BMS  (بی ام اس )  که مخفف عبارت   Building Management System می باشد در اصطلاح به خانه هایی اطلاق می شود که کلیه تجهیزات الکتریکی آنها توسط یک سیستم هوشمند مرکزی کنترل می شود . در واقع  به مجموعه سخت افزارها ونرم افزارهائی که به منظور مانيتورینگ و کنترل یکپارچه قسمتهای مهم و حياتی درساختمان نصب مي شوند بی ام اس  می گویند .

وظيفه این مجموعه ، پایش مداوم بخش های مختلف ساختمان و اعمال فرامين به آنها به نحویست که عملکرد اجزاء مختلف ساختمان متعادل با یکدیگر و درشرایط بهينه و با هدف کاهش مصارف ناخواسته و تخصيص منابع انرژی فقط به فضاهای در حين بهره برداری باشد .

BMS می يتواند در برگيرنده تمام سرویس های الکتریکی , مکانيکی , و حفاظتی ساختمان باشد. این سرویس ها شامل گرمایش ، سرمایش ، تهویه مطبوع ، آسانسور ، نيروگاه برق اضطراری ، پله برقی ، کنترل روشنایی ، دوربين مدار بسته ، اعلام و اطفای حریق ، کنترل تردد و … هستند .

خانه هوشمند چیست؟

خانه‌ های هوشمند امروزه به عنوان یکی از بخش‌های مهم سیستم‌های مدیریت جامع ساختمان یا همان  BMS  مورد توجه واقع شده‌اند . خانه‌ های هوشمند با هدف ایجاد آسایش و امنیت برای کاربران به سرعت در حال توسعه می باشند . امروزه تکنیک‌های مختلفی برای اتوماسیون ساختمان‌های بزرگ بکار گرفته ‌می‌شود از قبیل کنترل نور ، کنترل دما، کنترل درها و پنجره‌ها و پرده‌ها و یا سیستم‌های امنیتی و مدار بسته و غیره . علاوه برموارد یاد شده، در خانه‌ های هوشمند، کاربرد‌های دیگری نیز از قبیل کنترل  Multimedia، آبیاری گیاهان و غذا دادن به حیوانات خانگی نیز قابل تعریف است.

در يك خانه هوشمند صاحبخانه روشهاي متعددي براي  بهبود سيستم روشنائي خانه دارد . بعضي از اين روشها باعث مي شوند كه زندگي در خانه  براي ساكنين خانه مناسب تر و راحتتر گردد .

سيستم مديريت هوشمند ساختمان با بکارگيري از آخرين تکنولوژي ها در صدد آن است که شرايطي ايده آل ، همراه با مصرف بهينه انرژي در ساختمان ها پديد آورد. اين سيستم ها ضمن کنترل بخشهاي مختلف ساختمان و ايجاد شرايط محيطي مناسب با ارائه سرويس هاي همزمان ، سبب بهينه سازي مصرف انرژي ، سطح کارايي و بهره وري سيستم ها و امکانات موجود در ساختمان مي شود. کنترل و دسترسي به سيستم با استفاده از نرم افزارهاي مربوطه از هر نقطه در داخل ساختمان و خارج از آن از طريق اينترنت مقدور مي باشد. هم اکنون نيمي از ساختمانهاي بالاي 10000 متر مربع در سطح کشور آمريکا که در انها از انواع سيستمهاي BMS استفاده شده است ، چيزي بالغ بر 10 درصد کل انرژي مصرفي در ساختمانهاي بالاي 10000 متر مربع را صرفه جويي مي کنند. در صورتيکه که استانداردهاي بين المللي در کليه پروسه هاي نيازسنجي ، طراحي ، نظارت و اجراي سيستم رعايت شده و در طول بهره برداري از سيستم آموزشهاي بومي لازم در اختيار بهره برداران و گروه نت ساختمان قرار گيرد ، مي توان به ميزان مورد انتظار باعث ايجاد کاهش در مصرف انرژي گرديد .

 اصلا” مهم نیست شما درحال چه کاری هستید ؟ در منزل ، در محل کار وحتی خارج از کشور  ، خانه هوشمند یکبار دیگر به شما اطمینان خاطر می دهد که تمام موارد امنیتی و مجوزهای مربوطه طبق درخواست شما رعایت شده است . خانه هوشمند دارای تعدادی ویژگی خاص می باشد که فعال کردن آنها باعث افزایش پوشش امنیتی و قدرت مالکیت خانواده شما خواهد شد .

خانه هوشمند  علاوه بر مخاطبین معمول خود می‌توانند در بهبود کیفیت زندگی معلولین و سالمندان نیز کمک شایانی نمایند.

