Ei I n s t a l a c j e i s y s t e m y e l e k t r y c z n e
AUTOMATYKA BUDYNKOWA  WYBRANE
SYSTEMY INTELIGENTNYCH INSTALACJI
ELEKTRYCZNYCH (2)
Antoni Klajn
przez EIBA, w szczególności koordynuje
W czerwcowym zeszycie  Elektroinstalatora zamieściliśmy pierwszą
działania w zakresie standaryzacji protokołu
część artykułu o wybranych systemach inteligentnych instalacji
transmisji i technologii EIB we współpracy
elektrycznych, w którym autor przedstawił ogólne informacje
z CENELEC. Rezultatem tych prac jest opra-
o automatyce budynków. Obecnie prezentujemy drugą część, w której
cowywana seria kolejnych zeszytów normy
opisano najbardziej popularne systemy w inteligentnych budynkach.
EN 50090 pod ogólnym tytułem  Domowe
i budynkowe systemy elektroniczne (Home
and Building Electronic Systems, HBES)
Systemy z grupy domowych
W maju 1999 r. stowarzyszenie EIBA połą- [7, 8]. Zgodnie z tą nazwą system KNX/EIB
i budynkowych systemów
czyło się wraz z dwoma innymi konsorcjami został opracowany i jest preferowany głów-
elektronicznych HBES
zajmującymi się automatyką budynku: nie do budynków kategorii M (rys. 2 i tablica
l Bati BUS Club International, 1  zamieszczona w pierwszej części tekstu
System KNX/EIB l EHSA  European Home System  EI nr 6/2007). Jednak ze względu na znacz-
Association, ne rozpowszechnienie systemu KNX/EIB,
Informacje wstępne tworząc stowarzyszenie o nazwie KONNEX jest on również stosowany w budynkach
W końcu lat 80-tych ubiegłego stulecia Association (KNX). mniejszych S (rys. 2, tablica 1) pomimo nie
w wyniku porozumienia się i wspólnego dzia- Zasadniczym celem połączenia się EIBA zawsze pełnego wykorzystania możliwości
łania czołowych firm przemysłu elektrotech- z BatiBUS i EHSA w jedno stowarzyszenie urządzeń, jak i w obiektach dużych BAC
nicznego, m.in. takich jak: ABB, SIEMENS, KNX było rozszerzenie technologii opraco- (rys. 2, tablica 1), zwykle jako jeden z syste-
ALBRECHT JUNG, BUSCH-JAEGER, wanej w ramach systemu EIB na możli- mów sterowania.
ELEKTROLUX, HAGER, LEGRAND S.A., wie szeroki zakres zastosowań w budynku. W Polsce instalacja KNX/EIB jest znana
MERTEN, GIRA, SCHNEIDER ELECTRIC S.A Chodzi tu m.in. o takie działania jak: od kilkunastu lat, chociaż do nielicznych
powstała idea opracowania ujednoliconego, a) wprowadzenie elementów instalacji należy zaliczyć podręczniki czy inne pub-
europejskiego systemu sterowania instalacją inteligentnych do produkowanego sprzętu likacje zwarte poświęcone tej tematyce
elektryczną. W wyniku wspólnych działań tej domowego i biurowego, przykładowo do [11-15] lub rozdziały w podręcznikach
grupy w roku 1990 powstał system o nazwie powszechnie użytkowanego sprzętu gospo- z zakresu instalacji elektrycznych [2]. Ukazuje
European Installation Bus (EIB) nazywany darstwa domowego, w celu umożliwienia się natomiast coraz więcej artykułów w cza-
w wolnym tłumaczeniu Europejską Magistralą komunikowania się elementów instalacji sopismach fachowych, z których jedynie
Instalacyjną. System ten ma własny protokół z tym sprzętem, przykładowe [16, 17] zamieszczono w wyka-
transmisji informacji EIB, który stał się jed- b) budowa systemów nazywanych ogólnie zie literatury. Od kilku lat działa w kraju kilka
nym ze standardowych protokołów stoso-  home assistant , których zadaniem może ośrodków szkoleniowych certyfikowanych
wanych w systemach automatyki budynków, być przykładowo monitorowanie na bieżąco przez KNX (do roku 1999 przez EIBA), prowa-
obok innych, takich jak BACnet, LonWorks stanu zdrowia osób starszych i ułatwienie dzących szkolenia kończące się certyfikatami
czy Profibus. Wraz z powstaniem systemu tym ludziom bieżącego kontaktu z osobami, projektanta instalacji KNX/EIB. Liczne polskie
EIB powołano do życia stowarzyszenie EIB które mogą im w razie potrzeby udzielić uczelnie techniczne, biura projektowe jak
Association (EIBA) z siedzibą w Brukseli, pomocy (lekarz, członek rodziny, opiekun), i osoby prywatne należą do stowarzyszenia
skupiające twórców, producentów, mena- c) doskonalenie istniejących i opraco- partnerów KNX.
