BACnet — Building Automation and Control Networks, bina otomasyonu ve kontrol sistemleri için geliştirilmiş, üreticiden bağımsız bir haberleşme standardıdır. BACnet; HVAC, aydınlatma, enerji yönetimi, erişim kontrolü, yangın algılama ve diğer bina sistemlerindeki cihazların ortak nesne ve servisler üzerinden veri alışverişi yapmasını sağlar.

En basit haliyle: BACnet, farklı üreticilerin termostat, klima santrali, sensör, kontrolör, enerji sayacı ve motor sürücüsü gibi cihazlarının aynı bina otomasyonu sistemi içerisinde birbirini anlayabilmesi için ortak bir haberleşme dili sağlar.

BACnet bugün ANSI/ASHRAE Standard 135 altında geliştirilmekte ve uluslararası olarak ISO 16484-5 standardında da yer almaktadır. BACnet yalnız ABD'ye özgü bir teknoloji değildir; dünya genelinde ticari binalar, hastaneler, veri merkezleri, oteller, kampüsler, fabrikalar ve altyapı tesislerinde kullanılmaktadır.

BACnet nasıl ortaya çıktı?

BACnet'in geliştirilmesine yönelik ASHRAE çalışmaları 1980'lerin ikinci yarısında başladı. İlk BACnet standard komitesi toplantısı 1987 yılında gerçekleştirildi ve uzun geliştirme ile kamu değerlendirme sürecinin ardından ANSI/ASHRAE Standard 135 ilk kez 1995'te yayımlandı.

Amaç, bina otomasyonunda her üreticinin yalnız kendi ürünleriyle haberleşen kapalı sistemler oluşturması yerine, farklı üreticilerin kontrol ekipmanlarının birlikte çalışabileceği açık ve vendor-independent bir standart oluşturmaktı.

BACnet'in temel farkı: Object — Nesne modeli

BACnet'in en önemli özelliklerinden biri object-oriented — nesne tabanlı veri modelidir. Bir BACnet cihazındaki bilgiler yalnız belirsiz register numaraları şeklinde değil, anlamı tanımlanmış nesneler ve bu nesnelerin özellikleri şeklinde sunulabilir.

Yaygın BACnet object türlerinden bazıları:

Analog Input — AI: Sıcaklık, basınç, debi veya nem gibi analog ölçüm.
Analog Output — AO: Analog kontrol çıkışı.
Analog Value — AV: Fiziksel I/O olmak zorunda olmayan analog yazılım değeri.
Binary Input — BI: Açık/kapalı gibi iki durumlu giriş.
Binary Output — BO: İki durumlu kontrol çıkışı.
Binary Value — BV: Yazılım tabanlı iki durumlu değer.
Multi-state: Birden fazla çalışma durumuna sahip veri.
Schedule: Zaman programları.
Calendar: Takvim ve özel gün bilgileri.
Trend Log: Geçmiş proses değerlerinin kaydı.
Notification Class: Alarm ve olay bildirimlerinin yönetimi.
Device: BACnet cihazının kendisini ve haberleşme yeteneklerini tanımlar.

Örneğin bir sıcaklık sensöründen gelen oda sıcaklığı BACnet sisteminde Analog Input veya Analog Value nesnesi olarak temsil edilebilir. Bu nesnenin yalnız değeri değil; birimi, alarm durumu, çalışma dışı bilgisi ve başka özellikleri de bulunabilir.

BACnet Property — Özellik nedir?

Her BACnet object çeşitli properties — özellikler içerir. Örneğin bir Analog Input nesnesinde Present_Value anlık ölçümü, Units fiziksel birimi, Status_Flags durum bilgisini gösterebilir.

Bu yaklaşım BACnet sistemlerinde verinin yalnız sayısal değer olarak değil, anlamlı bir otomasyon nesnesi olarak paylaşılmasına yardımcı olur.

Örneğin bir basınç sensörü tarafından ölçülen 6.2 değerinin yanında birimin kPa, bar veya başka bir mühendislik birimi olduğu da BACnet object özelliklerinden anlaşılabilir.