 کنترل دمای  خانه هوشمند

 زمانی که یک فرد در مسافرت به سر می برد با استفاده از تلفن یا موبایل و يا خط اينترنت می تواند سیستم تاسیسات خانه را فعال سازد ، دمای دلخواه را تنظیم کند ، در ساعت خاصی تاسیسات سرمایش و گرمایش شروع به کار نمایند و درجه حرارت خانه را به حد مطلوب برساند .

تنطیم کردن دمای منزل و فعال کردن سیستم سرمایشی و گرمایشی برای رسیدن به آن دما تا علاوه بر ايجاد محيطي مطلوب از اتلاف انرژي جلوگيري می نماید .

کنترل روشنایی خانه هوشمند

با توجه به اهمیت هوشمند سازی روشنایی در ساختمانهای مسکونی و اداری راه حلهای متنوعی برای کاربردهای مختلف وجود دارد . کنترل هوشمند سیستم روشنایی نه  تنها میزان نور دهی را تحت کنترل می گیرد بلکه در صرفه جویی در مصرف انرژی نیز بسیار مؤثر است. در واقع در این روش هم از نور طبیعی و هم از نور تولیدی منابع نور، میزان نور مطلوب تامین خواهد شد و این فرآیند بطور اتوماتیک انجام می گیرد. بطورکلی این گونه سیستم ها با بهره گیری از سنسورهای تشخیص حرکت و میزان نور محیط و کلیدهای تعبیه شده در هر فضای داخلی می توانند فرآیند مطلوب را پیاده سازی نمایند . بدیهی است که در حالت اتوماتیک منابع نور با توجه به سنسورهای میزان نور و نقطه مطلوب تعریف شده نوردهی خواهند داشت.

کنترل نور طبیعی (به کمک باز و بسته کردن خودکار پرده و کرکره ها) خانه هوشمند

 کنترل پرده ها براساس شدت روشنایی خورشید یا کنترل پرده ها و شیدرها با توجه به موقعیت خورشید برای استفاده از حد اکثر نور انجام محاسبه پارامترهایی که باعث سایه در محیط بیرونی ساختمان می شود و تنظیم برنامه زمانی با امکان باز و بسته کردن پرده ها به صورت برقی براساس سناریوها و همچنین توسط مانیتور، ریموت و یا شدت نور وارد شده به منزل می باشد .

سیستم های صوتی و تصویری خانه هوشمند

با مجهز کردن خانه هوشمند به سیستم های صوتی قابلیت های زیر  فعال خواهد شد :

رادیو داخلی مستقل با قابلیت ذخیره سازی ایستگاه های موجود برای هر بخش از خانه هوشمند.

پخش موزیک برای هر بخش از خانه هوشمند .

امکان دریافت سیگنال صوتی از طریق فیش های صوتی موجود در واحد مرکزی .

 امکان ارتباط صوتی و یا صوتی – تصویری دوطرفه (سیستم اینترکام) در هر بخش از خانه هوشمند.

همچنین پخش آلارم ها و اخطار های صوتی

سیستم های اعلام حریق خانه هوشمند

از ویژگی های دیگر خانه هوشمند  سیستم  اعلام و اطفا حریق است یعنی سیستمی که هم وجود آتش سوزی را اعلام می کند و هم خود درصدد خاموش کردن آن عمل می کند . امروزه از سیستم ها ی اعلام حریق به طور گسترده در خانه های هوشمند  و اماکن مسکونی و صنعتی استفاده می شود تا خسارتهای ناشی از حریق را به حداقل برسانند و همچنین برای اطلاع دادن به ساکنین ساختمان در مواقع بروز حریق از این سیستم ها استفاده می شود تا حدالامکان از تلفات جانی جلوگیری شود. برای تشخیص حریق از اثرات سه گانه آن یعنی دود و حرارت و شعله استفاده می شود.

سیستم‌های حفاظتی وامنیتی خانه هوشمند

اگر تا به حال در ساختمانی دوربین امنیتی را تجربه کرده باشد، اطلاع دارید، از اینکه برای بررسی تصاویر باید به تلویزیون یا مانیتور کامپیوتری که در یکی از اتاقها قرار دارد ، مراجعه کنید. اما با سیستم های اتوماسیون خانگی درحا‌لیکه در منزلتان قدم می‌زنید و یا در حیاط پیاده روی می‌کنید بر روی صفحات لمسی بی‌سیم تصاویر کلیه دوربینهای امنیتی قابل مشاهده خواهند بود.همچنین با استفاده از سنسورهای حرکتی، می‌توانید سیستم امنیتی منزلتان را تقویت نمایید. یکپارچگی سیستم امنیتی با سایر بخش ها قابلیت های بیشتری به آن خواهد بخشید. برای مثال هنگام تشخیص ورود یک فرد ناشناس از طریق سنسور حرکتی، به جز صدای آژیر رایج ، کلیه چراغهای منزل می توانند روشن و خاموش گردند.