dżerów i szkoleniowców w zakresie EIB. Do wanie nowych systemów komunikacji
statutowych zadań EIBA należały: z innymi systemami przekazu informacji (tele- Topologia i urządzenia systemu KNX/EIB
l promocja i rozpowszechnianiu systemu fon, internet). System KNX/EIB powstał z przeznacze-
EIB, Należy przypuszczać, że w tym kierunku niem do sterowania instalacją w budynku,
l dystrybucja materiałów szkoleniowych, pójdzie dalszy rozwój systemów inteligen- w przeciwieństwie do wielu innych systemów
sprawowanie nadzoru nad przeprowadza- tnych instalacji elektrycznych. wywodzących się z automatyki przemysłowej.
niem szkoleń i wydawaniem certyfikatów W styczniu 2006 r. stowarzyszenie KNX [10] Geneza ta ma swoje wyraz
ne odzwierciedle-
w zakresie projektowania EIB, podjęło decyzję o zaprzestaniu promowania nie w topologii systemu, tworzącej przejrzystą,
l dystrybucja programów narzędzio- i oficjalnego używania nazwy EIB, zastępując hierarchiczną strukturę, dającą się w prosty
wych, ją logo KNX. Jednak ze względu na rozpo- sposób przystosować do struktury budyn-
l organizacja konferencji i spotkań nauko- wszechnienie się dotychczasowej nazwy EIB, ku. Szkielet tej struktury tworzy magistrala,
wych związanych z doskonaleniem syste- przez pewien czas można się posługiwać czyli linia komunikacyjna wiążąca ze sobą
mu, nazwą KNX/EIB, którą użyto w tym artykule. wszystkie urządzenia systemu, zgodnie z ideą
l sprawowanie nadzoru nad standaryza- Stowarzyszenie KNX kontynuuje działal- zilustrowaną na rys. 1. W dotychczasowych
cją i certyfikacją systemu. ność statutową prowadzoną do roku 1999 zastosowaniach magistrala wykonana jest
26 Elektroinstalator 7-8/2007 www.elektroinstalator.com.pl
Anz_fasis_PL.qxd 16.08.2006 15:32 Uhr Se
I n s t a l a c j e . . . Ei
najczęściej jako ekranowana skrętka dwóch l sprzęgła, służące do separacji galwa-
przewodów (twisted pair TP). Rzadziej spoty- nicznej poszczególnych linii pomiędzy sobą
kana jest wersja systemu z magistralą wyko- oraz do filtrowania telegramów, które są adre-
rzystującą przewody energetyczne (power sowane jedynie do urządzeń zainstalowa-
line PL) lub fale radiowe (radio frequency nych w części instalacji ograniczonej danym
RF). Opisana tu topologia dotyczy zasadniczo sprzęgłem,
wersji instalacji z magistralą TP choć jest ona l interfejs do komunikacji urządzeń
,
przez analogię bardzo zbliżona do topologii z komputerem; komunikacja ta jest niezbęd-
z magistralami PL i RF. Magistrala wykona- na do aplikacji oprogramowania urządzeń
na jako skrętka dwuparowa TP jest zasi- magistralnych oraz do dokonywania ewen-
lona napięciem ą24V w układzie SELV tualnych zmian w oprogramowaniu w trakcie
i służy zarówno jako medium komunikacyjne eksploatacji.
oraz do zasilania urządzeń magistralnych. Podstawową częścią instalacji jest linia,
Magistrala dzieli się na mniejsze fragmenty która może grupować do 64 urządzeń magi-
zwane liniami. stralnych (np. linia 1.1, rys. 5). Każda linia
Urządzenia w systemie KNX/EIB dzielą musi mieć co najmniej jeden zasilacz (Z, rys.
siÄ™ na: 5). Rozbudowa magistrali polega na budo-
a) urządzenia magistralne, czyli urządze- wie następnej linii (np. linia 1.2, rys. 5). Linie te
nia generujące polecenia i sterujące odbior- połączone są ze sobą poprzez linię główną
nikami, (1.0, rys. 5), przy czym każda z linii (1.1, 1.2
b) urządzenia systemowe, służące do i następne) oddzielona jest od linii głów-
zapewnienia poprawnej pracy urządzeń nej przez sprzęgło liniowe (SL, rys. 5).
magistralnych. W standardzie KNX/EIB jedna linia główna
Urządzenia magistralne dzielą się z kolei może łączyć ze sobą do 15 linii, tworząc tzw.