BACnet Service nedir?

BACnet yalnız veri nesnelerini değil, cihazların bu nesneler üzerinde gerçekleştirebileceği haberleşme servislerini de tanımlar.

Önemli servislerden bazıları:

ReadProperty: Bir BACnet object özelliğini okur.
WriteProperty: Yazılabilir bir özelliğin değerini değiştirir.
Who-Is: Ağdaki BACnet cihazlarını aramak için kullanılır.
I-Am: Cihazın Who-Is isteğine kendisini tanıtarak cevap vermesidir.
COV — Change of Value: Değer değiştiğinde istemciye bildirim gönderilmesini sağlar.
Alarm/Event Services: Alarm ve olay bilgilerinin aktarılmasını sağlar.

COV özellikle sürekli polling ihtiyacını azaltabilir. Örneğin bir oda sıcaklığını saniyede onlarca kez sormak yerine, değer belirlenen miktarda değiştiğinde kontrol cihazı yeni değeri bildirebilir.

BACnet HVAC sistemlerinde nasıl kullanılır?

BACnet'in en güçlü kullanım alanlarından biri HVAC — Heating, Ventilation and Air Conditioning sistemleridir. Klima santralleri, fanlar, pompalar, chiller sistemleri, kazanlar, VAV kutuları, termostatlar ve oda kontrolörleri ortak bina otomasyon ağına bağlanabilir.

Örneğin bir oda sıcaklık sensörü değeri BACnet controller tarafından okunabilir. Kontrolör bu değeri setpoint ile karşılaştırarak fan veya pompayı yöneten hız kontrol cihazına yeni hız referansı gönderebilir.

BACnet destekli HVAC sürücülerine gerçek bir örnek olarak ABB ACH580 HVAC sürücüleri verilebilir. Bu seri BACnet MS/TP gibi bina otomasyonu protokollerini destekleyen modeller içerir.

Benzer şekilde eski Schneider Altivar 61 HVAC sürücüleri de BACnet, LonWorks ve diğer bina otomasyonu haberleşme seçenekleriyle fan ve pompa uygulamalarında kullanılmıştır.

BACnet sensörlerde nasıl kullanılır?

BACnet destekli akıllı sensör ve transmitter'lar sıcaklık, nem, basınç, hava kalitesi veya debi gibi ölçüm değerlerini doğrudan dijital object olarak sisteme sunabilir.

Bütün endüstriyel sensörler BACnet desteklemek zorunda değildir. Standart 0–10 V, 4–20 mA veya dijital NPN/PNP çıkışlı sensörler önce bir controller veya I/O modülüne bağlanabilir; controller bu ölçüm değerlerini BACnet ağına aktarır.

Örneğin 4–20 mA çıkışlı bir basınç transmitterinin değeri BACnet kontrolörünün analog girişinde okunup Analog Input object olarak üst sisteme sunulabilir.

BACnet controller ne yapar?

Bir BACnet controller yalnız mesaj yönlendiren bir haberleşme cihazı değildir. Birçok uygulamada gerçek PID ve logic kontrol fonksiyonlarını da yerel olarak gerçekleştirir.

Örneğin kontrolör sıcaklık, basınç ve CO₂ sensörlerinden gelen değerleri okuyabilir; damperleri, valfleri, fanları ve pompaları kontrol edebilir; ardından bütün proses durumunu BACnet üzerinden üst sisteme sunabilir.

Bu tip cihazlar genel elektronik kontrol cihazları ailesinin bina otomasyonuna yönelik daha ağ bağlantılı örnekleri olarak düşünülebilir.

BACnet ile PLC kullanılabilir mi?

Evet. BACnet interface veya gateway desteği bulunan PLC bina otomasyon sistemine veri sağlayabilir veya BACnet üzerindeki saha ekipmanlarıyla veri alışverişi yapabilir.

