Systemy Automatyki Budynków. ĆWICZENIE Teletask

Transkrypt

1 KATEDRA STEROWANIA I INŻYNIERII SYSTEMÓW Systemy Automatyki Budynków ĆWICZENIE Teletask Wprowadzenie do systemu automatyki domowej Teletask Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych cech systemu automatyki domowej Teletask oraz przygotowanie i uruchomienie projektu instalacji dla makiety domu jednorodzinnego. 1 Koncepcja systemu System automatyki domowej Teletask bazuje na jednostce centralnej oraz na połączonych z nią kaskadowo, za pomocą magistrali danych Autobus, interfejsach wejściowych i wyjściowych (Rys. 1). To, jaką funkcję realizować będzie dany przycisk oraz jak zachowywać będzie się sterowany obiekt, definiowane jest przy użyciu specjalnie stworzonego oprogramowania (zainstalowanego na dowolnym komputerze), które pozwala nadać instalacji żądaną funkcjonalność (Rys. 2). Dla określania wszystkich parametrów oraz ustawień (oświetlenie, ogrzewanie i chłodzenie, sterowanie sprzętem audio-wideo, ustawienia zegarów, kontrola dostępu, itp.) przeznaczone są cztery ściśle powiązane programy: 1.1 Prosoft - jest to główna i najważniejsza część pakietu. Są w nim zdefiniowane wszystkie powiązania pomiędzy wejściami i wyjściami. Wygenerowany plik wyjściowy jest plikiem podstawowym, używanym również w innych pakietach oprogramowania opisanych poniżej. 1.2 Timesoft - w programie tym można zaprogramować operacje (np. włączanie lampy lub zmiana temperatury) oparte na wewnętrznym zegarze jednostki centralnej. Chcąc korzystać z programu Timesoft wymagany jest podstawowy plik, który jest generowany przez program Prosoft. 1.3 Cardsoft - program ten jest używany do zapisywania i edycji kart oraz znaczników chipowych, które są używane w zintegrowanym interfejsie kontroli dostępu systemu Teletask. Program Cardsoft, podczas uruchamiania, wymaga zainstalowania pliku wygenerowanego przez program Prosoft. 1.4 Ir-soft - program ten używany jest do zapisu wszystkich potrzebnych parametrów specjalnych zintegrowanych interfejsów audio typu TDS14041 (podstawowy uczący się generator podczerwieni) oraz TDS14045 (interfejs audio XANTECH). Może być wykorzystany np. do sterowania systemem audio-wideo z poziomu panelu sterującego. 1

2 Podstawy Automatyki Teletask 2 Rysunek 1: Koncepcja instalacji elektrycznej systemu Teletask Rysunek 2: Programowanie - definiowanie zależności między wejściami i wyjściami

3 Podstawy Automatyki Teletask 3 Rysunek 3: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - jednostka centralna, zasilacz i dwa moduły dodatkowe Rysunek 4: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - moduły dodatkowe

4 Podstawy Automatyki Teletask 4 Rysunek 5: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - model jednego piętra domku jednorodzinnego 2 Opis stanowiska Stanowisko laboratoryjne Teletask składa się z dwóch przenośnych modułów prezentacyjnych. Pierwszy (Rys.3,4) zawiera jednostkę centralną, zasilacz oraz zestaw modułów wejść/wyjść różnego rodzaju. Druga część (Rys. 5,6)stanowiska składa się z makiety z rzeczywistami elementami wejściowymi i wyjściowymi (przyciski, diody), dwóch paneli sterujących (serii Illus i Latus) oraz czujników światła i temperatury. Dodatkowo do ćwiczeń można wykorzystać rownież czujnik wykrywający wodę (Rys. 7). Dwa opisane moduły można ze sobą połączyć wykorzystując odpowiednio przygotowane kable (Rys. 8) oraz gniazda (Rys. 8). 2.1 Komponenty stanowiska Wszystkie elementy stanowiska laboratoryjnego montowane są do szyny DIN. Jednostka centralna Nanos (Rys. 9,10) Kompaktowa jednostka wprowadzająca technologię DoIP (domotyka internetowa) 1. NANOS dedykowany jest bardzo małym lub bardzo dużym instalacjom domotyki. Ta montowana na szynie DIN jednostka wykorzystuje zdecentralizowaną (rozproszoną) strukturę. NANOS posiada na płycie głównej dużej mocy 32 bitowy procesor oraz odpowiednią ilość pamięci RAM oraz FLASH. Jednostka ta jest całkowicie kompatybilna z magistralą AUTOBUS oraz z wszystkimi produktami TELETASK.

