معرفی سیستم مدیریت انرژی ساختمان BEMS

آیا می‌دانید سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems چیست؟آیا با مزایا و معایب استفاده از آن آشنایی دارید؟

آیا می‌دانید سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems چیست؟آیا با مزایا و معایب استفاده از آن آشنایی دارید؟

در این مقاله قصد داریم اطلاعات کاملی را درباره‌ی این سیستم در اختیارتان قرار دهیم. پس اگر می‌خواهید این سیستم را بشناسید، تا پایان این مقاله همراه ما باشید.

BMS کوتاه شده‌ی عبارت Building management system می‌باشد. در زبان فارسی به آن مدیریت هوشمند ساختمان گویند. این سیستم برای کنترل یکپارچه قسمت‌های مهم و حياتی و همچنین مانیتورینگ در ساختمان طراحی شده است و در قالب نرم افزارها و سخت افزارهایی ارائه می‌گردد.

سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems قابلیت این را دارد که تمام سرویس‌های مکانیکی، حفاظتی ساختمان و الکتریکی را پوشش دهد. این سرویس‌ها می‌توانند سیستم‌های نیروگاه برق اضطراری، سرمایشی، گرمایشی، کنترل روشنایی، کنترل تردد، دوربین مدار بسته، آسانسور، پله برقی، تهویه مطبوع و اعلام و اطفای حریق و غیره باشد.

در ادامه اطلاعات کامل‌تری‌ را برایتان توضیح خواهیم داد.

سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems چیست

مهم‌ترین هدف از طراحی این سیستم کنترل و نظارت بر طیف وسیعی از سیستم‌های ساختمان است. به عنوان مثال می‌توان به کنترل و نظارت بر سیستم‌های تشخیص آلارم و دود، آسانسور، دوربین مدار بسته، آتش‌سوزی و امنیت و کنترل دسترسی اشاره کرد.

برای کنترل سیستم‌های انرژی در ساختمان‌های کوچک، معمولا از روش‌های مستقیمی استفاده می‌کنند اما در ساختمان‌هایی که بزرگ‌تر هستند به عنوان مثال می‌توان به سازمان‌هایی اشاره کرد که دارای چندین ساختمان مختلف هستند. واضح است که در این ساختمان‌ها کنترل و نظارت بر سیستم انرژی کمی پیچیده‌تر است اما با وجود یک سیستم انرژی واحد، می‌توان مدیریت و کنرل بهتری داشت و در نتیجه در مصرف انرژی صرفه‌جویی قابل توجهی خواهد شد.

لازم است بدانید که BMSهای ساده که در حال توسعه هستند، با گذر زمان می‌توانند جهت استفاده در ساختمان کوچک نیز گزینه‌ی مناسبی باشند.

با وجود سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems، اعمالی که پیش از آن توسط خود ساکنین انجام می‌شد، دیگر توسط این سیستم هوشمند انجام می‌شود.  همچنین هزینه‌های که جهت مصرف انرژی صرف می‌شود، تا حد بسیار زیادی کاهش پیدا خواهد کرد.

با وجود این سیستم‌ها، در هر لحظه قادر هستید بر شرایط امنیتی و آسایشی نظارت کامل داشته باشید و به شکلی بر آن‌ها کنترل کنید که بتوانند در شرایط ایده آلی کار کنند. برای رسیدن به این شرایط مطلوب نیاز به تجهیزات نرم افزاری و سخت افزاری داریم که بتوان با جمع آوردی اطلاعات و داده‌ها، آن‌ها را به سیستم مرکزی فرستاد. با اجرای این عمل، روند مدیریت و کنترل سیستم به خوبی پیش خواهد رفت.

همچنین سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems می‌تواند به صورت خودکار عمل کند، به این صورت که اگر در محیط ساختمان، تغییری در یک وضعیت به وجود بیاید، سیستم قادر است که به صورت خودکار وضعیت را بررسی کرده و خود را با شرایط سازگار می‌کند.

هدف سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems چیست

اکنون که با این سیستم آشنایی اولیه‌ای را پیدا کرده‌اید، قصد داریم که جهت آشنایی بیش‌تر شما عزیزان هدف‌های اصلی و مهم از طراحی این سیستم‌ها را خدمتتان شرح دهیم تا با این سیستم هوشمند بیش‌تر آشنا شوید.

