VET4SBO Level 1 module 3 - unit 2 - v0.9 srb

1. ECVET Training for Operatorsof IoT-enabledSmart Buildings (VET4SBO)
2018-1-RS01-KA202-000411
Nivo 1
Modul 3: Osnove Interneta stvari (IoT) i indikativne
aplikacije. Mogućnosti za unapređenje poslovanja
bazirano na niskim troškovima
Poglavlje 3.2: Indikativne aplikacije u kombinaciji sa
naslijeđenim BMS-om ili za izgradnju samostalnih
sistema

2. Sadržaj
1. Standardni sistemi za upravljanje zgradama
2. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT
3. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT i standardni
sistemi
4. Studije slučaja i primeri
5. Kvarovi, zaštita i optimizacija

3. Sadržaj
1. Standardni sistemi za upravljanje zgradama
2. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT
3. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT i standardni
sistemi
4. Studije slučaja i primeri
5. Kvarovi, zaštita i optimizacija

4. Standardni sistemi za upravljanje zgradama
(Building Management Systems - BMS)
Standardni BMS/BAS
• Posvećeni individualnim procesima kritičnih sistema u
zgradama
– HVAC (ventilatori, pumpe, sistemi za hlađenje, itd.) on/off
– Osvetljenje on/off raspored
– Mreža i komunikacije
– …
• Odličan alata za konsolidacijuinformacija

5. Standardni BMS/BAS Primeri
Funkcionalnosti
• Pregled, kontrola i dаljinsko
konfigurisanje sistema
(računarski interfejs ili
pojedinačne komponente)
• Kontrola opreme na osnovu
unapred definisanog
rasporeda (vreme, datum i
praznik)
• Funkcije alarma

6. Primer BMS/BAS

7. Siemens BMS/BAS arhitektura
• Programiranje i kontrola
samo na terenu
• Ograničena količina
dostupnih informacija
• Teško je proceniti:
– Energetsku efikasnost
– Nivoe komfora
– Obavezno održavanje
Generički sistem za upravljanjezgradama

8. Siemens BMS/BAS interfejs (Interfejs aplikacije)

9. Siemens BMS/BAS Primer (Arhitektura)
Hardver
(senzori/aktuatori)
Komunikacioni
protokol(BACnet/IP/ModBus/
Lonwks)
Softvar (Veb
platforme/Aplikacije)

10. Johnson Controls BMS/BAS primer
• Upravljanje komforom stanara
– Automatska kontrola i oprema(npr. HVAC,
osvetljenje, rashladna oprema, krovovi,
itd.)
– Integracija i kontrola drugih sistema
• Upravljanje energijom
– Inteligentne sekvence i rutine za
upravljanje potrošnjom energije zgrade i
sistema

11. Johnson Controls BMS/BAS Primer
• Kontrola osnovnih mehaničkih sistema

12. Johnson Controls BMS/BAS Primer
• Integracija ključnih podsistema

13. Johnson Controls BMS/BAS Primer
• Netradiocionalne integracije BMS sistema

14. Komponente standardnih BMS/BAS sistema
• Visoki troškovi
unapređenja
standardnih
BMS/BAS
sistema
• Kompatibilnost
dodatnih
senzora

15. Protokoli standardnih BMS/BAS
Standardni protokoli:
• BACnet radi sa
protokolima višeg
nivoa
• IBECS radi sa
protokolima nižeg
nivoa
Protokoli koji
premošćuju ova dva.

16. Standardni BMS/BAS (Arhitektura)

17. Legacy BMS/BAS Interface 2

18. Legacy BMS/BAS Interface 3

19. Sadržaj
1. Standardni sistemi za upravljanje zgradama
2. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT
3. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT i standardni
sistemi
4. Studije slučaja i primeri
5. Kvarovi, zaštita i optimizacija

20. IoT uređaji
• IoT podržani senzori:
– Senzor zauzeća
– Senzor vlage
– Senzor svetlosti
• Jedinstvena platforma
– Standardni + IoT
uređaji
• Obrada podataka
Donošenje odluka

