EIB.pl

W tradycyjnej instalacji elektrycznej zrealizowanie każdej funkcji wymaga prowadzenia osobnego przewodu, do lampy wiszącej, do kinkietu, do żaluzji lub do regulatora temperatury pomieszczenia, a każdy system sterowania ma własną sieć. Każdy z przewodów spełnia tylko i wyłącznie jedną funkcję, to znaczy, że dla funkcji centralnych takich jak przykładowo: "włącz wszystkie światła na zewnątrz domu" lub "opuść wszystkie rolety" należy położyć w odpowiednim czasie odpowiednio wiele dodatkowych przewodów. W systemie instabus KNX/EIB następuje rozdzielenie sygnałów sterujących i kontrolnych przesyłanych dwużyłowym przewodem magistralnym od obwodów zasilania energetycznego poszczególnych odbiorników.

Obwody zasilania elektroenergetycznego są oddzielone od wszelkich funkcji sterowniczych, pomiarowych, kontrolnych i regulacyjnych. Informacje niezbędne do realizowania tych funkcji transmitowane są za pośrednictwem przewodu magistralnego (2x2x0,8mm2). Informacja przekazywana jest w trybie szeregowej transmisji symetrycznej przy zastosowaniu odpowiedniego protokołu. Znamionowym napięciem jest SELV (Safety Extra Low Voltage) DC 24V. Napięcie to dostarczają specjalne zasilacze podające na wyjściu 29V DC. Pełny zespół zasilający to zasilacz z cewką, która zapobiega zwieraniu na zaciskach wyjściowych zasilacza telegramów dochodzących od elementów magistralnych.

Do przewodu magistralnego podłączone są aparaty, tzw. elementy magistralne, wyposażone w mikroprocesory wraz z odpowiednimi rodzajami pamięci. Pozwala to realizować funkcje inteligencji rozproszonej. Magistrala jest dla nich zarówno źródłem zasilania jak i informacji.

Tam gdzie w tradycyjnej instalacji elektrycznej zastosowany był wyłącznik, przykładowo do oświetlenia, w systemie magistrali KNX/EIB zastosowany zostaje czujnik klawiszowy, dokładnie przyporządkowany danej funkcji. Jeśli ten zaprogramowany sensor (czujnik) zostanie naciśnięty, spowoduje to natychmiastowe wysłanie informacji (telegramu) do wszystkich będących w budynku urządzeń.

KNX/EIB jest systemem automatyki domów i budynków, o wolnej topologii, z rozproszoną inteligencją, opartym na zdecentralizowanym, zgodnym z OSI, sieciowym systemie operacyjnym typu peer-to-peer.

Elementy magistralne wymieniają miedzy sobą informacje i polecenia bez potrzeby stosowania centralnego sterownika.

W magistrali KNX/EIB przesył informacji nie jest galwanicznie oddzielony od napięcia zasilania 24V DC. Napięcie to podlega w trakcie przesyłania telegramu stałej modulacji. Impuls jest zerem logicznym. Brak impulsu interpretowany jest jako logiczna jedynka.

Informacje przesyłane są w formie telegramu w sposób asynchroniczny. Przesył jest jednak w pewien sposób synchronizowany poprzez bity start i stop. W systemie instabus KNX/EIB zastosowano protokół CSMA/CA (Carriere Sense Multiple Access with Collision Avoidance), który gwarantuje przypadkowy, bezkolizyjny dostęp do magistrali, bez zmniejszania zdolności przesyłu danych do magistrali. Zaimplementowany protokół zapewnia hierarchiczny i uporządkowany przepływ informacji na magistrali oraz umożliwia szybki i niezawodny przesył telegramów pomiędzy dowolnymi urządzeniami podłączonymi do magistrali. Transmisja odbywa się z szybkością 9600bps. Dla uniknięcia błędów transmisji, każdy element odbierający telegram potwierdza otrzymanie prawidłowej treści informacji. Jeśli brak jest potwierdzenia element nadający powtarza transmisję trzykrotnie. Jeśli w dalszym ciągu brak jest potwierdzenia, proces transmisji zostaje przerwany a błąd zostaje zapamiętany w pamięci urządzenia nadającego telegram.

Podczas działania magistrali większość rutynowych zadań jest realizowanych w procesach wysokowydajnej, zorientowanej grupowo (multicast) komunikacji. Pojedyńcza wiadomość (telegram) może powodować określone działanie dziesiątek a nawet setek urządzeń podłączonych do sieci KNX/EIB. Jednym klawiszem można włączyć wszystkie lampy w pomieszczeniu (całym budynku), obniżyć wymaganą temperaturę lub na przykład włączyć wieczorną symulację obecności.

Elementy magistralne wysyłające spakowane w telegramy informacje o stanie łączeń lub mierzonych wielkości fizycznych nazywane są sensorami (czujnikami). Elementy odbierające telegramy i realizujące określone na ich podstawie czynności nazywane są aktorami (wyrobnikami). Odbierają one sygnał (telegram) i bezzwłocznie wykonują przełączenie, np. włączając lampę. Aby zadziałał właściwy mechanizm wykonawczy, w telegramie musi być zakodowanych wiele informacji. Możliwe są rozkazy grupowe i centralne. W takim wypadku czujnik śle zgodnie z wcześniej zadanym programem, rozkaz: włącz; do kilku lub wszystkich aktorów i światła zostają włączone. Ponieważ wszystkie te rozkazy zaprogramowane są przy pomocy komputera, mogą zostać w każdej chwili zmienione. Bez użycia młotka i przecinaka do rozkuwania ścian. Jedynie za pomocą komputera. W zależności od realizowanych przez nie funkcji zarówno sensory jak i aktory mogą być przyłączone do sieci 220V AC.

Czujnik, np. wiatrowy, ruchu, temperatury, wilgotności, jasności lub zegar sterujący, zamiast rozkazów przełączenia, może również przekazywać do aktorów mierzone wielkości fizyczne. Jeśli osiągnięte zostaną wartości progowe, aktor natychmiast zareaguje. W czasie deszczu zamknie okna dachowe, przy zbyt jaskrawym słońcu wysunie markizy, o nastawionej godzinie zasunie żaluzje, a po otwarciu okna zamknie dopływ gorącej wody do grzejnika znajdującego się pod oknem. W taki to sposób czujniki i aktory tworzą inteligentny system, który aktywnie chroni budynek przed ewentualnymi szkodami, nawet jeśli nikogo nie ma w domu.

Przy pomocy oprogramowania wizualizującego współpracującego z ETS można skontrolować każde urządzenie we wszystkich pomieszczeniach. Nadzorowanie obiektu ułatwia wykorzystanie programów graficznych (bitmapy, rysunki a nawet wyskanowane zdjęcia obiektu). Te obrazy poszczególnych pomieszczeń są za pomocą programu do wizualizacji włączone do jednego systemu nadzoru, sygnalizacji, obsługi i są programowane zależnie od potrzeby. To co było przy tradycyjnej instalacji z powodu olbrzymich kosztów okablowania praktycznie w wielu przypadkach niemożliwe można teraz zrealizować (nadzór z jednego stanowiska roboczego nad dużymi zakładami i budynkami).

 

mgr inż. Wojciech Wiśniewski
Politechnika Łódzka