(번역) BACnet - 객체, 속성 및 서비스의 언어(1)

본 포스트는 The Language of BACnet-Objects, Properties and Services를 번역한 글입니다. 저자의 의도와 다소 다를 수 있습니다.

이 글은 (번역) BACnet - 객체, 속성 및 서비스의 언어(2)로 이어집니다.

BACnet이란?

BACnet™(Building Automation and Control Network)은 ASHRAE가 개발한 개방형 데이터 통신 프로토콜입니다.

BACnet은 건물 내 또는 다른 제조업체의 시스템 내에서 독점 제어 시스템이 다른 시스템과 통신하지 못하여 야기된 불만을 해소하기 위해 만들어졌습니다. BACnet은 다른 제조업체의 컴퓨터 기반 제어 장비가 함께 작동하거나 “상호 운용”할 수 있는 방법을 제공합니다.

이를 통해 현재와 미래에 대한 모든 크기의 건물 요구에 더 잘 맞도록 장비를 확장, 혼합 및 일치시킬 수 있습니다.

BACnet은 HVAC, 조명, 보안, 화재, 출입 통제, 유지 보수, 폐기물 관리 등 다양한 유형의 건물 제어를 처리하도록 설계되었습니다.

BACnet은 모든 유형의 빌딩 자동화 시스템을 설명하기 위한 정교한 모델을 제공합니다. 이 모델은 시스템이 진정으로 상호 운용될 수 있으려면 전체 운영의 다양한 측면과 개별 시스템 자체에 대한 합의가 있어야 한다는 아이디어를 기반으로 합니다. 장비가 함께 작동하려면 구성 요소가 BACnet 메시지를 교환하고 이해할 수 있어야 합니다.

BACnet은 네 가지 유형의 로컬 영역 네트워크와 네트워킹 프로토콜과 함께 직렬(EIA-232) 인터페이스를 지정하여 한 장치에서 다른 장치로 메시지를 전달합니다. 메시지의 내용인 BACnet 언어는 BACnet 표준의 주요 부분입니다.

Objects(객체)

BACnet은 객체 지향적인 명명법으로 전통적인 산업 관습에서 출발합니다. 업계는 오랫동안 “포인트”라는 범용 용어를 사용해 왔는데, 이는 제조업체에 따라 특성이 다른 센서 입력, 제어 출력 또는 제어 값을 나타낼 수 있다. 대신 BACnet은 “개체”의 표준 집합을 정의하며, 각 집합은 “속성”의 표준 집합을 가지고 있으며, 오브젝트와 현재 상태를 BACnet 인터넷상의 다른 장치에 설명합니다. 이러한 속성을 통해 객체가 다른 BACnet 장치에 의해 제어될 수 있습니다.

표준 BACnet 객체 중 하나는 서미스터와 같은 아날로그 센서 입력을 나타내는 아날로그 입력 객체입니다.

그림 1은 5가지 속성을 통해 네트워크를 통해 볼 수 있는 아날로그 입력 개체의 다이어그램입니다.

Present_Value 및 Out_Of_Service를 포함한 다른 항목은 Analog Input Object가 나타내는 센서 입력에 대한 상태를 제공합니다.

그러나 다른 것 (아날로그 입력 개체는 최대 25개의 속성을 가질 수 있음)은 장비 제조업체에서 설정할 수 있고 모두 읽을 수 있습니다. 이 예에서 이 아날로그 입력 개체의 Present_Value 속성에 대한 쿼리는 “68.0”라는 응답을 받습니다.

그림 1. An Analog Input Object.

BACnet은 표 1에 나열된 18가지 표준 유형의 객체를 정의합니다. 이 목록은 포괄적입니다. 전체 건물 제어 시스템의 각 요소는 센서용 아날로그 입력, 예약용 일정 또는 경보 배포용 알림 클래스 등 하나 이상의 개체로 표시됩니다. BACnet 장치에 있는 개체의 선택은 장치의 기능과 성능에 따라 결정됩니다.

BACnet 표준은 모든 BACnet 장치의 모든 개체를 요구하지 않습니다.

VAV 상자를 제어하는 ​​장치에는 여러 아날로그 입력 및 아날로그 출력 개체가 있을 수 있지만 센서 입력이나 제어 출력이없는 Windows® 워크 스테이션은 그렇지 않습니다. 모든 BACnet 장치에는 네트워크에 대한 BACnet 장치를 완전히 설명하는 속성 인 장치 개체가 있어야 합니다. 예를 들어 장치 개체의 Object_List 속성은 BACnet 장치에 포함된 모든 개체의 목록을 제공합니다.

Vendor_Name, Vendor_Identifier 및 Model_Name 속성은 장치의 제조업체 이름과 모델을 제공합니다. 또한 BACnet을 통해 제조업체는 다른 제조업체의 장비에서 액세스하거나 이해할 수 없는 독점 개체를 제공 할 수 있습니다. 그러나 표준 BACnet 개체를 방해하지 않습니다.