مهم‌ترین اهداف از طراحی سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems عبارت است از:

برای افرادی که در ساختمان حضور دارند، محیطی مطلوب را به وجود می‌آورند.

در طول زمانی که از این سیستم استفاده می‌کنید، نیازی به وجود دائمی یک پیمانکار ساختمان نمی‌باشد.

تجهیزات این سیستم به گونه‌ای هستند که می‌توان از آن‌ها بهینه‌ترین استفاده را کرد و همین امر موجب شده است که طول عمر تجهیزات افزایش یابد.

علاوه بر امکان مانیتورینگ در سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems، تمام نقاطی تحت کنترل را می‌توان از طریق اینترنت و یا یک PC کنترل کرد.

علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی و بهینه‌سازی، این سیستم به گونه‌ای طراحی شده است که به شکل قابل توجهی هزینه‌های مربوط به انرژی را کاهش می‌دهد.

همان‌طور که گفتیم تجهیزات به گونه‌ای در این سیستم قرار داده شده‌اند که مصرف بهینه داشته باشند و در مطلوب‌ترین شرایط کار کنند. این سیستم می‌تواند از تمامی تجهیزات و عملکرد آن‌ها گزارش آماری را ارائه دهد.

وجود سیستم کنترلی یاعث شده است که این سیستم مدیریتی بتواند زمان عملکرد را برنامه‌ریزی کند. این قابلیت به عنوان یکی از بهترین ویژگی‌های این سیستم به شمار می‌رود.

با وجود این سیستم‌ها، می‌توان سیستم ساختمان را یکپارچه دانست. در این صورت تمام تجهیزات سیستم به صورت هماهنگ با یکدیگر کار می‌کنند و دیگر مشکلاتی که پیش از این به دلیل عدم هماهنگی میان تجهیزات رخ می‌داد، از بین می‌رود. اکنون که اهداف مهم سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems را دانستید، لازم است بدانید که این سیستم‌ها تمامی پروتکل‌های استاندار را رعایت کرده و طبق استاندارهای جهانی طراحی و تولید می‌شوند.

معماری سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems

سیستم مدیریت انرژی ساختمان bms را می‌توان در سه سطح مختلف فرض کرد، که هر کدام از این سطح‌ها از راه‌هایی با یکدیگر در ارتباط هستند.

بخش اول: تجهیزات و وسایلی همچون اجزاء نهایی کنترل و حسگرها در این بخش قرار گرفته‌اند. همچنین ایستگاه‌های مهندسی و اپراتوری سیستم (سيستمهای E & M) در این قسمت قرار دارند. این سیستم از طریق ورودی و خروجی‌هایی که در سیستم طراحی شده است به کنترلرهای یکپارچه منتقل خواهند شد. این انتقال به دو صورت انجام می‌شود: از طریق تابلوهای طراحی شده و یا به طور مستقیم.

بخش دوم: بخش دوم را به عنوان سیستم کنترل نظارتی سطحی می‌شناسند. این بخش شامل تجهیزات ذخیره‌سازی، سرورها و مدیریت اطلاعات شامل HMIها و ابزارهای نظارتی و همچنین ایستگاه‌های کاری اپراتورها می‌باشد. در این بخش مهندسان با سيستم BMS در اتباط هستند. از طریق پروتکلهای استاندارد صنعتی میان بخش اول و دوم ارتباط برقرار کرده‌اند.

بخش سوم: نرم افزاری که در سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems وجود دارد، دارای قابلیت‌های بسیار زیادی است. این نرم افزارهای پرکاربرد در بخش سه قرار گرفته‌اند. نصب این نرم افزارها بر روی سروهای مناسبی انجام می‌شود و دارای یک سری شرایط هستند. حداقل این شرایط عبارت‌اند از:

• برای کاربر عادی محیط گرافیکی ساده و مناسب وجود دارد.
• I/Oهای سيستم و نرم افزارهای گرافیکی با یکدیگر ارتباط ساده‌ای دارند.
• اطلاعاتی که مربوط به خطاهای به وجود آمده است و همچنین گزارش‌هایی که از مدت‌ها قبل گرفته شده است، می‌تواند در سیستم ذخیره شود.
• جهت کنترل مصرف انرژی و تنظیم خودکار شرایط طلوع و غروب خورشید، امکان تعریف طول و عرض جغرافیایی وجود دارد.
• نمودارهای مختلف عملیاتی همچون نمودار مصرف برق و … را در بازه‌های مختلف زمانی می‌توان تهیه، تنظیم و مقایسه کرد.
• در بانکهای اطلاعاتی SQL که توسط ویندوز مایکرو سافت قابل کنترل هستند، اطلاعات نرم افزار می‌توانند ذخیره شوند.

