INSTALACJA W SYSTEMIE KNX/EIB. Komunikacja. Dr hab. inż. Antoni KLAJN Politechnika Wrocławska, Instytut Energoelektryki

Transkrypt

1 INSTALACJA W SYSTEMIE KNX/EIB Komunikacja Dr hab. inż. Antoni KLAJN Politechnika Wrocławska, Instytut Energoelektryki

2 Komunikacja Graficzna ilustracja transmisji szeregowej asynchronicznej Nadajnik Przewody magistralne Odbiornik Zegar nadajnika Zegar odbiornika Dane Znacznik startu Znacznik stop Bity odczytane przez odbiornik

3 Komunikacja Ilustracja komunikacji urządzenia magistralnego w zależności od rodzaju elementu końcowego Otoczenie Element końcowy Łącze adaptacyjne Port magistralny Skutek (np. opuszczenie rolety) Aktor (element wykonawczy) Kierunek przesyłu informacji Dekodowanie informacji Magistrala Przyczyna (np. zmniajszenie się natężenia oświetlenia, zmrok) Sensor (element nadawczy) Kierunek przesyłu informacji Kodowanie informacji

4 Komunikacja Linia Obszar linia obszarowa SO Z SO SL SL SL Z SO SO linia główna 1.0 sprzęgło liniowe (SL) SO Obszar 4 Obszar 3 Obszar 2 Obszar linia 1.1 linia 1.2 linia 1.15 Z Z Z Obszar 15 sprzęgło obszarowe (SO) SL Adres fizyczny Z numer urządzenia numer linii numer obszaru

5 Komunikacja Adres fizyczny urządzenia magistralnego W obrębie instalacji EIB adres fizyczny każdego urządzenia magistralnego musi być indywidualny. Jest on konfigurowany w programie ETS i ma następujący format: Nr obszaru (4 bity) Nr linii (4 bity) Nr urządzenia magistralnego (8 bitów) Adres fizyczny służy do identyfikacji urządzeń. Jest on przydatny przede wszystkim na etapie programowania i uruchamiania systemu. Ponadto w trakcie eksploatacji jest wykorzystywany do: diagnozowania, poprawy błędów, modyfikacji programu, adresowania obiektów interfejsu EIB z zastosowaniem narzędzi uruchamiających lub innych urządzeń.

6 Telegram w magistrali przewodowej TP Realizacja linii magistralnej: skrętka dwuparowa (twisted pair) TP, przewody energetyczne (power line) PL, transmisja radiowa (radio frequency) RF. Najczęściej spotykanym medium transmisyjnym jest skrętka dwuparowa TP.

7 Telegram w magistrali przewodowej TP Generowanie impulsów - bitów. Logiczne 0. U n + 3V U Impuls obciążający magistralę "Odpowiedź" cewki zasilacza U n =24 V U n -10 V Zakres tolerancji zmian Przebieg sygnału analogowego na magistrali 0 35 µs 104 µs t załącz wyłącz Przebieg sygnału binarnego w MAU t

8 Telegram w magistrali przewodowej TP Generowanie impulsów - bitów Informacja kodowana jest w systemie binarnym, przez generowanie impulsów o ściśle określonym czasie trwania. Jest to system transmisji szeregowej asynchronicznej. + 24V - urządzenie magistralne urządzenie magistralne

9 Telegram w magistrali przewodowej TP Generowanie impulsów - bitów Szybkość transmisji 1/104 µs = 9600 bit/s U +24 V wartość logiczna "odpowiedź" zasilacza 104 µs impuls obciążający t sensora

10 Telegram w magistrali przewodowej TP Generowanie impulsów - bitów U U n Przebieg sygnału analogowego na magistrali 104 µs t załącz Przebieg sygnału binarnego w MAU wyłącz t log. 1 Wartości logiczne pakietu 8-bitowego log. 0 ST D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P SP ST D0 t

11 Telegram w magistrali przewodowej TP Telegram pole sterujące Telegram pole adresowe pole danych pole kontrolne Adres źródłówy Adres docelowy Dane użyteczne Bajt kontrolny 8 bit 16 bit bit 3 4 od 2 do 16 x 8 bit 8 bit Przeciętny czas transmisji pojedynczego telegramu od ok. 20 ms do ok. 40 ms Licznik kontroli przejść Długość słowa danych użytecznych

