E-Learning

Ga aan de slag. Succes !


Gebouwen beheerssystemen GBS

Gebouwen beheerssystemen

Wat is een GBS Storingen
Drie lagen Vormen
Het belang Let op
Componenten Inregelen
Kringprocessen  

 

GBS1

 Wat is een GBS (gebouwenbeheerssysteem)


Met een GBS, een Gebouw Beheer Systeem, kun je informatie en aansturing van verschillende systemen en installaties in een gebouw mogelijk maken. Denk hierbij aan:

- Actuele waarden van temperaturen, of in- of uitbedrijf zijn van installaties;
- Alarmwaarden voor regelingen, alarmmeldingen;
- Kloktijden wanneer verlichting en verwarmingen aan of juist uit worden geschakeld;
- Verbruikscijfers van installaties.

Alle informatie maak je zichtbaar op een bedieningsstation (computer/monitor), deze is aangesloten op het GBS. Het is dus niet meer nodig om het hele gebouw door te lopen om de status van een installatie of systeem te bekijken. Het GBS zorgt ervoor dat systemen automatisch geregeld en bewaakt, op afstand beheerd en op afstand afgelezen kunnen worden.

 

 

Drie lagen

GBS2

 

 

De bedienings- en visualisatielaag (managementlaag)

Deze bestaat vaak uit een aantal standaard PC’s. De computers zijn met een netwerk verbonden aan het centrale besturingssysteem, het GBS. Het programma van het GBS geeft in afbeeldingen de informatie en de bedieningsmogelijkheden weer. Daarnaast komt het steeds vaker voor dat het GBS ook toegankelijk is via een website.
 
De controle- en besturingslaag (automatisering-laag)
Deze bestaat uit de regelingen van het systeem en kan in de opbouw heel divers zijn. Het systeem bestaat uit één of meerdere controllers, waar aansluitingen op zitten voor veldapparatuur. Dit is de tussenlaag. Dus naast aansluitingen voor bijvoorbeeld sensoren zitten er ook aansluitingen op voor internet om met de bedieningslaag te kunnen communiceren.
 
De veld-laag
Deze bestaat uit de opnemers en sensoren. De sensoren en opnemers zijn aangesloten op de controle- en besturingslaag. In deze laag is dus te zien hoe (onderdelen van) installaties functioneren, dit wordt weergegeven in de visuele weergave in de bedieningslaag.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Voorbeeld zonwering
 
GBS3
 
 
 
In het figuur is een schematisch overzicht gegeven van wat er nodig is voor een zonweringsysteem, geautomatiseerd met een GBS-systeem. Het automatisch op- en neer bewegen van de zonwering wordt centraal geregeld door lichtsensoren aan de gevel. Het GBS krijgt een signaal van deze lichtsensoren.
 
Afhankelijk van de parameterinstelling voor de zonwering in het GBS, wordt de ‘rolmotor’ van de zonwering aangestuurd. De gebruiker kan ook handmatig ingrijpen met de lokale handbediening.
 
Bij harde wind aan een gevelzijde worden alle zonweringen daar automatisch naar een veilige stand gebracht. Deze windkracht wordt gemeten door een ‘weerstation’ dat op een juiste plaats op of aan het gebouw gemonteerd zit. Dit weerstation geeft een signaal naar het GBS dat vervolgens weer de zonwering aanstuurt. Dit is een vorm van beveiliging.
 
Daarnaast worden alle zonweringen op vrijdagmiddag na kantoortijd automatisch omhoog gestuurd. De zonwering wordt dus op basis van verschillende signalen en instellingen automatisch of handmatig aangestuurd en bewaakt.
 
 
Een goed functionerend GBS draagt bij aan optimale comfort-, klimaat- en leef-voorzieningen binnen een gebouw. Daarmee ook voor de organisatie en de mensen.
 
En een bijkomend voordeel is dat onderhoud en storing oplossen aan gebouwinstallaties veel efficiënter kan gebeuren met de informatie beschikbaar in het GBS.
 
