Elektryczne Systemy

Inteligentne (12)

• Studia dzienne

Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Klasyfikacjna budynków

Wróżnić możemy następujące klasy
budynków:
 klasa A
 klasa B
 klasa B+
 klasa C
Zostały one podzielone ze względu na:
 poziom nowoczesności obiektu
 architekturę
 ilość i rodzaj instalacji jaki zawiera
 poziom integracji instalacji

Systemy stosowane w

automatyce



System zamknięty

( firmowy )

 System otwarty

System zamknięty –

tradycyjne podejście do

integracji

System zamknięty –
cechy



każdy z podsystemów posiada oddzielne

okablowanie
 wymaga się różnych narzędzi do instalacji
urządzeń
 konieczność powoływania wielu służb
serwisowych
 konieczność stosowania bramek
tłumaczących
niejawne protokoły, pochodzące od
różnych
producentów
 wysokie koszty modernizacji systemu
 brak możliwości stosowania produktów
zamiennych
 użytkownik uzależniony od producenta
systemu

System otwarty – idea

Rozwój systemu wymuszony został przez
wymagania
klientów, świadomych rzeczywistej ceny jaką
płacą za
rozwiązania oparte o systemy firmowe

System otwarty – cechy

 możliwość produkowania urządzeń przez
wielu
producentów zgodnych z ogólnodostępnym
standardem
systemu

System otwarty – cechy
c.d.

 prostota funkcjonalna
 redukcja kosztów na etapie projektowania,
wdrażania
i eksploatacji
 łatwość i niski koszt modyfikacji na etapie
projektowania i eksploatacji
 dostępność wielu projektantów,
serwisantów
i integratorów
 elastyczność w wyborze rozwiązań dla
zmieniających
się wymagań w stosunku do systemu
 użytkownik ma wolny wybór producenta i
dostawcy
elementów i usług na każdym etapie
realizacji
i eksploatacji obiektu.

Systemy otwarte -
konkurencja

Obecnie dostępnych jest wiele
systemów otwartych. Konkurują one
ze sobą w trzech płaszczyznach:
 komercyjnej – ilość producentów
wykorzystujących dany standard
oraz ilość
komercyjnie dostępnych
produktów
 technicznej – możliwości
techniczne
i różnorodność zastosowań
 formalnej – akceptacja
organizacji
standaryzacyjnych ( ISO, CEN,
ANSI ).

System automatyki
budynku

Wyróżniamy trzy zasadnicze poziomy
funkcjonalne wchodzące w skład
systemu automatyki budynku. Są to:

 poziom zarządzania

 poziom automatyki

 poziom obiektowy

Poziom zarządzania

W głównej mierze tworzy go system
BMS
( z ang. Building Management System )
czyli Centralny System Zarządzania i
Nadzoru
Składa się on z:
 komputera PC
 drukarki
 oprogramowania stacji nadzoru
( np. Tac Vista BMS )

Oprogramowanie stacji

nadzoru

Tac Vista

Umożliwia:
 graficzną wizualizację instalacji
 zarządzanie i nadzór nad
instalacjami
i układami regulacji i sterowania
 zarządzanie ekonomicznym
zużyciem energii
 wydruk informacji o stanach
alarmowych
 okresowy wydruk raportów
 analizę uszkodzeń systemu lub
komponentów
 ustalanie strategii działań
podejmowanych
w określonej chwili

Graficzna wizualizacja

instalacji

w programie Tac Vista

Graficzna wizualizacja

instalacji

w programie Tac Vista

Graficzna wizualizacja

instalacji

w programie Tac Vista

Graficzna wizualizacja

instalacji

w programie Tac Vista

Graficzna wizualizacja

instalacji

w programie Tac Vista

Poziom automatyki

Tworzą go przede wszystkim:
 sterowniki swobodnie programowalne
( Tac
Xenta 401/300 ), które realizują
wcześniej
opracowany i załadowany program
regulacji.
Komunikują się
z siecią w technologii
LonWorks i wymieniają
dane za pośrednictwem
standardowych zmiennych
sieciowych SNVT.

Poziom automatyki

 moduły wejść/wyjść, które rozszerzają

możliwości sterowników Tac Xenta
300/401

Poziom automatyki

 sterowniki pomieszczeniowe Tac Xenta
100,
Są to sterowniki strefowe, które
optymalizują
koszty eksploatacji w systemach
ogrzewania i chłodzenia
powietrza dostarczanego
z central klimatyzacyjnych.
Komunikują się z siecią
w technologii LonWorks
i wymieniają dane za
pośrednictwem standardowych
zmiennych sieciowych SNVT.

Technologia LonWorks

LonWorks jest jednym z najbardziej otwartych
standardów komunikacji w automatyce
budynków. Technologia ta stosowana jest w
Polsce i na świecie do automatyzacji, zarządzania
i sterowania instalacjami technicznymi
w budynkach.
Sieć sterująca składa się z inteligentnych
urządzeń zwanych węzłami połączonych ze sobą
za pomocą odpowiedniego medium w celu
wzajemnej komunikacji.

