Ēkas vadības sistēma

Ēkas vadības sistēma (ĒVS) ir ēkas automatizācijas iekārtu un sistēmu vadības sistēma, kas darbojas pēc dalītās vadības sistēmas principiem. Tā kontrolē ēkas siltuma, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas, apgaismojuma, ugunsaizsardzības, drošības, elektroenerģijas kontroles un citas inženiertehniskās sistēmas.

 Sistēmas struktūra 
Ēku automatizācijā pielietotās sistēmas atšķiras rūpniecības objektiem, sabiedriskām ēkām, biroju kompleksiem, viesnīcām, daudzdzīvokļu ēkām, vienģimenes mājām u.c. Vienotā sistēmā var apvienot arī vairākas ēkas un ārpus ēkām esošus objektus.

Ēkas vadības sistēma komponentes var kontrolēt tieši, bet parasti tiek ierīkota vairākos līmeņos.
 Zemāko līmeni (sauktu arī par gala ierīču jeb lauka līmeni) veido zemākā līmeņa kontrolieri un ievadizvades ierīces (sensori, zemākā līmeņa lietotāja saskarnes un izpildaparāti), ko savieno kopne (maģistrāle).
 Vidējo līmeni (sauktu arī par automātikas jeb sistēmas līmeni) veido ēkas kontrolieri ar augstāku funkcionalitāti. Tie vada ēkas lielākas sistēmas, piemēram, gaisa kondicionēšanu, apgaismojumu. Ēkas kontrolieri ar sensoriem un izpildaparātiem savienoti tieši vai arī netieši caur zemāko līmeni. Ja zūd savienojums ar augstāko līmeni, vidējā līmeņa kontrolieri spēj nodrošināt sistēmu autonomu darbību.
 Augstākais līmenis (pārvaldības līmenis) nodrošina visu ēkas sistēmu integritāti un administrēšanu, kā arī pārraudzīšanu. Šajā līmenī iespējams arī piekļūt katram sistēmas mezglam. Augstākā līmeņa galvenās funkcijas:
 pārraudzība (pašreizējais stāvoklis, arhivētā vēsturiska informācija, kopsavilkumi, analīze, diagrammas un pārskati u.c.)
 trauksmes un citu stāvokļu noteikšana, paziņošana un pārvaldīšana
 ēkas sistēmu mijiedarbība un integritāte

 Infrastruktūra 
 Kopnes un protokoli 
ĒVS augstākajā līmenī parasti izmanto Ethernet tīklu, kas ļauj pievienot vairākas darbstacijas vai serverus. Vadības sistēmu pieslēdzot internetam, pārvaldības funkcijas var veikt attālināti.

Zemākiem līmeņiem mezglu savienošanai izstrādātas dažādas kopnes un protokoli. Ēku automātikā dominē patentētā aparatūra, bet aizvien populārāka kļūst atvērtie standarti. Daļa iekārtu ir ar ierobežotām kontroles iespējām un nesavietojamas ar citām sistēmām. Programmatūru bieži vien nevar integrēt ar citu izstrādātāju pakotnēm.

Daļa ĒVS standartu fiziskajiem savienojumiem starp mezgliem ļauj izmantot datorsistēmās pielietotus datu kanālus: optiskās šķiedras, Ethernet, ARCNET, RS-232, RS-485, bezvadu tīklu. Lielā daļā risinājumu izmantoti specializētas ēku automātikas vai rūpnieciskās kopnes.