Door de steeds grotere aandacht voor een duurzame maatschappij (groen en zuinig) wordt het GBS steeds vaker ingezet om installaties beter op elkaar af te stemmen. Denk daarbij aan het verlagen van de koel- en verwarmingscapaciteit op momenten dat het comfort dit toelaat.
 
Ook het bijschakelen van alternatieve bronnen, het terug laten stromen van energie naar de bron (warmtepomp, warmtewiel) en het omzetten naar een andere energiesysteem kan met behulp van een GBS in goede banen geleid worden.
 
Kortom een GBS biedt mogelijkheden om de energieprestatie van een gebouw te verbeteren. Wat minder verspilling ten behoeve van verduurzaming tot gevolg heeft.
 

In zijn meest eenvoudige vorm bestaat een GBS uit een controller/regelaar en enkele I/O-modulen. Technisch gezien kunnen alle modulen in één behuizing worden ondergebracht, een schakelkast. In de praktijk zijn veel GBS’en opgebouwd uit meerdere modulen.
 
Op het automatiseringsniveau zitten verschillende componenten die het hart van het GBS vormen:
• Controllers;
• I/O-modulen;
• Schakelkasten;
• Naregelingen.

GBS4
Controllers 
 
Dit zijn slechts enkele voorbeelden van hoe controllers er uitzien. Controllers worden ook wel regelaars genoemd. Bij grote complexe systemen waar meerdere regelaars in gebruik zijn worden deze controllers vaak ‘onderstations’ genoemd. Soms zijn meerdere onderstations weer verbonden met een hoofdregelaar of server.
 
Controllers zijn de hersenen van het GBS. Signalen van opnemers worden in de controller vertaald en doorgestuurd naar de uitvoerorganen. De controller regelt alles wat er automatisch binnen een GBS gebeurt.
 
I/O-module
GBSMet de I/O modules worden alle componenten van installaties in het veld verbonden met het GBS. Elk veldcomponent (signaalgever, uitvoerorgaan) is apart met een I/O-module verbonden. Dus het gaat om grote aantallen kabels.
 
Deze I/O-modules kunnen los van de controller dicht bij de componenten in het veld zitten. Bijvoorbeeld in een lokale schakelkast bij de installatie. Ze kunnen ook direct verbonden zijn met de controller in de schakelkast.
 
De signalen van de controller gaan automatisch via de I/O-module naar en van het veld. Voor een servicemonteur is het ook mogelijk om deze uitgangen handmatig te bedienen met interventieschakelaars.
 
De LED-lampjes op deze modules hebben verschillende functies:
• Signalering van een storing;
• Aangeven dat er een signaal in- of uitgaat;
• Om verschillende situaties weer te geven hebben de LED-lampjes vaak verschillende kleuren (groen, oranje of rood).
I/O-modulen komen in grote getale en verschijningsvormen voor. We onderscheiden hierbij de digitale I/O-modulen (aan/uit, 0 of 24 Volt) en de analoge I/O-modulen (waarden binnen een reeks, 20 – 90 graden Celsius). De I/O-module vertaalt de signalen terug van een signaal naar een waarde en moet dus aansluiten op het type signaalgever. 
 
Schakelkasten
 
In het figuur staat een voorbeeld van een schakelkast met componenten van de automatisering-laag. Bovenaan de regelaar met I/O-modules. Daaronder de relais en beveiligingsautomaten en de voeding van de installaties in het veld.
Schakelkast
Naregelingen
 
Naregelingen zijn een soort controller die lokaal in een (kantoor)ruimte een aantal dingen regelen. Bijvoorbeeld verlichting, verwarming/koeling, zonwering.
Deze modules zitten meestal verwerkt achter de plafondplaten in een ruimte.
 
NareglingenNaregelingen2
Vaak is hier sprake van een eigen I/O-systeem en soms zelfs lokale intelligentie, in sommige gevallen een I/O-module en regelaar in één. De gebruikte signalen zijn identiek aan de signalen op de algemene I/O-modulen, op een enkele uitzondering (fabriek specifieke) na.
 