Bununla birlikte bina otomasyon controller'ı ile makine PLC'si aynı şey değildir. Bir fabrika PLC'si hızlı sıralı makine kontrolü için tasarlanırken BACnet controller daha çok HVAC, enerji ve bina proseslerinin yönetimine odaklanabilir.

BACnet HMI ve SCADA sistemlerinde nasıl kullanılır?

BACnet object'ları bir HMI panelinde veya bina yönetim workstation'ında sıcaklık, fan durumu, enerji tüketimi, alarm ve setpoint olarak görüntülenebilir.

Daha büyük sistemlerde BACnet verileri SCADA veya BMS sistemlerinde trend, alarm, raporlama ve uzaktan kontrol amacıyla kullanılabilir.

Örneğin Johnson Controls METASYS gibi bina yönetim platformları HVAC, enerji ve diğer bina sistemlerinin merkezi izlenmesi için kullanılabilir.

BACnet aydınlatma ve enerji yönetiminde kullanılır mı?

Evet. BACnet yalnız HVAC protokolü değildir. Standart; aydınlatma, erişim kontrolü, enerji izleme, asansör, güvenlik ve diğer bina uygulamalarını da kapsayacak şekilde geliştirilmiştir.

Akıllı sayaçlar, enerji analizörleri veya güç kontrol ekipmanlarından gelen bilgiler BMS içerisinde toplanabilir. BACnet destekli güç veya enerji cihazları merkezi enerji yönetimi için kullanılabilirken bunların DC kontrol beslemeleri uygun endüstriyel güç kaynaklarından sağlanabilir.

Akıllı röle, kontaktör veya ölçüm donanımlarından toplanan durum bilgileri de uygun I/O/controller üzerinden sisteme taşınabilir. Bu noktada şalt ekipmanları ile haberleşme ağı arasındaki sınırı doğru kurmak gerekir; her kontaktör veya şalter doğrudan BACnet cihazı değildir.

BACnet/IP nedir?

BACnet/IP, BACnet mesajlarının IP ağ altyapısı üzerinden taşındığı BACnet data-link seçeneğidir. Günümüzde büyük bina otomasyon sistemlerinde en yaygın BACnet iletişim yöntemlerinden biridir.

BACnet/IP çoğunlukla standart Ethernet ağları üzerinden çalışır ve IP adresleme, subnet yapısı, switch ve router gibi normal IT altyapılarından yararlanabilir.

Ancak BACnet ile Ethernet aynı şey değildir. Ethernet fiziksel/data-link altyapısını, IP ağ katmanını; BACnet ise bina otomasyonu için object ve service tabanlı uygulama haberleşmesini tanımlar.

BACnet/IP TCP mi UDP mi kullanır?

Klasik BACnet/IP — B/IP, UDP/IP messaging kullanır. BACnet/IP cihazlarının “uygulamaya göre TCP veya UDP arasında seçim yaptığı” şeklindeki anlatım doğru değildir.

IANA BACnet için hem TCP hem UDP 47808 servis kaydı bulundursa da klasik BACnet/IP data-link tanımı UDP/IP üzerinden çalışır.

Güvenli ve connection-oriented modern BACnet haberleşmesi gerektiğinde ise farklı bir teknoloji olan BACnet/SC — Secure Connect kullanılır.

BACnet hangi portu kullanır?

BACnet/IP için varsayılan UDP portu 47808'dir. Hexadecimal karşılığı 0xBAC0 olduğundan hatırlanması kolaydır.

BACnet/IP sistemlerinde farklı port numaralarının yapılandırılması teknik olarak mümkün olabilir; bu nedenle arıza giderirken yalnız IP adresini değil kullanılan BACnet UDP portunu da kontrol etmek gerekir.

BACnet IP adresi ile Device Instance aynı şey midir?

Hayır. BACnet/IP cihazının normal IP ağında bir IP adresi bulunabilir, fakat BACnet cihaz kimliği ayrıca Device Object / Device Instance üzerinden tanımlanır.