Populārākās kopnes un protokoli:
 Protokols  Bezvadu savienojums  Vadu kopne  Maksimālais attālums  Datu ātrums  Piezīmes C-Bus RF (radio frekvence) vītais pāris 1000 m 3500 bit/s C-Bus bāzēts uz septiņu līmeņu OSI modeļa EnOcean RF (902 MHz) 9600 bit/s Insteon RF (915 MHz) ELS momentāns: 13 165 bit/s, ilgstošs: 2880 bit/s X10 savietojams SmartLabs Inc. risinājums apgaismojumam un mājas vadībai. Visas Insteon ierīces darbojas kā atkārtotājs; tās spēj saņemt signālu no X10 ierīcēm, bet neatbild tām. KNX RF (868 MHz) vītais pāris, ELS, Ethernet 9600 bit/s (vītais pāris),  (radio) Veidots uz standartu EHS, BatiBUS un EIB bāzes; starptautiski standartizēts SCS vītais pāris 9600 bit/s bTicino patents. Virsprotokols ir OpenWebNet Thread RF 20 000 — 250 000 bit/s Bāzēts uz 6LowPAN ar IPv6 adresācijas tīkla protokolu Universal powerline bus ELS 480 bit/s Izmanto esošās elektroapgādes līnijas X10 RF (310 MHz Ziemeļamerikā, 433 MHz Eiropā) ELS 20 bit/s Izmanto esošās elektroapgādes līnijas xPL Ethernet > 10 000 000 bit/s Darbojas lokālajā tīklā. Dažām ierīcēm nepieciešams starpniekdators ar RS-232 saskani. Zigbee RF (2,4 GHz; kā arī 915 MHz Amerikā un Austrālijā; 868 MHz Eiropā) 100 m 20 000 — 250 000 bit/s ZigBee PROun ZigBee Remote Control (RF4CE) bāzēti uz rūpnieciskā bezvadu protokola IEEE 802.15.4. Z-Wave RF (908,42 MHz Ziemeļamerikā, zem 1 GHz citās valstīs) 100 000 bit/s Z-Wave ir zemas enerģijas bezvadu tehnoloģija mājas automatizācijai.

 Kontrolieri 
ĒVS izmantotie kontrolieri parasti ir nelieli, specializēti datori ar ievades un izvades iespējām. Ievade ļauj kontrolierim nolasīt sensoru datus, slēdžu stāvokli un citu informāciju. Izvade ļauj kontrolierim nosūtīt komandas un kontroles signālus izpildaparātiem un citiem sistēmas mezgliem.

Kontrolierus var iedalīt trīs kategorijās: programmējami loģiskie kontrolieri, sistēmas un tīkla kontrolieri, gala ierīču kontrolieri. Vēl var būt papildu ierīces, kas nodrošina trešās puses sistēmas integrēšanu ēkas vadības sistēmā.
Gala ierīču kontrolieri paredzēti vienkāršu ierīču vadībai (piemēram, apgaismojumam ķermenis, ventilators).

 Sensori 
Mainīgu parametru nolasīšanai izmanto analogās ievades ierīces. Piemēram, atkarībā no mērāmās temperatūras, termistoram strāva mainās no 4 līdz 20 mA un spriegums no 0 līdz 10 voltiem. Analogais lielums analogciparu pārveidotājā tiek pārveidots ciparu signālos, ko var pārsūtīt kopējā kopnē un apstrādāt kontrolieris. Daudzos gadījumos ievadlielumu ciparu signālā var iegūt tieši, piemēram, kontakta saslēgšanās vai atvienošanās, rotācijas dati kā impulsu frekvence.

Sensors datus kontrolierim var nodot tieši. Biežāk gan tiek izmantota kopne, tad sensora datus nodod kopnes sekotājierīce.

 Izvadierīces 
ĒVS izvadierīces ir izpildaparāti, kas tiek darbināti, tos ieslēdzot / izslēdzot vai iedodot tiem analogu / ciparu vadības signālu. Piemēram, sistēma var ieslēgt āra apgaismojumu, kad ar fotoelementu (ievadierīce) tiek noteikta tumsas iestāšanās.

Ievades un izvades funkcijas var būt apvienotas vienā ierīcē. Piemēram, atsevišķā telpā apgaismojuma kontrolei (atsevišķu zonu ieslēgšana, izslēgšana, gaismas intensitātes regulēšana) var būt izvietots vadības panelis.

 Atsauces