na: obszar (np. obszar 1, rys. 5). Dalsza rozbu-
l sensory (czujniki, sensors, Sensoren) dowa systemu polega na dołączeniu następ-
czyli urządzenia generujące sygnały i roz- nych podobnych obszarów (łącznie do 15),
kazy w oparciu o mierzone wielkości fizycz- połączonych ze sobą linią obszarową. Linia
ne; w szczególności sensorem jest przycisk obszarowałączy poszczególnelinie główne za
instalacyjny, generujący sygnał w wyniku pośrednictwem sprzęgieł obszarowych (SO,
zwarcia styków przez użytkownika instalacji, rys. 5). Sprzęgła zasilane są z linii niż-
l aktory (elementy wykonawcze, wy- szej w hierarchii, czyli sprzęgła liniowe
robniki, actuators, Aktoren), czyli urzą- z zasilacza swojej linii, sprzęgło obszarowe
Rys. 5. Graficzna ilustracja topologii systemu KNX/EIB; Z  zasilacz, SL  sprzęgło liniowe, SO
 sprzęgło obszarowe
dzenia wykonujące polecenia kierowa- z zasilacza linii głównej, a linia obszarowa nie
ne do nich za pośrednictwem magistrali musi mieć zasilacza, jeśli poza liniami głów-
i sterujące określonym odbiornikiem bądz
nymi nie ma do niej przyłączonych innych
grupą odbiorników. urządzeń.
Do urządzeń systemowych zalicza się: Każde urządzenie magistralne posiada
l zasilacze, służące do zasilenia magi- swój niepowtarzalny numer identyfikacyjny
strali, czyli jej poszczególnych linii; każda linia nazywany adresem fizycznym, którego
jest zasilana co najmniej jednym zasilaczem, strukturę wyjaśniono w prawym dolnym rogu
www.elektroinstalator.com.pl
Ei I n s t a l a c j e i s y s t e m y e l e k t r y c z n e
na rysunku 5. Adresy fizyczne nadawane sÄ…
w programie narzędziowym, automatycznie,
bÄ…dz
przez projektanta. Sprzęgło liniowe
SL ma zerowy numer urzÄ…dzenia danej linii,
a sprzęgło obszarowe zerowe numery na
miejscu numerów: urządzenia i linii, wska-
zując jedynie numer obszaru, do którego
należy. Filtracja telegramów przez sprzęgło
polega na tym, że przykładowo telegramy
wysyłane w linii 1.2 (rys. 5) adresowane do
urządzeń tej linii nie są  przepuszczane
przez sprzęgło 1.2.000 do linii głównej 1.0,
a tym samym do wszystkich pozostałych linii
magistrali. Jeśli jednak któryś z nich jest adre-
sowany do urządzenia w linii 1.1, wówczas
przechodzi on do linii 1.0 i do linii 1.1 przez
sprzęgło 1.1.000 (rys. 5). Filtracja ma na
celu ograniczenie drogi przesyłu informacji
do możliwie niewielkiego zakresu magistrali,
w celu skrócenia czasu transmisji danych. Rys. 6. Ilustracja przykładowych powiązań logicznych pomiędzy dwoma obiektami komunikacyj-
nymi (OK) urządzeń magistralnych w systemie KNX/EIB
Struktura linii i obszarów powinna być
dobrana przez projektanta tak, aby w spo-
sób czytelny odpowiadała strukturze budyn- dzenia. Istotę obiektów komunikacyjnych grupę pośrednią S a trzecia podgrupę D.
ku. Przykładowo jeśli w dużym budynku w sposób przejrzysty można wyjaśnić na W programie narzędziowym istnieje możli-
jedna linia  obsługuje jedno pomieszczenie, przykładzie łącznika wieloklawiszowego, wość zastosowania pełnej, tj. trójpoziomo-
druga drugie pomieszczenie itd. na danej czyli sensora przyciskowego instalacji KNX/ wej struktury adresu grupowego G/S/D, lub
kondygnacji, to celowym jest przyporzÄ…d- EIB (rys. 6). A
Ä…cznik w topologii jest widziany struktury dwupoziomowej G/D. StrukturÄ™ tÄ™
kowanie tej kondygnacji jednemu obsza- jako jedno urządzenie o określonym adresie wybiera projektant, zgodnie z własna wizją
rowi, następnej kondygnacji następnemu fizycznym (np. 1.1.1, rys. 6). Jednak może projektu instalacji. W odróżnieniu od ściśle
obszarowi itd. Istotne jest, aby projektant on wykonywać różne konkretne funkcje, uporządkowanej struktury adresu fizyczne-
nie  wypełniał danej linii 64 urządzenia- przypisane jego klawiszom, np.  krótkie go, w adresie grupowym nie ma przypo-