12 Telegram w magistrali przewodowej TP Kolizja telegramów Dominującym stanem jest stan logiczny 0 Rozstrzyganie kolizji: ten z telegramów, który ma wcześniej 0, nadaje dalej Transmisja wstrzymana - musi być powtórzona Urządzenie 1 Urządzenie 2 Magistrala

13 Telegram w magistrali przewodowej TP Ilustracja zasady kontroli nieparzystości w polu kontrolnym telegramu D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Pole sterujące Pole adresowe Pole danych Pole kontrolne

14 Telegram w magistrali przewodowej TP Ograniczenia w długości linii i odległości pomiędzy urządzeniami w magistrali TP: 1.Całkowita długość przewodów w linii: max. 1000m 2. Odległość pomiędzy zasilaczem a urządzeniem magistralnym: max. 350 m. 3. Odległość pomiędzy dwoma zasilaczami wraz z cewkami: min. 200 m. 4. Odległość pomiędzy dwoma urządzeniami magistralnymi: max. 700 m.

15 Komunikacja w magistrali PL Zalety komunikacji z wykorzystaniem przewodów energetycznych (Powerline KNX): możliwość instalowania urządzeń instalacji inteligentnej bez konieczności prowadzenia dodatkowych przewodów magistralnych (ważne np. w obiektach zabytkowych, muzeach), mniejsza liczba urządzeń systemowych nie ma zasilaczy linii; każde z urządzeń magistralnych jest przyłączone pomiędzy przewód fazowy L i neutralny N, brak ograniczeń w długości linii i odległości urządzeń.

16 Komunikacja w magistrali PL Standard Powerline KNX jest zgodny z europejskimi normami: EN Signal transmission over low-voltage electrical networks in the frequency range 3 khz to148.5 khz, EN Home and Building Electronic Systems

17 Komunikacja w magistrali PL Topologia linii w systemie KNX-PL

18 Komunikacja w magistrali PL Topologia obszaru w systemie KNX-PL

19 Komunikacja w magistrali PL Topologia całego systemu KNX- PL maksymalna liczba urządzeń i linii

20 Komunikacja w magistrali PL Proces transmisji w KNX-PL Odbiornik Nadajnik Korelator 1 Logiczna 1 Logiczna 1 115,2 khz Logiczne ,2 khz Logiczne ,6 khz ,6 khz Korelator ,26 V RMS 833,3 µs Szybkość transmisji: 1200 bit/s

21 Komunikacja w magistrali PL Proces transmisji w KNX-PL Przeciętny czas przesyłu telegramu ok. 130 ms

22 Komunikacja w magistrali RF Proces transmisji w KNX-RF

23 Komunikacja w magistrali RF Proces transmisji w KNX-RF f 1 = 433 MHz f 2 = 868 MHz

24 Inteligentne instalacje elektryczne w budynkach Bibliografia [1] Sauter T., Dietrich D., Kastner W. (editors): EIB Installation Bus System, Publics Kommunikations Agentur GmbH GWA, Munich, [2] Markiewicz H.: Instalacje elektryczne, WNT, Warszawa, [3] [4] [5] Hanbook for Home and Building Control. 5th revised edition, opracowanie KNX Association, [6] PN-EN :2002, Domowe i budynkowe systemy elektroniczne (HBES). Część 2-1: Przegląd systemu. Architektura. [7] PN-EN :2002, Domowe i budynkowe systemy elektroniczne (HBES). Część 3-1: Aspekty zastosowań. Wprowadzenie do struktury aplikacji. [8] Petykiewicz P.: Technika systemowa budynku instabus EIB. Podstawy projektowania. Siemens Sp. zo.o. Warszawa, [9] Petykiewicz P.: Nowoczesna instalacja elektryczna w inteligentnym budynku. COSiW SEP, Warszawa, [10] Petykiewicz P.: Instalacja elektryczna w inteligentnym budynku, Rozdział 13 w: Instalacje Elektryczne i Teletechniczne, Wyd. Verlag Dashöfer, Warszawa, 2001 wraz z późn. Aktualizacjami. [11] Klajn A., Bielówka M.: Instalacja elektryczna w systemie KNX/EIB. Podręcznik INPE bezpłatny dodatek dla prenumeratorów miesięcznika INPE, COSiW SEP, [12] Kamińska A., Radajewski R.: Projektowanie instalacji elektrycznej w systemie EIB. Elektroinstalator, 6/2005, str [13] Klajn A. Inteligentne instalacje elektryczne Śląskie Wiadomości Elektryczne, , str [14] [15] LonMark Application Layer Interoperability Guidelines, LonMark Interoperability Association, Version 3.1, 1998.