Derleyen : Zeynep OdabaÅŸ
Haziran 2004

MikroiÅŸlemci tabanlı doÄŸrudan sayısal kontrollü (DDC-Direct Digital Control) sistemlerin pazarda ilk belirmeye baÅŸladığı dönem 1980’lerin baÅŸlarına denk gelir. Bu teknolojinin bina endüstrisinde öncü ve baÅŸarılı olduÄŸu uygulama alanlarının başında Isıtma-Havalandırma ve Klima (HVAC) sistemleri gelmiÅŸtir. Elektronik ve pnömatik kontrol sistemleriyle kıyaslandığında daha hassas kontrol ve uygulamada saÄŸladığı geniÅŸ esneklik potansiyeliyle, bir yandan konfor seviyesini yükseltirken diÄŸer yandan enerji maliyetlerini düÅŸürmesi, DDC sistemlerin kabul görmesini ve yaygınlaÅŸmasını kolaylaÅŸtırmış, kendi başına iÅŸ gören HVAC, aydınlatma, güvenlik, yangın algılama, söndürme ve asansör gibi sistemlerin birbirleriyle iletiÅŸim ve etkileÅŸim içerisine girmesini saÄŸlayan bu kontrol ağı, "akıllı bina" kavramını hayatımıza sokmuÅŸtur.

Özellikle son on beÅŸ yılda, bu teknolojinin saÄŸladığı avantajlar ve maliyetlerindeki azalmalar daha belirgin ve etkili hale gelmiÅŸ, ancak buna raÄŸmen "akıllı bina" kapsamının tam anlamıyla gerçekleÅŸmesi daha çok niyet aÅŸamasında kalmıştır. Bunda da en belirgin eksik parça, "iletiÅŸim protokolü standardı" olmuÅŸtur.

Ä°lk kıpırdanmaların ardından, rekabet baskıları ve ihtiyacı giderecek standartların yokluÄŸu, bina otomasyon sistem üreticilerini kendi özel iletiÅŸim protokollerini yaratmaya zorlamıştır. Ancak bu olumlu geliÅŸmeler bir dezavantaj olarak bina sahipleri / iÅŸletmecileri için, binalarında tercih ettikleri konforu saÄŸlayacak farklı firmaların ürünlerinin seçiminde kısıtlama ve zorlamaları da beraberinde getirmiÅŸtir.

Enerji yönetimi, aydınlatma kontrol sistemleri ve yangın algılama sistemleri binalarda yaygın ve alışıldık uygulamalar haline gelmiÅŸ olmasıyla birlikte bunların entegrasyonunun gerçekleÅŸtiÄŸi projeler bu tip sınırlamalar nedeniyle yeterli ivme kazanamamıştır.

Ä°letiÅŸimdeki kısıtlamalar, bina otomasyonu kapsamında olan tek bir sistemin kendi iç fonksiyonunda dahi kendini göstermektedir. Kurulu bir sistemin geniÅŸlemesi veya yenilenmesinin gerektiÄŸi durumlarda, mal sahibinin, sistemi kuran firmaya / markaya bağımlı kalması veya ihtiyacını karşılamak için farklı marka seçmesi halinde, mevcut sistemin iletiÅŸim standardıyla uyumlu olamayacağından, ya kurulu sistemi, seçeceÄŸi markaya göre tamamen deÄŸiÅŸtirmesi ya da eklenen cihazların ayrı bir sistem olarak çalışması kaçınılmaz olmuÅŸtur. Hatta kimi zaman bir firmanın geliÅŸtirdiÄŸi yeni ürünlerinin eski ürünleriyle haberleÅŸememesi de karşılaşılan bir durumdur.