mi w celu wykorzystania jej maksymal- naciśnięcie pierwszego klawisza z lewej stro- rządkowania co powinny oznaczać liczby
nej pojemności, lecz celem nadrzędnym ny (obiekt komunikacyjny OK 0, rys. 6), na poszczególnych miejscach. Zależy to
w tworzeniu topologii jest przejrzystość  krótkie naciśnięcie tego samego klawisza tylko i wyłącznie od koncepcji projektan-
całej struktury. Jeśli jednak okaże się, że z prawej strony (OK 4, rys. 5). Podobne roz- ta. Zaleca się jednak, aby kolejne numery
w pewnych sytuacjach liczba 64 urzą- różnienie można wprowadzić dla drugiego i w hierarchii grup oznaczały:
dzeń w danej linii okazuje się zbyt mała, następnych klawiszy, odpowiednio do reali- a) G  określoną część budynku lub okre-
istnieje możliwość rozbudowy danej linii zacji funkcji  załącz ,  wyłącz ,  zwiększaj , ślone pomieszczenia, w zależności od wiel-
o tzw. segment liniowy. Rozbudowa ta pole-  zmniejszaj . Przykładowo aktor sterowania kości obiektu; przykładowo w bu-dynkach
ga na przyłączeniu w miejsce urządzenia oprawą oświetleniową (np. 1.1.2, rys. 6) ma wielokondygnacyjnych może to być kon-
o kolejnym numerze 64 (np. 1.1.64) sprzęgła, dwa podstawowe obiekty komunikacyjne: dygnacja, w budynkach jednorodzinnych
za którym budowana jest dodatkowa linia załącz/wyłącz (OK 0, rys. 6) oraz ściemniaj/ mogą to być poszczególne pomieszczenia;
z możliwymi 64 dalszymi elementami. rozjaśniaj (OK 1, rys. 6). na grupę tę jest przewidziane 16 miejsc,
Sprzęgło takie nazywane jest repetytorem Powiązania logiczne polegają na utwo- b) S  grupę zadaniową spełnianą przez
liniowym i separuje ono segment liniowy od rzeniu tzw. grup adresowych, czyli zgrupo- daną grupę urządzeń, np. oświetlenie, ogrze-
swej macierzystej linii, jednak nie ma zdefinio- wania obiektów komunikacyjnych urządzeń wanie, żaluzje, klimatyzacja, bezpieczeństwo;
wanej tablicy filtrów, czyli przechodzą przez w grupy zadaniowe, w celu wykonania jed- na grupę te jest przewidziane 8 miejsc,
nie wszystkie telegramy w danej linii. W stan- nej, konkretnej czynności. Przykładowo na c) D  polecenie wykonania konkretnej
dardzie KNX/EIB istnieje możliwość rozbu- rysunku 6 grupa o adresie 1/1/1 to załą- czynności, np. załącz oprawę oświetleniową
dowania linii o co najwyżej trzy segmenty czenie oświetlenia oprawy sterowanej akto- L1 w pomieszczeniu X; na grupę tę jest prze-
liniowe. Każdy segment liniowy musi mieć rem 1.1.2 (OK 0), przez krótkie naciśnięcie widziane 256 miejsc.
swój własny zasilacz. Tak rozbudowana insta- pierwszego klawisza łącznika 1.1.1 z lewej Zarówno topologię układu jak i strukturę
lacja może pomieścić ok. 57 000 urządzeń strony (OK 0) i wyłącznie tego oświetle- powiązań logicznych w grupy adresowe two-
magistralnych. nia przez krótkie naciśnięcie tego klawisza rzy się w programie narzędziowym ETS. Są
z prawej strony (OK 4). Grupa o adresie 1/1/2 to dwa zasadnicze zadania w fazie tworzenia
Struktura logiczna systemu KNX/EIB to z kolei ściemnianie i rozjaśnianie oświetle- projektu sterowania instalacją. Po opraco-
Obok topologii systemu, która odzwiercied- nia tej samej oprawy przez długie, naprze- waniu projektu jest aplikowany do urządzeń
la strukturę magistrali i fizycznego rozmiesz- mienne długie naciśnięcie klawisza 2 (OK 6) magistralnych.
czenia urządzeń w instalacji, istnieje struktura łącznika 1.1.1. W ten sposób tworzona jest Komunikacja w systemie KNX/EIB odbywa
powiązań logicznych, określających sposób struktura logiczna systemu, czyli powiązania się poprzez przesyłanie magistralą pakietów
funkcjonowania poszczególnych urządzeń. obiektów komunikacyjnych urządzeń w celu informacyjnych nazywanych telegramami.