 
KringprocessenVeel GBS zijn tegenwoordig geautomatiseerd. Aan de hand van de afbeelding wordt het kringproces tussen een regelaar, opnemer en het uitvoer uitgelegd.
 
Om de gasdruk automatisch te kunnen regelen, moet de druk eerst worden gemeten. Hiervoor wordt een drukmeter (opnemer/transmitter) gebruikt. Deze meet de druk en geeft ook een signaal dat de drukwaarde weergeeft.
 
De druk moet op een bepaalde waarde ingesteld kunnen worden. Om de gasdruk te beïnvloeden moeten de streefwaarden met de actuele druk worden vergeleken. Dit gebeurt in een controller. De regelaar stuurt vervolgens bij om de gasdruk binnen streefwaarden te houden.
 
Als de twee waarden niet exact gelijk zijn, past de controller zijn signaal aan. Dit wordt naar een onderdeel in het proces gestuurd om daar in te grijpen. Het onderdeel (corrigerend- of uitvoerorgaan) zit in het proces gemonteerd en kan de proceswaarde beïnvloeden, afhankelijk van het signaal dat hij van de regelaar krijgt. Als de invloed van dit uitvoerorgaan op het proces precies goed is, dan zal de drukmeter een waarde meten die precies gelijk is aan de ingestelde waarde. In dat geval zal de controller zijn signaal niet verder aanpassen maar constant houden.
 
Dit is een kringproces dat continu werkt en een regelkring wordt genoemd. Er wordt constant gemeten, vergeleken, bijgestuurd, gemeten, vergeleken, bijgestuurd etc. De signalen kunnen alle waarden aannemen binnen vooraf vastgelegde en gestandaardiseerde grenswaarden. Het is dus geen aan/uit-signaal zoals bij een besturing.
 
 
storingenDe volgende meldingen zijn de meest voorkomende bedrijfs- en storingsmeldingen.
 
Bedrijfsmelding
Bedrijfsmeldingen zijn meldingen dat een installatie in- of uitbedrijf is. Maar kan ook betekenen dat een klep volledig open staat (open melding) of een ventilator draait.
 
Storingsmelding
Dit betekent dat een installatie in storing staat of een component een storingsmelding geeft. Een elektromotor kan bijvoorbeeld “thermisch uit” zijn (te warm geworden). Of een ketel kan in storing staan, mogelijk doordat een druk of temperatuur boven of onder een grenswaarde gekomen is.
 
Digitaal Stuur Alarm 
Het Digitaal Stuur Alarm (DSA) is een speciale melding dat een apparaat niet doet wat de bedoeling is. De terugmelding klopt niet met de aansturing. Bijvoorbeeld als een ventilator wordt “aan” gezet, maar er komt geen bedrijfsmelding terug. Het kan zijn dat de ventilator wel gewoon draait.
 

ComplexEen GBS kan in verschillende groottes worden uitgevoerd. Er zijn drie niveaus onderscheiden, een eenvoudig, gemiddeld en complex GBS.
 
Eenvoudig GBS
Een eenvoudig GBS heeft een enkele regelaar met enkele componenten in het veld.
 
Vaak is hier sprake van een eigen I/O-systeem en soms zelfs lokale intelligentie. De gebruikte signalen zijn identiek aan de signalen op de algemene I/O-modulen, op een enkele uitzondering (fabriek specifieke) na. 

Gemiddeld GBS
Een gemiddeld GBS heeft meerdere regelaars die niet gekoppeld zijn. Er zijn meerdere mogelijkheden om toegang tot het systeem te krijgen en meerdere componenten in het veld.  
 
Complex GBS

Een complex GBS heeft meerdere regelaars die ook nog met elkaar verbonden kunnen zijn. Er is op nog meer manieren toegang tot het systeem te krijgen dan bij een gemiddeld systeem. Daarnaast zijn er diverse koppelingen met andere systemen in het gebouw.  
 