Technologia LonWorks –
struktura fizyczna sieci

Węzeł tworzą:
 neuron – który jest układem scalonym
złożonym
z trzech mikroprocesorów, w którym
przechowywany jest protokół
komunikacyjny
LanTalk jako część oprogramowania
firmowego
 transceiver – który realizuje
podłączenie elektryczne
i fizyczne węzła do
fizycznych mediów
komunikacyjnych.

LonWorks

Podstawowymi komponentami, składającymi

się na technologię LonWorks są:

• protokół komunikacyjny LonTalk;
• układ Neuron;
• aplikacje dla układu Neuron;
• urządzenia LonWorks (transceivery, routery,

bramki).

LonWorks

Podstawowymi komponentami, składającymi

się na technologię LonWorks są:

• protokół komunikacyjny LonTalk;
• układ Neuron;
• aplikacje dla układu Neuron;
• urządzenia LonWorks (transceivery, routery,

bramki).

Protokół LonTalk

LonWorks

Podstawowymi komponentami, składającymi

się na technologię LonWorks są:

• protokół komunikacyjny LonTalk;
• układ Neuron;
• aplikacje dla układu Neuron;
• urządzenia LonWorks (transceivery, routery,

bramki).

Protokół LonTalk

Schemat urządzenia LonWorks

LonWorks – media
komunikacyjne

Węzły mogą być ze sobą połączone za
pomocą:
 dwużyłowej skrętki ( rys. Topologie
segmentu )

 połączeń RF i IR ( fale radiowe i
podczerwone )
 światłowodu
 instalacji elektroenergetycznych

LonWorks – zmienne
SNVT

Technologia LonWorks posługuje się
podstawowymi typami zmiennych
sieciowych SNVT ( z ang. Standard
Network Variable Type ), które są
wykorzystywane przez węzły do
komunikowania się między sobą. Protokół
ma zadeklarowane ponad 100
standardowych zmiennych sieciowych,
które odzwierciedlają konkretne wielkości
fizyczne w znormalizowanej formie ( np.
napięcie, natężenie, moc, częstotliwość,
temperatura, itp. ). Pozwala to na
współpracę węzłów produkowanych przez
wielu producentów.

Zmienne SNVT – realizacja
zadań

Jeżeli np. czujnik temperatury zmierzy nową
wartość temperatury to zostanie ona przekazana
do wyjściowej zmiennej sieciowej nvoTemp a
dalej rozejdzie się automatycznie po sieci do
wszystkich węzłów z odpowiednią zmienną
sieciową wejściową nviTemp ( tzn. z taką, która
jest połączona logicznie ze zmienną sieciową
wyjściową ). Siłownik otrzymując aktualną
wartość temperatury z czujnika odpowiednio
przestawi swoje położenie.

Poziom automatyki –
architektura systemu

Wyróżnić możemy trzy najczęściej
stosowane
architektury systemu:
 pojedyncza magistrala
lub sieć lokalna LAN
( z ang. Local Area
Network ). Komunikacja
„każdy z każdym”
( z ang. peer to peer ).

Poziom automatyki –
architektura systemu

 główna sieć lokalna
o kumunikacji „każdy
z każdym” oraz sieć
podrzędna o komunikacji
typu odpytywanie
( z ang. pollinng )

Poziom automatyki –
architektura systemu

 sieć lokalna o komunikacji
„każdy z każdym”
podzielona routerami
na segmenty. Podział
umożliwia kontrolowanie
natężenia ruchu w sieci
oraz zapewnia relatywną
bliskość każdego
urządzenia do poziomu
TCP/IP.

Poziom obiektowy

Tworzą go przede wszystkim:
 czujniki i przetworniki
 zadajniki
 siłowniki
 zawory
Urządzenia te dostarczają
informacji oraz realizują
polecenia z wyższych
poziomów funkcjonalnych.

Zalety systemu LonWorks:

• pracuje bardzo szybko przy małej liczbie telegramów do nadania,

gdyż węzeł nie musi czekać na znacznik, ani na odpytywanie przez

sterownik, lecz nadaje natychmiast, gdy program aplikacyjny

przygotuje dane do wysłania,

• utrzymuje wartość transmisji zbliżoną do wartości maksymalnej przy

obciążeniu sieci powyżej nasycenia – aktywnie ogranicza kolizje,

• zapewnia niski koszt okablowania i sprzętu – pojedyncza

nieekranowana skrętka przewodów dla kanałów typu Link Power

może także służyć do zasilania węzłów a linia energetyczna nie

wymaga w ogóle okablowania sieciowego,

• umożliwia stosowanie w jednej sieci różnych mediów transmisji,

najwłaściwszych dla charakterystyki terenu lub wykonywanej przez

urządzenie funkcji, zamiast stosowania drogich urządzeń do

współpracy sieci z innymi systemami transmisji,

• umożliwia tworzenie rozległych sieci, stosowanie mieszanej topologii

( w tym lokalnych pętli dla zapewnienia redundancji ), a także łatwa

rozbudowę sieci już pracującej.