Adres fizyczny daje wprawdzie informację wykonania określonych zadań przewidzia- Struktura telegramu jest ściśle określona
o miejscu lokalizacji danego urzÄ…dzenia, nie nych przez projektanta. w standardzie KNX/EIB. Czas trwania poje-
informuje jednak o możliwości wykonywa- Liczby w adresach grupowych oddzielone dynczego impulsu binarnego wynosi w tym
nia określonych zadań przez urządzenie. są ukośnikami w celu odróżnienia ich od standardzie 104 ms, co oznacza, że w ciągu
Informację taką daje natomiast struktura tzw. adresów fizycznych urządzeń. Liczba pierw- sekundy może być wygenerowanych 9600
obiektów komunikacyjnych danego urzą- sza oznacza tzw. grupę główną G, druga pojedynczych bitów informacyjnych. Każdy
28 Elektroinstalator 7-8/2007 www.elektroinstalator.com.pl
I n s t a l a c j e . . . Ei
telegram w standardzie KNX/EIB składa się została założona w roku 1986 przez inżynie-
z czterech pól: sterującego, adresowego, ra Eberharda Issendorffa, twórcę systemu,
danych i kontrolnego. Długość telegramów a pierwsze prototypy zostały zastosowane
jest różna, w zależności od długości prze- w roku 1992. Od tego czasu nastąpił inten-
syłanego pola danych i może wynosić od sywny rozwój systemu LCN, który zyskał
9 do 23 bajtów. W praktyce czas przesyłu sobie trwałą pozycję na rynku budynkowych
pojedynczego telegramu wynosi od 20 do systemów inteligentnych instalacji.
40 ms. System LCN, podobnie jak system EIB
jest systemem magistralnym. Magistrala
System LCN jest wykonana przy użyciu dodatkowego
przewodu instalacyjnego oznaczonego
Informacje wstępne literą D (rys. 7). W instalacji jednofazowej
System LCN został opracowany i wpro- jest to więc czwarty, a w instalacji trójfazo-
wadzony na rynek przez niemiecką firmę wej szósty przewód instalacyjny o takim
ISSENDORFF Mikroelektronik GmbH. Firma samym przekroju jak pozostałe przewo-
dy danego obwodu. Przewód ten, wraz
z przewodem neutralnym, który pełni tu rolę
żyły powrotnej, stanowi obwód magistral-
ny. ZaletÄ… takiego rozwiÄ…zania jest prostota
wykonywania linii magistralnej oraz to, że
w nowo zakładanej instalacji można położyć
po prostu dodatkowy przewód, przewidując
założenie systemu sterowania w przyszłości,
niekoniecznie w chwili realizacji inwestycji.
Ogólna charakterystyka urządzeń
systemu LCN
W odróżnieniu od urządzeń systemu KNX/
EIB, w systemie LCN nie ma podziału urzą-
dzeń magistralnych na sensory i aktory, lecz
są to jednostki o znacznie większej autono-
mii, zawierajÄ…ce w sobie elementy mogÄ…ce
realizować zarówno funkcję aktora jak i sen-
Rys. 7. Ilustracja połączeń urządzeń w poje- sora. Zasadniczą częścią składową urządze-
dynczej linii systemu LCN; oznaczenia przewo-
nia magistralnego (rys. 8) jest mikroprocesor
dów: L  fazowy, N  neutralny, PE  ochronny,
współpracujący z pamięcią EEPROM, w któ-
D  dodatkowy przewód danych (magistralny)
rej zapisane sÄ… wszystkie funkcje konfigu-
Rys. 8. Schemat blokowy urzÄ…dzenia magistralnego w systemie LCN. Topologia systemu LCN
www.elektroinstalator.com.pl Elektroinstalator 7-8/2007 29
Ei I n s t a l a c j e i s y s t e m y e l e k t r y c z n e
racyjne urządzenia. Każde urządzenie jest się bowiem pomieścić maksymalnie 250 pojedynczego bitu jest identyczny jak w stan-
wyposażone w swój indywidualny zasilacz. urządzeń (modułów) magistralnych. dardzie KNX/EIB i wynosi 104 ms, choć spo-
Blok o nazwie złącze magistralne służy do Dalsza rozbudowa systemu może być sób kodowania jest całkowicie odmienny od
kodowania i dekodowania telegramów prze- realizowana przez stworzenie następ- sposobu stosowanego w systemie KNX/EIB.
syłanych magistralą. Urządzenia magistral- nych linii i połączenie ich poprzez sprzę- Telegram w systemie LCN ma standardowa
ne w systemie LCN nazywane są również gła, jak to przedstawiono na rysunku 9. długość 8 bajtów, a czas jego przesyłu jest
modułami.
