BACnet のバックアップ(No.20)

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• BACnet へ行く。
  • 1 (2020-07-15 (水) 10:19:49)
  • 2 (2020-07-15 (水) 13:36:18)
  • 3 (2020-07-15 (水) 13:58:53)
  • 4 (2021-04-09 (金) 16:12:58)
  • 5 (2021-04-12 (月) 10:16:15)
  • 6 (2021-04-12 (月) 14:43:15)
  • 7 (2021-04-13 (火) 14:43:01)
  • 8 (2021-04-13 (火) 16:46:59)
  • 9 (2021-04-14 (水) 11:45:42)
  • 10 (2021-04-15 (木) 18:03:47)
  • 11 (2021-04-20 (火) 15:32:35)
  • 12 (2021-04-20 (火) 16:07:09)
  • 13 (2021-04-21 (水) 14:20:41)
  • 14 (2021-04-21 (水) 21:41:45)
  • 15 (2021-04-26 (月) 15:48:17)
  • 16 (2021-05-07 (金) 08:48:24)
  • 17 (2021-05-13 (木) 17:50:18)
  • 18 (2021-05-14 (金) 09:36:07)
  • 19 (2021-05-27 (木) 09:46:35)
  • 20 (2021-05-31 (月) 13:28:09)
  • 21 (2021-05-31 (月) 16:25:19)
  • 22 (2021-06-03 (木) 10:48:29)
  • 23 (2021-06-03 (木) 15:01:09)
  • 24 (2021-06-04 (金) 12:29:47)
  • 25 (2021-06-21 (月) 18:37:10)

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BACnet(Building Automation and Control Networking Protocol)

• BACnet公開仕様書

• BEMS、BACnetについて ... まずはこれを一読
• BACnetとは？プロトコル仕様・規格・システム構成を解説

• BACnetとは
  • BACnet用語集

• BACnetとは
• BACnet（1）
• BACnet（2）

• IoT時代へのBACS/BEMSの動向
• BACS の基本構成と最新技術動向
• IoT時代へのBACnetの動向
• 中央監視制御システムの相互運用性とBACnet認証機器の普及動向
• 中央監視制御システムの相互運用性と普及状況
• 全面改訂された BACnet の警報通告システム
• BACSとBACnet技術の動向
• BACnetとインターネット・クラウド
• BACnet と ISO 標準によるオープン BACS
• BACnetを基としたオープン化と BAS の動向
• ISO BACS の通信プロトコルとBACnetの動向

• ファシリティネットワークにおける Webサービス技術 - 東芝

• ビル制御システムはNWで守る――IP化・オープン化で高まるサイバー攻撃リスク

概要 †

• BACnetは、ASHRAE（American Society of Heating, Refrigerating, and Air conditioning Engineers：米国暖房冷凍空調工学会）が推進するANSI/ISO規格であり、BAのためのオープンな通信プロトコルとして広く利用されている
• 通信方式としては、使用するネットワーク層に対応してBACnet LAN（Ethernet、MS/TPなどを利用する通信）、またはInternet Protocol（IP）を使用したBACnet/IPがある
• BACnetの特長は、ネットワーク上の物理的なデバイス（I/O）、およびデバイスが有するデータを抽象化されたデータ集合「オブジェクト」として定義し、オブジェクトにアクセスするための目的を分類した「サービス（標準手続き）」を規定している点にある
• この特長により、機器メーカー独自のインタフェースが不要になり、異なるメーカーの機器間の相互運用が容易になる

• BACnetでは通信機器をデバイス、オブジェクト、プロパティという概念で抽象化している
  • ANSI/ASHRAE Standard 135-2004 （ASHRAE-2004）においては、 Analog Input や Trend Log など25のオブジェクトが定義されている
  • ANSI/ASHRAE 135-2016 BACnet （BACnet2016）では、エレベーターやエスカレーターを表すElevator Group、Escalator、Liftといったオブジェクトまで導入されている
• １つのデバイスの下には複数のオブジェクトがぶら下がっており、同一デバイス内でオブジェクトID（正確にはインスタンス番号）が重複することはない
• プロパティはオブジェクの属性情報で、オブジェクトの名称を意味するObject_Nameや、現在値を意味するPresent_Value などが存在する

プロトコルスタックと通信方式 †

• BACnet/IPは、OSI参照モデルの7階層を5階層に縮退した構成となっている
• BACnet/IPでは、OSI参照モデルのネットワーク層やトランスポート層の仕様を規定していないが、データリンク層でUDP/IPを使用することを規定している

