Porównanie systemów X10 i EIB

Wstęp

Obecnie na światowym rynku istnieje bardzo duży wybór
różnych standardów, wykorzystywanych w inteligentnym
budownictwie. Można wśród nich wymienić między innymi X-
10, EIB, HBS

System X-10.-powstał na początku lat 70-tych. Do Polski
wprowadziła go firma SMARTech w 1997 roku. Jest
rozpowszechniony w USA i Japonii
System X-10 charakteryzuje się stosunkowo łatwą instalacją i
konfiguracją. Po czterech latach SMARTech wycofał ze swej
oferty system X-10 zastępując go systemem EIB. Systemem
pewniejszym, stabilniejszym w działaniu oraz z małą estetyką
urządzeń.

System X10 i EIB

System X10

- umożliwia sterowanie poprzez istniejącą sieć

230V

System EIB

- Nie jest wymagane dodatkowe okablowanie.

Elementy systemu komunikują się poprzez istniejącą sieć
elektryczną (230V/400V).

System X10

-transmisja sygnałów sterujących wykorzystywanie istniejącego
okablowania elektrycznego 230V/50Hz

-instalowanie w istniejącym okablowaniu za pomocą
znormalizowanych łączy poszczególnych elementów systemu

- system nadzoru

-prosty i szybki w instalacji

-łatwy w obsłudze

- posiadający możliwość prostej i beznakładowej zmiany
konfiguracji systemu dla  potrzeb użytkownika

Typy modułów:

- moduły montowane na szynie DIN
- moduły ścienne (zamiast tradycyjnych wyłączników
ściennych)
- moduły montowane bezpośrednio w gniazdach
elektrycznych oraz cała gama bezprzewodowych
sterowników radiowych RF

Przeznaczenie:

- do  włączania i regulacji małych i średnich domowych
odbiorników elektrycznych;
elementów oświetlenia
ogrzewania ,wentylacji
drzwi garażowych itd.

Sterowanie modułami:

-Ręcznie
-Automatycznie poprzez użycie odpowiednich czujników np.
temperatury, wilgotności, ruchu, stykowych i innych oraz
automatycznie według wcześniej zaprogramowanego przez
użytkownika schematu. System pozwala na
zoptymalizowanie zużycia energii elektrycznej

Zasada działania systemu X10

Protokół transmisji oparty jest na prostej ramce danych z
ośmioma bitami danych, czyli jednym bajtem , poprzedzonej
przez wstępnie określony kod startu. Skomplikowana część
tej techniki polega na metodzie transmisji danych
analogowych (nadajnik – odbiornik). Odbiornik otwiera
swoje okienko odbiorcze dwa razy podczas każdej fali
sinusoidalnej, tzn. 100 razy w ciągu sekundy. Rys.1

•

Rys.1. Przebieg sinusoidalny napięcia w sieci

energetycznej

nadajnik – odbiornik – brak bezpośredniego połączenia
między sobą
opracowanie przesyłania danych na istniejącej sieci
energetycznej
. Rzeczywiste dane binarne są transmitowane przez
przesyłanie 1 ms. Impulsów

Binarna ‘1’ określona jako obecność impulsu, po nim przerwa
w impulsie
Binarna ‘0’ określona jako brak impulsu, po nim obecność
impulsu.
Zaprojektowanie odbiorników ,aby otworzyło okienko
odbiorcze na 6 ms., pomimo transmisji 1ms.

Binarne 1 i 0 dla systemu X10

W celu zapewnienia przewidywalnego
punktu startu (Rys.3) każda ramka
danych zaczynałaby się zawsze
przynajmniej sześcioma wyraźnymi
wiodącymi przekroczeniami zera,
następnie kodem startu - impuls, impuls,
impuls, brak impulsu (1110).

Rys.3. Kod startu

Adresowanie:

-Każdy moduł wykonawczy, wyłącznik ma dwa
obrotowe regulatory:

a) kodu domowego (housecode) - w zakresie
A-P (Rys.4.)

b) kodu urządzenia (unit code) - w zakresie
1-16 (Rys.5.)

Rys.4. Kod litery
(housecode)

Rys.5. Kod urządzenia (unit code)

- Możliwość kontrolowania 256 urządzeń lub ich grup.

- Grupowanie modułów w zestawy funkcjonalne – kod
identyfikacyjny(kilka urządzeń może mieć identyczny kod,
co umożliwia Np. jednoczesne włączanie wszystkich lamp
oświetlających ścieżkę w ogrodzie)
- Urządzenia mogą wysyłać/odbierać 6 rodzajów
sygnałów: Włącz, Wyłącz, Zwiększ moc, Zmniejsz moc
(np. jasność lampy), Włącz wszystkie światła, Wyłącz
wszystko (Rys.6.)