5 Podstawy Automatyki Teletask 5 Rysunek 6: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - czujniki oraz panele sterujące Rysunek 7: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - czujnik wykrywania wody TDS12280

6 Podstawy Automatyki Teletask 6 Rysunek 8: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - kable łączeniowe i gniazda połączeń Rysunek 9: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - jednostka centralna Nanos

7 Podstawy Automatyki Teletask 7 Rysunek 10: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - jednostka centralna Nanos, widok pod obudową Rysunek 11: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - zasilacz TDS10130

8 Podstawy Automatyki Teletask 8 Rysunek 12: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - moduł wyjść przekaźnikowych TDS Zasilacz TDS10130 (Rys. 11) Moduł zasilania 12V/40VA, z możliwością regulacji napięcia wyjściowego, montowany na szynie DIN. Jednostka ta może być użyta do zasilania jednostki wzmacniacza TDS13414, jako dodatkowe zasilanie dla magistrali Autobus oraz innych modułów Moduł wyjść przekaźnikowych TDS13500 (Rys. 12) TDS13500 jest interfejsem wyjść z zerowym poborem mocy oraz stykami (NO, NC) pozwalającymi podłączać duże obciążenia do magistrali AUTOBUS. Każdy styk wyjściowy ma obciążalność 16A/230V i podczas zakłóceń komunikacji na magistrali AUTOBUS może być przełączany ręcznie. Moduł wyjść do sterowania silnikami prądu stałego TDS13525 (Rys. 13) Interfejs jest przeznaczony do sterowania silnikami DC używanymi często przy zasłonach, markizach montowanych na dachu, małych żaluzjach itp. Interfejs steruje maksymalnie 4 silnikami DC z zasilaniem 12 lub 24 V DC. Interfejs jest zabezpieczony przed zwarciami oraz przeciążeniami. Posiada dwa porty magistrali AUTOBUS, co umożliwia podłączenie kaskadowe interfejsów magistrali AUTOBUS montowanych na szynie DIN. Maksymalny prąd nominalny 2A na silnik (łącznie 8A/12-24V DC) Moduł wejść analogowych TDS12309 (Rys. 14) Interfejs 8-miu wejść analogowych przeznaczony dla sensorów TELETASK TDS12250, TDS1260 oraz TDS12270 (czyli czujników temperatury, wilgotności i natężenia oświetlenia) do pomiaru i wizualizacji odpowiednich wielkości. 1 Możliwość zarządzania jednostką funkcjonalnością jednostki centralnej przez sieć internet

9 Podstawy Automatyki Teletask 9 Rysunek 13: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - moduł wyjść do sterowania silnikami DC TDS13524 Rysunek 14: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - interfejs wejść analogowych TDS12309

