Certyfikacja urządzeń oraz kwalifikacji zawodowych integratorów jako metoda zapewnienia otwartości systemów BMS – Laboratorium AutBudNet na AGH w Krakowie
Intensywny rozwój rynku zintegrowanych systemów automatyki i bezpieczeństwa budynków, inspirowany w szczególności wymaganiami prawnymi dotyczącymi konieczności znacznego zwiększenie energooszczędności budynków, stawia przed inwestorami oczywiste pytania: które z licznie oferowanych rozwiązań są właściwe dla spełnienia konkretnych potrzeb, które przyniosą oczekiwane korzyści, zwłaszcza w obszarze ograniczenia kosztów eksploatacji obiektów, które systemy są tanie w eksploatacji, które umożliwią łatwą integrację różnych podsystemów występujących w budynku itp.
Doświadczony inwestor z pewnością już wie, że tym czynnikiem, który decyduje o jego wyborach, powinna być tzw. otwartość systemu, rozumiana jako uniezależnienie zarówno inwestora, jak i przyszłego użytkownika od specyficznych, indywidualnych rozwiązań firmowych. Otwartość ta zapewniana jest przez zgodność produktów, systemów i usług z dobrze zdefiniowanymi normami technicznymi o zasięgu światowym. W ciągu ostatniego dziesięciolecia trzy protokoły transmisji danych dedykowane dla systemów automatyki budynków uzyskały status norm międzynarodowych. Jednym z tych protokołów jest protokół LonTalk niezwykle popularnej w automatyce budynków technologii LonWorks, który jako norma międzynarodowa znany jest pod symbolem ISO/IEC 14908, a jako norma polska i europejska ma symbol PN EN 14908. Instytucją zajmującą się tzw. maintenance (obsługą) tej normy jest międzynarodowe stowarzyszenie LonMark International.
Programy certyfikacji LonMark
LonMark International jest organizacją, która opracowała i wdrożyła szereg programów promujących i wspierających międzynarodowy i europejski standard ISO/IEC 14908 / EN 14908 definiujący protokół sieci sterowania (Control Network Protocol). Protokół ten jest międzynarodową wersją amerykańskiego standardu ANSI/CEA 709.1, opisującego protokół LonTalk technologii LonWorks. Programy certyfikacji obejmują zarówno produkty, jak i prace inżynierskie. Od roku 1995 organizacja LonMark International certyfikowała setki produktów spełniających wymagania standardu. Certyfikacja produktu daje gwarancję użytkownikowi końcowemu, że produkty pochodzące od różnych dostawców będą bezpośrednio współpracować ze sobą bez konieczności stosowania dodatkowych urządzeń, takich jak bramy (gateway) czy inne konwertery protokołów. Zdolność urządzeń różnych producentów do bezpośredniej współpracy nosi angielską nazwę „interoperability”. Certyfikacja integratorów stanowi potwierdzenie wiedzy niezbędnej do projektowania, instalacji, integracji i uruchomienia otwartych, zintegrowanych systemów bazujących na technologii LonWorks.
Rodzaje certyfikacji
Certyfikacja urządzeń
Powodzenie wdrożenia rozproszonego systemu automatyki opartego na sieci sterowania, w której wykorzystuje się urządzenia sterujące pochodzące od różnych producentów, zależy od precyzyjnego wypełnienia przez producentów zaleceń standardu zarówno w zakresie samego protokołu transmisji danych, jak i reguł jego implementacji. Stowarzyszenie LonMark International od ponad 16 lat podejmuje działania mające na celu zdefiniowanie warunków zapewnienia urządzeniom zdolności do współdziałania. Opracowane zostały szczegółowe wytyczne pod nazwą LonMark Interoperability Guidelines, które zdefiniowały wymagania dla producentów urządzeń dotyczące konstruowania i programowania urządzeń, tak aby zagwarantowana została zdolność do współdziałania. Wytyczne te obejmują między innymi reguły konstrukcji i zawartości programów aplikacji urządzeń, definicje Standardowych Typów Zmiennych Sieciowych i Standardowych Typów Parametrów Konfiguracyjnych oraz definicje Profili Funkcjonalnych urządzeń z szerokiego spektrum zastosowań rozproszonych systemów sterowania, głównie z zakresu systemów automatyki i bezpieczeństwa budynków, ale także automatyki przemysłowej. Dla testowania zgodności z wytycznymi LonMark Interoperability Guidelines opracowano szczegółowy program certyfikacji. Urządzenia, dla których wynik badania potwierdza wypełnienie zaleceń, wyróżniane są logiem LonMark. Tylko produkty oznaczone logo LonMark (rys. 1) dają gwarancję zdolności urządzenia do współpracy na bazie wytycznych LonMark, potwierdzoną niezależnym badaniem certyfikującym.