آبیاری گیاهان و تغذیه حیوانات خانه هوشمند

بسیاری از ما علاقه مند به نگهداری گیاهان و یا حیوانات درخانه می باشیم تا به این ترتیب گوشه هایی از طبیعت را در زندگی خود مشاهده نماییم . یكی از نگرانی ها درسفر آبیاری گیاهان خانگی و یا تغذیه حیوانات موجود در خانه می باشد . در خانه هوشمند شما می توانید در ساعات دلخواهی به گیاهان و حیوانات خانگی خود آب و غذا داده و آسودگی خاطر خود را از بابت آنها فراهم نمایید. ضمناً در صورتیكه شما دارای زمین كشاورزی ، باغ ، مزرعه ویا گلخانه دور از محل زندگی خود باشید ، این سیستم ها شما را قادر خواهد ساخت تا به راحتی آبیاری محصولات خود را در هر زمان كه تمایل دارید انجام دهید و از آسیب دیدن گیاهان بر اثر بی آبی یا كم آبی ممانعت به عمل آورید . بدلیل آبیاری منظمی كه سیستم در اختیار شما می گذارد با كمترین آب ، بیشترین بهره وری را خواهید داشت

دسترسي و كنترل از راه دور  خانه هوشمند

ساختمان هوشمند امکان اطلاع يافتن از وضعيت کنونی و كنترل ساختمان را از راه دور محيا مي کند. شما ميتوانيد با استفاده از SMS ، تلفن گويا (Call Center) و يا از طريق اينترنت از اين امکان بهره مند شويد  و کلیه موارد بالا را تحت کنترل خود بگیرید.

مزاياي بهره گيري از BMS

هدف اصلي به کارگيري BMS در ساختمانها بهره گيري از مزاياي اقتصادي و کاهش مصرف انرژي و ايجاد فضاي امن و آرام در آنهاست. عموم مزايا و نتايج بهره برداري از BMS عبارتند از:

1- ايجاد محيطي مطلوب براي افراد حاضر در ساختمان.

2- استفاده بهينه از تجهيزات و افزايش عمر مفيد آنها .

3- ارائه سيستم کنترلي با قابليت برنامه ريزي زماني عملکرد.

4- کاهش چشمگير هزينه هاي مربوط به نگهداري و تعميرات.

5- بهينه سازي و صرفه جويي در مصرف انرژي.

6- عدم نياز به پيمانکار دائمي ساختمان.

7- امکان مانيتورينگ و کنترل تمامي نقاط تحت کنترل از طريق يک PC ، موبايل يا اينترنت

8- با توجه به يکپارچه سازي مديريت تأسيسات و سيستمهاي مختلف در ساختمان ، تمام تجهيزات بصورت هماهنگ کارکرده و امکان تداخل و بروز مشکلات ناشي از عدم هماهنگي از بين مي رود.

9- امكان گرفتن گزارش هاي آماري از تمامي تجهيزات و عملكرد آنها به منظور بهينه سازي مصرف و عملكرد.

استراتژي هاي مناسب سيستم BMS در کاهش مصرف انرژي:

معروفترين روشهاي به کار گرفته شده توسط طراحان BMS عبارتند از:

1- خاموش و روشن کردن تجهيزات بر اساس جداول زمانبندي کارکرد،

2- Lock out يا بهره برداري از تجهيزات در صورت نياز و ضرورت.

3- بهره برداري از مينيمم ظرفيت مجاز در بهره برداري از تجهيزات (Resets).

4- محدود کردن تقاضا يا Demand Limiting که موجب قطع برق تجهيزات در صورت بارگذاري بيش از حدود تعيين شده ، خواهد شد.

5- مونيتورينگ وضعيت تجهيزات توسط اپراتورهاي آموزش ديده و بهره برداري از داده ها در رفع مشکلات تجهيزات و بررسي عمکلرد موثر آنها.

معماري سيستم BMS

سيستم معمولاً در سه سطح دسته بندي مي شود. در سطح صفر وسائل و تجهيزات ، حسگرها و اجزاء نهايي کنترل قرار مي گيرند . سيستمهاي M&E (ايستگاههاي مهندسي و اپراتوري سيستم) در اين بخش قرار دارند و از طريق ورودي و خروجي هايي به کنترلرهاي يکپارچه منتقل مي شوند. اين انتقال ممکن است به طور مستقيم و يا از طريق تابلوهاي طراحي شده صورت گيرد.

