منظومة إدارة المباني -Building Management System BMS

[صبري النجار]

أطرح على الإخوة الأفاضل موضوع:
منظومة إدارة المباني Building Management System - BMS
ويعنى به كل المهندسين الذين يعملون في مجال خدمة المباني (Building services) من فنادق ومستشفيات ومبانٍ سكنية وإدارية وخاصة ونحو ذلك، أي المتخصصين في المجالات التالية:

تكييف الهواء والتحكم فيه HVAC and Control
أعمال الكهرباء ( قوى وإضاءة وتيار خفيف)
Electricity ( Power, Lighting, and Low Current)
الأعمال الصحية Sanitary Works
شبكات مكافحة الحريق Fire Fighting Networks

فما رأي سيادتكم
صبري النجــار

[صبري النجار]

يحتاج أصحاب الفنادق والمباني الحكومية الهامة والمستشفيات إلى منظومة لإدارة المبنى ، والإدارة هنا تعني شيئين إثنين هما:
المراقبة ( Monitoring)
التحكم (Control)
أي أن المنظومة تمكن صاحب المبنى و/ أو مدير التشغيل والصيانة أن يراقب كل معدات وأجهزة المبنى وأن يتحكم فيها مركزياً من خلال حاسب شخصي متصل بكل المعدات عن طريق مستشعرات (sensors) ومتحكمات (controllers) ، في شكل شبكة منطقة محلية (Local Area Network - LAN) .
صبري النجـار

[صبري النجار]

الغرض من هذه المنظومة:

المراقبة والتحكم مركزياً في كل الأجهزة المعنية في مبنى أو مجموعة مبانٍ .

محتويات المنظومة:

أولاً : حاسب أو عدة حواسب (حسب طلب العميل) وهذا فيالمستويات العليا للإدارة والتشغيل (Management and operation level)

ثانياً: متحكمات ( controllers) وهذا هو مستوى المنظومة (System level) أو مستوى الميكنة (Automation level)

ثالثاً: مستشعرات (sensors) لتشعر بالمتغيرات المرادقياسها - من درجة حرارة و رطوبة وضغط وسريان و تيار وجهد كهربي ( فولط) ونحوذلك- ومشغلات ( actuators) لفتح وغلق الصمامات المراد التحكم فيها ، وهذا هو المستوى الحقلي (Field level)

إذن فمستويات المنظومة هي:

1. Management level الإدارة (المالك أو مدير الصيانة)

2. Operation level التشغيل (مهندسو وفنيو التشغيل)

3. Automation or System level مستوى المنظومة

4. Field level المستوى الحقلي

وحيث أن المتحكمات في هذه الأيام من النوع الرقمي (digital) ولكل منها مشغل دقيق وقد نطلق عليه معالج دقيق (microprocessor ) فنلاحظ أن ربط هذه المعالجات الدقيقة هذه ببعضها البعض ، هو نفسإشكاليةربط مجموعة حاسبات ببعضها البعض فيما نسميه شبكة منطقة محلية (Local Area Network)

فعلى سبيل المثال إذا أحضرت حاسبي الشخصي إلى أي شبكةحاسبات في مكانٍ ما ، هل يمكنني أن أوصل جهازي مباشرة بالشبكة كي أستفيد من الخادم(Server) والطابعة ؟؟؟

الإجابة بالنفي لأن جهازي يحتاج إلى مايسمى كارت (بطاقة)شبكة (Ethernet Card) لكي يتوافق مع الشبكة .

نفس الشيء بالنسبة للمتحكمات ، فهي مجهزة للعمل ضمن شبكة منطقة محلية.



السؤال الآن: كيف تنتقل البيانات من معالج إلى معالج آخر عبر الشبكة ، سواء أكانت شبكة متحكمات لمنظومة (BMS) أو حاسبات ؟



هنا صرنا بصدد ما يسمى " البروتوكول" ، فما تعريفه ؟

البروتوكول: هو مجموعة من القواعد التي تحكم انتقال البيانات عبر الشبكة.

تجدر الإشارة إلى أنه قبل ظهور المعالجات الدقيقة لم تكن هناك حاجة إلى بروتوكول إذ كان لشبكة المنظومة حاسب واحد فقط مركزي يستقبل كل البيانات من حرارة و رطوبة و سريان وتيار ويقرر هو لكل صمام أو مروحة أو مكيف أو محول أن يعمل أو يتوقف جزئياً أو كلياً. أي لم تكن هناك حاجة لربط معالجات .



