II часть — технические характеристики системы EIB

Общие принципы построения системы Рассматриваемая система предназначена для автоматического управления различными системами здания. Ранее существовали различные автономные системы, такие как управление освещением, управление кондиционированием и другие. Теперь выполнение всех этих и многих других функций берет на себя единая система Instabus. В основе системы Instabus лежит принцип децентрализованного, распределенного управления. Это означает, что в системе отсутствует центральный компьютер. Каждое устройство обладает «интеллектом» и благодаря согласованной совместной работе вносит свой вклад в функционирование системы в целом. Такой принцип построения благоприятно сказывается на надежности системы. Поскольку отсутствует центральный узел, выход из строя любого элемента повлечет за собой отказ только одной функции и никак не скажется на работоспособности всех остальных. Топология Основой построения EIB-системы является сегмент. Сегментом называется совокупность устройств, подключенных к одному кабелю и имеющих общие источники питания. Максимальное расстояние между устройствами в сегменте может достигать 700 м. Число устройств, подключаемых к одному сегменту, может быть не более 64. До четырех сегментов при помощи повторителей объединяются в линию. Соответственно, в одной линии число устройств может достигать 256. До 12 линий объединяются в зоны. Максимальное число зон — 15. Объединение линий и зон осуществляется с помощью линейных и зональных соединителей. Всего в системе общее число устройств может превышать 46 000, что является достаточным для автоматизации таких проектов, как большой гостиничный или торговый комплекс. Для сравнения, EIB система, установленная в трехкомнатной квартире, содержит ориентировочно 100 устройств. Естественно, что пропускная способность шины ограничена и при большом количестве устройств будет подвергаться перегрузкам. Для решения этой проблемы между двумя различными линиями телеграммы передаются, только если одно из взаимодействующих устройств находится в одной линии, а другое — в другой. Чтобы пропускать только те телеграммы, которые необходимо пропустить, линейные и зональные соединители в процессе программирования настраиваются соответствующим образом. Для однозначной идентификации устройств в системе на этапе программирования и отладки каждое устройство имеет свой уникальный физический адрес. Физический адрес устройства имеет вид 1.2.3, где 1 — номер зоны, 2 — номер линии, 3 — адрес устройства в линии. После программирования при взаимодействии устройств между собой используются не физические, а групповые адреса, которые могут иметь вид 1.2 (1 — главная группа, 2 — подгруппа) или 1.2.3 (1 — главная группа, 2 — промежуточная группа, 3 — подгруппа), но принципиальной разницы в способе представления групповых адресов нет. Групповые адреса, или группы, не являются уникальными. К одной группе может относиться произвольное количество устройств, и одно устройство также может быть включено в несколько групп. Сенсоры, активаторы и другие устройства Большинство устройств в системе можно поделить на две группы: сенсоры и активаторы. К сенсорам относятся всевозможные датчики. К активаторам относятся устройства управления оконечными устройствами. Кроме того, имеются системные устройства, не попадающие под указанную классификацию. Это источники питания, повторители, линейные соединители, зональные соединители, различные логические блоки. Остановимся более подробно на различных типах устройств. Начнем с сенсоров. Клавишные выключатели, устанавливаемые на стенах, могут иметь от одной до шести клавиш, программируемых независимо друг от друга. Приемники сигналов с пультов дистанционного управления могут быть выполнены либо как независимые устройства, либо совмещаться с настенными выключателями. Датчики движения позволяют определять факт присутствия человека, и в зависимости от этого система может предпринимать заранее определенные действия, например, включать свет и закрывать жалюзи. Датчики освещенности служат для поддержания постоянного уровня освещенности, управления жалюзи, включением и выключением освещения прилегающих к зданию территорий. Термостаты, как следует из названия, предназначены для поддержания постоянной температуры, используя различные устройства обеспечения микроклимата: электрообогреватели, теплые полы, радиаторы жидкостного обогрева, кондиционеры. Таймеры позволяют системе реагировать различным образом на одни и те же события в разное время суток. Например, ночью свет будет включаться не на полную яркость, а только на 30% от номинальной мощности. Для подключения разного рода датчиков существует широкая гамма бинарных и аналоговых входов. Полученные с помощью этих входов величины далее используются в системе для принятия решений. Активаторы предназначены для управления устройствами. Простейший активатор, имеющий бинарный выход, позволяет включать и выключать нагрузку. К бинарным выходам подключаются такие устройства, как электролампы, нагреватели, вентиляторы и т. д. Если требуется плавное управление мощностью нагрузки, используются диммеры, которые позволяют, например, плавно изменять яркость свечения ламп. Диммеры для различных типов ламп (накаливания, галогенных и люминисцентных) немного отличаются друг от друга. Кроме того, при использовании люминесцентных ламп неообходимо использование специальных электронных балластов. Для обеспечения автоматического управления жалюзи производятся специальные контроллеры, позволяющие открывать-закрывать жалюзи и контролировать положение ламелей. Управление жидкостными системами отопления осуществляется при помощи специальных приводов, устанавливаемых на регулирующие клапаны. Такие приводы непосредственно подключаются к шине EIB и получают питание от нее же. Отображение текстовой и числовой информации осуществляется при помощи различных дисплеев. Самый простой вариант — информационная панель с планом помещений и отображением