اجزاء پس از خاموش شدن سيستم وجود داشته و شامل سيستمهاي I/O ، کنترلرها و نرم افزارهاي ارتباطي با سطح 2 مي باشد و تمامي الگوريتمهاي کنترلي و منطقي در اين سطح انجام مي شود.

در سطح 2 يا سطح کنترل نظارتي سطحي است که در آن ابزارهاي نظارتي و مديريت اطلاعات شامل HMI ها، سرورها، تجهيزات ذخيره سازي و ايستگاههاي کاري اپراتورها و مهندسان که بايد با سيستم BMS در ارتباط باشند ، قرار دارد . ارتباط بين سطح يک و دو از طريق پروتکلهاي استاندارد صنعتي انجام مي پذيرد.

نرم افزار كنترلي سيستمهاي BMS داراي قابليتهاي بسياري هستند. اين نرم افزارها در سطح 3 قرار گرفته و روي سرورهاي مناسب نصب مي شوند و معمولاً داراي حداقل شرايط زير هستند:

1- داراي محيط گرافيكي مناسب و ساده براي كاربر عادي.

2- داراي مجموعه (Library) از انواع راه حل ها و برنامه ها جهت آساني طراحي و توسعه سيستم در آينده .

3- داراي امكانات PM (سرويس و نگهداري) جهت راهبري سيستم در آينده بدون نياز به تهيه نرم افزار PM مجزا.

4- امكان تعريف طول و عرض جغرافيايي جهت تنظيم اتوماتيك شرايط طلوع و غروب خورشيد و كنترل مصرف انرژي.

5- امكان تعريف لايه هاي امنيتي دسترس به برنامه توسط كاربران متفاوت.

6- امكان تعريف لايه هاي امنيتي براي كاربران زير سيستم هاي متفاوت از قبيل  Access ، HVAC ، Lighting و ….

7- امكان ذخيره سازي اطلاعات نرم افزار در بانكهاي اطلاعاتي SQL قابل كنترل توسط Microsoft Windows .

8- امكان تهيه ، تنظيم و مقايسه نمودارهاي مختلف عملياتي از جمله نمودار مصرف برق و … در بازه هاي مختلف زماني (Trends).

9- ارتباط ساده نرم افزار گرافيكي و I/O هاي سيستم.

10- امكان ذخيره سازي اطلاعات مربوط به خطاها و ديگر گزارشات تا مدتها قبل.

11- امكان رديابي و پيگيري درخت و توپولوژي شبكه BACnet توسط نرم افزار بطور Online بطوريكه در صورت قطعي عضوي از شبكه، سيستم بطور اتوماتيك آلارم ميدهد .

وظايف BMS در ساختمان

هم اکنون سيستمهاي يکپارچه BMS در ساختمانها، آسمانخراشها و برجهاي تجاري- اداري و مسکوني و يا مجتمع هاي صنعتي کنترل بخشهاي مختلفي را به عهده دارند:

1- سيستمهاي روشنايي .

2- فن ها و تأسيسات سرمايش و گرمايش .

3- سيستمهاي کنترل تردد .

4- سيستمهاي نظارت تصويري .

5- تجهيزات اندازه گيري و ميترها .

6- سيستمهاي اعلام حريق .

7- سيستمهاي امنيتي و حفاظت پيراموني .

8- آسانسورها .

به طور معمول از BMS در اکثر ساختمانها براي کنترل تأسيسات گرمايش و سرمايش، روشنايي و کنترل تردد بهره برداري مي شود. اما اين سيستمها به دليل استفاده از پروتکلهاي استاندارد و معماري مبتني بر استانداردهاي شناخته شده، امکان لينک شدن با کليه سيستمهاي شمرده شده در بالا و شکل دهي يک مدل کنترل مجتمع براي همه اجزاء قابل کنترل در ساختمان را ايجاد مي نمايد. اجراي چنين سيستم جامعي در يک ساختمان واقعاٌ آن را به يک سازه امن و هوشمند تبديل خواهد کرد. تحقيقات نشان مي دهد که به کارگيري BMS در بهترين حالت باعث کاهش 30 درصدي در مصرف انرژي در ساختمانها مي شود. اما استفاده از سيستمهاي يکپارچه نسبت به سيستمهاي مجزا 15 درصد قابليت بالاتر ايجاد مي کند.