Ćwiczenie ABIS-C01. System automatyki budynkowej standardu KNX AUTOMATYKA BUDYNKOWA IMPLEMENTACJA W SIECIACH INTELIGENTNYCH KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII WWW.KANIUP.AGH.EDU.PL AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA WWW.AGH.EDU.PL Temat: System automatyki budynkowej standardu KNX zaawansowane funkcjonalności i diagnostyka Narzędzia: Pakiet ETS4, urządzenia systemu KNX stanowisko laboratoryjne Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zaawansowanymi funkcjonalnościami urządzeń automatyki standardu KNX oraz narzędziami diagnostyki dostępnymi w ramach pakietu integratorskiego ETS4. Wstęp W ćwiczeniu wykorzystywany jest zestaw laboratoryjny, umieszczony w skrzynce montażowej/łączeniowej. Tworzą go następujące urządzenia: moduł załączający 98700 moduł wejść binarnych 644492 ściemniacz 55500 moduł przycisków 5x 105500 zawór grzejnikowy 109700 sterownik żaluzji 61000 knx ip-router 680329 Widok rozmieszczenia modułów w skrzynce pokazano na rysunku 1. KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 1/12
Rysunek nr 1. Stanowisko laboratoryjne skrzynka KNX 02 z opisanymi modułami systemowymi KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 2/12
Wyposażenie stanowiska laboratoryjnego Na stanowisku zostały zamontowane następujące komponenty: Moduł załączający nr katalog. 98700 Moduł wejść binarnych nr katalog. 644492 Moduł ściemniacza oświetlenia nr katalog. 55500 Moduł przycisków, kontrolera ogrzewania/chłodzenia, scen świetlnych i innych nr katalog. 105500 Moduł zaworu grzejnikowego nr katalog. 109700 Moduł sterownika żaluzji nr katalog. 61000 Moduł routera IP/TP nr katalog. 680329 Moduł łącza USB/TP KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 3/12
Program ćwiczenia UWAGA OGÓLNA: Drodzy Studenci! Instrukcja ćwiczenia zawiera opisy kolejnych kroków do realizacji w ramach ćwiczenia, ale również informacje WIEDZA związane z poznawanymi w kolejnych krokach narzędziami, ich przeznaczeniem, zastosowaniem itp. Realizując ćwiczenie wg instrukcji proszę o zapoznanie się również z tymi tekstami/informacjami i spokojne, dokładne czytanie instrukcji. 1) Uruchomić pakiet ETS4 ikona na pulpicie lub w Menu Start: a) W zakładce Ustawienia pakietu ETS4, w opcji komunikacja aktywować łącze USB można zrobić test komunikacji 2) W pakiecie ETS4 w zakładce Projekty utwórz nowy projekt nadaj własną nazwę (nie długą). a) Projekt z przyłączeniem do magistrali KNX TP (przez moduł USB) b) Tworząc nowy projekt wybierz opcję adresów grupowych dwupoziomowych 3) Po otwarciu Projektu, w oknie BUDYNEK dodawaj kolejne elementy (UWAGA jeżeli nie jest widoczne okno budynek, w jednym z okien roboczych wybrać taką ocję patrz rysunek). KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 4/12
W oknie BUDYNEK dodawać kolejne elementy a) Budynek nadać mu nazwę b) W budynku dodać Rozdzielnię (rozwiń menu Dodaj część budynku i wybierz Rozdzielnia ) z nazwą c) W ramach rozdzielni dopiero można dodawać urządzenia sieciowe (JESZCZE NIE DODAWAĆ TERAZ!!!) UWAGA - PRZYPOMNIENIE: W sieciach KNX integrator ZAWSZE nadaje adresy fizyczne i grupowe urządzeń. Przy dodawaniu urządzeń do rozdzielni program ETS4 będzie sam dodawał standardowe adresy fizyczne urządzeń. Ponieważ przy częstych zmianach adresów fizycznych mogą pojawić się w sieci problemy z adresowaniem (o czym była już mowa w części teoretycznej laboratorium), w czasie ćwiczeń zaleca się stosowanie ustalonych adresów fizycznych, przypisanych do modułów w skrzynce, odpowiednio: ADRES: NUMERY KAT. URZĄDZEŃ 1.1.1 moduł załączający 98700 1.1.2 moduł wejść binarnych 644492 1.1.3 ściemniacz 55500 1.1.4 moduł przycisków 5x 105500 1.1.5 zawór grzejnikowy 109700 1.1.6 sterownik żaluzji 61000 1.1.7 knx ip-router 680329 UWAGA!!! W TYM MOMENCIE NIE DODAWAĆ żadnego z urządzeń wg spisu!!! Przejść do kolejnego kroku nr 4 i sukcesywnie dodawać urządzenia wg instrukcji w kolejnych etapach/zadaniach ćwiczenia!!! 4) Wykorzystanie narzędzia skanowania sieci. Narzędzie to umożliwia sprawdzenie jakie urządzenia węzły sieci są już w niej używane, jakie mają nadane adresy fizyczne, jakie linie sieciowe są zdefiniowane w sieci automatyki KNX. a) Z menu Diagnostyka wybrać narzędzie Adresy indywidualne KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 5/12