Urządzenie magistralne (moduł) syste-
mu LCN ma dwa wyjścia pełniące funk-
cję aktora, mogące zasilać obwody
oświetleniowe bądz
silnikowe (np. żalu-
zje, bramy garażowe, okna dachowe
i in.). Wyjścia te, oprócz funkcji załączania
i wyłączania mają możliwość ściemniania
z indywidualną nastawą stopnia jasności
i czasu narastania w zakresie od 10 ms do
30 minut. Istnieje ponadto możliwość uak-
tywnienia funkcji Å‚Ä…cznika czasowego i wielu
wyspecjalizowanych zastosowań, takich jak
np. oświetlenie klatki schodowej, pamięć scen Rys. 9. Graficzna ilustracja struktury segmentów liniowych w systemie LCN; S  sprzęgła
świetlnych i in. Dopuszczalna moc sterowa-
nych odbiorników z obydwu wyjść jest różna System może być rozbudowany do mak- szacowany na ok. 10 ms. Istotnym szcze-
w zależności od wykonania modułu: 300, 500 symalnie 120 linii, co daje graniczną licz- gółem zasad komunikacji w systemie LCN
bÄ…dz
2000 VA. bę 30 tysięcy urządzeń magistralnych jest to, że potwierdzenie telegramu przez
W zależności od wykonania, moduł jest (modułów). Biorąc pod uwagę omówione moduł docelowy oznacza otrzymanie tele-
wyposażony w dwa lub trzy porty pełniące wcześniej możliwości operacyjne pojedyn- gramu, jego poprawny odczyt i, czego nie
rolę wejść dla sygnałów pochodzących od czego modułu, instalacja taka wystarcza ma w wielu innych systemach, wykonanie
sensorów. Moduły w wykonaniu do montażu w praktyce do sterowania dużego obiektu, polecenia.
w puszkach instalacyjnych mają dwa porty: np. kilkudziesięciopiętrowego wieżowca, co
l port T  przystosowany do współpra- zostało potwierdzone wieloma zastosowa- System LonWorks
cy z łącznikami zewnętrznymi (np. przyciski niami praktycznymi.
klawiszowe instalacji) oraz z przetwornikami System LonWorks, nazywany również LON
analogowo-cyfrowymi; każdy moduł może Struktura logiczna i komunikacja (Local Operating Network), powstał jako pro-
współpracować maksymalnie z 8 zewnętrz- w systemie LCN dukt amerykańskiej firmy Echelon Corporation
nymi łącznikami instalacyjnymi, przy czym Struktura logiczna systemu LCN jest w Kaliforni. Zgodnie z założeniem twórców,
mogą to być zarówno zwykłe łączniki insta- tworzona przez projektanta głównie na eta- miał to być system oparty na uniwersalnej jed-
lacyjne puszkowe, jak i łączniki systemu pie oprogramowania kolejnych urządzeń nostce programowalnej, zdolnej do porozu-
KNX/EIB. (modułów), przy wykorzystaniu możliwo- mienia się z innymi podobnymi jednostkami,
l port I  przystosowany do współpracy ści jego wyjść (aktorów) i wejść (senso- w magistralnym systemie inteligencji rozpro-
z różnego rodzaju czujnikami analogowy- rów). Projektant wykonuje te czynności szonej. Jednostkę tę, nazwaną neuron-chi-
mi, np. czujnikami temperatury, natężenia posługując się programem narzędziowym pem lub neuron IC, zbudowano w roku 1991.
oświetlenia, ruchu reagującymi na sygnały LCN-PRO, który umożliwia zobrazowanie Zawiera ona obok procesorów również przy-
w podczerwieni, czujnikami do komunikacji ustawień struktury wewnętrznej każdego łącze sieciowe oraz wbudowane stałe opro-
z pilotem. z modułów w instalacji. Komunikacja gramowanie do obsługi magistrali. Zgodnie
Moduły w wykonaniu do montażu z komputerem odbywa się poprzez specjal- z założeniami twórców odnośnie uniwersal-
w rozdzielnicach są wyposażone dodatkowo ny, firmowy interfejs systemu. ności systemu, neuron-chip ma możliwość
w port P, który jest przystosowany do współ- Komunikacja pomiędzy modułami w za- ustawiania szeregu parametrów komunikacji,
pracy z modułami peryferyjnymi sterowany- kresie danej linii odbywa się z wykorzysta- w tym również prędkości transmisji od 2000
mi cyfrowo, pozwalającymi na rozszerzenie niem dodatkowej żyły D, jak to schematycz- bitów/s do 1,25 megabitów/s. Dzięki szerokim
możliwości sterowania układu, np. z modu- nie pokazano strzałkami na rysunku 7, gdzie możliwościom oprogramowania system miał
Å‚em przekaz
nikowym. przykładowo sterowanie oświetleniem zasila- znalez
ć szerokie zastosowanie, przede wszyst-
Urządzenia magistralne (moduły) systemu nym z modułów ID100 i ID254 na rysunku 20 kim w trzech dziedzinach: przemyśle, pojazdach