10 Podstawy Automatyki Teletask 10 Rysunek 15: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - interfejs sterujący ściemniaczami TDS Moduł wyjść ściemnianych TDS13608 (Rys. 15) Moduł sterujący ściemniaczami z 8-ma wyjściami typu 0-10V. Ściemniacz mocy podłączony do tego modułu musi posiadać separację galwaniczną między wejściem a wyjściem Moduł wejść cyfrowych TDS12118 (Rys. 16) Interfejs podłączany do magistrali Autobus. Posiada 8 bezpotencjałowych styków wejściowych. Wejścia tego typu mogą być używane np. do podłączenia standardowych przycisków (dowolnego producenta), kontaktronów, wyjścia centrali alarmowej itp Panel sterujący Latus z wyświetlaczem LCD TDS12015xx (Rys. 17) Panel dotykowy LATUS z wyświetlaczem LCD jest interfejsem magistrali Autobus do wygodnego sterowania ogrzewaniem oraz innymi funkcjami automatyki domowej. Pierwsze 8 z 16 przycisków wstępnie konfigurowane są do sterowania funkcjami termostatów, ale mogą także dowolnie sterować funkcjami automatyki, tak jak pozostałe 8 przycisków. Wyświetlacz LCD posiada regulowane podświetlenie i wyświetla ustawienia temperatury, wilgotności oraz sensorów światła lub wiadomości i alarmy. Każdy przycisk może posiadać własny opis i/lub symbol graficzny. Przyciski 9-16 podświetlane są diodami. LATUS z wyświetlaczem LCD posiada nocne podświetlanie, odbiornik podczerwieni dla zdalnego sterowania, wbudowany sygnalizator dźwiękowy oraz przycisk zerujący. Panel może być wyposażony w ramkę plastikową (białą lub srebrną) lub aluminiową Panel dotykowy Illus TDS12061xx (Rys. 18) Illus to panel dotykowy o przekątnej ekranu 5,7. Jest dostarczany z aluminiową ramką. Jest on przeznaczony do sterowania wszystkimi funkcjami w domu.

11 Podstawy Automatyki Teletask 11 Rysunek 16: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - moduł wejść cyfrowych TDS12118 Rysunek 17: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - panel sterujący Latus

12 Podstawy Automatyki Teletask 12 Rysunek 18: Widok poglądowy stanowiska laboratoryjnego Teletask - Panel sterujący ILLUS Czujnik temperatury TDS12250x (Rys. 19) TDS12250x to czujnik temperatury montowany na tynku przeznaczony do pomiaru temperatury. System TELETASK wykorzystuje tego typu sensory jako źródło informacji wejściowych Czujnik natężenia oświetlania TDS12270x (Rys. 19) TDS12270x jest czujnikiem natężenia oświetlenia i może być montowany na tynku lub w puszcze pod tynkiem. Przeznaczony jest do aplikacji związanych z oświetleniem Czujnik obecności wody TDS12280 (Rys. 19) TDS12280 to Czujnik wykrywający wyciek wody (pozwala zabezpieczyć dom przed tego typu niebezpieczeństwami). Posiada wyjście bezpotencjałowe podłączane do dowolnego wejścia binarnego (cyfrowego) systemu TELETASK. Sensor montowany jest na poziomie podłogi gdzie zainstalowane jest urządzenie, które ma być monitorowane. W przypadku wycieku wody z uszkodzonej rury lub pralki, sensor wykrywa wyciek i przesyła informację o tym fakcie do jednostki centralnej, która automatycznie zamyka odpowiedni zawór. Dodatkowo system może wysłać wiadomość tekstową na wszystkie panele dotykowe z wyświetlaczem LCD, lub wiadomość lub sms w przypadku alarmu. 3 Programowanie Program Prosoft, to podstawowe narzędzie pozwalające zdefiniować parametry systemu Teletask, gdzie ostatecznie określone są powiązania pomiędzy wszystkimi dostępnymi wejściami oraz wyjściami. Pomimo, iż każda instalacja systemu Teletask jest różna, istnieje ściśle określony schemat działania opisany poniżej. Jedną z podstawowych zalet systemu Teletask jest prostota jego programowania.