21. BMS/BAS podržani IoT-om - Primer 1 (Predix)

22. BMS/BAS podržani IoT-om - Primer 1 (Predix)

23. BMS/BAS podržani IoT-om - Primer 1 (Predix)

24. Sadržaj
1. Standardni sistemi za upravljanje zgradama
2. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT
3. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT i standardni
sistemi
4. Studije slučaja i primeri
5. Kvarovi, zaštita i optimizacija

25. Standardni BMS/BAS & IoT uređaji
• Čine postojeće sisteme pametnijima
• Kvalitet povratnih informacija je
unapređen
• Napredna analitika
• Niski troškovi integracije
• Veća poboljšanja u:
– Energetskoj efikasnosti
– Udobnosti stanara
– Kvalitetu vazduha

26. Primer inteligentnog HVAC- sistema – Kontrola
protoka vazduha
• Kontrola protoka vazduha: Kada se broj stanara u prostoriji
poveća, termostat će detektovati porast sobne temperature.
Upravljačka jedinica otvoriće prigušnicu dopuštajućiviše
vazduha u prostoriju,što će uzrokovati pad statičkog pritiska
detektovanog senzorom.

27. Primer inteligentnog HVAC- sistema – Kontrola
temperature
• Temperature and fan control system: Na primer, ako je sobna
temperatura fiksirana na 25 stepeni Celzijusa, ali stvarna sobna
temperatura je 27 stepeni Celzijusa, BAS / operator mora
otvoriti ventil za rashlađenu vodu. Jednom kada temperatura
padne ispod 25 stepeni Celzijusa, ventil se mora zatvoriti.

28. Primer inteligentnog HVAC- sistema – Kontrola
sistema osvetljenja
• Sistem osvetljenja: Sistemom rasvete može se upravljati
pomoću senzora pokreta i detekcije prisustva. Prekidači za
uključivanje / isključivanje mogu se konfigurirati na osnovu
unapred definisanih vremenskih rasporeda. U sistem se mogu
ugraditi i sistemi za povezani sa dnevnom svetlošću.

29. Intel: Standardni BMS/BAS & IoT jedinstven
programski okvir(1/2)

30. Intel: Standardni BMS/BAS & IoT jedinstven
programski okvir(2/2)

31. Besprekorna integracija svih protokola

32. Sadržaj
1. Standardni sistemi za upravljanje zgradama
2. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT
3. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT i standardni
sistemi
4. Studije slučaja i primeri
5. Kvarovi, zaštita i optimizacija

33. IoTs i/ili BMS/BAS – Studija slučaja 1 (1/2)
Univerzitet u Indoneziji (ADVANTEC)
• Cilj: Smanjiti potrošnju energije
• Rešenje:
– Integrisati sistemza rezervaciju učionica sa IoT aktuatorimai pametnim
mernim uređajima da bi se kreirao raspored uključivanja klima i svetala.
• Zahtevi:
– SCADA: Kontrola svetala i klime u realnom vremenu
– Interfejs između aktuatora i online aplikacije(ADVANTEC WebAccess 8.0.)

34. IoTs i/ili BMS/BAS – Studija slučaja 1 (2/2)
Arhitektura sistema -
rešenje
IoT rešenje sa
efikasnom kontrolom
troškova i integracijom
Advantec platforme
putem interfejsa, radi
kontrole klime i svetala
Dijagram sistema

35. IoTs i/ili BMS/BAS – Studija slučaja 2 (1/3)
Uvođenje Morgan zgrade u 21st vek
(Honeywell)
• NE postoji integrisan BMS/BAS sistem.
Samo pojedinačni elementi.
• Cilj:
– Minimizirati potrošnju energije
– Poboljšati upravljanje energetskim
podacima
– Integrisati kontrolu svih sistemai uređaja
– Unaprediti monitoring, dijagnostiku i
konfiguraciju sistema.

