Automação Predial - redes digitais com tecnologia fieldbus

...

Existe uma preocupação muito grande, quanto a interoperabilidade dos produtos que trabalham com a tecnologia LonWorks, para tanto os produtos passam por auditoria da LonMark, que é uma organização criada especificamente para cuidar da padronização dos produtos que possuem embutida essa tecnologia.

A base da comunicação em rede da tecnologia LonWorks, é o protocolo Lontalk®, implementado sobre o modelo de referência OSI, trabalha com variáveis de rede endereçáveis, chamadas SNVT's (Standard Network Variable Types), o LonTalk possui alta confiabilidade, pois garante que a informação foi transmitida e recebida com sucesso. Garante a integridade dos dados porque não usa paridade nem checksum, mas sim, controle por CRC, ele possibilita também a comunicação com os softwares supervisórios.

BACNET

O BACnet é um protocolo aberto e não proprietário, e após anos de revisões e absorção pelo mercado, a ASHRAE o considerou um novo padrão para o mercado, e foi adotado e sustentado pelo American National Standards Institute (ANSI) e pela American Society of Heating Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). - ANSI/ASHRAE Padrão 135-1995.

Esse protocolo foi desenvolvido para aplicações em automação predial de forma a permitir a interoperabilidade dos dispositivos de campo, assim como dos diversos sistemas que a compõem, ou seja, permite que inúmeros equipamentos e sistemas de comunicação troquem dados e informações, com isso foram definidas as padronizações de redes, através das quais as mensagens para o BACnet podem ser transmitidas.

Isso basicamente o difere do LonWorksTM, que é baseado no Neuron Chips, que permite a comunicação entre os dispositivos de campo, e com isso indiretamente tornou-se um sistema proprietário.

Tipos de Redes e Comunicação

As várias redes – LANS (Local Area Networks), permitem diversos tipos de transmissão de mensagens para o BACnet, e essas redes são do tipo:

Ethernet (ISO 8802-3, IEEE 802.3) – A Ethernet é o mais modelo utilizado em aplicações comerciais e podemos dizer que hoje tornou-se um padrão para a área predial e industrial, visto que tanto o FieldbusFoundation, como o Profibus, lançaram suas versões fast-Ethernet. A rede Ethernet trabalham em alta velocidade, sendo executadas de 10Mbps à 100Mbps, e podem utilizar multicabos ou fibra óptica.

ARCNET (ANSI/ATA 878.1) – Esse tipo de rede é encontrada no mercado e utiliza um chip de fonte única que controla a comunicação da rede. A velocidade de comunicação dessa LAN variam de acordo com o tipo de cabeamento utilizado podendo variar de 150Kbps em EIA-485 (STP) até 7.5Mbps através de cabo coaxial, STP, ou fibra óptica, o mais utilizado é a transmissão via par trançado com velocidade de 2.5Mbps.

Point-To-Point (PTP) protocol over EIA-232 – Comunicação via Internet, onde utiliza-se modens e conexão tipo dial-up, com baixa velocidade de transmissão de 9.6Kbps à 56.0Kbps. PTP permite também conexões de cabo direto usando o padrão de sinalização EIA-232.

Proprietary Master-Slave/Token-Passing (MS/TP) protocol over EIA-485 – O MS/TP assim como o PTP, é exclusivo para o BACnet e é executado usando o padrão de sinalização EIA-485. Trabalha com velocidade de transmissão que variam de 9.6Kbps à 76.0Kbps e o meio físico é um par trançado com shield, uma das vantagens de se utilizar esse tipo de rede LAN, é o seu baixo custo.

LonTalk (ANSI/EIA 709) - O LonTalk é uma tecnologia própria desenvolvida pela Echelon Corporation e é o único tipo de LAN que requer ferramentas especiais para desenvolvimento e um conjunto de chips próprios para ser executado.

Para realmente garantir a interoperabilidade dos diferentes produtos, primeiro se “formatou” a comunicação do BACnet e depois houve a padronização dos métodos da trocas de mensagens.

Métodos de Transmissão de Mensagens

Objetos

Todas as informações no sistema BACnet são representadas como objetos. Um objeto pode representar informações sobre uma entrada ou saída física, ou pode representar uma disposição lógica de pontos que executam alguma função, ou seja, todo objeto possui um identificador que permite o sistema do BACnet identificá-lo, e somente através de suas propriedades um objeto é monitorado e controlado.

Para se ter uma idéia os objetos possuem propriedades que transmitem informações de que o valor está em graus celcius (Propriedade Unidade) e que o hardware é um sensor de temperatura (Propriedade Tipo), e finalmente temos a Propriedade Descrição, que informa a temperatura da área.

Propriedades

No BACnet os objetos são monitorados e controlados somente através de suas propriedades e as propriedades: Objeto-identificador, Objeto-nome e Objeto-tipo devem estar presentes em todos os objetos; às vezes o BACnet pode necessitar que certos objetos atendam propriedades adicionais específicas.

O tipo de objeto e o tipo de dispositivo pelo qual cada objeto habita determinam quais propriedades estão presentes, sendo que algumas podem aceitar gravação e outras podem somente ser lidas.

Serviços

Um Serviço é a leitura ou a gravação de uma propriedade, Serviços são como um dispositivo BACnet obtém informações de um outro dispositivo, leva o dispositivo à executar ações corretas ou faz com que outro dispositivo entenda que algo aconteceu.

O único serviço que é solicitado por todos os dispositivos é o serviço de propriedade de Leitura. Há um total de 32 serviços padrões.

No sistema de automação predial é necessário saber quais objetos e serviços são executados por cada dispositivo, esta informação é encontrada na Conformance Classes and the Device PICS.

Como nem todos os dispositivos necessitem do mesmo nível de funcionalidade, o protocolo BACnet define a classe de conformidade que priorizam a capacidade e a funcionalidade dos dispositivos. Neste aspecto todos os dispositivos (de certas classes de conformidade) terão um conjunto mínimo de características necessárias (na ordem de objetos e serviços). [pic 2]

COMENTÁRIOS

O protocolo BACnet apesar de sua complexidade foi idealizado e construído através de um padrão internacional, e passou várias revisões para ser um “padrão