13 Podstawy Automatyki Teletask 13 Rysunek 19: Czujniki temperatury, oświetlania oraz obecności wody Przed uruchomieniem nowego projektu, należy posiadać wszystkie dane techniczne instalowanego sprzętu, jakie powinniśmy otrzymać od serwisanta lub instalatora systemu. W końcowym etapie inwestycji dane te utworzą wydruk poprawnej dokumentacji użytkownika. W pierwszym kroku decydujemy, która jednostka centralna ma być użyta w projekcie. W przypadku domów jednorodzinnych, często jest to jednostka centralna serii Micros, dla której oprogramowanie jest bezpłatne. Dobór jednostki centralnej zależy w dużym przybliżeniu od ilości potrzebnych wejść i wyjść w danym projekcie. Po wyborze jednostki centralnej definiujemy listę pomieszczeń. Zawiera ona przegląd wszystkich pomieszczeń w projekcie. Uwzględniamy w tej liście nie tylko pomieszczenia mieszkalne, ale również obszary na zewnątrz domu (np. ogród, w którym znajdować się będą elementy systemu). Nazwy pomieszczeń określamy w taki sposób, aby były zrozumiałe dla domowników (Rys. 20). Program Prosoft pozwala na odróżnienie pomieszczeń mieszkalnych od obszarów na zewnątrz domu. Następnym krokiem jest utworzenie listy wyjść. Lista ta pozwala na przegląd wszystkich interfejsów wyjściowych systemu Teletask. Są to zarówno te znajdujące się na płycie głównej centrali, jak i zewnętrzne interfejsy wyjściowe. Tworząc tę listę, interfejsom możemy nadawać dowolne nazwy, najlepiej kojarzące się z realizowaną funkcją (np. moduł do sterowania silnikami nazwano na Rys. 21 rolety parter dla zasygnalizowania czym sterować będzie wymieniony moduł). Dodatkowymi informacjami wprowadzanymi do listy wyjść są przypisania konkretnych wyjść (przekaźnikowych lub ściemnianych) do obciążeń (Rys. 22). W zakres tego procesu wchodzą: wprowadzenie adresu modułu wyjściowego jeśli jest on wymagany (adres ten jest nadawany przez instalatora); określenie pomieszczenia, w którym obciążenie jest zainstalowane (korzystamy z wcześniej zdefiniowanych pomieszczeń, np. sypialnia); określenie typu obciążenia (lampa, silnik, zawór, itd.); nadanie nazwy obciążeniu (np. lampa główna, kinkiet, itd.). Proces ten jest oczywiście definiowaniem na potrzeby oprogramowania logicznych powiązań, które fizycznie zostały wykonane przez instalatora, dlatego też niezwykle ważnym elementem jest utworzenie wstępnej listy podczas fizycznego podłączania wyjść systemu do obciążeń.

14 Podstawy Automatyki Teletask 14 Rysunek 20: Definiowanie listy pomieszczeń Rysunek 21: Tworzenie listy wyjść

15 Podstawy Automatyki Teletask 15 Rysunek 22: Przypisanie konkretnym wyjściom przekaźnikowym obciążeń Ostatnim etapem konfiguracji jest budowa listy wejść (Rys. 23). Lista wejść zawiera wszystkie interfejsy wejściowe systemu Teletask oraz nazwy (ze wskazaniem lokalizacji) podłączonych wejść. Widać tutaj pewne podobieństwo listy wejść do listy wyjść. Po utworzeniu listy wejść przechodzimy do zdefiniowania powiązań między wejściami (włącznikami, panelami dotykowymi, sensorami itd.) i wyjściami skojarzonymi z obciążeniami. Przykład takiego powiązania widać na Rys. 24 gdzie dla panelu dotykowego Latus zdefiniowaliśmy sposób zachowania klawisza nr. 1. I tak, dla krótkiego przyciśnięcia, włączać będziemy oświetlenie główne w kuchni, a dla długiego - lampki pod szafkami. Czynność powyższego przypisania wykonać musimy dla każdego klawisza (pola dotykowego) każdego modułu wejściowego. Na rysunku 24. widać także wiele innych możliwych do skonfigurowania opcji, takich jak strefy audio, strefy temperaturowe, możliwość sterowania z pilota itd., natomiast do podstawowego uruchomienia instalacji nie są one niezbędne. Reasumując należy powiedzieć, iż przedstawiony schemat działania nie jest prezentacją wszystkich możliwości systemu, a jedynie zbiorem koniecznych kroków by uruchomić instalację z minimalnym sterowaniem. 4 Ćwiczenia Zgodnie z instruckjami prowadzącego należy rozłożyć stanowisko laboratoryjne w bezpiecznym, stabilnym miejscu. Odpowiednio połączyć obie cześci, przeznaczonymi do tego przewodami (Rys. 8). Jednostkę centralną połączyć z siecią kablem ethernetowym. Następnie, po sprawdzeniu poprawności połączeń przez prowadzącego podłączyć zasilanie. 4.1 Konfiguracja środowiska PROSOFT 4.1 Należy uruchomić program TELETASK PROSOFT 3.0 (skrót powinien znajdować się na pulpicie, lub w Menu Start) oraz utworzyć nowy plik wykorzystując szablon Nowy

