Bina Otomasyon Sistemleri

BİNA OTOMASYON SİSTEMLERİ




ÖZET

Bugün gelişen sanayi ve ekonominin paralelinde oluşan yapılaşma ve dolayısıyla artan enerji tüketimi, ülkemizde enerji tüketiminde optimum noktaları yakalamaya çalışan ülkeler seviyesine getirmiş ve bu ülkelerde gelişen Bina Otomasyon Sistemlerine de Türkiye’de kullanım alanları açılmıştır. Bina otomasyonundaki yönetim sistemleri de buna yön vermektedir.


1. GİRİŞ
Toplum bilim ile ilgili hemen her kitabın ilk konularından bir tanesi “İhtiyaçlar Hiyerarşisi”dir. Burada listelenen ihtiyaçlardan bazıları sadece insanlar için değil tüm canlılar için en önemli gereksinimlerdir. Bu kaynaklarda yeme-içme gibi fiziksel gereksinimlerden başka barınma da gelmektedir.
Barınma denince; insanın bu konudaki üstünlüğü bulunduğu yerin ortam koşullarını değiştirebilmesidir. Önemli olan bunun karşılığında ne ödemesi gerektiğidir.
Doğal kaynaklar sınırlıdır, pahalıdır. Alışagelmiş enerji kaynakları insanlara ancak 2050 yılına kadar yetebilecektir. İnsanoğlu nasıl enerji tasarrufu yapacak?
Kaynak atıkları çevre kirliliğine yol açmıştır. İnsan sağlığı tehdit altındadır. Çevre kirliliğinin önüne nasıl geçecektir?
İnsanoğlu rahatından taviz vermek istememektedir. Klasik kontrol sistemleri uzun zamandır kullanımda olmasına rağmen, mekanik parçaların ayarları bozulmaktadır. Ayar düğmesi 21 0C’ye getirmesine rağmen, termometre 23 0C dedir. Enerji boşu boşuna kaybolmaktadır. Ayrıca görevli, lambaları kapatmayı da unutmuş. Toplantı salonunda klima santrali arızalı, arıza olduğu zaman haber veren bir sistem olmalı, hatta ihtimal varsa arıza olmadan haber vermeli.
Ekonomik hayat çok karmaşıklaşmıştır. Yıllık yakıt depolansın mı?, yoksa aylık alıp para repo mu yapılsın? Yönetim işletme bütçesi ve masraf planı istiyor.
En iyisi bu işlemlerin hepsini binanın bilgisayarı yapsın. Günlük kararların hepsini o versin.
İşte yukarıdaki gibi soru ve istekler, Bina Otomasyonu kavramından geçen tesisat mühendisliğinin, neden akıllı binalara ulaşmak istediğini açıklar.
1.1. Bina Otomasyonunun Tanımı
Bina Otomasyon Sistemi, bir binanın ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinin bilgisayarla otomatik kontrolünü sağlayan sistemin genel adıdır. Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme işlevi klima santralleri tarafından sağlanır. Ortamın sıcaklık ve bağıl nem oranı bilgileri ile klima santralinin bazı bölümlerine ve ortamın içinde yerleştirilmiş olan sensörler ile elde edilir. Sensörlerden okunan bilgiler genellikle saha üzerinde veya tesisat dairelerine monte edilmiş olan bilgisayar panellerine gelir.
Bu panellerin kendi mikro işleyicileri olduğu için bağımsız birer bilgisayar işlevi görürler. Panellerin içinde tasarımcı mühendis tarafından sistemin gereksinmeleri göz önünde bulundurularak yazılan ve gerektiğinde ihtiyaca göre değiştirilebilen Assembler programları yüklüdür. Bu programlar sensörlerden gelen bilgilere göre, ortamın sıcaklığını ve bağıl nem oranını gereken değerde tutup iklim konforunu sağlamak için otomatik olarak aspiratör ve vantilatörleri, ısıtıcı ve soğutucuları açmak-kapamak (veya gereken oranda açmak-kapamak), nemlendirici pompasını açmak-kapatmak ve klima santralinin dinamik durum bilgilerini elde etmek gibi işlevleri yerine getirir.