UDPポート番号 †

• 47808～47823
• 49152～65535

• 一般的に使用するポート番号は 47808番

オブジェクトタイプ †

AC (Accumulator) †

電力量など積算値を監視する場合に使用

AI (Analog Input) †

室内温度や設定温度など、アナログ値の情報を監視する場合に使用

AO (Analog Output) †

設定温度の変更など、アナログ値を制御する場合に使用

AV (Analog Value) †

BI (Binary Input) †

発停(ON/OFF)や設備の異常状態(正常/異常)など2状態の情報を監視する場合に使用

BO (Binary Output) †

発停(ON/OFF)の変更など、2状態の動作を制御する場合に使用

BV (Binary Value) †

CA (Calendar) †

休日や祝日などの日付を蓄えるために使用

DV (Device) †

どのBACnet装置にも必ず１つだけ存在し、その装置全体の状態や特徴を示す

MI (Multi-State Input) †

動作モード(冷房/暖房/送風/除湿)や風量(弱/中/強)など複数状態の動作を監視する場合に使用

MO (Multi-State Output) †

動作指令(冷房/暖房/送風/除湿)や風量指令(弱/中/強)の変更など複数状態の動作を制御する場合に使用

MV (Multi-State Value) †

NC (Notification Class) †

EventState?プロパティが変化した時に送信するEventの宛先を指定するために使用

SC (Schedule) †

休指定した時間に空調を自動的にON/OFFしたい場合などスケジューリングによる自動制御を行う場合に使用

TL (Trend Log) †

指定したオブジェクトの値を定期的にロギングするために使用

BIBBs (BACnet INTEROPERABILITY BUILDING BLOCKS) †

• 「BIBBs」(BACnet INTEROPERABILITY BUILDING BLOCKS)とは２つのデバイス間で実行される、１つ以上のサービスによる処理の集合
• BIBBsには、デバイスの生存確認処理において、他のデバイスに「Who-Is Service」を送信し送信先からの「I-Am Serverce」の受信を行う「Device Management-Dynamic Device Binding-A (DM-DDB-A)」、他のデバイスから「Who-Is Service 」を受信し送信元に「I-Am Serverce」を送信する「Device Management-Dynamic Device Binding-B (DM-DDB-B)」などがある

プロパティ †

プロトコルサービス †

Who-Is †

• BACnetネットワーク上に存在する機器を確認するためにブロードキャストで送信される

I-Am †

• BACnetネットワークに対して、デバイスの存在を知らせるために送信される

Who-Has †

I-Have †

Read-Property †

• デバイスから情報を読み込む

Write-Property †

• デバイスに情報を書き込む

Time-Syncronization †

• BACnetデバイスの参入時などに、ネットワーク側と機器側で時刻を同期する

APDU（Application Protocol Data Unit） †

• BEMS、BACnetについて

サービス要求 †

サービス要求には以下の2つがあり、通信の信頼性が異なる

Confirmed（BACnet-Confirmed Request-PD） †

• 確認付きサービス要求
• 送信先のデバイスからの応答が必要なサービス
• 特定のデバイスにユニキャストでメッセージ送信
• 確認付きサービス要求を受信したデバイスでは、データを返す必要のないサービスにおいて、要求されたサービスが正常に終了したときに確認付きサービス応答（BACnet-Simple ACK-PDU）が返される

Unconfirmed（BACnet-Unconfirmed Request-PDU） †

• 確認無しサービス要求
• 送信先のデバイスからの応答が必ずしも必要でないサービス
• ブロードキャストやユニキャストでメッセージ送信

アラームイベントサービス †

警報や状態変化を通告する方法として以下の2つが定義され、それぞれでConfirmed／Unconfirmedがある。

COV Notification Service †

• BACNET - WHAT IS THE BACNET CHANGE OF VALUE (COV)

• COV : ChangeOfValue? の略
• オブジェクトの PresentValue? または StatusFlags? が変化したタイミングで、他のBACnetデバイスに対して変化通知する

• B-BCなどのコントローラ間のデータ共有に使用
  • 停電復電連動制御や火災連動などのサブシステム間の連動制御

Event Notification Service †

• B-OWSでの警報や状態監視に使用
  • 重故障警報のイベント通告

外部モード情報 †

• BACnetシステムインターオペラビリティガイドラインでは、火災情報、受電情報、自家発情報などのビル全体で共通的に認識する必要のある情報については、外部モード情報によって設備間の協調連動制御を行うと規定されている
• 外部モード情報では、COV Notificationサービスを任意のタイミングで送信することができる
• 確認無しサービスではあるが、定期周期で通告を行うことができるため、ネットワーク上のパケットロスやデバイス側の出受信漏れを防ぐことができる

優先制御 †

• 火災制御や停復電制御に関しては、スケジュール制御よりも優先して制御を行う必要がある
• BACnetではオブジェクトの優先制御に関するプロパティを設定することができ、これを Priority Array と呼ぶ

Priority Array †

• BACnet ではコマンド実行時に1から16の優先順位（プライオリティ）をつけることができる

• ただし、16のプライオリティのうち用途が指定されているのは以下のみ
  • 1 Manual-Life Safety
  • 2 Automatic-Life Safety
  • 5 Critical Equipment Control
  • 6 Minimum On/Off
  • 8 Manual Operator

• 上記以外は将来の拡張のために残されている
• 機器メーカーによって、BACnetのコマンド実行時のプライオリティが指定されていることがあるので、通信失敗時にはプライオリティの設定が正しいかの仕様書の確認が必要

