Začíná nová éra úžasně inteligentních budov

Pro automatizované systémy řízení budov, které se starají například o vytápění, klimatizaci, osvětlení nebo o ch...


Pro automatizované systémy řízení budov, které se starají například o vytápění,
klimatizaci, osvětlení nebo o chod výtahů v domech, byla dosud převážně
využívána samostatná technologická řešení. Nyní ale výrobci rychle přecházejí
na standardní IT technologie IP protokol, webové služby a další. Systémy
automatizovaného řízení budov tak začínají konvergovat k tradičním IT
infrastrukturám.

Díky nově vznikajícím normám je nyní možné sdílet data mezi automatizované
systémy řízení jednotlivých budov (Building Automation Systems, BAS) a dalšími
podnikovými aplikacemi. Tím dochází k nárůstu efektivity a snížení provozních
nákladů budov. Tempo této transformace nabývá na síle i přesto, že ji brzdí
problémy s informační bezpečností, nedokonalé normy, neochota výrobců vzdát se
určitých technologií i skutečnost, že IT odborníci uvedený konvergenční trend
přehlížejí.
Správci budov uvedené změny podporují a vyžadují otevřenější systémy. Tlačí
výrobce se systémy BAS k přechodu od dnešních uzavřených technologií k
aplikacím, které budou přístupné z webu a bude je možné provozovat
prostřednictvím IP sítí v souladu s průmyslovými normami. Správa systémů BAS
pak bude pravděpodobně stále více spadat pod IT oddělení.
Příkladem právě realizovaných změn může být severoamerická centrála společnosti
Panasonic, kde se nyní pracuje na projektu výměny klasických termostatů
připevněných na zeď za jednotlivé virtuální termostaty řízené z osobních
počítačů. Společnost Kenmark Group, která zde funguje jako správce, založila
operační středisko zaměřené na úspory energií realizované prostřednictvím
centrálního monitorování a řízení řady kancelářských budov současně. Systém
obsahuje běžný webový portál a ke komunikaci se zařízením jednotlivých budov
používá páteřní síť XML a IP. Mezinárodní letiště v Torontu zase propojilo
systémy pro vytápění, osvětlení a klimatizaci každého příchodu k letadlům s
letovou informační databází. Tak lze spotřebu energie omezit vždy jen na dobu,
kdy se ve vestibulu zdržují lidé.

Doba změn
"Lidé z IT teď vstupují do období, kdy cokoliv virtuálního směřuje do jejich
branže, a fantasticky tak rozšiřuje jejich horizont," míní Rick LeBlanc,
prezident pro produkty HVAC (Heating, Ventilation And Cooling) americké pobočky
společnosti Siemens Building Technologies. "IT oddělení nebude sice systémy BAS
provozovat, ale bude sloužit zákazníkovi správci budovy podobně, jako mu slouží
třeba účtárna nebo jiná současná oddělení," vysvětluje LeBlanc.
Řada velkých společností už systémy BAS centralizovala, takže monitorují a řídí
prostředí rozlehlých budov a celých areálů. Tyto systémy už začínají přecházet
k otevřenějším IT infrastrukturám podobně, jako se navzájem sbližují telefonní
a IT sítě.
"Všichni teď chtějí integrovat řídicí systémy do IT sítí," říká Tom Hartman,
ředitel konzultační společnosti The Hartman. Ale zdá se, že trend ve vývoji
půjde ještě dál. Dnešní typické systémy BAS obsahují síť čidel a dalších
zařízení napojených na regulátory na každém poschodí, na regulátory řídící
celou budovu nebo celý areál, na server s webovým rozhraním pro monitorování
systémů budov a k databázi pro ukládání minulých dat. "V budovách nové generace
půjde integrace mnohem dále až za současný stav řízení automatizovaného systému
budov prostřednictvím IT sítě," těší se LeBlanc. "V dlouhodobé perspektivě
budete moci cokoliv fyzicky řídit podle daných preferencí, zvolených kritérií a
příslušných obchodních pravidel," slibuje Joshua Aaron, prezident konzultační
firmy Business Technology Partners, která pomáhá společnostem při fyzických
přesunech jejich IT infrastruktury a datových center. Avšak zároveň dodává:
"Zatím se ale nezdá, že by se už pro toto řešení rozhodlo mnoho společností."