16 Podstawy Automatyki Teletask 16 Rysunek 23: Budowa listy wejść Rysunek 24: Definiowanie zachowania poszczególnych pól dotykowych panela Latus.

17 Podstawy Automatyki Teletask 17 Rysunek 25: Wybór szablonu konfiguracji systemu TELETASK COMPACT (Rys. 25), ponieważ w laboratorium mamy do czynienia ze sterownikiem Nanos. W innych wersjach oprogramowania COMPACT może być zastąpiony NANOS. W przypadku jednostek centralnych z serii MICROS i MICROS+ wybieramy szablon Nowy MICROS. 4.2 Następnie należy sprawdzić komunikację jednostki centralnej z komputerami w laboratorium, przez lokalną sieć komputerową. (Rys. 26) Komunikacja->Wyślij->Komunikacja Ethernet TCP/IP-> Adres IP: >Numer portu: >Połącz Jeżeli połączenie przebiegnie pomyślnie, na tym etapie należy się rozłączyć oraz ustawić opcję Komunikacja USB, aby zapobiec automatycznemu wznawianiu połączenia. UWAGA: Jednocześnie do jednostki centralnje może być podłączony tylko jeden komputer. Po poprawnym skonfigurowaniu połączenia, należy zapisać swój plik roboczy w specjalnie do tego stworzonym katalogu pod adresem: d:\sab_projekty\nrindeksu1_nrindeksu2\ w miejsce NrIndeksu1 oraz NrIndeksu2 należy podać numery indeksów członków grupy laboratoryjnej. Jeżeli katalog d:\sab_projekty\ nie istnieje, należy go utworzyć. Pliki poza tym katalogiem będą usuwane! 4.2 Konfiguracja sprzętu Stosując się do instrukcji z rozdziału 3, należy skonfigurować listę pomieszczeń oraz wejść i wyjść zgodnie ze stanem faktycznym makiety (stanowiska laboratoryjnego). Należy pamiętać, że nazwa pomieszczenie ma charakter wirtualny i może również oznaczać jakiś zbiór elementów nie koniecznie znajdujących się w jednym pomieszczeniu (np. wszystkie lampy na zewnątrz budynku).