Eğer binada birden fazla klima santrali varsa, genellikle her santral için ayrı bir bilgisayar paneli kullanılır. Bu paneller birbirlerinden bağımsız çalışmasına rağmen hepsi merkezdeki bir ana bilgisayara bağlıdır. Ana bilgisayarda, her klima santraline ait bilgisayar paneline ayrı ayrı ulaşıp santrallerin çalışmasını grafiksel olarak izlemeyi sağlayan ve Windows programı altında çalışan yüksek seviyeli program yüklüdür.
1.2. Otomasyon Sisteminin Kullanım Alanları
-Başta belirtildiği gibi bu sistemlerin kullanım alanları teknoloji ve ekonomi
paralelinde genişlemektedir.
-Bürolar ve Oteller.
-Hastane ve Laboratuarlar.
-Müze ve Kütüphaneler.
-Büyük Alış Veriş merkezleri.
-Bilgisayar merkezleri.
-Havalimanları.
-Sanayi Binaları.
1.3. Görevler ve Görev Dağılımı
VDI (3814) esaslarına göre Bina Yardımcı tekniği (GLT) görevi; İşletme Teknik Tesislerinin (BTA) optimum noktada korunması, kontrolü ve kumandasını sağlamaktır. GLT Bina yardımcı Tekniği (Bina Otomasyonu) aşağıdaki görevleri üstlenir:
-İşletmenin kontrolü.
-İşletmenin yönetimi
-Tesisin otomasyonu.
-Arşivleme.
-İşletme analizi.
-Enerji yönetimi.
-Bakım yönetimi.
Bu görevler değişik seviyelere dağılır :
-Toplam yönetim seviyesi.
-Grup yönetim seviyesi.
-Tekli yönetim seviyesi.
-Alan seviyesi.
1.4. Merkezi Sorumluluk
Alan seviyesinde sensörler ve hareketli elemanlar yer alırlar, bunlarla fiziksel değerler elde edilir ve değiştirilebilir. Tekli Yönetim Seviyesinde alt istasyonlar (DDC) veya Otomatizasyon İstasyonları (AS) tesis edilmiştir. Bunlar Fonksiyonel Cihazlardır. Proses sinyallerini algılarlar ve istenen şartlarda çalışmayı sağlarlar.
Grup Yönetim Seviyesinde hiyerarşik bir yardımcı kontrol sisteminden bahsedilebilir. Burada bir alt istasyon alan, Tekli Yönetim Seviyelerinden gelen veya içinde çözülmüş bilgilerin bir kısmına yüklenir.
Toplam Yönetimi Seviyesi insan ile makine arasında iletişim kuran, gözlem yapan, dataları algılayan sistemi çalıştıran veya durduran cihazlardan oluşur. Tuşlu kumanda gibi.
1.5. Otomasyon Hizmetinin Verimliliği
Bina İşletme Sistemi; eski bir binaya uygulanır ve MRS tekniği ile tamamlanarak düzenlenirse veya yeni bir binada kurulursa, fikri planlama aşamasından, tamamlama aşamasına kadar pek çok hizmet alanını içerir.
-Planlama. - Akıllı bina.
-İşletme yöntemi. - Tam entegre sistemi.
-Hizmet ve muhafaza.
1.6. BACnet-Bina otomasyon ve Kontrol Ağı
BACnet bina otomasyon ve kontrol ağları için amerikan Isıtma, Soğutma ve Klima Mühendisleri Birliği ASHRAE tarafından geliştirilen bir standart iletişim protokolüdür. BACnet, Building Automation and Control network adının kısaltılması ile oluşturulmuştur. BACnet şu anda bir A.B.D. Ulusal Standardı ve bir Avrupa Topluluğu ön standardıdır.
BAC net donanım ya da yazılımla; dijital giriş-çıkış değerleri, analog giriş-çıkış değerleri, planlama bilgileri, alarm ve olay bilgileri, dosyalar ve kontrol bilgilerinin veri olarak iletilmesini sağlar. BACnet kısaca farklı üreticilerce geliştirilen değişik bina otomasyon ürünlerinin bir arada çalışmasını sağlayacak bir iletişim yapısı olarak da nitelenebilir