표 1. Standard BACnet Objects.

OBJECT	EXAMPLE OF USE
Analog Input	Sensor input
Analog Output	Control output
Analog Value	설정값 또는 기타 아날로그 제어 시스템 매개 변수
Binary Input	Switch input
Binary Output	Relay output
Binary Value	바이너리 (디지털) 제어 시스템 매개 변수
Calendar	예약을 위해 휴일 또는 특별 이벤트와 같은 날짜 목록을 정의합니다.
Command	주간 모드에서 야간 모드로 또는 비상 모드로 특정 목적을 달성하기 위해 여러 장치의 여러 개체에 여러 값을 씁니다.
Device	속성은 장치가 지원하는 개체 및 서비스와 공급 업체, 펌웨어 개정판 등과 같은 기타 장치별 정보를 알려줍니다.
Event Enrollment	오류 상태 (예 : “입력 범위를 벗어남”) 또는 다른 장치가 알아야 할 알람 일 수 있는 이벤트를 설명합니다. 하나의 장치에 직접 알리거나 알림 클래스 개체를 사용하여 여러 장치에 알릴 수 있습니다.
File	장치에서 지원하는 데이터 파일에 대한 읽기 및 쓰기 액세스를 허용합니다.
Group	단일 읽기 작업에서 여러 개체의 여러 속성에 대한 액세스를 제공합니다.
Loop	“제어 루프”에 대한 표준화 된 액세스를 제공합니다.
Multi-state Input	냉장고의 켜기, 끄기 및 제상주기와 같은 다중 상태 프로세스의 상태를 나타냅니다.
Multi-state Output	다중 상태 프로세스의 원하는 상태를 나타냅니다. (예 : 냉각할 시간, 충분히 차가움, 해동 시간).
Notification Class	이벤트 등록 개체가 경고 또는 경보 메시지를 보내야 한다고 결정하는 경우 알림을 받을 장치 목록을 포함합니다.
Program	장치에서 실행 중인 프로그램을 시작, 중지, 로드 및 언로드 할 수 있으며 프로그램의 현재 상태를 보고합니다.
Schedule	주별 작업 일정을 정의합니다 (공휴일과 같은 예외가 있는 지정된 개체 목록에 작성하여 수행됨). 예외에 대해 달력 개체를 사용할 수 있습니다.

Properties(속성)

BACnet 표준은 123개의 서로 다른 개체 속성을 식별합니다. 이러한 속성의 다른 하위 집합은 각 개체 유형에 대해 지정됩니다. BACnet 규격을 사용하려면 각 개체에 대해 특정 속성이 있어야 하며 다른 지정된 속성은 선택 사항입니다. 두 경우 모두 구현된 속성은 사양에 의해 정의된 특정 동작을 가지고 있으며, 특히 경보 또는 이벤트 알림과 관련된 동작과 제어 값 또는 상태에 영향을 미칩니다.

BACnet 사양에서 쓰기 가능하려면 표준 속성 중 일부가 필요하며, 다른 속성은 제조업체의 재량에 따라 쓰기 가능해야 합니다. 모두 네트워크를 통해 읽을 수 있습니다.

BACnet에서는 공급업체가 독점 속성을 추가할 수 있지만, 독점 개체와 마찬가지로 독점 속성을 다른 제조업체의 장비에서 이해하거나 액세스할 수 없을 수도 있습니다.

Analog Input Object(아날로그 입력 개체)는 제어 요소와 직접 관련된 개체를 나타내며 대부분의 속성이 이를 반영합니다.

표 2에는 각 속성에 대한 일반 또는 예제 값과 함께 정의된 아날로그 입력 개체의 속성이 나열되어 있습니다.

예를 들어, Status_Flags, Event_State, Reliability, Out_Of_Service, Min_Pres_Value, Max_Pres_Value, Notification_Class, High_Limit, Low_Limit, Limit_Enable, Event_Enable, Acked_Transitions 및 Notify_Type 특성은 모두 센서에서 비정상적이고 가능한 위험한 조건을 탐지하고 응답으로 적절한 알림 또는 알람을 생성하는 것을 다룹니다.

Table 2. 아날로그 입력 개체의 속성.