MikroiÅŸlemcilerin kapasitelerinin artması ve fiyatlarının düÅŸmesiyle birlikte, kontrol zekasının yakalayıp içine aldığı konular da çoÄŸalmıştır. HVAC üreticileri, kendi cihazlarına özel geliÅŸtirdikleri kontrol panelini artık cihazlarıyla birlikte temin etmekte ve hatta kendi özel iletiÅŸim protokollerini yaratmaktadırlar. Bu geliÅŸmeler, bu cihazların bina otomasyon sistemleri ile entegrasyonunu artık bir zorunluluk haline getirmiÅŸ, otomasyon firmalarını kendi iletiÅŸim dillerini en azından belli ölçekte paylaÅŸmaya doÄŸru itmiÅŸ ve aradaki iletiÅŸimi kurma görevini üstlenen farklı tiplerde sistem entegratörleri türemeye baÅŸlamıştır.

Ara birimler, entegrasyon problemine bir miktar nefes aldırdıysa da uzun vadeli ve tatmin edici bir çözüm olamamıştır. Dikkate deÄŸer tek uzun vadeli çözüm standart iletiÅŸim protokolleri olarak gözükmektedir.

BACnet (Building Automation and Control Networking protocol)

Markalara özel iletiÅŸim protokolleri arasındaki uyumsuzluk Amerikan Isıtma-SoÄŸutma ve Ä°klimlendirme Mühendisleri DerneÄŸi’ni (ASHRAE) harekete geçmeye zorlamış ve dernek 1987 yılında bina otomasyonu ve kontrol sistemlerinde kullanılmak üzere standart bir iletiÅŸim protokolü geliÅŸtirme çalışmalarına baÅŸlamıştır. Bu amaçla kurulan Standart OluÅŸturma Komitesi (Standard Project Committee-SPC 135P), 1991 yılında hazırladığı ilk BACnet standardı taslağını yayınlayarak ilgili sektörlerin yorumuna açmıştır. Bu ilk baskıya altı farklı ülkeden 507 ayrı yorum gelmesi, bu tip bir standardın geliÅŸtirilmesi konusuna bina endüstrisinin ne kadar yoÄŸun ilgisi olduÄŸunun bir yansıması olarak kabul edilebilir. Artan ilgi ve görüÅŸler de deÄŸerlendirilerek ilk çalışmanın revize edilmiÅŸ hali 1994’de yayınlanmıştır. 12 farklı ülkeden gelen yine yüksek sayıda yorum, standardın 1995’de üçüncü ve son revizyonunun oluÅŸturulmasını gerektirmiÅŸtir. Standart bu haliyle ilk çalışmalarına baÅŸlandığı tarihten sekiz buçuk yıl sonra onaylanmış ve bir ASHRAE standardı olarak basılmıştır. Aynı yıl BACnet standardı Amerikan Ulusal Standartları Enstitüsü (ANSI) tarafından ulusal bir standart olarak kabul edilmiÅŸtir.
 

LONWORKS

Apple ÅŸirketinin kurucularından Mike Markula, 80’li yılların ortalarında, PC’ye geçiÅŸin ileriye dönük araÅŸtırma-geliÅŸtirme planlarını oluÅŸtururken, o ana kadar gelinen noktada, alanda bir açık olduÄŸunu fark eder. Tasarım ve üretimin her seviyesinde, entegrasyon ve maliyetler azaldıkça kapasite ve uygulama çeÅŸitliliÄŸi dramatik bir ÅŸekilde artmaktaydı ve "bilgisayar ağı teknolojisi" o dönemde, günlük kullanımdaki cihazlara henüz inmemiÅŸti.

Markula, bu konuya yatırım yapmanın ne kadar gerekli ve iÅŸe yarar olacağını görebilmek için, ilk etapta ön çalışma yapmak üzere bir ekip kurar. Ekip, yaklaşık iki yıllık bir araÅŸtırmanın sonunda, sistemin iÅŸlemesi için gerekli olan bazı donanımlar henüz eksik görünse de ilerleyen zamanda bunların temin edebilir olacağını belirtirler.

Ä°lk tohumları bu ÅŸekilde atılan Echelon firması, günlük kullanımdaki cihazları bir aÄŸ üzerine baÄŸlayacak sistemleri yaratmak üzere resmi olarak 1988 yılında kurulur. Åžirketin yönetimine bugün halen dümenin başında olan, PBX teknolojisinin yaratıcısı Dr. Kenneth Oshman gelmiÅŸtir.