Otevřené normy
Potřebné otevřené normy se právě začínají rýsovat. Důsledkem nejspíš bude
smazání hranic mezi jednotlivými subsystémy těmi zajišťujícími fyzickou
bezpečnost počínaje a ovládáním výtahů konče. Data z takových systémů budou
pravděpodobně sdílet i ostatní firemní aplikace, jako je například účetní
systém. To zlepší efektivitu správy budov, protože existují aplikace, které
budou schopny využívat nové datové toky a přístup k datům v reálném čase.
"Normy umožní, aby systémy sdílely stejná data a na základě porovnání dat pak
může dojít k obchodnímu rozhodnutí," říká Ron Zimmer, prezident kanadské
asociace CABA (Continental Automated Buildings Association). "Ale tento
vznikající trend zůstává zatím většinou ze strany IT firem bez povšimnutí,"
podotýká Zimmer. "Je iniciován ze strany správy budov."
Regulovat vytápění v minulosti znamenalo zavolat správci budovy v ústředí,
který musel otočit ventilem a teplotu nastavit. Současné automatizované systémy
používají čidla k detekci pocitu pohody a ovladače k řízení ventilů ale větší
změny zřejmě teprve přijdou. "Pro computerizaci systémů musíte nejdříve
prošlapat cestu," vysvětluje Toby Considine, předseda výboru pro otevřenou
výměnu informací v systémech budov (OBIX, Open Building Information Exchange)
OASIS, který vznikl v dubnu 2003, aby zajistil vývoj rozhraní pro systémy
řízení budov, které by bylo normalizováno a bylo přístupné z webu.

Sítě se sbližují
Standardizace začala od základů. Pro příslušné kabelové systémy, kterými jsou v
sítích propojena čidla a další zařízení s regulátory na jednotlivých patrech,
byly už v posledních letech zvoleny dva konkurenční otevřené protokoly BACnet a
LonTalk. Regulátory na poschodí pak zpravidla komunikují s okolím
prostřednictvím IP páteře.
Barry Haaser, výkonný ředitel společnosti LonMark International, předpovídá, že
LonTalk a BACnet budou převládat na úrovni zařízení, a to z důvodů technických
a cenových. Ostatní si tím ale nejsou tak jisti. "Proč bychom neměli mít místo
dvou chlapíků, kteří sedí v IT a řídí sítě, jen jednoho? Zdá se mi, že IP půjde
směrem dolů k jednotlivým zařízením," míní Anno Scholten, vedoucí technologie u
prodejce systémů BAS společnosti Plexus Technology.
Avšak sdílení páteřní IP sítě znamená pro administrátory sítí vyšší nároky na
bezpečnost. Na univerzitě v Yale byl zahájen projekt úpravy jejího systému BAS
na síť IP, která bude spojovat 210 budov v celém areálu. Projekt zamýšlí
napojit BAS na systém sledování prostor, který umožní automaticky regulovat
spotřebu energie podle obsazení místnosti. Bill Daniels, manažer systémů a
technologií v pracovní skupině správy budov, vytvořil a z důvodů bezpečnosti
oddělil paralelní síť, která je chráněna firewally a používá neveřejné IP
adresy aby se data nedostávala na internet. Jerry Hill, ředitel pro IT systémy
na Yale, zdůrazňuje, že bezpečnost je prvořadá. "Nechceme, aby se studenti
nabourávali do systémů řízení budov jen proto, že to jde," říká. Daniels chce
spojit systém BAS s univerzitním účetním systémem plateb a účtování. Pracovníci
správy budov, kteří se vzdáleně přihlásí, nedostávají ale zpravidla od svých
poskytovatelů internetových služeb statickou IP adresu, což ztěžuje zabezpečení
sítě.
"Bezpečnost je problém, který zasahuje do mnoha sfér," říká Considine. Výrobci
řídicích systémů podle jeho slov používají základní mechanismy pro zabezpečení
pomocí hesel, ale většinou nemají představu o bezpečnosti na bázi adresářů.
Marka Kendalla, CEO společnosti Kenmark Group, tyto problémy také zlobí. "V
některých našich budovách se můžete prostřednictvím sítě dostat až k zámku
vstupních dveří. Bezpečnost je velmi vážnou záležitostí."

