BACnet-Bussystem
Herstellerunabhängiges Kommunikationsprotokoll
BACnet steht für „Building Automation and Control network“ und
ist ein Netzwerkprotokoll für die Gebäudeautomation. Es stellt
Kommunikationsmöglichkeiten zwischen Geräten zur Verfügung.
Die Initative für das herstellerunabhängige Kommunikationsprotokoll
BACnet geht bis auf das Jahr 1987 zurück. In diesem Jahr gründete
die ASHRAE (American Society of Heating and Refrigerating
Engineers) ein Komitee zur Spezifikation und Entwicklung des
BACnet-Protokolls. 1995 wurde die erste Version des Standards
veröffentlicht, 2002 erschien die zweite, erweiterte Ausgabe. Die
Entwicklung erfolgt nach dem Open-Source-Prinzip: Jeder
Interessierte kann im Komitee mitarbeiten und die
Erweiterungsvorschläge kommentieren und ergänzen. BACnet ist 2003
in die internationale Norm als ISO 16484-5 Systeme der Gebäudeautomation:
Datenkommunikationsprotokoll sowie bereits in den Jahren vorher
in zahlreiche nationale Normen (in Europa als DIN EN 13321
Offene Datenkommunikation für die Gebäudeautomation und
Gebäudemanagement - Elektrische Systemtechnik für Heim und
Gebäude und DIN V ENV 1805-1 Datenübertragungsprotokoll für
die HLK-Gebäudetechnik - Managementebene: Datenkommunikation für
Gebäudeautomation (BACnet)) aufgenommen worden.
Wie bei jeder Kommunikation notwendig, legt der BACnet-Standard
drei wesentliche Säulen der Kommunikation fest: Die physikalischen
Übertragungsschichten, Objekte zur Beschreibung der Daten und
Dienste zum Zugriff auf Objekte oder zur Ausführung von
Funktionen.
Die physikalischen Übertragungsschichten
Der BACnet-Standard unterstützt zur Kommunikation insgesamt sechs
physikalische Schichten. Dabei orientiert sich der BACnet-Standard
am ISO/OSI-Modell der Kommunikation mit den Schichten 1,
2 ,3 und 7. BACnet-Geräte können einen oder mehrere der folgenden
physikalischen Übertragungsschichten (Layer) verwenden:
- Ethernet nach ISO/IEC 8802-3 Informationstechnik -
Telekommunikation und Informationsaustausch zwischen
Systemen - Lokale und Regionale Werte; Spezifische
Anforderungen: Steuerungsverfahren mit Vielfachzugriff,
Aktivitätsüberwachung mit Kollisionserkennung (CSMA/CD) mit
Beschreibung der Bitübertragungsschicht
- BACnet/IP basierend auf UDP/IP
- ARCnet
- RS232 mit Protokoll PTP (Point-To-Point)
- RS485 mit Protokoll MS/TP (Master-Slave Token Passing)
- BACnet over LonTalk
Für die Aufschaltung entfernter Liegenschaften setzt sich zunehmend der BACnet-Transportlayer RS232 mit dem Protokoll PTP in Verbindung mit Analog- oder ISDN-Modems durch.
Objekte zur Beschreibung der Daten
BACnet-Objekte bilden die Eigenschaften von Daten der Gebäudeautomation ab. Jedes BACnet-Objekt besteht aus einzelnen Eigenschaften. Dabei legt der Standard eine Reihe von Eigenschaften wie z.B. den aktuellen Wert, Namen und Nummer des Objektes, die physikalische Einheit, usw. als zwingend erforderlich fest. Andere Eigenschaften wie Beschreibungstexte oder Grenzwerte für die Alarmierung können optional unterstützt werden.
Beispiele für Objekte, die physikalische Eigenschaften repräsentieren:
- Analogwerte als Sollwerte, Istwerte oder errechnete Werte
- Binäre Werte als Sollwerte, Istwerte oder errechnete Werte
- Mehrstufige Werte als Sollwerte, Istwerte oder errechnete Werte
- Reglerobjekt
- Geräteobjekt
- Alarmklassen
- Gruppenobjekt
- Trendobjekt
- Zeitplanobjekt
- Kalenderobjekt
- u.v.a.m.
Insgesamt zehn Dienste sind auf der Netzwerkebene verfügbar, um die Weiterleitung (Routing) von Nachrichten zwischen Geräten mit unterschiedlichen Netzwerklayern zu ermöglichen.
Auf der Anwendungsschicht (Schicht 7) sind insgesamt 38 Dienste definiert, mit denen der Zugriff auf Objekte wie z.B. Lesen und Schreiben von Objekteigenschaften oder die Ausführung von Funktionen in anderen Geräten wie z.B. Neustart, Anmeldung für Alarme, usw. bereit gestellt werden.
Organisationen rund um BACnet
Das SSPC 135 (Projektkomitee der ASHRAE) legt Erweiterungen des Standards fest. Verschiedene Nutzer- und Interessengruppen wurden gegründet:
- BACnet Interest Group Europe
- BACnet Interest Group Northamerica
- BACnet Interest Group Austral/Asia
- BACnet Interest Group Middle East
Zertifizierungen
In einem zusätzlichen Dokument zum BACnet Standard 135.1, der DIN EN ISO 16484-6 Systeme der Gebäudeautomation: Datenübertragungsprotokoll - Konformitätsprüfung, werden Verfahren zum Test von BACnet-Funktionen spezifiziert. Anhand dieser Testverfahren können BACnet-Geräte getestet und anschließend zertifiziert werden.
Quelle: Frank Schubert, MBS, Krefeld
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