Ä°lk yıllar oldukça enteresan geçer. Echelon’un yaratmaya çalıştığı sistemi uygulayabilmesi için elinde ne silikonu, ne veri alış veriÅŸini saÄŸlayan arabirimleri ne de iletiÅŸim ağını oluÅŸturabilecek altyapıları vardır. Bu bileÅŸenleri farklı firmalardan temin etmeye çalışırlar. AnlaÅŸma yaptıkları silikon üreticilerinin Nöron çipleri teslimlerindeki gecikmeleri, bir miktar hızlarını kesmelerine raÄŸmen "Lonworks" adını verdikleri iletiÅŸim ağı platformu artık bir zemin kazanmaya baÅŸlar.

Ancak, Lonworks’ün yaygınlaÅŸması, Echelon ekibinin atlamış olduÄŸu baÅŸka bir detay nedeniyle bir gecikmeye daha maruz kalır. O da, yabancısı oldukları kontrol endüstrisinin ilerleme ve adaptasyon hızının, elektronik teknolojisinin geliÅŸim hızının yanında çok yavaÅŸ kalmasıdır.

İlk yıllardaki bu ağır başlangıcın ardından, sistemin benimsenmesiyle birlikte ivme kazanması kayda değer bir hızda olmuştur.

Echelon bugün, günlük kullanımdaki elektronik cihazların birbirleriyle iletiÅŸimini saÄŸlayan teknolojiler üreten bir firma konumundadır. Lonworks’ün teknolojik altyapısını oluÅŸturan Nöron çipin lisansını elinde tutmakla birlikte, Echelon, kontrol sektöründeki firmaların bu iletiÅŸim standardına kolay ve hızlı adaptasyonunu saÄŸlayacak ürünler/sistemler geliÅŸtirmektedir. Bu yaklaşımla, silikon üreticisi ya da satıcısı konumuna girmeyi tercih etmemiÅŸ, bu konuda farklı firmalar ile (Toshiba, Motorola, Cypress Semiconductor) lisans anlaÅŸması yaparak fiyat ve teknoloji rekabetini de dengede tutacak bir politika izlemiÅŸtir.

Echelon’un geliÅŸtirdiÄŸi Lonworks iletiÅŸim protokolü, bina otomasyon sektöründe bugün en yaygın kullanılan iletiÅŸim standardı halini almıştır. Bina Otomasyon sistemlerinin yanı sıra Lonworks, taşımacılık, tıbbi cihazlar, sanayi otomasyonu, ev otomasyonu ve kamu hizmetleri alanlarında da yaygın bir ÅŸekilde kullanılmaya baÅŸlanmıştır.

MODBUS

DiÄŸer iki iletiÅŸim protokolü ile tarihsel sıralama açısından kıyaslandığında MODBUS’ın ortaya çıkması biraz daha geçmiÅŸe dayanıyor. Sektörel olarak kıyaslandığında ise endüstriyel alandaki iletiÅŸim ihtiyacını karşılayan en eski seri iletiÅŸim protokollerinden biri. PLC (Programmable Logic Controller) sektörünün ilk ve en güçlü imalatçılarından olan Modicon firması tarafından kendi ürünleri arasındaki iletiÅŸimi saÄŸlamak üzere 1978 yılında geliÅŸtirilmiÅŸ. Zamanla PLC sistemler arasında veri transferi ve bilgi alışveriÅŸini saÄŸlayan standart bir iletiÅŸim protokolü olarak bilfiil sektörde yerini almıştır. Modicon’a rakip pek çok endüstriyel kontrol cihazı imalatçısı kendi iletiÅŸim protokollerinin yanı sıra Modbus iletiÅŸim desteÄŸini de vermektedirler.