فكان البروتوكول هو الحل لإشكالية المتحكمات الرقمية. ولكن فكر الإنسان قاصر ويعتمد تقدمه على المحاولة والخطأ (Try and error) بعكس المولى عز وجل الذي وصف نفسه في القرآن " وهُو بكلِّ شيءٍ عليم "

فكان البروتوكول حلاً يحمل بين طياته إشكالاً آخر – مثل ما حدث في الأسطورة الإغريقية هرقل و العدار (Hydra) التي كان كلما قتل لها رأساً ظهرت لها رأس غيرها - هذا الإشكال هو إقتصار البروتوكول على الشركة المنتجة له وللمتحكمات، ومن ثم عشنا في الثمانينات فترة ظهور المتحكمات الرقمية المباشرة , ولكن بأسلوبٍ إحتكاري ، فلم يكن ثمة سبيل إلى التوافق بين متحكمات شركة تحكم مع متحكمات شركة تحكم أخرى !!!!

فكانت الثمانينات عقد الإحتكار للمتحكمات

وللحديث بقية إن شاء الله في كيفية كسر الإحتكار وأول حل كان بيحمل بين ثناياه إشكالاً جديداً

والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته

صبري عبد العليم النجار – مدينة 6 أكتوبر – الجيزة - مصر

[Fahad]

السلام عليكم ..

لا شك أن مصطلح BMS اصبح من الامور الرئيسية لأي منشئة حديثة تسعى لمراقبة والتحكم بالمعدات الموجوده فيها بطريقة دقيقة وبأسلوب أقتصادي على المدى البعيد ..

شخصيا عملت في صيانة أكثر من نظام BMS .. مثل .. جونسن كونترول .. و CCN الخاصة بشركة كارير ..


باارك الله فيك على هذا الموضوع القوي ..

:can:

[اشرف]

موضوع رائع جدا ...

مرحبا بك في القرية ..

في انتظار بقية الموضوع



اشرف

[شرى كوول]

موضوع Bms ممتاز وقد لايخلو مبنى من الطراز الحديث على هذه النظم .
شكرا على الموضوع وفى انتظار المزيد............

[صبري النجار]

خرجت علينا الشركة الأمريكية ( Echelon ) عام 1990 في ولاية كاليفورنيا وموقعها:

http://www.echelon.com/

بحلٍ جديد لكسر الإحتكار، ويتمثل هخذا الحل في بروتوكول أطلقوا عليه اسم (LonWorks)

واتبعته العديد من شركات التحكم بحيث أمكن ربط متحكمات (Controllers) رقمية من أكثر من مصدر ببعضها البعض.

ومن ثمّ أمكن كذلك إحلال متحكمات من شركة ما مكان متحكمات من شركة أخرى تعمل على نفس البروتوكول وذلك في حالة التلف أو عند الرغبة في التحديث أو التوسع ونحو ذلك .. فكان ظهور هذا البروتوكول علامة على الطريق وكانفتحاً كبيراً لشركة إيشلون التي كانت تستخدم بروتوكول (LonWorks)

في تطبيقات الميكنة الصناعية (Industrial Automation) وأخفقت في تسويقه لأصحاب المصانع ، ثم أعادت نشره في مجال جديد عليها وهو خدمات المباني (Building Services)

والذي يقتصر على محطات تكييف الهواء وشبكات الحريق والسباكة وأعمال الكهرباء (قوى + إضاءة + تيار خفيف مثل التلفزيون والكاميرات والهاتف والإنذار والأنظمة الصوتية )

تجدر الإشارة إلى أن المتحكمات المستخدمة في مجال الميكنة الصناعية يطلق عليها " متحكمات منطقية مبرمجة "

( Programmable Logic Controller)

واختصارها (PLC )

وهي تقابل ما نسميه متحكمات رقمية مباشرة ( DDC) في مجال خدمات المباني


والسؤال الآن هو:

إلى أي درجة نجح بروتوكول (LonWorks) في فرض الإنفتاح فيما بين المنتجين/ المصنعين (manufacturers) وإنهاء الإحتكار؟

فنقول إن البروتوكول سمح بإمكانية التشغيل البيني – أو تبادلية التشغيل -

(Interoperability) فيما بين المتحكمات التي تتبناه أي تعمل بمقتضاه ، ... ولكن ... ولكن ... لاننس أن البروتوكول صادر عن شركة!! لها حساباتها في المكسب والخسارة ، كأي منشأة تجارية تحقق الربح لأصحابها.....!!! ومن ثم فكان هناك مسمار جحا ...!!!