Zpřístupnění z webu
Pro úspěšnou integraci IT a BAS ještě nejsou k dispozici potřebné prostředky.
"Různé vývojové týmy XML pracují na schématech rozhraní mezi systémy budov a
podnikovými systémy," říká Kirk McElwain, technický ředitel společnosti CABA.
"Ale překážkou je nyní absence univerzálního jazyka, který by byl široce
použitelný v průmyslu k programování regulátorů," míní Considine. Očekává, že
budou vyvinuta schémata na bázi XML, ale zdůrazňuje, že základní rozhraní musí
být k dispozici ještě před tím. To, co je podle jeho slov zapotřebí, je
abstraktní vrstva, aby programátoři nebo další uživatelé nemuseli řídicím
systémům rozumět.
Společnost Johnson Controls například vyvinula systém pro mezinárodní letiště v
Torontu, který je navržen tak, aby umožňoval letištnímu informačnímu dopravnímu
systému ATIMS (Airport Traffic Information Management System) řídit osvětlení a
vytápění příchodů k letadlům podle aktualizovaných informací o letech z
řídicích systémů letového provozu. Z databáze ATIMS je možné prostřednictvím
SOAP předat zakódovanou XML zprávu řídicímu systému, který zapne vytápění a
osvětlení u příslušného příchodu.
Michael Riseborough, hlavní manažer správy budov letiště, říká, že to je jen
jedna část integračního procesu. Iniciativa OBIX obsahuje návrh prohledávací
služby, díky níž lze čidla a další přístroje jen zapojit a spustit. OASIS
rovněž pracuje na službě pro systém alarmů, která by poskytla běžné rozhraní
pro výstrahy, a na službě pro záznam dat o minulém vývoji například teplot v
místnostech. "Také se mluví o specifických službách spojených s konkrétními
obory," uvádí Considine. "Bude-li OBIX fungovat, můžeme mít jen v souvislosti s
problematikou OBIX více webových služeb, než je všech ostatních webových služeb
dohromady," předpovídá.

V praxi
Uživatelé už s webovým rozhraním a XML experimentují. U společnosti Kenmark
Group je možné z počítače prostřednictvím příslušné brány komunikovat s čidly a
s dalšími přístroji po síti LonTalk. Aktualizace se zanášejí do ústřední
databáze v provozním středisku firmy. Avšak integrace nemusí být vždy
jednoduchá. Například společnost Estructures poskytuje hostované služby BAS,
které používají SOAP a XML pro rozhraní s řídicími systémy budov zákazníků
využívajících LonTalk. Ale rozhraní nejde do dostatečné hloubky. "Protože
neexistují normy, řešíme spoustu věcí jen vlastní invencí," vysvětluje
Scholten, dřívější viceprezident této společnosti.
Výrobci BAS přecházejí na nové systémy opatrně a drží se značkových rozhraní,
ale podle Harmana se vývoj v oboru nedá zastavit a k přechodu dojde i bez nich.
"Nemyslím si, že v čele tohoto trendu budou právě společnosti s regulační
technikou. Budou to spíš výrobci IT," předpovídá.
"Firmy, které využívají IT outsourcingu u společností, jako je IBM, se často
zajímají, zda dodavatel provádí i správu systémů BAS," říká Robert Frazier,
výkonný konzultant společnosti IBM. "Dnešní systémy jsou ještě příliš
specifické, aby přinášely takové úspory, které by mohly zajistit potřebný
zisk," vysvětluje. Ale jakmile se objeví potřebné normy, bude podle jeho slov
možné tyto systémy řídit v rámci správy informačních technologií.
"A normy už skutečně vznikají," potvrzuje Mark Cherry, marketingový manažer
společnosti Honeywell International. "Protože je infrastruktura IT vhodná ke
spojování, stávají se v této oblasti informační technologie jakýmsi lepidlem."

Vyšší stupeň správy
Zatímco většina společností zápasí s problémy, které souvisejí s vytvořením
kostry sdíleného automatizovaného systému budov, přichází útvar podnikového
rozvoje IT společnosti NTT se systémem BAS nové generace. Ten firma využívá ve
své 27poschoďové kancelářské budově A-RE-A Shingawa v Tokiu, otevřené v červnu
2003. Všechny složky firemního systému BAS tj. systém hospodaření s energií,
systém IP telefonie a bezpečnostní systém IP, který obsahuje IP kamery, čtečky
karet a dveřní zámky spolu sdílejí páteřní síť, gigabitový Ethernet na
optických vláknech. "Síť je rozdělena na segmenty virtuálních lokálních sítí
přepínačem na každém patře, aby bylo možné oddělit různé části provozu,"
vysvětluje vedoucí výkonný IT manažer Akira Košikawa.
"Systém BAS ještě nesdílí data s ostatními podnikovými aplikacemi na straně
IT," říká Košikawa. Když byl systém vyvíjen, iniciativy za otevřené webové
standardy, jako je OBIX, ještě neexistovaly. Ale protože systém BAS podporuje
XML, je možné příslušné rozhraní v budoucnu vytvořit. "Po normalizaci podle
OBIX budou data systému BAS tvořit zdroj informací a umožní správu budovy v
celém jejím životním cyklu," vysvětluje Košikawa.
Vyšší stupeň správy Zatímco páteřní síť je sdílena, jednotlivá čidla, ovladače
a ostatní prvky koncových zařízení používají síť LonTalk. Router LonTalk/IP
představuje na každém patře rozhraní s IP páteřní sítí. "Při malých přenosech
dat je dnes LonTalk lepší než IP," míní Košikawa, ale vzápětí dodává: "V
budoucnu ale jeho místo zaujme IP na bázi technologie IPv6."









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.