Kullanıcı rahatlığının artması ve işletme maliyetlerinin azalması “akıllı binaların” pek çok avantajından sadece birkaçıdır. Isıtma ve iklimlendirme sektörlerinde uygulandığı şekliyle günümüzün pompa teknolojisi de buna katkıda bulunabilir. Bu yazıda, elektronik pompaların farklı bina otomasyon sistemlerine entegre edilebildiği esnek bir yaklaşımı incelenecektir.

Bina otomasyonunun en önemli işlevleri; bina hizmetleri, giriş kontrolü ve yangından koruma gibi farklı alanların kontrolü ve izlenmesi, ayrıca tesis yönetimine veri tedariğinin sağlanması olarak düşünülmelidir. Kullanıcı rahatlığının artması ve işletme maliyetlerinin azalması “akıllı binaların” pek çok avantajından sadece birkaçıdır. Kontrol sistemi bulunmayan binalarla kıyaslandığında akıllı binalarda elde edilebilecek maliyet tasarrufu oranlarının % 10 ile % 30 arasında olacağını söylemek gerçekçi bir tahmin olacaktır.

Isıtma ve iklimlendirme sektörlerinde uygulandığı şekliyle günümüzün pompa teknolojisi de buna katkıda bulunabilir. Europump Hidrolik Enstitüsü tarafından yapılan hesaplamalara göre, bir pompa için satın alma maliyeti tüm yaşam döngüsü maliyetlerinin sadece % 6’sına denk geliyor. Açıkça görülüyor ki, enerji ve bakım maliyetleri harcamaların en büyük parçasını oluşturuyor. Yani enerji tasarrufu yapan pompalar ve bu pompaların bina otomasyon sistemlerine entegre edilmeleri için yapılacak ek maliyet harcamaları kısa bir süre içerisinde kendisini amorti edecektir.

Saha Düzeyinde Pompaların Çapraz Bağlantılarının Kurulması

Bina otomasyonunda üç seviye tanımlanabilir. Sistemin izlendiği ve kontrol edildiği yönetim seviyesinde bütün veriler toplanıp birleşirler. Burada işletme koşulları görsel olarak incelenir ve gerekli veriler istatistiki analizler için saklanırlar. Saha seviyesinde ise örneğin motorlar, vanalar ve pompalar gibi kumanda tahrik tertibatlarının yanı sıra basınç ve sıcaklık derecesi için geliştirilmiş sensörler bulunur. 

Otomasyon seviyesi de saha seviyesi ile yönetim seviyesi arasındaki orta seviye olarak düşünülebilir ve bağımsız sistem bileşenleri arasında veri aktarımını sağlamak, aynı zamanda da kontrol tertibatları ve veri sunucuları gibi daha yüksek seviyelerdeki cihazlara verilerin iletilmesi görevlerini üstlenmiştir.

Birkaç yıl önce Wilo SE, tüm Wilo elektronik pompalarının farklı bina otomasyon sistemlerine entegre edilebileceği esnek bir yaklaşım geliştirdi. Bina otomasyon sistemleriyle en iyi ve tatmin edici bağlantıyı kurabilmek için Wilo, ürettiği tüm elektronik olarak kumanda edilen pompalarına uyumlu ek yazılım şeklindeki bir ara yüze sahip IF modülleri geliştirdi. Bu uyumlu ek yazılıma sahip modüller, farklı ağ geçitleri veya kendine özgü atanmış ana yol dizgelerine gerek duymadan, pompaların mevcut sisteme doğrudan tesis içerisinde entegre edilebilmelerini sağlamaktadır. Sonuç ise çok basit ve her yerde kurulumu mümkün olan bir sistemdir.

Binalardaki otomasyon sistemleri yenilenir ve yeniden yapılandırılırken IF modüllerinin de yenilenmesi gerekir ve bu işlem birkaç küçük adımda yapılabilir. 

Bina Otomasyonuna Entegrasyon

Saha seviyesinde pompalar akıllı tetikleyici mekanizma ve sensör gibi çalışırlar. Bu pompalar, elektrik ve hidrolikle ilgili işletme verilerini derlerler. Bunun üzerindeki bir noktaya yerleştirilmiş olan otomasyon seviyesi saha seviyesinden derlenen süreç verilerini değerlendirmeye tabi tutabilir. Böylelikle değerlendirdiği verilerin bazılarını kontrol edebilir veya yönetim seviyesine iletebilir. Genel kural olarak Wilo elektronik pompaları elektrik, mekanik, termal ve hidrolik pompa verilerini bina otomasyonuna veri protokolleri üzerinden iletir. Örneğin basınç, akış ve enerji tüketimi, anlık tüketim ve işletme saati sayısı, hatta farklı hatalı veya bozukluk durumlarını da saptayarak bina otomasyonuna iletebilir. Aynı şekilde kumanda komutları pompalara da iletilerek işlem yapılabilir.