Aynı BACnet internetwork içerisindeki Device Instance değerlerinin benzersiz olması gerekir. Duplicate Device Instance, özellikle discovery ve supervisory system entegrasyonunda ciddi karışıklıklara neden olabilir.

Bu nedenle BACnet/IP devreye alırken hem normal IP configuration hem BACnet Device Instance kontrol edilmelidir.

Who-Is ve I-Am nasıl çalışır?

BACnet cihaz keşfinin en bilinen mekanizması Who-Is / I-Am servis çiftidir.

Bir workstation veya controller ağa Who-Is mesajı göndererek BACnet cihazlarını arar. Uygun cihazlar I-Am mesajıyla Device Instance ve gerekli kimlik bilgilerini bildirir.

Bu sayede büyük bir bina ağındaki cihazlar tek tek IP adresi elle girilmeden discovery aracı tarafından bulunabilir.

BBMD nedir?

BBMD — BACnet Broadcast Management Device, BACnet/IP broadcast mesajlarının farklı IP subnet'leri arasında taşınmasına yardımcı olur.

Normal IP router'ları broadcast paketlerini başka subnet'e otomatik geçirmez. Bu nedenle birden fazla IP subnet'e yayılmış BACnet/IP sisteminde Who-Is gibi broadcast tabanlı discovery mesajlarının bütün BACnet ağına ulaşabilmesi için BBMD mimarisi gerekebilir.

Yanlış BBMD/BDT konfigürasyonu broadcast storm, duplicate trafik veya cihaz discovery problemlerine yol açabilir.

BACnet Foreign Device nedir?

Foreign Device Registration — FDR, normal BACnet/IP subnet yapısının dışında bulunan bir BACnet cihazının BBMD'ye belirli süre için kaydolmasını sağlar.

Örneğin uzaktaki bir mühendislik bilgisayarı veya servis aracı uygun ağ güvenliği ve yönlendirme sağlandığında Foreign Device olarak BACnet internetwork'e katılabilir.

BACnet MS/TP nedir?

BACnet MS/TP — Multidrop Serial Bus / Token Passing, BACnet'in EIA-485 yani RS-485 fiziksel sinyalleşmesini kullanan seri saha ağı seçeneğidir.

MS/TP ağı özellikle termostat, VAV controller, fan-coil controller ve küçük bina otomasyon cihazlarında uzun yıllardır yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bus üzerindeki manager cihazlar bir token mesajını sırayla birbirlerine geçirir. Token'a sahip manager gerektiğinde haberleşme başlatabilir. Bu yapı, klasik Ethernet contention mantığından farklı, kontrollü seri bus erişimi sağlar.

MS/TP fiziksel olarak RS-485 kullanabilir; fakat Modbus RTU ile aynı protokol değildir. İki cihazın RS-485 terminaline sahip olması, BACnet MS/TP ile Modbus RTU'nun birbirine bağlanabileceği anlamına gelmez.

BACnet/IP ile BACnet MS/TP arasındaki fark nedir?

BACnet/IP, IP/Ethernet altyapısına uygundur ve özellikle üst seviye controller, workstation, gateway ve büyük cihazlarda yaygındır.

BACnet MS/TP, RS-485 tabanlı düşük maliyetli multidrop saha bus'ıdır ve oda kontrolörü, VAV, termostat gibi çok sayıda düşük seviyeli bina cihazında kullanılır.

Tipik bir bina otomasyon sisteminde BACnet/IP backbone ve BACnet MS/TP saha segmentleri aynı anda bulunabilir. Bir BACnet router iki network türü arasında BACnet mesajlarını yönlendirebilir.

BACnet/SC — Secure Connect nedir?

BACnet/SC, BACnet'e modern IP ağları için güvenli haberleşme seçeneği ekler. Standarta 2019 yılında yayımlanan Addendum bj ile dahil edilmiştir.

BACnet/SC, WebSockets ve TLS teknolojilerini kullanarak cihazlar arasında kimlik doğrulama, mesaj şifreleme ve güvenli connection-oriented iletişim sağlar.