36. IoTs i/ili BMS/BAS – Studija slučaja 2 (2/3)
Uvođenje Morgan zgrade u 21st vek (Honeywell)
• Rešenje (Bazirano na Honeywell
proizvodima):
– WEBs-AX softver za automatizaciju zgrada
– WEBs-AX kontroleri
– Spyder® kontroleri
– Zio® LCD zidni moduli
– TR21 bežični senzori
– TR20 senzori
– Ventili i aktuatori
Novi
IoT
senzori

37. IoTs i/ili BMS/BAS – Studija slučaja 2 (3/3)
Uvođenje Morgan zgrade u 21st vek (Honeywell)
• Rezultati :
– Korišćenje WEBs-AX integracije svih povezanih sistema
– Centralizovana kontrola je doprinela smanjenju potrošnje energije od
18.6% i 52% i potrošnji klima uređaja
– Ušteda energije, unapređeno upravljanje zgradom, i smanjenji troškovi
održavanja
– Morgan zgrada je dobila LEED srebrnu sertifikaciju od U.S. Green Building
Council (Savetazelenih/ekoloških zgrada)
– Morgan Building je dobila EPA zvezdicu (EPA Energy Star certification)

38. IoTs i/ili BMS/BAS – Studija slučaja 3 (3/3)
10 Poslovnih zgrada
• Postojeći BAS:
– 2 nezavisna kontrolna
sistema
1. TAC Xenta:
uključivanje/isključivanje
ventilatora
2. Dali protokol:
Ukljućivanje/Isključivanje i
zatamnjenje svetala.
Aghemo C, Blaso L, Pellegrino A. Buildingautomationand control systems: A case study to evaluate
the energy and environmental performances of a lighting control system in offices. Automationin
Construction. 2014 Jul 1;43:10-22.

39. Uproščen dijagram opšteg monitoringa i kontrole
Brambley, “Advanced Sensors and Controls for BuildingApplications:Market Assessment
and PotentialR&D Pathways“2005

40. IoTs i/ili BMS/BAS – Studija slučaja 3 (2/3)
• Dodati IoT senzori:
– Fotosenzor (LI04
Thermokon sensor)
– 2x Infracrveni Senzor
zauzetosti (WRF04
Thermokon sensor PIR)
– Fotoćelija – višestruki
senzor (MDS Thermokon
Ceiling multi-sensor 360°)
Aghemo C, Blaso L, Pellegrino A. Buildingautomationand control systems: A case study to evaluate
the energy and environmental performances of a lighting control system in offices. Automationin
Construction. 2014 Jul 1;43:10-22.

41. IoTs i/ili BMS/BAS – Studija slučaja 3 (3/3)
Aghemo C, Blaso L, Pellegrino A. Buildingautomationand control systems: A case study to evaluate
the energy and environmental performances of a lighting control system in offices. Automationin
Construction. 2014 Jul 1;43:10-22.
• Inteligentna kontrola svetala, je dovela do znatne uštede energije

42. Data vizuelizacija – online primer (1/4)
John Jay koledž kriminalistike, Cuny Univerzitet (2015)
• Više senzora čije se očitavanj vrši na 15 min
• Podaci sa senzora su raspoloživi online (rscript.cisdd.org)
• Online analitika (rscript.cisdd.org)  Predviđanje temperature
sobe

43. Data vizuelizacija – online primer (2/4)
Platofrma za online analizu podataka:

44. Data vizuelizacija – online primer (3/4)
Podaci sa sobnih senzora:
• Temperatura sobe
• AHU Povratna temperatura
• AHU Dovodna temperatura
– Sup Temp ↓ onda Sobna Temp↓
– Sup Temp ↑ onda Sobna Temp↑

45. Data vizuelizacija – online primer (4/4)
Podaci sa sobnih senzora:
1. Zauzetost ↑ (detektovano sa
povećanom potrošnjom CO2)
2. Sistem za hlađenje↑
3. Sobna temperatura ↓
Uticaj drugih senzora
Primer:
• Povećan CO2  Zauzetost
Zauzetost  Smanjenje
temperature u sobi

46. Sadržaj
1. Standardni sistemi za upravljanje zgradama
2. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT
3. Sistemi za upravljanje zgradama bazirani na IoT i standardni
sistemi
4. Studije slučaja i primeri
5. Kvarovi, zaštita i optimizacija

47. Greške, Zaštita i optimizacija (1/6)
• Iako BMS/BAS sistemi poseduju senzore alarme za
temperaturu, ili snezore koji prate stanje opreme, ipak na kraju
dijagnostikagrešaka, ili stanja se zasniva na operateru i na
njegovim odlukama.
• Operater na osnovu prethodnog iskustva, pravilnika i drugih
uputstava odlucuje da li treba pozvati održavanje u cilju
popravke, ili zameniti deo.
• Analitika mernih podataka,kao i uklapanje i analiza podataka
sa više senzora, zahteva brzu reakciju od strane operatera.