Bir süre sonra Gould-Modicon, sonra AEG-Modicon adını alan Modicon firması, 1979 yılında Schneider Grup tarafından satın alınmıştır. Bir sonraki önemli geliÅŸme olarak Schneider Electrics’in protokol üzerindeki isim hakkını, 2002 yılında endüstriyel iletiÅŸim teknolojisini geliÅŸtirmek üzere kurulan ve kar amacı taşımayan MODBUS-IDA adlı bir organizasyona aktarması, MODBUS iletiÅŸim protokolünün geliÅŸimini ve yaygınlığını olumlu yönde etkilemiÅŸtir.

Teknolojik olarak bir kaç adım öndeki diÄŸer standart iletiÅŸim protokollerinin yanında MODBUS bugün hala herhangi bir PC veya küçük bir microiÅŸlemci ile birlikte kullanılabilmekte ve saÄŸlam geçmiÅŸi ve basit altyapısıyla artan sayıda imalatçı tarafından desteklenmekte ve mevcut pek çok endüstriyel sistemle iletiÅŸim kurabilmektedir.
 

EIB (European Installation Bus) ve KNX

1990 yılında, elektronik sektöründen on beÅŸ Avrupalı üretici firmanın, sistemlerinin/cihazlarının birbirleriyle haberleÅŸmesinde kullanacakları ortak bir iletiÅŸim dili oluÅŸturmak üzere bir araya gelmesiyle EIBA (European Installation Bus Association) kurulmuÅŸtur.

EIBA’nın, Kasım 1991’de, EIB adını verdiÄŸi iletiÅŸim protokolünün ilk taslağını, deÄŸerlendirilmesi ve bir sonraki adım olarak EN (Avrupa Standardı) veya ENV (ön standart) halini alabilmesi için CENELEC’e (Avrupa Elektrik Standartları Komitesi) sunmasıyla EIB’nin standart haline getirilme çaba ve çalışmalarında somut bir adım atılır.

Haziran 1992’de DKE -Alman Elektroteknik Mühendisleri Komisyonu EIB sistemini, bir standart (DIN V VDE 0829) olarak bünyelerine kabul ederler.

Fransa’da ise EIB protokolü "deneysel standart" olarak yayımlanır.

Bu aÅŸamaya gelindikten bir süre sonra, Haziran 1996’da, EIBA ve benzer çalışmalar sürdüren BatiBUS Club International (BCI) ve European Home Systems Association (EHSA), iletiÅŸim ağını hem bina hem de konutlardaki elektronik sistemleri kapsayacak ÅŸekilde geniÅŸletmek ve daha yaygın bir standart halini alabilmek maksadıyla birleÅŸme kararı alırlar.

Nisan 1999’da, elektro-mekanik ve bina otomasyon alanlarında aralarında Bosch, Schneider, Siemens, Electrolux, Merten gibi isimlerin bulunduÄŸu dokuz büyük Avrupa firması, bu yeni grup ile iÅŸbirliÄŸine gider ve Konnex Association adı altında bir dernek oluÅŸtururlar.

DerneÄŸin amacı, mevcut üç Avrupa iletiÅŸim standardının (EIB, BCI ve EHSA) sahip olduÄŸu teknik altyapı ve kaynakları birleÅŸtirerek bina ve konut otomasyonunda standart olarak kullanılacak tek bir açık iletiÅŸim protokolü (KNX) yaratmaktır.

Kurulduktan bir yıl sonra, Haziran 2000’de, Konnex Assoc., Avrupa Elektrik Standartları Komitesi (CENELEC) ile, standartlarının EN 50090 serisi içinde yer alabilmesi için gerekli donanımı temin etmek üzere bir iÅŸbirliÄŸi anlaÅŸması yapar.

Bundan sonraki çalışmalar ve faaliyetler, standardın tanıtılması ve yaygınlaÅŸmasına yönelik geliÅŸir.

Bugün Konnex Assoc. sektörde "en" olmasa da Bina ve Konut Elektronik Sistemleri Standardizasyonunda on yıllık bir geçmiÅŸe sahip üç oluÅŸumun mirasını taşıyan, yüzü aÅŸkın elektrik sistemleri/cihazları üreticisini bünyesinde bulunduran önemli ve etkili bir kuruluÅŸ halini almıştır.