Rys.6. Rodzaje kodów funkcji

Protokół transmisji

Moduły-urządzenia- przesyłanie
informacji dokonanej za pomocą
odpowiednio zbudowanej wiadomości.
Redundancji, niezawodności oraz
akomodacji modułów - wywołanie
dwukrotnie każdą ramkę, które maja być
transmitowane przez protokół X10

Rys.7. Format ramki [8].

Kiedy dane zmieniają się z jednego
adresu na drugi, z adresu na
rozkaz, czy z rozkazu na inny
rozkaz , ramki danych muszą być
oddzielane przynajmniej przez 6
wyraźnych przekroczeń zera
("000000") (Rys..8.)

Rys.8. Pełny format ramki sterującej

Odbiornik przetworzył
swoje dane adresowe
jest gotowy do odbioru
rozkazu.

Wszystkie

ramki danych muszą
zaczynać się od kodu
startu.

Wtedy

następujący pęcherzyk
przekazuje kod literowy
następny pęcherzyk jest
już rozkazem.

System EIB (Europejska Magistrala Instalacyjna)

- wymienia informacji za pośrednictwem jednego, biegnący wokół

całego budynku przewodu magistralnego łączącego wszystkie elementy
systemu.

- łączy w sobie wszystkie funkcje zarządzania budynkiem.
- zastępuje on klasyczną instalację elektryczną, nie będącą w stanie

sprostać stale rosnącym wymaganiom użytkowników.

Przeznaczone:

do załączania, sterowania, sygnalizowania, regulacji i nadzoru

urządzeń elektrycznych instalowanych w budownictwie.

W porównaniu z tradycyjną instalacją elektryczną o takiej samej

funkcjonalności systemy te pozwalają poważnie zredukować koszty
ponoszone na:

- prace instalacyjno-montażowe
- koordynację współdziałania różnego rodzaju instalacji
- uruchomienie
- eksploatacje i utrzymanie (koszt energii elektrycznej, cieplnej,

konserwacja)

- modernizację.

Zasada działania systemu EIB

W dotychczasowej instalacji elektrycznej zrealizowanie każdej funkcji
wymaga prowadzenia
oddzielnego przewodu, a każdy system sterowania posiada własną sieć. W
systemie
EIB następuje rozdzielenie sygnałów sterujących i kontrolnych
przesyłanych dwużyłowym przewodem

magistralnym od obwodów zasilania energetycznego poszczególnych
odbiorników. Powstała
w ten sposób linia sterująca zwana magistralą EIB jest zasilana przez
specjalne zasilacze
tworzące z punktu widzenia przepisów wydzieloną siecią SELV (Safety
Extra Low Voltage)
o napięciu nominalnym 24V DC. Do magistrali tej dołączone są wszystkie
układy pracujące
w systemie EIB. Magistrala jest dla nich źródłem zasilania jak również
informacji. Każdy z elementów

wyposażony jest we własny mikroprocesorowy układ elektroniczny
pozwalający realizować
funkcje inteligencji rozproszonej. Informacje przesyłane są po magistrali
w postaci telegramów
o ściśle określonej budowie. Wyróżnia się elementy:
• sensory – elementy wysyłające spakowane w telegramy informacje o
stanie łączeń lub
mierzonych wielkości,
• aktory – elementy odbierające telegramy i realizujące określone na ich
podstawie czynności

Adresowanie

W systemie EIB istnieją dwa typy adresów:

a) fizyczny - określić miejsce konkretnego

elementu w strukturze systemu

b) grupowy - przyporządkowuje dany element do

funkcji jakie powinien spełniać i zaszeregowuje go
do grupy urządzeń , z którymi powinien
współpracować

Oba adresy pomimo podobnej notacji są

właściwie interpretowane przez program
narzędziowy ETS, który jest wspólną płaszczyzną
dla wszystkich aparatów EIB.

Protokół transmisji

elementy magistralne - wymiana
informacji (dokonuje się ona za
pomocą odpowiednio zbudowanych
telegramów i na podstawie ściśle
określonych reguł)
element magistralny (sensor) próbuje
wysyłać telegram na magistralę.

-odczekanie czasu t1 (=50 bitów) jeśli
magistrala jest wolna zaczyna wysyłać
telegram.

-zakończenie transmisji sensor
odczekuje czas t2 (=13 bitów) w celu
sprawdzenia poprawności transmisji

- odbierający telegram jednocześnie
potwierdzają poprawność odbioru

Rys..1. Proces przesyłania telegramu

Telegramy składają się, z trzech
podstawowych części nagłówka,
rdzenia, oraz Części kontrolnej.