Bu yapı klasik BACnet/IP'nin broadcast ve BBMD mimarisinden farklıdır. BACnet/SC ağında hub tabanlı güvenli bağlantılar ve sertifika yönetimi önemli hale gelir.

Özellikle bina otomasyonunun kurumsal IT ağına, veri merkezine veya uzak işletme sistemlerine bağlandığı projelerde BACnet/SC siber güvenlik açısından önemli bir gelişmedir.

BACnet güvenli midir?

Klasik BACnet/IP'nin çalışıyor olması ağın otomatik olarak siber güvenli olduğu anlamına gelmez. Ağ segmentasyonu, firewall, erişim kontrolü, cihaz yönetimi ve mühendislik istasyonu güvenliği ayrıca tasarlanmalıdır.

Yeni uygulamalarda BACnet/SC kimlik doğrulama ve şifreleme sunabilir. Ancak protokol güvenliği bütün sistem güvenliğinin yalnız bir parçasıdır.

BACnet ile Modbus arasındaki fark nedir?

BACnet ve Modbus her ikisi de otomasyon haberleşmesinde kullanılır, fakat veri modelleri ve hedef uygulamaları farklıdır.

BACnet: Object/property/service tabanlıdır. Schedule, alarm, trend, device discovery ve bina otomasyonuna özel birçok yapıyı standartlaştırır.

Modbus: Daha yalın coil/register ve function-code modeli kullanır. PLC, sürücü, sayaç, sensör ve çok farklı endüstriyel cihazda bulunabilir.

Örneğin bir VFD Modbus'ta motor akımını Holding Register 400xx benzeri bir adreste sunabilirken BACnet'te aynı veri isimlendirilmiş bir Analog Value object olarak sunulabilir.

Modbus BACnet'e dönüştürülebilir mi?

Evet. Modbus–BACnet gateway cihazları register değerlerini BACnet object'larına map ederek iki sistem arasında veri aktarabilir.

Örneğin Modbus RTU kullanan enerji sayacı veya VFD, gateway üzerinden BACnet/IP bina yönetim sistemine entegre edilebilir.

Ancak gateway yalnız protokol çevirisi yapar; doğru register adresinin doğru BACnet object, birim, ölçek ve read/write davranışıyla eşleştirilmesi gerekir.

BACnet servo ve hassas motion control için kullanılır mı?

BACnet motor sürücülerini izlemek ve fan/pompa hızını kontrol etmek için çok uygundur; ancak mikro saniye seviyesinde çok eksenli senkronizasyon gerektiren servo sistemlerin ana motion bus'ı olarak tasarlanmamıştır.

Yüksek performanslı hareket kontrolü sistemlerinde EtherCAT, Sercos veya üreticiye özgü motion ağları daha uygun olabilir. BACnet böyle bir makineyi bina veya enerji yönetimi seviyesinden izlemek için yine kullanılabilir.

BTL Certification nedir?

BTL — BACnet Testing Laboratories, BACnet ürünlerinin standarda uygunluğunu ve interoperability davranışlarını test etmek için BACnet International tarafından yürütülen sertifikasyon programıdır.

BTL Certified veya BTL Listed ürünlerin kullanılması, özellikle çok üreticili büyük bina projelerinde entegrasyon riskini azaltmaya yardımcı olabilir.

Bir cihazın “BACnet destekli” yazması, BACnet standardındaki bütün object ve services'leri desteklediği anlamına gelmez.

PICS nedir?

PICS — Protocol Implementation Conformance Statement, BACnet cihazının gerçekten hangi BACnet özelliklerini desteklediğini açıklayan dokümandır.

PICS içerisinde desteklenen BACnet data-link türleri, object'lar, services, BIBB'ler ve diğer capability bilgileri bulunabilir.

Bu nedenle bir BACnet cihaz satın alırken yalnız “BACnet/IP var” ifadesine değil, projenin gerektirdiği function ve object'ların PICS içerisinde desteklenip desteklenmediğine de bakmak gerekir.