إذ عمدت الشركة إلى دس شريحة أسمتها " الشريحة العصبية" (Neuron Chip) وبدونها لا يعمل البروتوكول ، وأصبحت هذه الشريحة داخل كل متحكم رقمي مباشر (DDC) يعمل وفق بروتوكول (LonWorks) !! فأصبح البروتوكول مشروطاً بوجود هذه الشريحة ، فهل يمكننا أن نصف هذا البروتوكول بالمفتوح ؟ أم أنه منغلق على من لديه سر تصنيع وبيع الشريحة ؟ هذه مشكلة

واللافت للنظر أن الذي ينتج الشريحة هو طرف آخر كان في البداية شركة ما، ثمّ أصبح الآنَ تنتجهُ شركة توشيبا وشركة تسمى (Cypress) و هذه مشكلة ثانية.

كذلك تجدر الإشارة إلى أن أي شبكة لمنظومة إدارة المباني يجب تحصيل رسوم عليها عن كل قطعة/ لوحة (node) في نظير توصيل الشبكة (Networking) ورسوم أخرى في نظير الهندسة (Engineering) و هذه مشكلة ثالثة.

إذن لم يخلُ هذا الحل من العيوب!!!

وللحديث بقية إن شاء الله عن آخر حل صدر عن الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء ، والمعروفة بسم

American Society of Heating, Refrigerating, and Air-conditioning Engineers, Inc.
واختصارها

ASHRAE

وموقعها

http://www.ashrae.org/

والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته

صبري عبد العليم النجار

[صبري النجار]

أيها الأخوة الأفاضل


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

قبل التعرض لمجهودات ومساعي جمعية أشرى (ASHRAE) للوصول إلى بروتوكول مفتوح ، نود أولا الإجابة على السؤال التالي:

ماهي البروتوكولات المستخدمة في السوق لمجال خدمات المباني سواء أكانت لمبانٍ أو لمجرد سكن منزلي وشقق ؟

الإجابة: 9 بروتوكولات هي


9 Protocols



• BatiBUS

•CAB - Canadian Automated Building protocol

• CEN - European Committee for Standardization

• EHS - European Home Systems

• EIB - European installation Bus

• FND - Firm Neutral Data Communication

• PROFIBUS - Process Field Bus

• World (FIP) Factory Instrumentation Protocol

•LonWorks

• OSI Basic Reference Model

جدير بالذكر أن حمعية (ASHRAE) جمعية علمية لاتسع لتحقيق ربح (Non-profit Organization) ، وقد طلب إليها في الثمانينات المعـنيون بمعضلة الإحتكار في سوق المتحكمات الرقمية ومعضلة الإفتقار إلى إمكانية التشغيل البيني (Interoperability) بين المتحكمات المختلفة المصدر أو بين المتحكمات ومعالجات (processors) المبردات (Chillers) و المصاعد وأنظمة إنذار الحريق وبقية منظومات المبنى .

فعكفت الجمعية على دراسة وإصدار بروتوكول جديد مفتوح ، وكونت لجنة عام 1987 أسمتها اللجنة الدائمة لمشروع المقياس

Standing Standard Project Committee - SSPC

وأعطتها الرقم 135 فصار اختصارها SSPC 135

بقيادة أحد أصدقائنا واسمه مايكل نيومان ، مدير قسم الحاسبات بمرافق جامعة كورنيل بولاية نيويورك، ونائبه (Steven Bushby) في المعهد القومي للمقاييس و التقنية (NIST) حتى تمكنوا بفضل الله من إصدار البروتوكول بعد ثمان سنوات أي في عام 1995 ، فأطلقوا عليه "باكنت" (BACnet ) وهو اختصار للتالي:


Building Automation and Control Network

ويعني : شبكة ميكنة المباني والتحكم فيها

ومن الجميل أن كلاً من المعهد الأمريكي الوطني للتوحيد القياسي (ANSI) و جمعية (ASHRAE) قد تبنيا البروتوكول ضمن المقاييس (standards) الصادرة عنهما وأعطياه رقم 135فأصبح مقياساً لهما برقم:

ANSI/ASHRAE Standard 135 / 1995

وموقعه: http://www.bacnet.org/


Welcome!
Official Website of ASHRAE SSPC 135





وفي عام 2000 إنتهت رئاسة مايك نيومان ، وتولى نائبه الرئاسة من بعده حتي صيف عاد 2004، إذ أخذ بزمام اللجنة الآن صديقنا بل سوان (Bill Swan) وهو أول رئيس يأتي من إحدى شركات إنتاج المتحكمات ، في ولاية واشنطن في الغرب.

الجميل في بروتوكول باكنت التالي:



1. لا يحتاج إلى رسوم تحصلها جمعية أشرى.

2. لا يحتاج إلى عتاد خاص (special hardware) كي يعمل.

3. مفتوح لكل من أراد الإطلاع عليه ، وليس حكراً على من أصدره!!

4. يتبنى أربع تقـنيات للشبكات فأيهما إختار المصنع فيمكنه تبنيها في إنتاج متحكماته.