Rys.2. Struktura telegramu
oraz podział telegramu na 8-
mio bitowe pakiety
informacyjne

W systemie EIB zastosowano
telegramy długie, o zmiennej
długości. synchronizacji zegarów
nadajnika odbiornika podczas
transmisji szeregowej
asynchronicznej jest on dzielony na
pakiety (ramki) po osiem bitów
(jeden bajt) Każdy pakiet, oprócz
bitów danych, wyposażany jest w bit
startu część kontrolną którą jest bit
parzystości oraz bit stopu. Razem z
danymi długość jednej ramki wynosi
jedenaście bitów. Bit parzystości
pełni funkcję kontrolną i podaje
parzystość bitów danych „wprost".

Rys.3. Struktura

pakietu

Telegram,

w

zależności

od

długości informacji może wynosić
od ośmiu aż do dwudziestu trzech
pakietów.

Razem

z

bitami

sterującymi i kontrolnymi zawiera
maksymalnie 253 bity" .

Struktura

Główne zalety systemu EIB

-duże oszczędności energii związane z eksploatacją budynku

-odporność na awarie

-tylko jeden, wspólny przewód sterujący (system jest przejrzysty,
oszczędności  na okablowaniu, mniejsze ryzyko pożaru, łatwy i
tani serwis)

-łatwość realizacji złożonych wymagań stawianych przez
użytkownika,

-bardzo duża elastyczność (późniejsza rozbudowa systemu, lub
jego rekonfiguracja nie wymagają zmiany okablowania)

-konkurencyjna w stosunku do systemów konwencjonalnych
cena (w  przypadku bardziej kompleksowych instalacji).

- przez przewód ten płynie bezpieczne napięcie 24V

Zalety systemu X 10:

- oszczędności energii
- nie wymaga dodatkowego okablowania
- zdecentralizowany system nadzoru
- prosty i szybki w instalacji
- prosty w obsłudze
- łatwa konfiguracja
- zmniejsza koszty instalacji

Wady :

- pewność
- stabilność działania

-mała estetyka urządzeń

W porównaniu z tradycyjną instalacją elektryczną o

takiej samej funkcjonalności systemy te pozwalają
poważnie zredukować koszty ponoszone na:

- prace instalacyjno-montażowe,
- koordynację współdziałania różnego rodzaju instalacji,
- uruchomienie,
- eksploatacje i utrzymanie (koszt energii elektrycznej,

cieplnej, konserwacja)

- modernizację.

Możliwości systemu X10 i EIB

Za pośrednictwem systemu X10 oraz EIB możemy w sposób

kompleksowy sterować pracą i nadzorować pracę urządzeń
przeznaczonych do:

- oświetlenia
- ogrzewania
- wentylacji i klimatyzacji
- gospodarstwa domowego
- nadzoru i kontroli dostępu
- sterowania pracą żaluzji i markiz
- zarządzania energią
- zdalnego serwisu i zarządzania,
- komunikacji z innymi systemami.

Magistrala EIB to:

- indywidualna temperatura poszczególnych pomieszczeń
- kompleksowy system sterowania ogrzewaniem
- współpraca z kolektorami dachowymi
- współpraca z pompami cieplnymi, przygotowanie ciepłej wody
- optymalne sterowanie oświetleniem (automatyczne, czasowe

ręczne, sceny  świetlne)

- nadzór obiektu
- komunikaty o stanach zakłóceniowych w pracy obiektu
- zdalne sterowanie nastawami parametrów technicznych
- zdalne przeglądanie stanu wybranych parametrów.

ZAKOŃCZENIE

Rynek systemów wykorzystywanych w budownictwie
inteligentnym znajduje się dziś w swej fazie niemowlęcej, jak
komputery osobiste przed dwudziestu laty. Pełen jest
niestandardowych, niedojrzałych i częściowo niekompatybilnych
produktów. Istnieją już tysiące komponentów umożliwiających
zbudowanie elektronicznego domu, jednak trudno wskazać
rozwiązania doskonałe jednocześnie pod względem
funkcjonalności, bogactwa możliwości oraz łatwości i komfortu
obsługi. Zautomatyzowanie swoich wymarzonych czterech kątów
wymaga zwrócenia się do specjalistycznej firmy lub bardzo dobrej
znajomości rynku, starannego sprawdzenia wad i zalet
oferowanych podzespołów oraz dokładnego planowania. Główną
klientelę tworzą instytucje, dla których centralnie sterowana
automatyka stała się niezbędnym wyposażeniem nowoczesnego
biurowca, muzeum czy biblioteki. Drugą, mniej liczną, ale szybko
rosnącą grupę stanowią hobbyści, dla których samodzielne
rozbudowywanie i konfigurowanie kolejnych modułów to dobra
zabawa.