информации о состоянии устройств отдельными светодиодами, подключенными к универсальным концетраторам. Текстовые LCD-дисплеи позволяют отображать заданные строки текста и числовые параметры, например, температуру. Наиболее универсальной, но и самой дорогой является система визуализации, скомбинированная с сенсорной панелью ПК, установленной в наиболее подходящей части здания. При помощи этой системы можно наглядно отображать состояние любых подключенных к системе устройств и управлять их параметрами. Для решения большинства задач автоматизации существуют специализированные контроллеры. Однако это не означает, что управлять можно только ограниченным набором устройств. Любое устройство, имеющее какой-либо управляющий интерфейс, будь то инфракрасный пульт ДУ или разъем для подключения внешних управляющих цепей, может управляться с использованием системы Instabus. Минимальный комплект устройств для создания системы состоит из трех узлов: источника питания с интегрированным дросселем, сенсора (например, кнопочный выключатель) и активатора (например, бинарный выход). Разумеется, устройства должны быть соединены между собой специальным кабелем. Протоколы связи, телеграммы Поскольку для связи всех устройств между собой используется одна витая пара, применяется протокол CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, т.е. метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий). Непосредственно для обмена информацией используются так называемые телеграммы, рассылаемые передающей стороной всем устройствам в линии. В телеграмме содержится информация о передающем устройстве, об адресатах и о произошедшем событии. Для передачи существует 15 типов телеграмм, предназначенных для различных типов данных, от однобитовых команд «включить/выключить» до строк текста. Телеграмму принимают все устройства, но только те устройства, которым она адресована, будут выполнять определенные действия, связанные с произошедшим событием. Разработка проекта, программирование устройств Основная работа по разработке проекта производится при помощи специализированного ПО, распространяемого ассоциацией EIBA. Программный пакет ETS v 1.2 позволяет выполнять все необходимые действия. Для работы с пакетом необходимо иметь техническое задание с подробным описанием функций, реализуемых на объекте, и перечень устройств, с помощью которых реализуются требуемые функции. Рассматриваемое ПО позволяет выполнить весь цикл работ по определению логических взаимосвязей внутри системы и по разработке микропрограмм для каждого из устройств. После разработки проекта при помощи того же пакета ПО осуществляется программирование устройств системы в соответствии с разработанными микропрограммами. Для программирования устройств система EIB должна быть подключена к последовательному порту ПК при помощи кабеля. После программирования устройств система готова к пробному запуску. При пробном запуске проверяется функционирование всех устройств, а при необходимости внутренние процессы в системе можно проконтролировать, так же используя рассматриваемое ПО. Монтаж системы Часто задаваемый вопрос при рассмотрении возможности установки системы EIB звучит так: можно ли автоматизировать уже существующий и завершенный объект? Конечно, намного целесообразнее предусмотреть установку EIB на этапе разработки проекта электроснабжения. В этом случае оптимально прокладывается EIB кабель, в силовую проводку сразу вносятся необходимые изменения. При монтаже в отремонтированных помещениях затраты на установку возрастают и зависят от типа отделки. Если помещения отделаны гипроком, за которым имеются пустоты, и подвесными потолками — монтаж происходит безболезненно. Как правило, после установки не требуется даже косметический ремонт. В случае оштукатуренных стен монтаж системы лучше совместить с ремонтом, поскольку для прокладки кабеля и установки таких устройств, как датчики движения и датчики освещенности, придется проводить дополнительные строительные работы. По способу установки существует четыре типа устройств: для установки на DIN-рейку, для установки на поверхность, для установки в монтажную коробку и для установки внутри других устройств. Наиболее часто используемые устройства имеют два-четыре варианта исполнения, некоторые только один. Например, логические блоки выпускаются только для установки на DIN-рейку, а бинарные выходы — во всех четырех вариантах. PowerLine, радиошина Рассматриваемая система имеет, к сожалению, один недостаток. Ее достаточно тяжело устанавливать в уже отремонтированных помещениях, когда нет возможности безболезненно проложить кабель. На данный момент существует два решения этой проблемы. Оба входят в стандарт EIB. Один вариант — так называемая EIB Powerline (EIB PL), второй — радиошина. Стандарт EIB PL предусматривает передачу телеграмм по силовой электропроводке, а радиошина, соответственно, в качестве среды передачи использует радиоэфир. Однако на данный момент номенклатура устройств EIB PL чрезвычайно мала, а стандарт радиошины находится в состоянии разработки. Поэтому некоторые производители самостоятельно разрабатывают похожие системы. Примером является радиошинная система производства GIRA. В рамках этой программы выпускается большое количество передатчиков, выполненных как в виде пультов дистанционного управления, так и в виде элементов для установки на стены. Для управления устройствами используются, как и в проводной системе, бинарные выходы и диммеры. Кроме того, радиошинная система может быть объединена с проводной при помощи специального устройства сопряжения. Монтаж такой системы не вызывает трудностей, поскольку к выключателям и датчикам вообще нет необходимости подводить кабель. Питание осуществляется от батарей, а сигнал передается по радиоканалу. �з недостатков можно отметить открытость радиоканала, то есть несанкционированное подключение возможно без каких-либо технических сложностей, и необходимость периодической замены батарей в устройствах, не подключенных к шине.