Certyfikacja kwalifikacji zawodowych inżynierów
Sukces implementacji integracji sieci sterowania rozproszonego wymaga, podobnie jak w każdej innej dziedzinie, dobrze wyszkolonych, doświadczonych profesjonalistów, zarówno na etapie specyfikacji i projektowania, jak i na etapie instalacji, uruchomienia, integracji i obsługi systemu. W celu zapewnienia kadr dla realizacji tych zadań, organizacja LonMark International opracowała szczegółowy program edukacyjny i egzaminacyjny o zasięgu ogólnoświatowym pod nazwą LonMark Certified Professional. W ramach tego programu organizowane są szkolenia w zakresie technologii LonWorks, kończące się egzaminem potwierdzającym przygotowanie zawodowe do projektowania i integracji otwartych systemów sterowania, bazujących na urządzeniach spełniających wytyczne LonMark. Certyfikat LonMark Certified Professional daje gwarancję potencjalnym partnerom i klientom, że mają do czynienia z indywidualnym profesjonalistą znającym technologię i posiadającym wiedzę i doświadczenie w zakresie wykorzystania i implementacji technologii LON.
Certyfikacja instytucji zajmujących się integracją systemów
Kolejnym programem certyfikacji jest program LonMark Certified System Integrator – program potwierdzający przygotowanie instytucji (organizacji, firmy) do świadczenia usług kompleksowej obsługi inwestycji w zakresie doradztwa, projektowania i wdrażania zintegrowanych systemów automatyki na bazie standardu ISO/IEC 14908 (LON). Instytucje uczestniczące w programie muszą zatrudniać przynajmniej dwóch specjalistów legitymujących się certyfikatem LonMark Professional, a także posiadać kompetencje techniczne w zakresie sieci sterowania w standardzie LON i doświadczenie potwierdzone wykonanymi projektami integracji systemów.
Programy certyfikacji LonMark w Laboratorium AutBudNet na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie
Podstawę do wdrożenia programów certyfikacji LonMark w Polsce stanowiła wieloletnia działalność w zakresie promocji i wdrożeń technologii LonWorks w kraju trzech instytucji:
Akademii Górniczo-Hutniczej, w której w Laboratorium Systemów Sterowania Przemysłowego i Automatyki Budynków Katedry Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych od połowy lat 90. ubiegłego wieku prowadzone były badania w zakresie właściwości oraz możliwości wdrożeń technologii LonWorks,
firmy ZDANIA Sp. z o.o., jednostki spin-off AGH utworzonej w 1992 r. na bazie działu elektroniki dawnego Zakładu Doświadczalnego Aparatury Naukowej AGH, która jest jednym z niewielu w Polsce producentów urządzeń na bazie technologii LON i jedynym polskim członkiem stowarzyszenia LonMark International, a także Stowarzyszenia Polska Grupa Użytkowników Technologii LonWorks (PLUG).
Wszystkie te instytucje od wielu lat aktywnie promowały ideę otwartych, rozproszonych systemów sterowania, w szczególności na bazie technologii LonWorks, która stała się podstawą międzynarodowej normy PN-EN ISO/IEC 14908. Elementem tych działań była między innymi organizacja na AGH czterech międzynarodowych Seminariów Building Open Systems w latach 2000, 2002, 2005 i 2007. Seminaria te bez wątpienia przyczyniły się do przybliżenia środowiskom architektów, projektantów, inwestorów i użytkowników znaczenia i wartości otwartych systemów automatyki budynków. Wielu znaczących inwestorów podjęło decyzje o stosowaniu otwartych technologii automatyki budynków w swoich obiektach. Szczególnym, godnym podkreślenia przykładem jest Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, który w roku 2000 wybrał technologię LON dla automatyki budynków w nowym Kampusie Uniwersytetu, noszącym dzisiaj nazwę Kampusu im. 600-lecia Odnowienia Uniwersytetu Jagiellońskiego. Warto podkreślić, że dzięki zrozumieniu znaczenia idei otwartości systemów oraz żelaznej konsekwencji władz uniwersytetu wybrany standard otwartego systemu automatyki budynków utrzymany został we wszystkich budynkach kampusu wzniesionych na przestrzeni ostatnich 11 lat.
