BACS: BUILDING AUTOMATION CONTROL SYSTEMS
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Oltre alla serie FusionAir, ABB Cylon offre sensori ambiente tradizionali sotto forma di termostati e sonde da parete: ad esempio l a serie WRF include sensori di temperatura ambiente compatti , alcuni dotati di manopola o pulsanti per la regolazione locale del setpoint. Altri modelli combinano temperatura e umidità (simili alle FA-TH ma senza display) per applicazioni dove serve un punto di misura affidabile ma non necessariamente l’interfaccia utente. Vi sono poi sensori dedicati per grandezze specifiche , come rilevatori di CO₂ standalone, sensori di qualità dell’aria (VOC), sonde di temperatura esterna e sensori di canale per le condotte dell’aria. Tutti questi dispositivi possono essere collegati agli ingressi dei controllori Cylon (essendo supportati vari segnali standard: uscite in corrente 4-20 mA, in tensione 0-10 V, termoresi- stenze, termistori NTC/PTC, contatti etc.) e forniscono le informazioni necessarie affinché il BACS possa “percepire” lo stato termico degli ambienti e reagire di conseguenza. In definitiva, la gamma di sensori ABB Cylon – dai pannelli intelligenti FusionAir ai sensori compatti e alle sonde industriali – costituisce il “sistema nervoso” del BACS, raccogliendo i dati in campo (temperature, umidità, aria indoor, occupazione) sulla base dei quali i controllori eseguono le azioni di regolazione per garantire comfort ed efficienza.
6.5.7. Architettura di un sistema BACS con ABB Cylon
Dopo aver esaminato i singoli componenti, vediamo come essi si integrano in un’architettura BACS completa per il controllo di un impianto HVAC in edifici come uffici, scuole, negozi o strutture sanitarie. In generale, l’architettura segue un modello a livelli: Livello campo (field): comprende tutti i dispositivi fisici presenti negli impianti e negli ambienti. In questo livello troviamo gli attuatori dell’impianto HVAC (valvole modulanti su circuiti acqua calda/fredda, serran- de dell’aria, motori di ventilatori, compressori, ecc.) e i sensori (di temperatura ambiente, di umidità, di qualità dell’aria, di pressione nelle canalizzazioni, sensori di presenza, ecc.). Questi elementi sono collegati ai controllori locali (CBX, FBXi, CBT, FBTi, CBV, FBVi a seconda dei casi), i quali li alimentano se necessario e ne leggono/inviano i segnali. Ad esempio, in un edificio per uffici ogni fan-coil di zona potrebbe avere un controllore CBT/FBTi dedicato, collegato da un lato al sensore ambiente (per leggere la temperatura e consentire l’impostazione dell’utente) e dall’altro agli attuatori di quel fan-coil (motore del ventilatore, valvola acqua fredda, valvola acqua calda). Analogamente, a livello di centrale termofrigorifera, un con- trollore CBX leggerà i sensori di temperatura di mandata e ritorno, i flussostati, le pressostato e così via, comandando al contempo pompe, bruciatori della caldaia e compressori dei chiller. Livello di automazione (controller network): è la rete che collega tra loro i vari controllori distribuiti nell’e- dificio. Nel caso ABB Cylon, questa rete può essere sia di tipo BACnet MS/TP (bus RS-485 su cui risiedono, ad esempio, tutti i controllori CBT e CBV di un piano) sia di tipo BACnet/IP su Ethernet (tipicamente inter- connette i controllori FBXi, FBTi, FBVi e collega i nodi Matrix/Aspect). In edifici moderni spesso si adotta una dorsale IP fino ai quadri principali su ogni piano, e da ciascun quadro partono bus MS/TP verso controllori di zona; i controllori principali di impianto (centrali termiche, UTA) possono essere direttamente su IP per maggior banda e velocità. Grazie al supporto nativo di protocolli aperti come BACnet, tutti i controllori Cylon su rete comunicano tra loro e con i dispositivi di terze parti eventualmente presenti. Ad esempio, i controllori di zona possono inviare segnalazioni al controllore di centrale (es. richiesta di freddo) oppure il supervisore può scrivere un setpoint contemporaneamente su molti controllori grazie alla rete condi- visa. La interoperabilità è garantita dal protocollo standard: dispositivi BACnet di altri costruttori (es. termostati intelligenti, regolatori di illuminazione DALI tramite gateway, o misuratori di energia BACnet) possono essere inclusi sulla stessa rete e monitorati/controllati dal BACS ABB senza problemi. Livello di supervisione e gestione: è il livello più alto, dove opera il software Aspect (in esecuzione su uno o più nodi Matrix o su un server). Qui avviene il coordinamento generale dell’impianto: il supervisore raccoglie in tempo reale tutti i dati dai controllori (stati, misure, allarmi) e li presenta agli operatori tramite interfacce grafiche intuitive (schemi sinottici, dashboard). Al contempo invia ai controllori le impostazioni generali decise (es. orari di attivazione, set-point globali, comandi manuali dall’operatore). Il database storico registra le misure principali (temperature, consumi, ecc.) per generare trend e report utili all’e- nergy management. Il supervisore inoltre gestisce le logiche centralizzate: ad esempio, può attuare una riduzione generale dei setpoint di tutti i locali di un edificio durante la notte (strategia di setback not- turno) comunicandola simultaneamente ai vari controllori di zona, oppure avviare in sequenza le unità di trattamento aria per scaglionare i picchi di corrente. Un singolo sistema Aspect può gestire più edifici (multi-sito) interconnessi: i Matrix/controllori di ciascun edificio scambiano i dati con il server centrale, permettendo una gestione unificata di, ad esempio, tutte le filiali di una banca o tutti gli ospedali di una certa azienda sanitaria. In ogni edificio resta comunque possibile un controllo locale in caso di perdita
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