PROPERTY	BACnet	EXAMPLE
Object_Identifier	Required	Analog Input #1
Object_Name	Required	“AI 01”
Object_Type	Required	Analog Input
Present_Value	Required	68.0
Description	Optional	“Outside Air Temperature”
Device_Type	Optional	“10k Thermistor”
Status_Flags	Required	InAlarm, Fault, Overridden, OutOf_Service flags
Event_State	Required	Normal(및 다양한 문제 보고 상태)
Reliability	Optional	NoFaultDetected(다양한 고장 조건 포함)
Out_Of_Service	Required	False
Update_Interval	Optional	1.00 (seconds)
Units	Required	Degrees-Fahrenheit
Min_Pres_Value	Optional	-100.0, minimum reliably read value
Max_Pres_Value	Optional	+300.0, maximum reliably read value
Resolution	Optional	0.1
COV_Increment	Optional	Present_Value가 증분별로 변경되는 경우 알림: 0.5
Time_Delay	Optional	범위를 벗어나는 것을 감지하기 전에 대기할 시간(초): 5
Notification_Class	Optional	알림 클래스 개체로 COV 알림 보내기: 2
High_Limit	Optional	+215.0, Upper normal range
Low_Limit	Optional	-45.0, Lower normal range
Deadband	Optional	0.1
Limit_Enable	Optional	상한 보고, 하한 보고를 사용합니다.
Event_Enable	Optional	ToOffnormal, ToFault, To_Normal 변경 보고를 활성화합니다.
Acked_Transitions	Optional	위의 변경 사항에 대해 수신 된 승인을 나타내는 플래그입니다.
Notify_Type	Optional	이벤트 또는 경보

나열된 처음 세 개의 속성 (Object_Identifier, Object_Name 및 Object_Type)은 BACnet 장치의 모든 개체에 있어야 합니다.

Object_Identifier

Object_Identifier는 BACnet 장치 내에서 개체를 고유하게 식별하는 개체 유형 (Object_Type 속성으로도 식별됨)과 “인스턴스” 번호를 식별하는 32비트 코드입니다. 이론적으로 BACnet 장치에는 특정 유형의 개체가 400만 개 이상 있을 수 있습니다.

Object_Name

Object_Name은 고유한 기능을 가진 텍스트 문자열입니다. BACnet 장치는 특정 Object_Name을 가진 객체를 포함하는 장치에 대한 쿼리를 브로드 캐스트 할 수 있습니다. 이것은 프로젝트 설정을 크게 단순화 할 수 있습니다.

BACnet은 모든 BACnet 장치에 하나의 장치 개체가 있어야 합니다.

장치 개체는 장치 및 해당 기능에 대한 정보를 네트워크의 다른 장치에서 사용할 수 있도록 합니다.

한 BACnet 장치가 다른 장치와의 관련 통신을 제어하기 전에 다른 장치의 장치 개체가 제공하는 정보 중 일부를 얻어야 합니다.

표 3은 BACnet Dual-Duct VAV 컨트롤러용 장치 개체의 예를 보여줍니다.

속성 목록이 인상적이지만 대부분은 제조업체에서 수정하고 다른 BACnet 장치에서만 읽을 수 있습니다.

다른 개체와 달리 장치 개체의 인스턴스 번호는 BACnet 장치를 고유하게 식별하는 데 사용되기 때문에 전체 BACnet 인터 네트워크에서 고유해야 합니다.

설치 중에 다른 장치에서 BACnet 장치를 편리하게 식별하는 데 사용할 수 있습니다.

표 3. 장치 개체의 속성.

PROPERTY	BACnet	EXAMPLE
Object_Identifier	Required	Device #1076
Object_Name	Required	“Office 36 DD Control”
Object_Type	Required	Device
System_Status	Required	Operational (plus others)
Vendor_Name	Required	“Alerton Technologies, Inc.”
Vendor_Identifier	Required	Alerton
Model_Name	Required	“VAV-DD Controller”
Firmware_Revision	Required	“1.0”
Application_Software_Version	Required	“Dual-Duct DDC”
Location	Optional	“Office 36, Floor 3”
Description	Optional	“(on network 5)”
Protocol_Version	Required	1 (BACnet protocol version)
Protocol_Conformance_Class	Required	2
Protocol_Services_Supported	Required	readProperty, writeProperty, atomicWriteFile,…
Protocol_Object_Types_Supported	Required	Analog Input, Analog Output,…
Object_List	Required	Analog Input #1, Analog Input #2, …
Max_APDU_Length_Supported	Required	50 (bytes or characters)
Segmentation_Supported	Required	No
VT_Classes_Supported	Optional	n/a
Active_VT_Sessions	Optional	n/a
Local_Time	Optional	12:30:15.22
Local_Date	Optional	Tuesday, March 12, 1996
UTC_Offset	Optional	+480 (minutes from GMT/UTM)
Daylight_Savings_Status	Optional	False (not in effect)
APDU_Segment_Timeout	Optional	n/a
APDU_Timeout	Required	3000 milliseconds
Number_Of_APDU_Retries	Required	0
List_Of_Session_Keys	Optional	n/a
Time_Synchronization_Recipients	Optional	n/a
Max_Master	Optional	n/a
Max_Info_Frames	Optional	n/a
Device_Address_Binding	Required	None