Boom inwestycyjny początku lat 2000, rozwój rynku automatyki budynków, doświadczenia wdrożeniowe i eksploatacyjne oraz wzrost świadomości inwestorów i użytkowników końcowych spowodowały, że w specyfikacjach przetargowych pojawiły się, a aktualnie występują obowiązkowo wymagania stosowania systemów automatyki budynków bazujących na standardach otwartych systemów sterowania. Skutkiem tego pojawiło się także zapotrzebowanie na specjalistów w tej dziedzinie.
Wieloletnia współpraca AGH, ZDANIA i PLUG ze stowarzyszeniem LonMark International zaowocowała inicjatywą wdrożenia w Polsce wypracowanych przez LonMark mechanizmów certyfikacji. Możliwość realizacji tej idei została stworzona dzięki projektowi AutBudNet w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. W ramach projektu wdrożono:
- możliwość zdawania w Laboratorium AutBudNet egzaminu dla uzyskania certyfikatu LonMark Certified Professional,
- możliwość certyfikacji w Laboratorium AutBudNet urządzeń wykorzystujących standard PN-EN ISO/IEC 14908 na zgodność z wytycznymi LonMark Interoperability Guidelines.
Certyfikacja kwalifikacji zawodowych inżynierów w Laboratorium AutBudNet
Egzamin na LonMark Certified Professional jest testem wielokrotnego wyboru, który obejmuje 150 pytań z zakresu technologii LON w takich obszarach, jak: podstawy technologii, nośniki transmisji danych, fizyczna i logiczna instalacja sieci sterowania, protokół transmisji, podstawowe właściwości urządzeń, integracja sieci sterowania oraz narzędzia do integracji i testowania, współpraca z technologią IP, współpraca z systemami nadrzędnymi. Pytania egzaminacyjne są w języku polskim. Egzamin trwa 90 minut. Certyfikat wydawany jest przez LonMark International i jest certyfikatem międzynarodowym uznawanym na całym świecie. Dla kandydatów do zdawania egzaminu AGH i ZDANIA organizują szkolenia teoretyczne i praktyczne przygotowujące do egzaminu. Terminy szkoleń oraz terminy egzaminów ustalane są na bieżąco, w zależności od zainteresowania i zebrania grupy uczestników liczącej minimum 4 osoby.
Certyfikacja urządzeń w Laboratorium AutBudNet
Dzięki porozumieniu zawartemu pomiędzy AGH i LonMark International możliwe jest także przeprowadzenie w Laboratorium AutBudNet badania urządzeń na zgodność z wytycznymi LonMark Interoperability Guidelines. Producent zainteresowany badaniami powinien udokumentować swoją wiedzę w zakresie wytycznych LonMark Interoperability Guidelines oraz zastosowanie tych wytycznych w konstrukcji urządzenia. Urządzenie i jego oprogramowanie są poddawane badaniu przez zdalny program certyfikujący dostępny za pośrednictwem Laboratorium AutBudNet. Program bada spełnienie przez oprogramowanie urządzenia wymagań formalnych dotyczących wytycznych LonMark. Ponadto w Laboratorium można przeprowadzić także badania funkcjonalne urządzenia wg założeń zdefiniowanych przez producenta, a także określić wpływ urządzenia na energooszczędność procesu, w którym będzie zastosowane. Spełnienie przez urządzenie wymagań formalnych zgodności z wytycznymi LonMark Interoperability Guidelines potwierdzone zostaje międzynarodowym certyfikatem uprawniającym do oznaczania urządzenia znakiem LonMark. Dla producentów zainteresowanych produkcją i certyfikacją urządzeń wykorzystujących standard PN-EN ISO/IEC 14908 AGH, ZDANIA i PLUG organizują szkolenia w zakresie zasad implementacji wytycznych LonMark w urządzeniach przygotowywanych do produkcji.
Istotną zaletą wdrożonego programu certyfikacji urządzeń jest znaczne obniżenie kosztu certyfikacji, zwłaszcza dla producenta wchodzącego w technologię LON. Standardowa ścieżka certyfikacji LonMark zakłada uczestnictwo producenta w stowarzyszeniu LonMark na poziomie LonMark Partner, (roczna opłata członkowska – 5000 $), a także zakup rocznej licencji programu do certyfikacji (koszt – 2000 $). Generuje to zatem dla producenta roczny koszt stały w wysokości 7000 $ plus koszt certyfikacji każdego urządzenia na poziomie 250 $. Wykonanie certyfikacji za pośrednictwem Laboratorium AutBudNet ograniczy koszt tej certyfikacji do opłaty za certyfikację urządzenia i ewentualne doradztwo lub szkolenie w zakresie wdrożenia wytycznych LonMark Interoperability Guidelines.
Autor: mgr inż. Paweł Kwasnowski, dr inż. Grzegorz Hayduk, Akademia Górniczo-Hutnicza