b) W polu Adres linii wpisać adres linii sieciowej 1.1 i wybrać opcję Saknuj c) W oknie obok wyświetlą się adresy urządzeń skomisjonowanych w sieci na linii 1.1 wszystkie urządzenia przyłączone do magistrali w skrzynce. Gdy adresów już nie będzie przybywać PRZERWAĆ SKANOWANIE. d) W linijce Adres indywidualny okna diagnostycznego wpisać adres 1.1.3 i kolejno wybrać opcje: Sprawdź istnienie i LED urządzenia Miganie. Na urządzeniu nr kat. 555 w skrzynce powinna zacząć mrugać czerwona dioda LED Service. UWAGA - WIEDZA: Narzędzie to wykorzystywane jest w praktyce przez integratorów do identyfikacji i rozpoznania stanu istniejącej sieci KNX w budynkach. Użycie diod LED Service pozwala na identyfikację konkretnych urządzeń/modułów/węzłów o przypisanych już wcześniej adresach fizycznych. WAŻNE Diody LED Service dostępne są na każdym z urządzeń w skrzynce, jednak zwykle znajdują się na części obudowy modułu ukrytej pod obudową skrzynki. W skrzynce na stanowisku tylko dla urządzenia 555 (ściemniacz) dioda LED umieszczona jest w miejscu widocznym bez zdejmowania obudowy skrzynki dlatego tylko dla tego urządzenia uruchamiamy narzędzie diagnostyczne jako przykład. KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 6/12
5) Budowa sieci sterowania jako bazy do uruchomienia zaawansowanych funkcji diagnostycznych i testowych. UWAGA: W oparciu o wiedzę zdobytą już wcześniej na zajęciach laboratoryjnych przedmiotu Systemy Inteligentnych Budynków, zbudować sieć wg instrukcji. a) W Projekcie, w dodanym już wcześniej elemencie Rozdzielnia dodać kolejno urządzenia sieciowe ze skrzynki (otworzy się okno Katalogu urządzeń, gdzie szukamy urządzeń wg ich nr katalogowych jest tam okienko Search patrz ramka wcześniej w instrukcji STR. 5), nadając im w projekcie adresy sieciowe wg opisu z tejże ramki kolejno (odpowiednie adresy fizyczne w projekcie pojawiają się automatycznie): - zasilacz nr kat. 1087 --- adresu fizycznego nie nadaje się!!! - dalej kolejno jak w ramce z adresami UWAGA dla urządzenia nr katalog. 987 00 z katalogu wybieramy aplikację Switching 203501 Dla urządzenia nr katalog. 1055 dowolną z aplikacji z katalogu - NIE DODAJEMY DO PROJEKTU OSTATNIEGO MODUŁU 1.1.7 Router b) W oknie Adresy Grupowe widoku projektu dodać kolejno grupy o nazwach: - lampa 1 - diody LED - lampa 2 - rolety - All-on - All-off c) W grupie lampa 1 utworzyć podgrupę on-off i dodać do niej obiekty EIS z okna Budynek Widok Urządzeń: - z urządzenia 1.1.1 --- obiekt Output 6 switching (wyjście do którego podłączona jedna z LAMP) - z urządzenia 1.1.2 --- obiekt Switch object A Input 1 (wejście z podłączonym przyciskiem z szarego pilota do skrzynki) d) W grupie diody LED utworzyć podgrupę on-off i dodać do niej obiekty EIS z okna Budynek Widok Urządzeń: - z urządzenia 1.1.1 --- obiekty Output 1 do Output 5 switching (wyjścia z podłączonymi diodami LED) - z urządzenia 1.1.4 --- obiekt Taste3 Schalten (wejście obsługujące przycisk nr 3 na module wieloprzyciskowym szary pilot przycisk po lewej pod wyświetlaczem) e) W grupie lampa 2 utworzyć podgrupę on-off i dodać do niej: - z urządzenia 1.1.3 obiekt actuator switching/status KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 7/12
W urządzeniu 1.1.4 wejść w edycję parametrów (prawy klawisz myszy na ikonie urządzenia i odpowiednia opcja ) uruchamia się dodatkowy plug-in i w oknie plug-inu wykonać: Zamknąć plug-in. - z urządzenia 1.1.4 dodać do podgrupy on-off obiekt Wippe 3 schalten f) W grupie lampa 2 utworzyć podgrupę dimm i dodać do niej: - z urządzenia 1.1.3 obiekt actuator dimming - z urządzenia 1.1.4 dodać obiekt Wippe 3 dimmen KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 8/12