اجزای سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems را بشناسید

در این بخش قصد داریم به صورت جزئی‌تر سیستم BMS را برایتان شرح دهیم.

ساختمان سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems دارای تجهیزات مهمی می‌باشد. در این تمام این تجهیزات را برایتان نام خواهیم برد.

اجزای این سیستم عبارت است از:

• تایمرها
• سنسورها
• پریزها
• خطوط ارتباطی
• دیمرهای روشنایی
• نرم افزار سیستم
• سیستم کنترل مرکزی
• نقاط دسترسی و کنترل کننده

برای آن که بتوان یک ساختمان را هوشمند کرد، نیاز به تمام اجزای بالا داریم. وجود هر کدام از این اجزا به طور جداگانه بر روی مصرف انرژی تأثیرگذار می‌باشند و با استفاده از هر کدام می‌توان در مصرف انرژی تا حد زیادی صرفه‌جویی کرد. به عنوان مثال سیستم روشنایی هوشمند می‌تواند مصرف انرژی را تا حد زیادی کاهش دهد. به عنوان مثال فرض کنید که در فضایی از ساختمان که انکان عبور و مرور بیش‌تر است تعداد قابل توجهی چراغ به منظور ایجاد روشنایی بیش تر وجود دارد، حال اگر سیستم ساختمان هوشمند نباشد، امکان روشن ماندن چراغ‌ها به مدت طولانی‌تر وجود دارد و در این صورت مشخص است که مصرف انرژی چندین برابر خواهد شد.

در ادامه کنترل تجهیزات الکتریکی و روشنایی در سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems را توضیح خواهیم داد.

کنترل تجهیزات الکتریکی و روشنایی در سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems

طراحی این سیستم به گونه‌ای انجام شده است که می‌توان آن را طبق نیاز کاربر برنامه‌ریزی کرده و حتی توسعه داد. اصلی‌ترین پارامتری که در این زمینه مهم است، نیاز و سلیقه کاربر است. همچنین می توان گفت که بر اساس نیاز و سلیقه کاربر، سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems را می‌توان تعریف نمود.

کنترل تجهیزات الکتریکی و کنترل روشنایی

در وسیله‌هایی همچون تلویزیون، چای‌ساز و غیره می‌توان برای کنترل تجهیزات الکتریکی آن‌ها از این سیستم استفاده کرد. همچنین می‌توانید وسایلی همچون تلفن همراه را در هر زمان و در هر کجا که باشید، از طریق رله‌های هوشمند کنترل کنید.

رله‌های هوشمند را می‌توان یکی از مهم‌ترین قسمت‌های سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems دانست. این رله‌های هوشمند کاربردهای بسیار زیاد و متنوعی دارند. از این رله‌ها می‌توان در انواع تابلویی و توکار استفاده کرد.

در خانه‌ها بخش‌های متفاوتی وجود دارد که برخی از آن‌ها را نمی توان از خانه حذف کرد. به عنوان یک بخش جداناپذیر می‌توان کنترل روشنایی را نام برد. برای کنترل سیستم روشنایی طراحی‌های مختلفی انجام شده است. به عنوان مثال برخی از کلیدهای هوشمند برای کنترل سیستم روشنایی استفاده می‌کنند. کلیدهای هوشمند در دو دسته کلید سنتی هوشمند و کلید لمسی هوشمند تقسیم‌بندی می‌شوند.

جهت استفاده از کلیدهای سنتی هوشمند، لازم است که به صورت مکانیکی کنترل محلی را انجام دهیم اما لازم است که بدانید در این سیستم‌ها نیز می‌توان به وسیله‌ی اپلیکیشن خانه هوشمند، آن‌ها را به اینترنت متصل کرده و بر روی کارکرد آن‌ها کنترل داشت.