18 Podstawy Automatyki Teletask 18 Rysunek 26: Połączenie z jednostką centralną przez sieć lokalną Konfiguracja wyjść Podczas konfigurowania wyjść, należy wybrać z listy odpowiednie urządzenie, przypisać mu poprawny adres (możliwy do odczytania z urządzenia) oraz szynę do której jest podpięty (w przypadku stanowiska laboratryjnego są to AUTOBUS 1 lub 2). Następnie każdemu z wyjść należy przypisać pomieszczenie w którym fizycznie znajduj się podłączony do modułu element wyjściowy (lampka, silnik rolet itp.) oraz unikalną, łatwą do rozpoznania nazwę np. Lampy_sufit (Rys 27.). W celu ułatwienia ewentualnej wizualizacji, warto wybrać odpowiednią ikonę zależnie od charakteru sterowanego wyjścia. Dodatkowo istnieje możliwość zdefiniowania tzw. strefy audio oraz stref sensorów. Jest to pomocne przy wprowadzaniu zaawansowanych funkcjonalności systemu. Wszystkie opcje mogą być modyfikowane w dowolnym momencie, jednak należy pamiętać, że ich zmiana może powodować przymus naniesienia porawek w innych punktach konfiguracyjnych Konfiguracja wejść Podczas konfiguracji wejść, równiez należy zwrócić uwagę na odpowiednie adresowanie (Rys 28.). W oknie definiowania wejść (interfejsu) poza odpowiednim adresem należy wybrać zgodny ze stanem faktycznym model urządzenia. Następnie dla każdego wejścia można wybrać rodzaj funkcji który będzie realizowany w przypadku wywołania określonej akcji. W przypdaku przedstawionego na (Rys 28.) modułu wejść cyfrowych, na każdym wejściu można wykonać dwa rodzaje akcji, są to: Krótko oraz Długo, czyli krótkie i długie (około 2 sekund) wciśnięcie przycisku monostabilnego. Do każdej z tych akcji można przypisać konkretny efekt (np. Włącz), cel działania (np. 01 Kuchnia - Oświetlenie - Lampy_sufit) oraz skonfigurować efekt (np. ON/Off ; Włącz ; Wyłącz).

19 Podstawy Automatyki Teletask 19 Rysunek 27: Okno definiowania wyjść systemu Rysunek 28: Okno definiowania wejść systemu

20 Podstawy Automatyki Teletask 20 Rysunek 29: Okno definicji przykładowej funkcji Nastrój lokalny Definicja funkcji Ostatnim elementem konfiguracji systemu automatyki domowej jest określenie funkcji zaawansowanych. Polega to na wybraniu odpowiedniej funkcji z listy (Rys 29.) oraz ustawienia unikalnych dla niej parametrów. Szczegółowy opis wszystkich funkcji znajduje się w pliku d:\sab_projekty\teletask Handbook EN V217 screen.pdf, jeżeli na stanowisku roboczym brakuje takiego pliku, należy ściągnąć go ze strony -> Dydaktyka -> Studia II-stopnia (magisterskie) -> Przedmioty -> Systemy automatyki budynków oraz zapisać w odpowiedniej lokalizacji Wysyłanie konfiguracji Po stworzeniu w programie PROSOFT pełnego projetku, należy go wgrać do jednostki centralnej: Uwagi: Komunikacja->Wyślij->Komunikacja Ethernet TCP/IP-> Adres IP: >Numer portu: >Połącz->Wyślij W przypadku wgrywania konfiguracji paneli dotykowych należy zaznaczyć opcję Wyświetlacz. W przypadku wgrywania konfiguracji mającej uwzględniającej zależności czasowe, warto zaznaczyć opcję Ustaw czas z komputera PC 4.3 Zadania do samodzielnego wykonania 4.1 Skonfigurować jeden dowolny przycisk, w taki sposób aby zapalał jedną dowolną lampkę.

21 Podstawy Automatyki Teletask Skonfigurować jeden dowolny przycisk, w taki sposób aby przy krótkim przytrzymaniu włączał wentylator, natomiast przy dłuższym przytrzymaniu wyłączał wentylator. 4.3 Każdemu przyciskowi przypisać unikalne zadanie (włączanie wyłączanie lampek, wentylatora i podnoszenie oraz opuszczanie rolet). 4.4 Wykorzystując funkcje zaawansowane (Nastrój lokalny) należy skonfigurować dowlny przycisk, aby można nim było włączać lub wyłączać wszystkie lampki i wentylator, oraz podnosić/opuszczać rolety. Funkcja powinna być skonstruowana w taki sposób, aby niezależnie od stanu poczatkowego można było wykonać wybraną akcję. 4.5 Skonfigurować panele dotykowe. 4.6 Skonfigurować światła zewnętrzne makiety, na włączanie i wyłączanie się o konkretnej godzinie. 4.7 Ustawić na wyświetlaczu alarm na konkretną godzinę. 4.8 Skonfigurować czujnik światła w taki sposób, aby jego przesłonięcie załączało światła ogrodowe.