PLR ve LON’a pompa bağlantısı için gerekli olan IF modülleri bir süredir mevcut bulunsa da, Wilo artık bina otomasyonu içerisinde pompaların çapraz bağlandığı bir sistem önermektedir. Son birkaç yıldır bu sistemdeki veri aktarım hızı da artırılmıştır. Buna ek olarak, sistemlerin geliştirilmeleri sayesinde pompalar ile sensörlerin bulunduğu saha seviyesine daha da fazla “akıllı” uygulama potansiyeli aktarılmıştır.

“Evet, yapabiliriz!”

Endüstriyel otomasyon ve otomotiv alanındaki örneklerle geçerliliği kanıtlanmış olan Wilo’nun geliştirdiği “Wilo-CAN” yüksek hızlı veri yolu, elektronik olarak kumanda edilen pompaları bina otomasyonuyla bütünleştirir ve standart CAN (Kontrol Edilen Alan Ağı) alanını bina otomasyonunun gereksinimlerine göre yeniden düzenler. Yani pompaların kuracakları iletişim süreç içerisindeki olaylara göre gerçekleşir, örneğin pompada bir şey değişirse veri yolu döngüsü üzerinden aktif olarak ve gecikme olmadan tüm katılımcı taraflara bildirilir. Birden fazla pompa bir veri yolu üzerinden iletişim kurabilir. Wilo-CAN ürünü endüstriyel standart olan CANopen uyumludur ve bu yüzden pompaların endüstriyel kumanda sistemlerine entegre edilebilmelerine de olanak tanıyan açık bir sistem olarak çalışır.

“Wilo-CAN veri yolu için geliştirilen IF modülleri halen yüksek verimliliğe sahip Wilo-Stratos dizisi pompaları için mevcuttur ve 125 kBit/saniye iletim hızına sahiptir. Böylelikle daha hızlı sinyal değişimi için güvenli veri aktarımı sağlanmakla kalmaz, ayrıca işlevsellik ve performansta da gözle görülür oranda gelişme yaşandığı kaydedilecektir. Modülün hızlı bir şekilde kurulabilmesi ve demonte edilebilmesi sayesinde, yeni sistem ve tesisatların kurulumu hızlanmakla kalmayacak, hatta mevcut tesisat ve sistemlerin de düşük maliyetle yenilenmesi de mümkün olabilecektir. Böylelikle bütün pompanın değişmesi gerekmeyecektir; sadece “Wilo-IF-Modülü” sisteme monte edilmesi yeterli olacaktır. Daha sonra pompa bina otomasyon sistemine entegre edilebilir.
Bina otomasyonunda bir başka özel mesele de, genellikle farklı “diller” kullanan farklı veri iletim sistemlerinin kullanılıyor olmasıdır. Yani daha büyük çaplı sistemlerde çok sayıda BA parçası farklı standartlarda olsa da entegre halde çalışmak zorundadır. Bu durum kimi zaman bina otomasyonunun her seviyesinde planlama ve tesisat çalışmalarını en az ikiye katlayacak bir unsurdur.

Dünya BACnet’ten Bahsediyor

Veri protokolü BACnet de işte bu gereksinimle ilgili olarak her geçen gün daha çok kabul gören bir çözüm olma yolundadır. Soruna gerekli çözümü sunmakla kalmayan BACnet, aynı zamanda bina otomasyonunda geleceğe yönelik bir standart oluşturmaktadır. BACnet teriminin açılımı “Bina Otomasyon ve Kumanda Ağlarında Veri İletişim Protokolü”dür. İletişim alanında tüm dünyada standart olan DIN EN ISO 16484-5 özelliğine de sahip olan BACnet güçlü, yeni işlevlere açık olan ve kolaylıkla genişletilebilen, üreticiden bağımsız çalışan, bütünlüklü sistemlerin geliştirilmesine olanak sağlar. BACnet sayesinde farklı işlevsel alanların bina otomasyon sistemine çapraz işlem yönünde entegrasyonu sağlanabilir ve ısıtma, havalandırma ve iklimlendirmenin yanı sıra aydınlatma kontrolü, güvenlik ve yangın alarm sistemlerinde de kullanılabilir.

Wilo’nun yüksek verimliliğe sahip pompaları olan “Wilo-Stratos” ürünleri için en son geliştirdiği teknolojiler BACnet ve IF-modülleri oldu. MS/TP ortamındaki RS485 üzerinden farklı alanlarda çalışan cihazlar BACnet’e bağlanabilecek ve bu sayede sadece pompalar değil, damperler, klapeler, frekans dönüştürücüleri veya oda kumanda mekanizmaları da bağlantıya dahil edilebilecek. Wilo olası en yüksek hız olan 76,800 Baud üzerinden çalışıyor. ISO8802-3’e uygun olarak BACnet/IP veya BACnet Ethernet gibi diğer ortamlara veri iletimi için yönlendiriciler de kullanılabilir. Veri noktaları modifiye edilmeden tutulursa, ağ parametreleri ayarlanmalıdır ve bu bilgiler başka yere de yönlendirilebilir. Protokolün şeffaflığı BA çözümünün gerektireceği mühendislik seviyesini kayda değer ölçekte basitleştirecektir. Değişiklikler veya eklentiler BACnet üzerinden elde edilen bina otomasyonu işlevleri üzerinde etkili değildir.