 
Letten
Als je apparaten handmatig op afstand gaat bedienen, moet je weten wat de risico’s daarvan zijn. Een schermweergave in het GBS zegt niets over de grote van de installatie, zoals zichtbaar op de foto’s rechts in beeld. De bovenste ketels hebben samen een vermogen van 575 kW. Terwijl de onderste ketels elk 500 kW zijn.
 
Daarom is het zeer belangrijk dat je weet wat er op het project staat in het gebouw en wat je wel en niet kunt doen. Als je eenmaal weet hoe alles werkt, kun je hier je voordeel mee doen en goed bepalen wat er aan de hand is tijdens onderhoud of een storing.
 
Voorbeelden
 
Aan de hand van enkele voorbeelden zal duidelijk worden waar op gelet moet worden, en wat de mogelijkheden zijn van een GBS.
 
Koelmachine/koud-watersysteem
Kelmachine
Dit is een schematische weergave in het GBS van de koelinstallatie/koud-watersysteem in het gebouw. Het koelwater circuleert met behulp van een pomp door een leidingsysteem in het gebouw. Dit wordt het koud-watersysteem genoemd. Daar waar koeling nodig is, wordt gebruik gemaakt van het koude water dat in het systeem zit. Dit kan zijn bij de luchtbehandelingskast, maar ook bij naregelingen (nakoeling) in kantoren.
 
Als je op afstand wil weten of de pomp aan is, kun je dit op twee manieren zien:
• Bedrijfsmelding AAN
• ΔT tussen de gemeten aanvoer- en retourtemperatuur als de koelmachine in bedrijf is.
 
Risico's bij het op afstand bedienen van een koelmachine:
• Als je alleen de pomp uitzet, kan de verdamper kapot vriezen. Omdat er dan geen doorstroming van de verdamper is. Er wordt geen warmte meer opgenomen.
• Als je eerst de koelmachine aanzet en de pomp vergeet, kan ook de verdamper kapot vriezen omdat er geen stroming aanwezig is.

De luchtbehandelingskast
 
In de figuur zie je een schematische weergave van een luchtbehandelingskast.
 
VB2
 
De luchtbehandelingskast regelt de gewenste inblaastemperatuur op basis van de waarde bij de opnemer na de toevoerventilator. Op dit moment is de luchtbehandelingskast in bedrijf als verwarmer en zorgt het warmtewiel al voor enige verwarming. Hierdoor hoeft de verwarmingsbatterij minder te doen.
 
Wat er aan lucht ingeblazen wordt, moet ook afgezogen worden. Dit is de taak van de afzuigventilator. Ook deze is net als de toevoerventilator toerengeregeld.
 
Risico's bij het op afstand bedienen van een luchtbehandelingskast:
• Als je de ventilatoren aanzet en de luchtkleppen zijn niet geopend, dan kunnen de luchtkleppen of de ventilatoren defect raken.
• Als je het in de zomer te warm vindt en daarom de driewegklep van de verwarmer uitzet, is er in de winter een verhoogd risico op bevriezingsgevaar van de verwarmingsbatterij.
Voordelen bij bedienen op afstand zijn:
• Als de verwarming defect is kun je zelf het warmtewiel op maximaal zetten om toch enige warmte te krijgen, door terugwinning uit de retourlucht.
• Als er bijvoorbeeld een vuilfiltermelding binnenkomt in de storingsdienst, kun je deze accepteren en de volgende ochtend ter plaatse gaan kijken. Zo hoef je er niet heen als het gebouw gesloten is.
• Mocht er overgewerkt worden, dan kan bijvoorbeeld de conciërge de klok op afstand aanzetten. Zodat de installatie in bedrijf blijft en het behaaglijk blijft in het gebouw.

Zonwering besturing/schakeling
 
ZonweringGBS
De figuur is een schematische weergave in het GBS van een zonnewering in een gebouw.
 
