Bei der Vernetzung von BACnet-Netzwerken verschmelzen die Themen IP-Netzwerke und BACnet. Bei kleinen bis mittleren Projekten reicht Standardwissen für die Planung und Umsetzung. Für die Planung, Auslegung und Umsetzung von grossen und komplexen BACnet/Desigo-Projekten ist Expertenwissen nicht nur über IP-Netzwerke sondern auch im Bereich BACnet gefordert.

Desigo basiert auf dem standardisierten Kommunikationsprotokoll BACnet. Für die Kommunikation zwischen den BACnet-Geräten benötigt es Dienste. Für den Datenaustausch, wie zum Beispiel die Übermittlung eines Bedarfssignals aus dem Raum und dessen Auswertung und Weiterverarbeitung in der Primäranlage, können verwendet werden:

  • Ein Unicast-Dienst, der über ein zyklisches Lesen (ReadProperty) fortwährend den Zustand des Bedarfssignals anfragt und auswertet.
  • Ein Unicast-Dienst, der sich mit einer bestimmten Lebenszeit als Empfänger auf dem Bedarfssignal abonniert (SubscribeCOV) und ein Update bekommt, wenn sich der Wert oder dessen Zustand geändert hat.

Dieser Datenaustausch zwischen den beiden BACnet-Geräten kann als sehr zielgerichtet bezeichnet werden. Das Kommunikationsprotokoll unterstützt jedoch auch Broadcasts, die als Rundruf an alle BACnet-Geräte bezeichnet werden können. Beispiel:

  • Ein BACnet-Client ermittelt beim Aufstarten alle anstehenden Alarme und Ereignisse, um diese in einer aktuellen Alarmliste darzustellen (GetEventInformation).
  • Ein generisches Bediengerät bringt beim Aufstarten mit einem Broadcast (WhoIs) in Erfahrung, welche anderen Teilnehmer vorhanden sind.

(BACnet)-Broadcasts in einem grossen IP-Netzwerk würden das gesamte Netzwerk lahmlegen.
Um dies zu verhindern, blockieren Layer 3-Switches (IP-Router) Broadcasts.

Damit diese BACnet-Broadcasts trotzdem über mehrere IP-Segmente hinweg angewendet werden können, existiert in BACnet die BBMD-Funktionalität.

In jedem IP-Segment wird ein BBMD (BACnet Broadcast Management Device) eingerichtet. Über eine Tabelle kennen sich die BBMDs.

Wird ein Broadcast in einem Segment ausgelöst, wird der Vorgang im jeweiligen BBMD erkannt und als Unicast zielgerichtet an alle anderen BBMDs, die in der Broadcast Distribution Table BDT des BBMDs eingetragen sind, verteilt. In den anderen Segmenten wird dieser Rundruf dann über dessen BBMD wieder als Broadcast weitergeleitet.

Ein BBMD darf es pro IP-Segment nur einmal geben. Ein BBMD muss eine feste IP-Adresse haben und einen UDP-Port verwenden. Ein BBMD ist kein separates Gerät, sondern eine Hilfsfunktion auf einem BACnet-Gerät.

In den bisherigen Anwendungsfällen (Desigo PX in mehreren IP-Segmenten mit gleichem UDP Port) wurde immer mit einer symmetrischen BDT gearbeitet. In der Broadcast Distribution Table waren also immer alle BBMDs eingetragen und somit der Broadcast über den Bypass an alle anderen BBMDs in den verschiedenen IP-Segmenten verteilt. Bei mittleren bis grossen Desigo-Projekten speziell mit Desigo-Raumautomation wird mit asymmetrischen BDT-Einträgen gearbeitet. Hierbei gibt es eine ausgezeichnete BBMD (Gebäude-Scope), die alle anderen BBMDs kennt, wohingegen die anderen BBMDs nur diese eine spezielle BBMD kennen.

Für Details, siehe Desigo Ethernet, TCP/IP, MS/TP und BACnet (CM110666) und die nachfolgenden Kapitel und Praxisbeispiele.

In einem Desigo-Raumautomationsprojekt mit PXC3- und DXR2-Komponenten werden lokale und globale Broadcasts verwendet.

  • Das Zusammenspiel zwischen Raum und Raumsegment basiert auf lokalen Broadcasts.
  • Zentrale Funktionen nutzen globale Broadcasts.

Die folgende Grafik zeigt das gesamte Zusammenspiel in einem BACnet-Internetzwerk mit den verschiedenen IP-Netzwerken.

Beim Aufstarten eines BACnet-Clients, wie z.B. Desigo CC, wird ein Broadcast abgesetzt. Dies ist nötig, weil sich dieser BACnet-Teilnehmer in einem abgesetzten IP-Segment befindet und sich im beigetretenen Netzwerk als Fremdgerät entsprechend registrieren muss.

Sein Broadcast wird in dem BBMD des beigetretenen Netzwerks erkannt, eingepackt und an alle darin eingetragenen BBMD-Teilnehmer per Unicast zugestellt.

Die BBMDs in den anderen IP-Segmenten erkennen dies und versenden den Unicast als Broadcast an alle Teilnehmer in ihrem Segment.

Flexibles Raummanagement verwendet also lokale Broadcasts für die Kommunikation in einem Raum über mehrere Raumsegmente. Viele Geräte in einem IP-Netzwerk verursachen viele Broadcasts.

Deshalb müssen grosse, komplexe Projekte:

  • BACnet-Geräte über Layer 3-Switches in das eigene IP-Segment (VLAN) bringen.
  • BACnet-Geräte aus Gebäude-, Stockwerk- und Anlagen-Scope in jeweils eigene IP-Segmente zusammenzufassen.
  • Asymmetrische BDTs konfigurieren.
  • Für die BBMD-Funktionalität im Gebäude-Scope ein leistungsfähiges PXC5/PXC7 einsetzen.