BACnet (Building Automation and Control Networks)

Der Kommunikationsstandard in der Gebäudeautomation

Die Automation beinhaltet den Vorgang der Speicherung prozessinterner Arbeitsschritte, um diese fortlaufend ohne erneute vorherige Bearbeitung durchführen zu können. Gerade in Industriebereichen, die eine hohe Produktion aufweisen, ist es von Bedeutung die Technik auf dem modernsten Standard zu halten. Dies beinhaltet jedoch auch die Automatisierung der Vorgänge, um in größeren Serien fertigen zu können und eine Einheit zwischen Systemgeräten zu schaffen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden Protokolle verwendet, bei welchen sich besonders das BACnet herauskristallisiert. Hinter dieser Bezeichnung steht die Definition als “Building Automation and Control Networks“, wobei es sich um eine Art des Protokolls handelt, die darauf abzielt innerhalb des Zweckbaus eine Gebäudeautomation zu erstellen, die neben der Offenheit auch einen interoperablen Charakter hat. Somit eignet sich zur Spezifizierung des Begriffes BACnet auch die Bezeichnung als eine Methode, da mittels dieser Systeme die HLK-Technik, also die Technik die mit Heizungen, Lüftungen und der Klimatechnik zu tun hat, untereinander befähigt ist, Daten auszutauschen. Doch auch andere Systemkomponenten wie die Beleuchtungssteuerung, die Sicherheitstechnik, Aktore und Sensoren und die Gebäudeleittechnik finden an dieser Stelle einen Anschlusspunkt. Hinzukommen noch umfangreichere Transaktionen, zu denen nicht nur das Alarm-Routing, sondern auch die Erstellung einer Prozesshistorie und die Überwachung des Gerätestatus zählen. Zwar nicht generell auftretend, doch dennoch zu berücksichtigen sind an dieser Stelle noch die Reinitialisierung, die Funktionen bezüglich des Datums und der Uhrzeit, das Laden von Anwendungen innerhalb der Automationsstationen und die Datensicherung.

BACnet – die Geschichte

Die Geschichte dieses Protokolls reicht bereits einige Jahre in die Vergangenheit zurück. Entwickelt wurde das erste BACnet ab dem Jahre 1987 und erstmals acht Jahre später zu einer Norm zusammengefasst. Seit 2003 hat sich die ursprüngliche ANSI/ASHRAE-Norm in eine ISO-Norm gewandelt. Die Norm nimmt bei diesem Protokoll eine entscheidende Rolle ein, da nur die Einhaltung dieser eine Interoperabilität zwischen unterschiedlichen Geräten unterschiedlicher Hersteller gewährleisten kann. Hierfür wurde der BACnet Interoperability Building Block (kurz: BIBB) bestimmt, der festlegt, welche Komponenten eines Systems unterstützt werden müssen, um auch wirklich dessen Anforderungen erfüllen zu können, um somit einen reibungslos ablaufenden und effizienten Vorgang zu erhalten. Die festgelegten BIBBs werden innerhalb des internen Geräteprotokolls neben weiteren Punkten, wie den Objekttypen, den Kommunikationsoptionen und den Zeichensätzen gelistet. Neben den Services, also den Diensten, definiert das BACnet auch noch Objekttypen:

  • Dienste – zu diesen zählen zunächst einmal die "Gemeinsame Datennutzung", die "Alarm-und Ereignisverarbeitung" und die "Verarbeitung von Wertänderungen". Letzte kommunikationsrelevante Anwendung ist das "Geräte-und Netzwerk-Management"
  • Objekttypen – hierzu zählt zum ersten einmal das Gerät an sich, welches als "Device Object" bezeichnet wird. Der analoge Eingang, oder auch "Analog Input", sowie der digitale Eingang (" Digital Input") und der mehrstufige Eingang, der die Fachnennung "Multi-State Input" trägt, sind der nächste Objekttyp des BACnet. Zudem findet sich auch der analoge Ausgang, der digitale Ausgang und ein mehrstufiger Ausgang (Analog Output/Digital Output/Multi-State-Output). Der dritte aufgelistete Objekttyp bezieht sich auf den Wert, welcher analog, digital oder mehrstufig vorliegen kann. Zudem enthält dieser Bereich der Normen auch noch die Benachrichtigung ("Notification Class"), die Trendaufzeichnung ("Trendlog"), den Kalender und den Zeitplan, sowie auch den Regler ("Loop"), das Programm und den Zählereingang ("Accumulator").

Der Gewinn durch den Einsatz des BACnet-Protokolls

Dieses Protokoll dient der Festlegung für Standards innerhalb komplex aufgebauter Transaktionen, die den Zweck der Datenübermittlung haben. Da dies allerdings keine Monopolstellung ist, stellt sich die Frage nach dem Nutzen des BACnet-Protokolls für die Informationstechnik und Industrielle Kommunikation. Zieht man einen Vergleich zu anderen Arten des Protokolls, beispielsweise zum LonTalk-Protokoll, so zeigt sich der Gewinn dieser Methode. Denn im Gegensatz zu anderen braucht es beim Einsatz des BACnet-Protokolls keinerlei spezifische Hardware. Somit wird die direkte Nutzung ermöglicht und auch der Aspekt der Kosten wird begünstigt, da zusätzliche Teile, wie ein Neuron Chip im Falle des LonTalk, weggelassen werden können, ohne dadurch die Effizienz des Protokolls zu beeinflussen. Somit hat diese Entwicklung den vorgreifenden Nutzen, dass es bei jeglichen Betriebssystemen und auf Basis sämtlicher Hardware-Plattformen seinen Dienst leistet. Desweiteren kann das BAC-Net-Protokoll dank der sogenannten BACstacks, die es auf dem Markt für Entwickler zu erwerben gibt, ausgebaut werden. Bei dieser Unterstützung handelt es sich um eine Ansammlung von Hochsprachenprogrammen. Somit wird dem Entwickler demnach eine Art Bibliothek geboten, aus welcher er die nötigen Bauteile zusammenführen kann. Der Programmierer wird mittels der BACstacks durch spezielle Aufgaben geleitet. Diese belaufen sich in der Regel auf die Automationsstation und das Gebäudeleitsystem. Erleichtert wird dieser Prozess dadurch, dass das BACnet-Protokoll beim Einsatz von BACstacks von diesen Hochsprachenprogrammen gesteuert wird und der Entwickler den Fokus seiner Arbeit auf die eigentliche Anwendung und deren Optimierung legen kann. Letztlich finden sich durch den Einsatz des BACnet-Protokolls und dessen vermarkteten Komponenten noch Konformitäten, die einen Vorteil mit sich bringen. Denn die BACstacks tragen auch Sorge dafür, dass die Umsetzung des entsprechenden Protokolls gewährleistet werden kann, sodass sich Normen und Standards definieren lassen.