switch) Distance et cascade à respecter Plusieurs manufacturiers n offrent pas cette couche 14 7

Règles à respecter BACnet/IP UDP, TCP Certains services BACnet utilisent le principe du Broadcast Fonctionnalité du BBMD importante Impliquer vos ressources TI, les recommandations du manufacturier en fonction du protocoles BACnet sont importantes Attention au réseau circulaire 15 Exemples de problèmes rencontrés Alarme intrinsèque incomplète vs alarme BACnet de type «BACnet Event» Mcquay (Microtech II) Honeywell (EBI) Contrôleur IP qui ne supporte pas les numéros de réseau BACnet, invisibles sur un Wan B6000 de Cimetrics Carte IP MSTP de Carrier BACnet IF de Mitsubishi Adressagefixe desappareils York, toutes les adresses commencent par 23 Segmentation des Who Is Siemens La norme BACnet contient 600 pages, il y a différentes interprétations. BACnet implantation Guide 16 8

Innovation sans fil Réseau personnel (PAN) Pièce Réseau LAN BACnet Ethernet Contrôleur sans fil Détecteur de mouvement Contrôleur sans fil Thermostat Relais d éclairage Thermostat Relais triac plinthe électrique 17 Comparaison des technologies existantes Portée Communications sans fil courte portée 1000 m Pas de pile Piles De quelques mois à quelques années Piles rechargeables (quelques jours) Alimentation secteur 100 m ZigBee TM 10 m 1 m Automatisation d édifices Commodité, rapidité, flexibilité, coût Contrôle & supervision Puissance, coût Remplacement tdes câbles Coût, commodité Web, courriel, vidéo Rapidité, flexibilité Facteur 1 Facteur 10 Facteur 100 Énergie requise Facteur 1,000 Facteur 10,000+ 18 9

Comparaison des convertisseurs d énergie Technologie EnOcean Électrodynamique (mouvement linéaire) Source d énergie Énergie Énergie Énergie mécanique thermique lumineuse Appareil de conversion Convertisseur électrodynamique Thermocouple Cellule photovoltaïques Thermocouples Dimensions de l élément de conversion d énergie Coût $ CAD Production 20 x6x1 mm 5x5x2 mm 10x20x2 mm <4.00 <5.00 <2.00 Cellule photovoltaïques miniature Générateur d énergie Pression (interrupteur) 3mmx5N Différence de température de 5 K Lumière ambiante >50 lux Énergie générée 120 µws par opération 20 µw permanence 20 µw permanence Convertisseur Piezo (vibration) 19 Projets mettant à profit les technologies sans fil 20 10

Les nouvelles frontières de l immotique La convergence avec la télécom Le Cloud Les tableaux de bord Les systèmes analytiques 21 Convergence TI Système immotique Les TI migrent vers des réseaux machine machine Lesréseaux sont de plus en plus génériques Les réseaux deviennent intégrés au bâtiment et au processus de construction CISCO, Microsoft 22 11

23 Cisco 12

Netgear 25 Du Web au «Cloud» Le Web a été au cours de la dernière décennie le moteur d une multitude d innovations (Web, TI, systèmes ouverts, téléphonie, télévision, XML, etc. Comme la plupart des systèmes entreprise (ERP), les systèmes de régulation numérique suivent la même architecture Web. La philosophie derrière un système totalement Web est de tirer avantage antage destechnologies disponibles, d être prêts pour l avenir. Par exemple, l infonuagique (informatique dématérialisée). 26 13

L infonuagique (Cloud) L infonuagique est un concept de déportation sur des serveurs distants des traitement informatiques traditionnellement localisés sur les postes des utilisateurs. Delta ERP Régulvar Tableau de bord Système d analyse SEB Fournisseur d énergie Microsoft 27 Les tablettes Processeur Risc, Arm 9, 32 bit @ 230 MHz Réseau Ethernet haute vitesse 100 MB Mémoire de 256 MB flash Écran couleur 7 po, 800 x 480 WVGA Sous réseau sans fil ZigBee et EnOcean Interface graphique couleur Écran tactile Sonde de température intégrée Météo (Environnement Canada) Babillard électronique Caméra de l entrée principale 14

Les tablettes Les tablettes 15

Des millions de données Nous avons aujourd hui accès à des millions de données Les systèmes de régulation sont branchés IP/Web Les protocoles sont standardisés (BACnet) Les bases de données sont standardisées SQL XML, CSV, etc. Le défi sera de transformer toutes ces données en actions intelligentes 31 Transiger des données vers des actions intelligentes Comment ferons nous? Des nouveaux outils interpréteront nos données d opération Un défi de données, et non un défi de contrôle Une progression naturelle Meilleure connaissance des usagés Analyse statistique automatisée Logiciel d interface Données Communication Contrôle 32 16

Les tableaux de bord sont les premières applications commerciales de l informatique déportées pour le contrôle de bâtiment Créé par l administrateur Résumé d information pour les gestionnaires d immeubles, principalement pour l énergie Apprentissage rapide, intuitif Affichage statique Mélange de données de systèmes immotiques et de données externes : factures d énergie, degré jour, etc. Delta 33 Tableaux de bord Lucid Design Prophet Suite Sensus MI EnerNOC 34 17

Une seconde évolution, les systèmes d analyse De nouveaux logiciels qui nous donnent des outils de code nous permettent de créer facilement des algorithmes traitant de grandes quantités de données provenant de différentes sources, telles Bacnet, le Web, données CSV, SQL, etc. Logiciel d analyse Base de données 35 Logiciel d analyse Logiciel qui, automatiquement, regarde vers les problèmes ou modèles dans la banque de données En codifiant la connaissance d expert dans des règles d algorithme En travaillant à travers une grande quantité de données En facilitant l addition de nouvelles règles En présentant au gestionnaire l image complète du comportement de leur bâtiment et non la photographie d un instant 36 18

Une seconde évolution, les systèmes d analyse Toutes nos températures de zone supérieures à 24 C durant plus de 60 minutes lorsque la température extérieure est inférieure à 10 C, quelle zone, quand, combien à la fois Toutes les températures de mélange inférieures à 12 C durant 30 minutes, quel système, quand, récurrence? Toutes les sondes de température dont la valeur n a pas changé sur une période de 24 heures Tous les moments où la consommation d énergie de tout un bâtiment est supérieure ou inférieure à ma cible, en corrélation avec la météo, la charge de mon bâtiment, les degrés jour, etc. 37 Tableau de bord illustrant les résultats des modèles d analyse 38 19

Exemple de code simple permettant l analyse 39 Merci! Marc Dugré, ing. Président, Régulvar inc. 40 20