وعناوين البريد الإلكتروني للرؤساء الثلاثة المتعاقبين على رئاسة اللجنة سالفة الذكرSSPC 135 ، رهن إشارة من يطلبها من حضراتكم، إذا أراد معرفة المزيد من التفاصيل الدقيقة عن البروتوكول.

ولكي ننشر هذا البروتوكول بين إخوتنا العرب المهتمين بمنظومة إدارة المباني و بروتوكولاتها كونَّا بفضلِ الله تعالى موقعاً على مجموعات ياهو

اسمه


BACnet Arabia Forum </SPAN>

( http://groups.*******com/group/BACnetArabia/ )



لمن أراد النقاش حول هذا الموضوع

ولمن أراد الإنضمام لقائمة بريد باكنت لدي مايك نيومان بجامعة كورنيل Cornell University

فيمكنه إرسال رسالة إلى العنوان التالي:

listproc*cornell.edu


أسماء بعض الدوريات التي يمكن الرجوع إليها (نصوص حية hyper texts) :




Periodicals

· ASHRAE Journal

· The Automator

· Clima-Commerce International (CCI)

· Consulting-Specifying Engineer

· Energy User News

· Engineered Systems

· Heating/Piping/AirConditioning Engineering

· Today's Facility Manager

وللحديث بقية إن شاء الله
هذا وبالله التوفيق
صبري النجار

[صبري النجار]

لا حظوا يا إخوان أن كل حديثنا يدور حول الإحتكار الذي كان سائداً في الثمانينات ، وكيفية كسر هذا الخحتكار في التسعينات. وذلك عن طريق البروتوكولات المفتوحة
ولذا ، فمقالي هذا لن يعجب أي شركة تخلفت عن ركب الأنفتاح وأصرت على الأنغلاق على بروتوكولها الإمتلاكي (proprietary) لكي تظل هي وحدها التي تورد المتحكمات المطلوبة في منظومة إدارة أي مبنى
والله الموفق
صبري النجار

[صبري النجار]

الجديد في تقنيات منظومة إدارة المباني والذي وجدناه في الأسواق عام 2001 هو استخدام المنظومة لمتصفح على الشبكة العنكبوتية، وكانت شركة Automated Logic هي التي بدأت هذا السبق بإنتاجها لما أسمته Web Ctrl
وقد كان لي شرف تصميم منظومة إدارة المباني لفندق Hilton Pyramids Golf Resort في مجموعة بهجت ( دريم لاند) بمدينة السادس من اكتوبر، التي عملت بها ما بين إبريل 1999 ويناير 2003 ، الذي أعجب الدكتور/ مجدي عز الدين، مدير الإدارة الهندسية لفنادق هيلتون بمصر والشرق الأوسط، كما أسعد السيد المهندس/ صبري بلبول كبير المهندسين بالفندق ، لما وفرته المنظومة من استهلاك الكهرباء بالفندق.

وكان ذلك عام 2001، حيث لم يسبق هذا الفندق في مصر وأفريقيا والشرق الأوسط أي فندق به Web Browser وقتئذٍ ، حسب ما ذكرته الشركة الموردة للمنظومة.

ميزة هذا المتصفح أنه يسمح لمن أراد مراقبة أجهزة المبنى والتحكم فيها، بالدخول على الشبكة العنكبوتية من أي مكان على وجه المعمورة ليرى حالة كافة المعدات، بل ويرى درجات الحرارة داخل كل غرفة

[صبري النجار]

بعض الإختصارات المهمة



المتحكمات المنطقية المبرمجة
PLC stands for Programmable Logic Controller and is used to describe
equipment that is used for process control of analogue and digital
signals. Usually these devices are very rugged, solid state devices with
no moving parts.

المتحكمات الرقمية المباشرة

DDC usually refers to Direct Digital Control (or DCS Distributed Control
System.) These are typically more sophisticated systems, often based
around PC technology. Though they are in some cases not as rugged as
PLCs they are more versatile and more easily configured.



الربط بين الإنسان والآلة
HMI - Human-Machine Interface



التحكم الرقابي وجمع البيانات
SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition
وهو منظومة التحكم في التطبيقات الصناعية



الوحدات الطرفية البعيدة

RTU's - Remote Terminal Units



DCS - Distributed Control Systems.


لفظ (distributed ) أو (direct) بدأ استخدامه بعد إنتشار المتحكمات الرقمية المباشرة والتخدام العديد منها في المنظومة الواحدة ، بعد أن كانت المنظومات قبل ذلك تعتمد على حاسب صغير (Mini Computer) أو محطة مركزية تتولى بمفردها المراقبة والتحكم.


التحكم الإحصائي في العمليات

SPC stands for Statistical Process Control. it is usually applied to continuous
manufacturing process.