KNX technické informace - Somfy · 2010. 5. 28. · zmíněný motor controller totižkromě...

Technické informace o KNX systému

Somfy spol. s r.o.,Na Radosti 413, 155 21 Praha 5 – Zličín 1www.somfy.cz, www.somfyarchitecture.cz

Technické informace

o KNX / EIB systému

.


2 Somfy spol. s r.o.,Na Radosti 413, 155 21 Praha 5 – Zličínwww.somfy.cz, www.somfyarchitecture.cz

Obsah

1 KNX a Konnex – Co si pod těmito termíny představit ? 3

2 Základní princip KNX 3

3 Výhody KNX oproti klasické instalaci 4

4 Struktura KNX sběrnice 5

4.1 Topologie linie 6

4.2 Topologie oblasti 7

4.3 Fyzická adresa 7

4.4 Oblastní a liniová spojka, liniový zesilovač 7

4.5 Minimální instalace 8

5 Přenosová média 9

6 Topologie sběrnice TP1 9

6.1 Kabely pro sběrnici 11

7 Komunikace 11

7.1 Skupinová adresa 11

7.2 Příznaky 12

7.3 EIS typy 12

8 Telegram 13

8.1 Potvrzení telegramu 14

8.2 Struktura telegramu 14

9 Účastník 15

10 Programování v ETS 3 15



1 KNX a Konnex – Co si pod těmito termíny představit ?

KNX je jednotný systém pro komplexní řízení inteligentních budov a domácností, jenž je plněv souladu s Evropskou normou EN50090 (European Standard for Home and Building Systems) as normou ISO/IEC 14543. Používá se nejen pro ovládání zastiňovacích prvků (rolety, žaluzie,markýzy), ale i pro ovládání osvětlení (stmívaná a spínaná světla), topení v domě a pro kontrolu dalšítechniky v budově. Sdružuje do jednoho, logicky uspořádaného systému, všechny technologické částiv domě, jako je např. technologie bazénu, zavlažovací systém, sauna, chladící jednotky, odvětrávánía mnoho dalších běžně používaných technických prvků zvyšujících komfort bydlení.

Asociace Konnex byla založena v roce 1999 se sídlem v Bruselu s těmito cíli :

definice nového standardu „KNX“ pro inteligentní instalace v budovách

založení značky KNX jako záruka kvality a kompatibility mezi různými výrobci

podpora KNX jako standardu pro Evropu

2 Základní princip KNX

V principu se jedná o decentralizovaný sběrnicový systém, který se skládá z různých KNX prvků dotéto sběrnice připojených. Každý z nich má jedinečnou fyzickou adresu, jež slouží k jeho identifikaci.Komunikace mezi jednotlivými prvky probíhá přes sběrnici, po níž jsou vysílány nebo přijímány tzv.telegramy obsahující instrukce, jak se má cílový prvek zachovat. V základu dělíme prvky naSENZORY a AKTORY. Každý senzor či aktor obsahuje v sobě aplikační program, konfigurovatelnýpomocí programového nástroje ETS. Z toho vyplývá, že prvky je možné jednoduchou změnouaplikačního programu přizpůsobit požadavkům klienta.

SENZOR - je prvek, který poskytuje vstupní informace do systému.Nejčastěji používanýsenzor je teplotní čidlo, tlačítko, binární jednotka (magnetický nebo jiný bezpotenciálovýkontakt), termoregulátor, pohybové čidlo atd.

AKTOR - je prvek, jenž provádí nějakou akci nebo přesněji řečeno vykonává nějaký povel.Mohou to být řídící jednotky pro ovládání motorů protisluneční ochrany a ventilačních oken,spínací či stmívací aktory (pro řízení osvětlení) nebo analogové výstupní jednotky (např. snapěťovým unifikovaným signálem 0-10 V) pro ovládání servopohonů.

Některé prvky, jako např. Somfy KNX motor controller, jsou současně senzorem i aktorem. Výšezmíněný motor controller totiž kromě řízení motorů totiž disponuje 8 binárními vstupy.

Na KNX sběrnici se napojují i prvky, které nelze označit za senzor nebo aktor. Těmito prvky jsou např.napěťové zdroje, různá rozhranní a liniové spojky.



Obrázek č. 1 : Aktory a senzory

3 Výhody KNX oproti klasické instalaci

V porovnání KNX/EIB instalace s tradiční instalací vyplývají následující výhody :

zkrácení a zjednodušení kabeláže

možnost snadného rozšíření

jednoduché přizpůsobení instalace při změně využívání prostor

možnost komunikace mezi všemi přístroji osazenými na sběrnici

nadstandardní požadavky, které jsou u tradiční instalace často nákladnější

systém Konnex je otevřený systém a proto může být propojen pomocí různých bran s dalšímisystémy, s kterými si může vyměňovat informace

Obrázek č. 2 : Tradiční instalace s delší kabeláží



Obrázek č. 3 : KNX instalace s redukovanou kabeláží

4 Struktura KNX sběrnice

KNX je plně decentralizovaný systém, ve kterém může vzájemně komunikovat až 65 536 zařízení /uzlů pomocí 16-ti bitového adresování.

Celá síť Konnex se skládá ze tří úrovní. Nejvyšší úroveň je centrální nebo též páteřní linie (backboneline) s 15 hlavními liniemi (main line - střední úroveň) a na každou z nich může být napojeno dalších15 linií (spodní úroveň - podsítě). Struktura podsítě umožňuje připojit až 256 zařízení na jednu linku,které mohou být spolu s hlavní linií a částí páteřní sběrnice zahrnuty do jedné skupiny zvané zóna(oblast) 1 až 15 (area 1 až 15).