LCN są przyłączone do instalacji w sposób może być dokonywane przez czujnik ruchu mechanicznychi w budownictwie. Uniwersalność
zilustrowany na rys. 7 i 8. Każdy z modu- współpracujący z modułem ID5. Każda z linii ta okazała się jednak z czasem trudna do reali-
łów ma swój indywidualny zasilacz, poprzez ma swoja odrębna żyłę D, natomiast komu- zacji, ze względu na problemy wzajemnej kom-
który jest zasilony napięciem sieciowym, nikacja pomiędzy sprzęgłami, czyli pomię- patybilności produktów. W celu rozwiązania tych
a do swego złącza (portu) magistralnego dzy poszczególnymi liniami, odbywa się problemów firma Echelon powołała w roku
ma doprowadzoną żyłę danych D i prze- za pośrednictwem skrętki przewodów lub, 1994 grupę LON-Mark-Group, której zadaniem
wód neutralny. Moduły mają swoje niepo- w przypadku znacznych odległości, za było opracowanie standaryzacji magistrali
wtarzalne numery identyfikacyjne nadawane pośrednictwem linii światłowodowej. i produktów. Obecnie produkty wytwarzane
przez producenta. Podczas programowania Informacja przekazywana magistralÄ… ma zgodnie z zasadami LON-Mark majÄ… specjalne
instalacji program narzędziowy LCN-PRO postać pakietu informacyjnego, nazywane- oznaczenie informujące o tym, że sprzężenie
identyfikuje moduły po tych numerach, wczy- go też telegramem. Podstawową jednostką tych urządzeń z innymi produktami jest moż-
tując ich ustawienia i parametry oraz nada- informacyjną jest bit o wartości 0 lub 1, kodo- liwe bez żadnych dodatkowych dopasowań
je modułom kolejne numery w danej linii wany przy pomocy impulsu napięciowego [18]. Protokół komunikacyjny sieci LonWorks,
o oznaczeniu ID z liczbą o wartości od 5 do generowanego w przewodzie D przez złącze o nazwie LonTalk, został znormalizowany
254 (rys. 7). W jednej linii systemu LCN może magistralne modułu (rys. 8). Czas trwania w roku 1998.
30 Elektroinstalator 7-8/2007 www.elektroinstalator.com.pl
I n s t a l a c j e i s y s t e m y e l e k t r y c z n e Ei
Uniwersalność oprogramowania neuron-
chipów okazała się niejednokrotnie bardzo
przydatna w zastosowaniach do automatyki
przemysłowej, gdzie przykładowo zależnie
od precyzji wykonania różnych czynności
w danym procesie produkcji można zasto-
sować różne prędkości transmisji danych.
Właściwość ta okazała się jednak w automaty-
ce budynkowej nie tylko mało przydatna, lecz
i przysparzajÄ…ca wiele dodatkowych trud-
ności w programowaniu i uruchamianiu
instalacji. Podjęto więc próby uproszcze-
nia wersji systemu LonWorks przezna-
czonej do zastosowań w automatyce
budynkowej, aby system był prostszy
w obsłudze i w instalacji dla elektryków-
instalatorów. Jednym z takich interesu-
jących rozwiązań opartych na systemie
Rys. 11. Ilustracja swobodnie projektowanej struktury topologii w systemie LonWorks; W  węzeł sieci
LonWorks jest system TopLon opraco-
wany przez firmę WAGO. Według tego
standardu w automatyce budynkowej Istnieje duża swoboda w wyborze medium w poznaniu ich zasadniczych właściwości
stosuje się jedną prędkość transmisyjną transmisyjnego magistrali: skrętka dwuparowa i analizie przydatności do konkretnych zasto-
78000 bitów/s. Pozostawiono natomiast zna- (TP), przewody energetyczne (PL), fale radiowe sowań.
Ei
czą elastyczność w programowaniu długości (RF), podczerwień i transmisję światłowodową.
telegramu, przez co można wpływać na W jednej  pod-sieci stosuje się jedno medium
Dr inż. Antoni Klajn
szybkość transmisji danych. transmisyjne. Połączenie węzła z magistralą
Politechnika Wrocławska, Instytut Energoelektryki
Zasadniczym elementem systemu zapewnia element nazywany  tranceiverem ,
LITERATURA
LonWorks jest węzeł, którego strukturę który powinien być dobrany do odpowied-
[1] Hanbook for Home and Building Control. 5th
przedstawiono na rysunku 10. Neuron-chip niego medium transmisyjnego. Z kolei dwie
revised edition, opracowanie KNX Association, 2006.
 podsieci , w których mogą być stosowane
[2] Markiewicz H.: Instalacje elektryczne, WNT,
różne media transmisyjne, mogą komuniko-
Warszawa, 2006.
wać się wzajemnie poprzez tzw.  routery , czyli [3] Proste inteligentne instalacje przyszłości. SI- tech-
nika sterowania instalacjami w budynkach. Materiały
elementy pełniące rolę sprzęgła.
firmowe Doepke Norden Schaltgeräte GmbH., 2001.