48. Greške, Zaštita i optimizacija (2/6)
• Obavestiti operatera na postojanje
problema
– Detektovanje problema pre nego što
postanu realni.
– Obaveštenja upotrebom alarma i
upravljanje istima
– Opadanje performansi
• Zaštita elemenata objekata
– Klime, HVAC i mehanička oprema, ljudi,
Sistemi zaštite od vatre i drugi sigurnosni
sistemi
– Podići vrednost objekata.s

49. Greške, Zaštita i optimizacija (3/6)
Problem: Kada su u pitanju poslovne zgrade, ili fakulteti i škole,
postoji mogućnost za čestom promenom uslovba u nekoj prostoriji.
Problem se može javiti ako operator ne primeti da nešto treba da
vrati na osnovna podešavanja. Primer može biti zahtev da se
temperatura u nekoj prostoriji podesi na određenu vrednost samo u
jednom danu. Ako operator ne primeti da je potrebno vratiti je na
prethodnu vrednost, javiće se problem, a alarm ga neće obavestiti o
tome.
Rešenje: Zauzetost prostorije može biti detektovana IoT senzorom i u
skladu sa tim temperatura se može automatski podešavati

50. Greške, Zaštita i optimizacija (4/6)
Problem:
• HVAC sistem nema povratnu spregu i može se podešavati samo u
fiksnim intervalima (tačkama)
Solution
Dodavanje CO2 senzora  Informacija zauzetosti  Pokazuje kada
da se upali/ugasi HVAC sistem
Dodavanje senzora zauzetosti  Uključivanje/isključivanje svetala
 Veliko unapređenje utroška energije

51. Greške, Zaštita i optimizacija (5/6)
Problem:
• Smanjenje HVAC potrošnje energije
– Upumpavanje svežeg vazduha u zgradu znatno utiče na HVAC
potrošnju energije
• Rešenje:
– CO2 senzori koji proveravaju kvalitet vazduha u zgradi
– Regulisanje unosa svežeg vazduha

52. Greške, Zaštita i optimizacija (6/6)
• Problem:
– Complaints for uncomfortable temperature
• Possible solution(s):
– Humidity Sensors: Temperature could be fine, but increased humidity
levels affect the occupants comfort
– Illuminance sensors in case of large windows
– Maintenance scheduling of the HVAC system

53. Primer greške prilikom zaključivanja
• Spolja sklopka je na 30% a povratna sklopka je na 70%. Ako je temperatura spoljašnjeg
vazduha 70 stepeni, a unutrašnjeg 74 stepeni, onda je izračunata temperatura 72.8 stepeni.
• Kalkulacija: temperatura spoljneg vazduha * 30% spoljne sklopke + temperatura povratnog
vazduha * 70% povratne sklopke.
• Ovo je brz način da se proveri ako je nešto loše. Na primer: ako je spoljna sklopka na 10% pri
temperaturi od 100 stepeni, i ako je povratna sklopka podešena na 90% sa temperaturom
od 74 stepeni, onda bi proračunata temperatura trebalo da bude 76.6 stepeni.
• Međutim, ako je temperatura oko 85 stepeni, onda postoji problem u kontroli sistema.
• Possible solution(s):
– Postaviti mobilne senzore temperature u sobama, radi regulisanja u realnom vremenu.
air damperair damper

54. Izjava o odricanju odgovornosti
Za dodatneinformacije o VET4SBO projektu,posetite sajt projektana adresi https://smart-building-operator.euili
posetite https://www.facebook.com/Vet4sbo.
Preuzmite mobilnu aplikaciju:https://play.google.com/store/apps/details?id=com.vet4sbo.mobile.
Projekat (2018-1-RS01-KA202-000411) se finasniraod strane Evropske komisije(Erasmus+ Program). Ova publikacija
odražava stavovesamo autora i Komisija ne može biti odgovorna za bilo kakvuupotrebu informacijama sadržanim u
njoj.