Gelecekten Etkilenmeyen Dünya Çapında Standart

Pek çok tesis sahibi ve yatırımcı, planlama mühendisi ve danışman, “dünya çapında standard” BACnet’in tasarıma açık olasılıklara sahip olmasına güvenerek tasarımlarını gerçekleştirmektedir. Söz konusu açıklık üreticiden bağımsız, tümleyici çözümlerin sistem seviyelerinden bağımsız olarak inşa edilmesine olanak tanır. Bu sayede maliyetlerde tasarruf elde edilir, yatırım güvenliği sağlanır ve kurulum, tesisat, eklenti ve operasyon için de pek çok başka esnek olasılık getirilmiş olur. BACnet yoluyla Wilo pompalarının bina otomasyonuna entegrasyonu çok daha kolay gerçekleşebilir, çünkü 0-10 V ara yüzü için farklı donanım ağ geçidine gereksinim duyulmaz. Genellikle yönetim seviyesinden bina otomasyonundaki saha seviyesindeki bir pompadan veri talebinin gerçekleşebilmesi için Lon veya Ethernet gibi çok sayıdaki çapraz bağlantılı sistem parçalarının varlığına ihtiyaç duyulur. BACnet kullanıldığı takdirde ise, pompa bir kez atanır ve gerekli olan veriler ile değerler farklı seviyeler ve ağlar arasından sürekli olarak iletilebilir.

Sonuç olarak, özellikle pek çok sayıda pompa bulunuyorsa sistemin tümünü daha ekonomik boyutta geliştirmek mümkündür. Bir başka avantaj da, sadece bir bağlantı ile bina otomasyonu ile pompa arasındaki neredeyse tüm iletişim olasılıkları kullanıma açılabilmektedir. Birinci adımda iletişim olasılıklarının tamamı kullanıma açılamazsa bile, sorunsuz bir şekilde daha sonra pompalarla veri iletişiminin genişletilmesi mümkündür. Ayrıca protokolün açık olması gelecekte çeşitli medya ve iletim yollarının sisteme entegre edilmesini de mümkün kılar. BACnet protokol tasarlanırken istenildiği zaman genişletilebilecek şekilde tasarlanmıştır. LON ve EIB/KNX gibi diğer protokoller de BACnet sistemlerine entegre edilebilir. Bu nedenle BACnet, gelecekte de rahatlıkla kullanılabilecektir, uzun vadede bina otomasyonunda bir standart olarak kullanıma uygundur. 

/dokumanlar/

Modbus’a Doğrudan Bağlantı

Wilo IF modül serisine ayrıca bir de Modbus versiyonu ekledi. Basit bağlantı senaryolarında kullanılabilecek bir standart olan Modbus sadece bina otomasyonunda değil, aynı zamanda dünya çapında kendini kanıtlamış endüstriyel bir standart uygulamadır. Protokol yapısı kolaydır ve yaygındır. RTU protokolünde de ortak olarak bulunan RS485 teknolojisini kullanmaktadır. Yeni IF-Modüllerine ait veri noktaları Wilo ara yüz dönüştürücüsü olan “DigiCon Modbus” için kullanılan veri noktalarıyla uyumluluk taşır. Yani mevcut sistemlerde modül tabanlı mimaride yapılacak basit bir değişiklikle istenen ayarlama yapılabilir. Yeni tesisat kurulması durumunda yeni IF-Modülleri “DigiCon” ile kurulacak çözüme kıyasla daha doğrudan ve düşük maliyetli bir pompa bağlantısı kurulmasına olanak tanır. 

Sonuç

Bilişim teknolojisinin her alanında olduğu gibi, bina otomasyonu da gelişimlere gebe kalarak her geçen gün hızla ilerlemektedir. En yüksek fayda elde edilmek isteniyorsa, saha seviyesinde de olası en iyi teknoloji kullanılmalıdır. CAN veri yolu ve BACnet için geliştirilen yeni IF-modüller sayesinde, Wilo elektronik kontrollü pompalar artık günümüzün sistemlerine optimum ve düşük maliyetli bir şekilde entegre edilmeye hazırdır. Aynı zamanda Wilo’nun modüler bina otomasyon ara yüzler yaklaşımı ile maksimum esneklik sağlanmaktadır ve bu da geleceğe doğru atılacak en doğru adım olacaktır.

Gary WHEATLEY - Wilo (UK)

Kaynak: World Pumps, Mart 2010