BTL(BACnet Testing Laboratories) †

• BACnetシステムの各種機器に必要な機能の妥当性を検証する機関
• 機器群の認証を行っている
• 製品ベンダーは、認証された製品をBTL認証取得として公表でき、BACnetプロトコルの相互接続性が保証されていることを明らかにする手段として定着している

規格 †

BACnet-IP †

BACnet MS/TP †

• BACnet MS/TP - 計装豆知識

BACnet/WS †

• BACNet/WS - Web Services for Building Automation and Control Networks

• BACnet web services - Go-IoT

構成要素 †

BACnet装置型 †

B-AWS（BACnet Advanced Operator Workstation） †

• 高機能操作員端末

B-OWS（BACnet Operator Workstation） †

• 操作員端末

• 監視制御対象の下位システムはBACnetネットワーク
• 専用システムが対象で「BACnetに対応可」という場合は、内部設定情報はユーザに開放されない
• データサーバと制御用サーバとのインタフェースがユーザに開放されていなければならない

B-BC（BACnet Building Controller） †

• エリア制御
• プログラム可能な制御機能に加えてスケジュール制御や傾向記録の機能を持つコントローラ
• ネットワーク配置上の考慮からBACnetルータ機能を内蔵する場合もある

• 上位または下位の構成機器がBACnet機器であり、ベンダに依存しないこと
• Webサーバ機能を内蔵し、市販PC、タブレット端末、スマートフォンから設定や制御プログラム変更が行えること
• 制御プログラムのツールは、国際規格または業界標準のIEC61131-3やMATLAB/Simulinkとする

B-AAC（BACnet Advanced Controller） †

• 高機能コントローラ
• プログラム可能な制御機能に加えてスケジュール制御や傾向記録の機能を持つコントローラ

B-ASC（BACnet Application Specific Controller） †

• 専用コントローラ
• プログラム可能な制御機能を持つコントローラ

B-SA（BACnet Smart Actuators） †

B-SS（BACnet Smart Sensors） †

BBMD（BACnet/IP Broadcast Management Device） †

• BACnet/IPのサブネットワーク間を接続するBBMDデバイス、『BR-BBMD』の販売を開始

ICONT, HIM †

• ICONT や HIM は主に電気設備学会で使用されていた機能分類語
• ICONT は Intelligent Controller の略で BACnet の下位システムと対応
• HIM は Human Interface Module の略で BACnet の上位システムと対応
• 大まかにはHIM は B-OWSに、ICONT は B-BC や B-AAC、B-ASC に対応

RIO †

• Remote I/Oの略

DDC †

• Digital Direct Controllerの略

セキュリティ †

• ビルシステムにおけるサイバーセキュリティ

• 産業サイバーセキュリティ研究会
  • ビルシステムにおけるサイバー・フィジカル・セキュリティ対策ガイドライン
  • スマートホームの安心・安全に向けたサイバー・フィジカル・セキュリティ対策ガイドライン

• 入退管理システムにおける情報セキュリティ対策要件チェックリスト
  • (PDF)

• ビルへのサイバー攻撃を機械学習で検知、パナソニックが森ビルと共同実証
• サイバー攻撃の網羅的な検知を目指す、“機械学習”によるパナソニックのBASセキュリティ

関連製品 †

• BA・省エネ監視システム用コンポーネント
• Windows対応BACnetドライバDLL
• BACstacおよびBACnet関連製品
• CAS BACNET STACK
• トータルセキュリティシステムのご提案

• Metasys ビルオートメーションシステム
• Johnson Controls ワイヤレスセンサーソリューション
• 広域多棟管理システム

BACnetゲートウェイ †

• BACnetシステム構築用インターフェイス BACnet ゲートウェイ
• マルチ接続用BACnet/IPゲートウェイ装置
• BACnet ゲートウェイ - Intesis

クラウド対応 †

• クラウド接続用BACnetゲートウェイ装置 BACloud-GA

関連ライブラリ †

• マイクロソフト「Azure Defender for IoT」がパブリックプレビューに

.NET用 †

BACnet.Core †

BACnet †

• MITライセンス

関連記事 †

• クラウドプラットフォームを活用したセンサー・設備制御ネットワークシステムの協創

• 東京大学グリーンICTプロジェクト
  • ICTを用いたグリーンキャンパスに向けた取り組み

• BIM とデータ分析手法を用いた設備システムのモデル生成に関する研究
• 制御システム向け遠隔サービスにおけるゲートウェイ運用管理技術の研究

• オフィスでも“OK Google”！竹中工務店が音声でビル用設備の操作を可能に

開発ツール †

• Windows対応BACnetドライバDLL

• BACnet Testing Tool – Monitor
• BACnet Testing Tool – Controller
• BACnet設定確認ツール

開発会社 †

ソフトウェア †

• 日本コンピューターテクノス

• FITS
  • BEMS、BACnetについて

参考になる図 †

• BA・省エネ監視システム用コンポーネント システム構成図

関連プロジェクト †

• Welcome to the VOLTTRON™ wiki.

     

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