מבנים חכמים: כיצד BMS ו-SCADA מפחיתים עלויות אנרגיה
מערכות בקרת מבנים (BMS) ופלטפורמות SCADA עברו דרך ארוכה. מכלי ניטור בסיסיים הן הפכו למערכות חכמות שמבינות את המבנה לעומק. כשמשלבים חיישני IoT במיזוג, בתאורה, במערכות גילוי אש ובחשמל, מנהלי המתקן מקבלים תמונה מלאה ובזמן אמת של מה שקורה בכל פינה בבניין.
אבל התמונה עצמה היא לא העיקר. העיקר הוא מה שהיא מאפשרת: החלטות בקרה שמתקבלות לפי תנאים שנמדדו, ולא לפי לוח זמנים שמישהו הגדיר ביום ההרצה ואף אחד לא נגע בו מאז.
מאיפה החיסכון באנרגיה באמת מגיע
החיסכון באנרגיה הוא מה שהכי מצדיק את ההשקעה. מערכות BMS מתקדמות משתמשות בחיישני נוכחות, נתוני מזג אוויר ואלגוריתמים חכמים כדי לווסת בצורה דינמית את המיזוג, התאורה והאוורור. מחקרים מראים שוב ושוב שמערכת BMS טובה חוסכת 15-30% בעלויות האנרגיה, עם החזר השקעה תוך 2-4 שנים.
כדאי לדייק מאיפה החיסכון הזה מגיע, כי כמעט אף פעם הוא לא נובע מאלגוריתם מתוחכם אחד. ברוב הבניינים עיקר ההפחתה מגיע מרשימה קצרה ולא מרשימה של תיקונים.
- כיבוי ציוד כשאזורים באמת ריקים, במקום לפי לוח זמנים קבוע
- ביטול חימום וקירור בו-זמנית: תופעה נפוצה שכמעט בלתי נראית בלי נתוני מגמה
- התנעה וכיבוי מיטביים, כך שהציוד מגיע לנקודת העבודה בדיוק בכניסת הדיירים ולא שעות קודם
- קירור חופשי וניצול תנאי חוץ כשהם מאפשרים זאת
- הרחבת תחומי המתה ונקודות העבודה עד לגבול שהדיירים באמת מקבלים
- איתור מגופים ומדפים שנתקעו פתוחים; נתוני מגמה חושפים את זה, סיור ידני כמעט אף פעם לא
הנתון של 15-30% מניח מערכת שהורצה כמו שצריך ונשארה מכוילת. מערכת BMS שחצי מהחיישנים שלה קוראים לא נכון ושליש מהאזורים שלה נמצאים בעקיפה ידנית קבועה לא תספק את המספר הזה, וזה בדיוק התיאור של המון מערכות מותקנות אחרי חמש שנים. כיול חיישנים בפרט נתפס כמשימה חד-פעמית ביום המסירה, בזמן שהוא חובת תחזוקה חוזרת. חיישן טמפרטורה שקורא שתי מעלות גבוה מדי עולה אנרגיה בכל שעה בכל יום, ולא מייצר שום התראה שתספר על כך למישהו.
תחזוקה מונעת והערך של מגמות
יתרון גדול נוסף הוא תחזוקה מונעת. המערכת עוקבת אחרי רטט, טמפרטורות ושעות פעילות של ציוד, ומתריעה לצוות התחזוקה עוד לפני שמשהו נשבר. במקום לרוץ לכבות שריפות, הארגון עובר לגישה פרואקטיבית שמקצרת זמני השבתה עד 40% ומאריכה את חיי הציוד.
מה שגורם לזה לעבוד הוא המגמה, לא ההתראה. הפרש טמפרטורה במעבה של צ'ילר שנדד שתי מעלות במהלך חצי שנה אינו מצב התראה באף נקודה בדרך, אבל הוא מעבה מלוכלך שמסמן שהוא צריך ניקוי. משאבה שמושכת יותר זרם לאותה ספיקה היא מיסב שמתחיל להיכשל. אף אחד מהשניים לא נראה בלי נתונים היסטוריים, ואף אחד מהם לא נראה אם מאגר הנתונים תוכנן לשלושה חודשי שמירה.
האינטגרציה היא מקום הערך
המפתח הוא אינטגרציה. מערכת BMS אחודה שמחברת מיזוג, בקרת כניסה, גילוי אש ותאורה דרך פרוטוקולים כמו BACnet או Modbus מאפשרת תגובות מתואמות. לדוגמה, אם מערכת בקרת הכניסה מזהה שקומה מסוימת ריקה, המיזוג שם יורד אוטומטית.
דווקא בתמיכה בפרוטוקולים נופלות רוב הבטחות האינטגרציה. התקן ש"מדבר BACnet" לא בהכרח חושף את הנקודות שאתם צריכים, ו"תואם Modbus" לא אומר כלום על מפת הרגיסטרים, על הסקיילינג או על השאלה אם היצרן בכלל ימסור את התיעוד. ודאו בשלב המפרט, בכתב, אילו נקודות ספציפיות ניתנות לקריאה ולכתיבה, וכל זה לפני שמזמינים את הציוד. להוסיף שער תקשורת בדיעבד כדי להגיע לנקודה שהניחו שהיא זמינה זו עלות חוזרת שאפשר למנוע.
לתכנן את המערכת בגודל הנכון
כמות הנקודות גוררת אחריה כמעט את כל השאר: מספר הבקרים, מקום בלוחות, תשתית, זמן הרצה ורישוי התוכנה. שני הכיוונים עולים כסף. חסר בנקודות מחייב תוספת בקרים באמצע ההתקנה. עודף בנקודות משלם על התקנה, הרצה ותחזוקה של נקודות שאף אחד לא יסתכל עליהן.
- ספרו נקודות ניטור ונקודות בקרה בנפרד, כי העלות שלהן שונה
- השאירו רזרבה בכל בקר, בדרך כלל 15-20%, לשינויים בשלב הגמר
- החליטו במכוון אילו נקודות מייצרות התראה ואילו הן נתון בלבד
- ודאו שכל נקודת אינטגרציה מול צד שלישי באמת נחשפת על ידי היצרן
- תמחרו זמן הרצה לפי נקודה, לא כסכום גלובלי בסוף הפרויקט
להערכת כמות נקודות ה-I/O, הבקרים והחיישנים שהמבנה שלכם צריך לפי סוג מבנה, שטח והמערכות המשולבות, השתמשו ב מחשבון נקודות BMS
משמעת התראות ראויה לאותה תשומת לב כמו ספירת הנקודות. מערכת שמייצרת מאות התראות חסרות ערך ביום מאמנת את המפעילים להתעלם מכולן, וכך מבטלת בשקט את כל הערך של הניטור ששילמתם עליו. החליטו מה מצדיק התראה ומה הוא סתם מגמה לבדיקה, וחזרו להחלטה הזו אחרי חצי שנת הפעלה.
הבניינים ששומרים על החיסכון שלהם הם אלה שמתייחסים ל-BMS כאל מערכת מופעלת ולא כאל מוצר שהותקן: יש לה בעלים, בודקים מגמות, מנקים עקיפות ידניות, ומריצים כיול מחדש במחזור קבוע. בלי הבעלות הזו החיסכון נשחק משנה לשנה, וחישוב ההחזר שהצדיק את הפרויקט מפסיק להיות נכון תוך כשלוש שנים.