Idea komunikacji w systemie LonWorks
[4] www.doepke.de
polega na definiowaniu szeregu zmien-
[5] Katalog produktów firmy Theben, 2006.
nych. Każdy z węzłów może mieć zdefi-
[6] www.luxor400.de
niowane maksymalnie 62 zmienne,
[7] Sauter T., Dietrich D., Kastner W. (editors): EIB
a w całej sieci może ich być do 4096. Za Installation Bus System, Publics Kommunikations
Agentur GmbH GWA, Munich, 2001.
pomocÄ… tych zmiennych program doko-
[8] PN-EN 50090-2-1:2002, Domowe i budynkowe
nuje wymiany danych pomiędzy węzłami.
systemy elektroniczne (HBES). Część 2-1: Przegląd
Przykładowo jeśli w jednym węz
le do które-
systemu. Architektura.
go podłączony jest sensor-termopara zdefi-
[9] PN-EN 50090-3-1:2002, Domowe i budynkowe
niowana zostanie zmienna  temperatura 1 ,
systemy elektroniczne (HBES). Część 3-1: Aspekty
Rys. 10. Struktura typowego węzła sieci LonWorks [7]
to taka sama zmienna  temperatura 1 defi- zastosowań. Wprowadzenie do struktury aplikacji.
[10] www.konnex.org
niowana jest w węz
le obsługującym aktora
[11] Petykiewicz P: Technika systemowa budynku
.
jest z kolei zasadniczym elementem węzła. - regulator grzejnikowy. Praca pierwszego
instabus EIB. Podstawy projektowania. Siemens Sp.
Węzeł pełni podobną rolę jak urządzenie węzła polega na cyklicznym (np. co 5 minut)
z o.o. Warszawa, 1999.
magistralne czy moduł w innych systemach, wysyłaniu wartości zmiennej  temperatura 1 ,
[12] Petykiewicz P: Nowoczesna instalacja elek-
.
jednak dzięki zastosowaniu neuron-chipa którą węzeł drugi otrzymuje w postaci warto-
tryczna w inteligentnym budynku. COSiW SEP
,
jest jednak jednostką o znacznych możli- ści wejściowej i w zależności od ustawionych Warszawa, 2001.
[13] Petykiewicz P: Instalacja elektryczna w inteligen-
.
wościach programowania. Programowanie progów dokonuje ustawienia zaworu grzej-
tnym budynku, Rozdział 13 w: Instalacje Elektryczne
neuron-chipa odbywa się przy użyciu opro- nikowego. W ten sposób łączy się ze sobą
i Teletechniczne, Wydawnictwo Verlag Dashöfer,
gramowania Neuron-C. Oprócz neuron- setki węzłów w jedną sieć komunikacyjną.
Warszawa, 2001 wraz z póz
niejszymi uzupełnieniami.
chipa wezeł zawiera zasilacz zasilany miej-
[14] Drop D., Jastrzębski D.: Współczesne insta-
scowo napięciem 24 V, opcjonalną pamięć
lacje elektryczne w budownictwie jednorodzinnym z
Podsumowanie
zewnętrzną i element łączący I/O (zwykle wykorzystaniem osprzętu firmy MOELLER. Poradnik
Elektroinstalatora. COSiW SEP Warszawa, 2002.
,
11-sto pinowy). LonWorks jest systemem W artykule przedstawiono wybrane zagad-
[15] Klajn A., Bielówka M.: Instalacja elektryczna
magistralnym bez ściśle zdefiniowanej topo- nienia dotyczące automatyki budynkowej,
w systemie KNX/EIB. Podręcznik INPE  bezpłat-
logii, z zachowaniem jedynie zasad swobod- w świetle dokonujących się zmian i dynamicz-
ny dodatek dla prenumeratorów miesięcznika INPE,
nie budowanej struktury drzewiastej, tj. każdy nego rozwoju tej dziedziny, leżącej na pogra-
COSiW SEP 2006.
,
z węzłów może mieć tylko jedną drogę dopły- niczu instalacji elektrycznych i automatyki.
[16] Kamińska A., Radajewski R.: Projektowanie
instalacji elektrycznej w systemie EIB. Elektroinstalator,
wu informacji z innego węzła (rys. 11). Węzły Istotnymi elementami tej techniki są powstałe
6/2005, str. 28-34.
zasilane są miejscowo napięciem 24 V. Sieć w ostatnich kilkunastu latach systemy inte-
[17] Klajn A. Inteligentne instalacje elektryczne
może być rozbudowana na kilka mniejszych ligentnych instalacji. Przedstawiono krótką
Śląskie Wiadomości Elektryczne
struktur  pod-sieci (rys. 11), które mogą charakterystykę kilku wybranych systemów,
[18] LonMark Application Layer Interoperability
przykładowo sterować instalacją w dwóch zdaniem autora najbardziej obecnie rozpo-
Guidelines, LonMark Interoperability Association,
różnych budynkach lub jego częściach. wszechnionych, co może być przydatne
Version 3.1, 1998.
www.elektroinstalator.com.pl Elektroinstalator 7-8/2007 31