BACnet açık kaynak mı?

“BACnet açık kaynak mı?” sorusunda iki ayrı kavram karıştırılır. BACnet açık ve vendor-independent bir haberleşme standardıdır; herhangi bir üreticinin özel kapalı protokolü değildir.

Ancak bir protokol standardı ile yazılım kaynak kodu aynı şey değildir. ASHRAE BACnet standardını yayımlar ve telif haklarını yönetir. Bunun yanında BACnet'i uygulayan ticari veya açık kaynaklı farklı software stack'leri bulunabilir.

Dolayısıyla BACnet'i “proprietary protocol” olarak tanımlamak doğru olmadığı gibi, protokol standardını tek bir açık kaynak yazılım projesi gibi değerlendirmek de doğru değildir.

BACnet'in yerini başka bir protokol alacak mı?

BACnet halen aktif olarak geliştirilen bir standarttır. BACnet/IPv6, semantic tagging ve BACnet/SC gibi yeni özellikler standardın zaman içerisinde yeni bina ve IT gereksinimlerine adapte edildiğini göstermektedir.

Bu nedenle BACnet'i yalnız eski HVAC kontrol protokolü olarak değerlendirmek doğru değildir. Yeni teknolojiler BACnet'i tamamlayabilir veya belirli uygulamalarda başka protokoller kullanılabilir; fakat güncel BACnet standardı aktif şekilde geliştirilmeye devam etmektedir.

BACnet sistemi neden haberleşmez?

İlk olarak hangi BACnet data-link türünün kullanıldığı belirlenmelidir: BACnet/IP, BACnet MS/TP veya BACnet/SC. Her birinin arıza teşhisi farklıdır.

BACnet/IP sisteminde IP adresi, subnet maskesi, BACnet UDP portu, Device Instance ve IP subnet yapısı kontrol edilmelidir.

Who-Is mesajı aynı subnet içerisinde cihazları buluyor ancak başka subnet'te bulamıyorsa BBMD veya broadcast routing konfigürasyonu kontrol edilmelidir.

BACnet MS/TP sisteminde baud rate, MAC address, RS-485 polaritesi, terminasyon ve Max_Master gibi parametreler kontrol edilmelidir.

Cihaz discovery sırasında görünmesine rağmen istenen değer okunamıyorsa ilgili object/property veya service'in cihazın PICS dokümanında desteklenip desteklenmediğine bakılmalıdır.

Bir BACnet HVAC sürücüsü sürekli offline oluyorsa yalnız network kablosunu değil sürücünün kontrol beslemesini ve panodaki güç kaynağını da kontrol etmek gerekir. Kararsız besleme haberleşme problemi gibi görünen resetlere neden olabilir.

Kısa BACnet saha kontrolü

1. Cihaz BACnet/IP mi, BACnet MS/TP mi, BACnet/SC mi kullanıyor?

2. Device Instance ağda benzersiz mi?

3. BACnet/IP için IP/subnet ve UDP port ayarları doğru mu?

4. Farklı IP subnet'leri arasında BBMD/FDR mimarisi gerekiyor mu?

5. MS/TP kullanılıyorsa baud rate, MAC address ve RS-485 kablolama doğru mu?

6. Aranan object/property cihazın PICS dokümanında destekleniyor mu?

7. BACnet/SC kullanılıyorsa certificate ve hub bağlantıları sağlıklı mı?

8. Controller, sensör, VFD ve gateway cihazlarının güç beslemeleri kararlı mı?

İlgili Bina ve Endüstriyel Otomasyon Konuları

Bina Otomasyonu · Endüstriyel Otomasyon · METASYS · Ethernet · Modbus

İlgili Saha ve Kontrol Ekipmanları

PLC · HMI · SCADA · Sensörler · Basınç Sensörleri · VFD / Hız Kontrol · ABB ACH580 HVAC · Altivar 61 HVAC · Kontrol Cihazları · Güç Kaynakları · Şalt Malzemeleri · Servo Sistemler · Hareket Kontrol