یکی دیگر از راه‌های کنترل سیستم روشنایی، استفاده از رله ها می‌باشد که کنترل آن‌ها را می‌توان توسط اپلیکیشن‌های موبایل انجام داد.

جهت استفاده از رله‌ها و یا کلیدهای هوشمند برای کنترل سیستم روشنایی، لازم است که سلیقه مصرف‌کننده لحاظ شود.

در ادامه هوشمندسازی ساختمان توسط سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems را توضیح خواهیم داد.

هوشمندسازی ساختمان توسط مدیریت انرژی ساختمان bems

سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems را در سه لایه هوشمند می‌کند که این سه لایه عبارت‌اند از: مدیریت، اتوماسیون و کنترل. اکنون هر کدام از این موارد را به طور جداگانه توضیح می‌دهیم.

مدیریت: بالاترین سطح یک سیستم هوشمند را می‌توان لایه مدیریت دانست. نظارت در این لایه توسط نرم افزارهای HMI و SCADA انجام می‌شود. منظور از واژه نظارت این است که در فرآیندها در لایه‌های کنترل و اتوماسیون به وسیله‌ی تجهیزات هوشمند انجام می‌‌شود و تنها توسط نرم افزارهای مدیریتی پرامتردهی و تنظیمات انجام می‌گردد.

سیستم مدیریتی چهار وظیفه‌ی مهم دارد که این وظایف عبارت‌اند از: مانیتورینگ، گزارش‌گیری، کنترل مرکزی و بهینه‌سازی.

BACnet تنها پروتکل استاندارد در لایه مدیریت ساختمان می‌باشد که امکانات زیادی را در یک پنل برای مدیریت یک ساختمان به وجود می‌آورد. این پروتکل استاندار می‌تواند از زیرساخت‌های ارتباطی گوناگونی همچون RS485، LonTalk، Ethernet و ZigBee استفاده کند.

اتوماسیون: امروزه بیش‌تر در اتاق‌های هواساز و موتورخانه به منظور اتوماسیون هواساز، بویلر، پمپ‌های آتشنشانی، چیلر و زنراتور از فرآیندهای اتوماسیونی استفاده می‌شود. از یک کنترلر مستقل (DDC) برای هر کدام از این تجهیزات استفاده می‌شود و تعدادی فعال‌ساز و سنسور به هر کنترلر متصل می‌شود. به عنوان مثال در یک موتورخانه ساده، کنترلر اطلاعات را از قسمت‌هایی همچون سنسور دمای آب گرم سیستم گرمایشی، سنسور دمای بیرون از ساختمان گرفته و پمپ‌ها و مشعل‌های بویلر را کنترل می‌کند. تنها پروتکل استانداری که برای اتوماسیون ساختمان وجود دارد BACnet و LonWorks می‌باشد.

کنترل: فرآیندهای کنترل بیش‌تر برای سیستم HVAC اتاق‌ها، کنترل سایبان‌ها و پرده‌ها و کنترل روشنایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال می‌توان گفت که سنسورهایی که جهت روشنایی و خاموشی چراغ‌ها نصب شده‌اند، در زمانی که فردی در محیطی قرار دارد چراغ را روشن کرده و در غیر این صورت به صورت خودکار چراغ خاموش می‌شود. پروتکل‌های استاندار ساختمان عبارت‌اند از KNX و EnOcean.

چگونه از سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems نگهداری کنیم

برای آن که سیستم مدیریت انرژی bems عملکرد درستی داشته باشد لازم است که در مواردی همچون طراحی، نصب کردن و راه‌اندازی آن دقت داشت. همچنین جهت آسان‌تر شدن کارها نیاز به یک رابط کاربر داریم. در فصول مختلف در ساختمان تغییراتی به وجود می‌آید و به دنبال آن حالت‌های عملکرد سیستم نیز تغییر می‌کند، به این منظور لازم است که سیستم را هر چند وقت یک بار و در طول فوصل زمانی مشخصی تنظیم و ارزیابی کنیم. برای آن که از عملکرد درست سیستم مطمئن شویم، لازم است که نگهداری و تعمیر از سیستم را در برنامه نگهداری از سیستم داشته باشیم. به این منظور لازم است که باتری‌ها و سنسورها را در صورت لزوم تعویض کرده و همچنین عملکرد دریچه‌‌ها، شیرها و اتصالات را بررسی کنید. ارتقا نرم افزار نیز می‌تواند یکی دیگر از راه‌هایی باشد که کمک می‌کند از عملکرد درست سیستم مطمئن شویم.

سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems می‌تواند سیستمی با سیم و یا بدون سیم باشد. برای آن که بدانید برای یک ساختمان استفاده از کدام یک بهتر است، لازم است که وقوع اختلالات احتمالی و همچنین نحوه‌ی دریافت سیگنال را در ساختمان مربوطه مورد بررسی قرار دهیم. برای آن که بدانیم چه سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems برای ساختمان ما مناسب است، لازم است که متراژ ساختمان، مقیاس پروژه و هزینه‌ای که برای خرید در اختیار داریم را در نظر بگیریم.

در پروژه‌هایی که گسترده‌تر و بزرگ‌تر می باشند، استفاده از سیستم‌های بی‌سیم رایج‌تر است.

مزایای استفاده از سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems

اکنون که با سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems آشنا شده‌اید، لازم است که مزایای استفاده از آن را نیز بدانید.

درست که که برای راه‌اندازی این سیستم نیاز به هزینه‌ی به نسبت بالایی داریم، اما لازم است بدانید که با نصب این سیستم در ساختمان‌ها با صرفه‌جویی در مصرف انرژی، در طول مدت زمان کمی تمام هزینه‌های اولیه جبران خواهد شد و در ادامه نیز به کاهش دیگر هزینه‌ها بسیار کمک خواهد کرد.

استفاده از این سیستم کمک می‌کند که افراد در محیط سلختمان آسایش را تجربه کنند. همچنین بسته به نیاز مختلف ساختمان در هر زمان می‌توان سیستم را بسته به آن نیاز، تنظیم کرد زیرا سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems سیستمی است که سطح انعطاف‌پذیری بسیار بالایی دارد.

در ادامه به صورت جزئی‌تر، مزیت های استفاده از این سیستم را شرح می دهیم:

همان‌طور که در قسمت بالا هم گفتیم این سیستم قادر است شرایط راحتی و آسایش را برای ساکنین ساختمان به وجود آورد. همچنین می‌تواند بر اساس نیاز در هر بخش، میزان مصرف انرژی را مشخص کرده و تفکیک کند.

در شرایط بحرانی، شرایط امنیتی ساختمان را افزایش داده و به بهبود امنیت ساختمان کمک می‌کند. همچنین از وقوع خرابی و گسترده شدن آن جلوگیری می‌کند.

در مصرف انرژی‌های الکتریکی و فسیلی صرفه‌جویی کرده و در بهینه‌سازی مصرف انرژی قابلیت بالایی دارد.

با نگهداری از این سیستم که در بخش قبل راجب آن توضیح دادیم، می‌توان از خرابی سیستم جلوگیری کرده و در نهایت در صرف هزینه‌ها، صرفه‌جویی کنیم. همچنین از خرابی ناگهانی تجهیزات به شکل قابل توجهی جلوگیری می‌شود.

از تولید و انتشار آلاینده های زیست محیطی تا حد زیادی جلوگیری می‌شود.

به عنوان یکی از مهم‌ترین مزیت‌های استفاده از سیستم مدیریت انرژی ساختمان bems می‌توان به جلوگیری از گرمایش جهانی اشاره کرد.

سخن پایانی

در این مقاله تلاش کردیم تمامی اطلاعاتی که لازم است درباره‌ی سیستم مدیریت انرژی ساختمان bms بدانید را در اختیارتان قرار دهیم. همان‌طور که دیدید وجود این سیستم‌ها در ساختمان خانه‌ها نه تنها نیازی به نیروی انسانی و صرف زمان ندارد، بلکه به شکل قابل توجهی در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند. امروزه بیش‌تر افراد از این سیستم کاربردی در ساختمان‌ها استفاده می‌کنند زیرا وجود آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است.

آموزشگاه پایتخت فناوری برگزار کننده دوره های آموزشی از جمله آموزش هوشمندسازی ساختمان می باشد . برای اطلاع از نحوه برگزاری دوره ها با کارشناسان ما تماس بگیرید .

منبع : پایتخت فناوری