Voordat op een zonnige dag de zonnewering naar beneden gestuurd wordt moet eerst aan een aantal (schakel)voorwaarden voldaan zijn:
• De klokvrijgave moet aan zijn;
• De Klux-meting (lichtintensiteit) moet voldoende zijn voor vrijgave;
• De windsnelheid mag niet hoger zijn dan de begrensde waarde, in dit geval 9 m/s.
Bij de sturing van de zonnewering worden vertragingstijden toegepast. Dit is om te voorkomen dat er te snel achter elkaar op en neer gestuurd wordt. Dit kan namelijk veel irritatie bij de eindgebruiker geven en zorgt ook verhoogde slijtage en dus meer onderhoud. In dit geval is er ook een extra klok toegepast, omdat de zon pas rond 12:00 uur op de kant van de ramen staat.
 
De zonnewering werkt als volgt: het tijdprogramma moet actief zijn, de lichtintensiteit moet voldoende zijn, en de windsnelheid moet niet te hoog zijn.
 
In de besturingstechniek wordt daarbij gesproken over schakelvoorwaarden. Om het ‘samenspel’ van de verschillende voorwaarden schematisch weer te geven, wordt gebruik gemaakt van logische schakelsymbolen.
 
 
Bij het werken met een GBS is het belangrijk dat je veelvoorkomende regel- en schakelparameters in het GBS goed kunt instellen. Hiervoor is kennis nodig van de regelingen van deze installaties en hoe deze in een regeltechnisch ontwerp zijn beschreven. Enkele voorbeelden volgen. 
 
CV-ketenregeling
 
Ketel
Ketels voor de CV in een gebouw kun je op meerdere manieren sturen. De twee gangbare manieren zijn op vermogen of op temperatuur. De instellingen kunnen dan als volgt zijn ingesteld:
• 0% = 0V en 100% = 10V;
• 0 °C = 0V en 100 °C = 10V.
Dit is per fabrikant afhankelijk, controleer daarom altijd de documentatie!
 
Een veel voorkomend probleem is dat de ketelinstelling niet klopt met de sturing vanuit de regeling. Hierdoor krijg je een onstabiele regeling. Of het lijkt alsof de ketels te veel of te weinig vermogen hebben. Ook werkt een modulerende ketel dan vaak als een aan/uit ketel omdat deze zijn vermogen niet kwijt kan.
 
Voorbeeld
De ketel wordt vanuit de regeling geregeld op temperatuur. In de ketel staat deze op vermogen. Sturing is 5V in dit geval 60 °C, de ketel gaat echter op 60% van zijn vermogen regelen. De watertemperatuur stijgt te snel en de ketel staat continu te pendelen. Hierdoor krijg je eigenlijk de werking van een aan/uit ketel in plaats van een modulerende ketel. Zodra je in de ketel de instelling aanpast naar temperatuurgestuurd, zal de ketel aftoeren om het gewenste setpoint te halen en moduleert deze terug naar bijvoorbeeld 30%. Dit scheelt in het energieverbruik en de regeling wordt er zeer stabiel van.
 
Radiatorregeling
 
Ketel2

In de figuur zie je een radiatorgroep uitgevoerd met een ruimteopnemer. In dit geval wordt er gemeten in de ruimte zelf, ook wel ruimtecompensatie genoemd. Daarmee kan de stooklijn van de watertemperatuur zowel positief als negatief beïnvloed worden, zodat er geen onnodige energie in gestoken wordt. In de weergave wordt echter alleen gebruik gemaakt van positieve beïnvloeding van maximaal 5K.
 
Op dit moment regelt deze er nog maar 1K bij, omdat de afwijking van de ruimtetemperatuur nog maar 0,2K is. Ook is het comfortgehalte nu vele malen hoger dan bij eenzelfde installatie zonder ruimteopnemer.
 
Op afstand kun je makkelijk beoordelen wat de ruimtetemperatuur is, als er bijvoorbeeld een klacht is over de temperatuur.
 
 
%MCEPASTEBIN%