g) W grupie rolety utworzyć podgrupy step i move. W urządzeniu 1.1.4 wejść w edycję parametrów (prawy klawisz myszy na ikonie urządzenia i odpowiednia opcja ) uruchamia się dodatkowy plug-in i w oknie plug-inu wykonać: - podobnie jak poprzednio, teraz Rocker 4 ustawić na Rocker - w menu ustawień Rocker a 4 wybrać tym razem funkcję Shutter/blind Zamknąć plug-in. - z urządzenia 1.1.4 dodać do podgrupy step obiekt Wippe 4 Kurtzzeitbetrieb - z urządzenia 1.1.4 dodać do podgrupy move obiekt Wippe 4 Langzeitbetrieb - z urządzenia 1.1.6 - dodać do podgrupy step obiekt step modus - z urządzenia 1.1.6 - dodać do podgrupy move obiekt move modus UWAGA!!! Teraz zaznaczyć wszystkie urządzenia w oknie projektu i uruchomić procedurę programowania aplikacji jak na rysunku: Po zakończeniu procedury programowania sprawdzamy manualnie działanie zaprogramowanych funkcji. UWAGA!!! W przypadku obsługi silnika rolet z przycisków Rocker 3 przytrzymać dłużej jeden z przycisków aż do momentu reakcji silnika wtedy puścić przycisk. KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 9/12
Następnie przystępujemy do kolejnych zadań związanych z wykorzystaniem funkcji diagnostycznych pakietu ETS4. 6) Monitoring ruchu telegramów w sieci automatyki budynkowej KNX Podstawowe narzędzia diagnostyki transmisji danych w sieci KNX to: Monitorowanie magistrali i Monitorowanie grup adresowych. Uruchomić narzędzie Monitorowanie grup adresowych. Otwarte okno monitora jest aktywne. Manualnie uruchomić na skrzynce funkcje które wcześniej zostały zaprogramowane zapalić i zgasić światło, diody LED, uruchomić obwód ściemniania LAMPY 2 oraz uruchomić w obie strony silnik rolet. (uruchamianie dowolne) W oknie monitora obserwować rejestrowane sygnały. a) Przerwać sterowanie urządzeniami i w oknie monitora na dowolnym telegramie przycisnąć prawy klawisz myszy. Z boku w okienku Właściwości pokażą się dane dotyczące tego telegramu. M. In. Jego postać szesnastkowa, obrazująca jego postać binarną, transmitowaną przez magistralę. Przykładowy widok: KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 10/12
b) Pozostając w oknie monitora zadać sygnały sterujące dla wybranych funkcjonalności z poziomu komputera monitora. Przykładowe działanie: - wybrać adres grupowy załączanie/wyłączanie lampy ze ściemniacza - po wybraniu aktywne opcje sterowania: załączony, wyłączony w okienku Wartość. - wybrać jedną z opcji i wcisną klawisz zapisz. Obserwować rekcję LAMPY 2 oraz zarejestrowane telegramy w monitorze. Można wcisnąć też przycisk Odczyt weryfikacja stanu wybranej zmiennej w systemie na żądanie. --- dla przećwiczenia wybrać inny adres grupowy i spróbować sterować wg przedstawionej metody --- W oknie monitora wybrać klawisz Stop, a następnie zamknąć okno monitora. 7) Rejestracja i odtwarzanie sekwencji telegramów w pakiecie ETS4. Ponownie uruchomić narzędzie Monitorowanie grup adresowych. Otwarte okno monitora jest aktywne. Podobnie jak poprzednio w oknie monitora wygenerować listę zarejestrowanych telegramów zadawanie funkcji manualnie przyciskami sprzętowymi oraz/lub z komputera jak w poprzednim zadaniu. UWAGA proszę by lista zarejestrowanych telegramów Mie była zbyt długa max. 20-30 telegramów. KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 11/12
a) Zatrzymać monitoring klawisz Stop w monitorze. b) Wcisnąć klawisz Zapisz i zgodnie z regułami zapisu plików zapisać na pulpicie plik z zarejestrowanymi telegramami. c) Następnie wybrać opcję Wyczyść i ponownie wcisnąć Start. d) Wybrać opcję Powtarzaj telegramy i zgodnie z regułami pobierania plików otworzyć przed chwilą zapisany plik z sekwencją telegramów. e) Wybrać w okienku opcję Odtwórz zarejestrowane i wcisnąć OK. f) Program automatycznie odtworzy zapisane wcześniej telegramy i zadziałają funkcje. Dalej można powtórzyć tę operację odtwarzania telegramów z pliku, ale z opcją z okna Odtwórz bez opóźnień. Obserwować zachowanie układu. 8) ZAKOŃCZENIE zadanie do wykonania. W oparciu o wiedzę i przykłady z ćwiczenia zrealizować: g) Utworzyć adres grupowy do realizacji funkcji All-on i All-off (dwie osobne grupy i w ich ramach przynajmniej jedna podgrupa bo wybrany tryb adresów grupowych dwupoziomowy). h) Do tak utworzonych grup dodać odpowiednie obiekty sterujące obiema lampami i diodami LED. i) Zaprogramować odpowiednie urządzenia PAMIĘTAĆ O TRYBIE PROGRAMOWANIE APLIKACJI!!! j) Uruchomić monitor grup adresowych i zdiagnozować działanie funkcji oraz zadać sygnały sterujące z poziomu komputera. KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII 12/12