Tato 3-úrovňová struktura sítě však vyžaduje oddělovače zón (area coupler) a linií (line coupler) – vizObrázek č. 5. Bez nich je struktura sítě omezena jen na jednu linii (páteřní) s maximálně 256připojenými jednotkami. KNX volitelně umožňuje i integraci podsítě přes IP.



Obrázek č. 4 : Struktura KNX sběrnice

4.1 Topologie linie

Každé zařízení (účastník) si může vyměnit informaci s každým jiným účastníkem pomocí telegramu.

Každá linie se skládá z maximální 4 liniových segmentů s maximálně 64 účastníky. Každý segmentvyžaduje svůj zdroj napájení.

Obrázek č. 5 : Liniové a oblastní spojky



4.2 Topologie oblasti

Prostřednictvím oblastních spojek lze rozšířit hlavní linii o 15 oblastí. Tak jako každá linie, musí míti každá oblast svůj zdroj napájení. Na hlavní a oblastní linii se nesmí nacházet liniový zesilovač. Tentoliniový zesilovač může být osazen pouze v liniích, pokud nestačí její maximální kapacita 64 účastníků.

V rámci jedné oblasti (zóny) může být osazeno až 15 x 64 = 960 účastníků v základním(nerozšířeném) provedení sběrnice.

4.3 Fyzická adresa

Fyzická adresa slouží pro jednoznačnou identifikaci účastníka. Z fyzické adresy lze rozpoznat přesnoupolohu zařízení v rámci topologie sběrnice. Fyzická adresa má podobu Oblast x Linie x Účastník apohybuje se v rozmezí od 0.0.1 do 15.15.255.

B=1-15 adresuje na oblast 1-15 Oblast

B=0 odkazuje na účastníka napáteřní linii

L=1-15 adresuje na linii 1-15 v rámcioblasti definované pomocí B

Linie

L=0 odkazuje na hlavní linii

U=1-255 odkazuje na účastníka v rámcidefinované linie pomocí L

Účastník

U=0 adresa liniové spojky

Fyzická adresa je přidělována jednotlivým účastníkům v rámci programování systému. Přijetí fyzickéadresy účastníkem se provádí během programování po stlačení programovacího tlačítka. Běhemtohoto procesu svítí programovací LED dioda.

Pro normální provoz není znalost fyzické adresy důležitá. Po úspěšné konfiguraci systému budemepotřebovat fyzickou adresu pouze pro tyto případy :

diagnóza a hledání chyb

výměna zařízení za jiné

pro potřebu programování přes sběrnicovou spojku jiného zařízení

4.4 Oblastní a liniová spojka, liniový zesilovač

Liniový zesilovač, oblastní a liniová spojka jsou totožná zařízení. Jejich funkce se mění místemosazení na sběrnici a tím také jejich jinou fyzickou adresou – viz též Obrázek č. 5. Do každé linie lzeosadit až 3 liniové zesilovače a tak se zvyšuje kapacita jedné linie na 255 účastníků. Tento liniovýzesilovač se též počítá jako jeden účastník. Tyto 3 liniové zesilovače mohou být zapojeny pouzeparalelně, nikoliv sériově za sebou. Pro takto vytvořenou podružnou linii platí stejné zásady jako prokaždou jinou linii (vlastní zdroj, vzdálenosti zařízení, atd.).

Při plném využití oddělovačů linií a liniových zesilovačů lze v rámci jedné KNX sběrnice osadit až 256x 15 x 15 = 57600 účastníků. Pokud by nebylo použito liniových zesilovačů, pak by mohlo býtv základním plném provedení KNX sběrnice napojeno 64 x 15 x 15 = 14400 účastníků.



Liniové zesilovače by měly být použity pouze pro rozšíření existujícího zařízení. Využívání oblastnícha liniových spojek nám zaručuje vyšší spolehlivost systému, protože každá oblast (linie) pracujesamostatně. Zároveň se tím omezí i množství přenášených telegramů, jelikož oddělovače filtrujítelegramy a do dalších linií propouští pouze nezbytné telegramy.

Osazení spojek a jejich fyzická adresa O x L x U

O L U pojmenování osazena kde

>0 =0 =0 oblastní spojka páteřní / hlavnílinie

>0 >0 =0 liniová spojka hlavní linie / linie

>0 >0 >0 liniový zesilovač rozšíření linie

4.5 Minimální instalace

Minimální TP1 (Twisted pair) instalace se skládá z těchto zařízení :

zdroj 29 V DC

senzor

aktor

sběrnicový kabel

Obrázek č. 6 : Základ instalace



5 Přenosová média

Lze použít následující fyzická přenosová média:

Kroucené páry (Twisted pair) : TP1 - médium převzaté ze standardu EIB - definovanákomunikační rychlost 9.6 kbit/s

Napájecí (síťové) vedení (Power line) - metalické vodiče : PL110 - médium převzaté zestandardu EIB - definovaná komunikační rychlost 1200 bit/s, nosná přenosová frekvence 110kHz

Radiový přenos (RF = Radio Frequency) - bezdrátový - plně specifikovaný standardem KNXumožňuje bezdrátovou komunikaci na frekvenci 868 MHz, kódovanou systémem FSK(Frequency Shift Keying),

Infračervený přenos (Infra) - bezdrátový

Mimo výše vyjmenovaná média lze díky unifikovaným KNX službám použít i média, která jsouzaložená na IP komunikaci, jako jsou Ethernet, Bluetooth, WiFi /Wireless LAN nebo FireWire.

Obrázek č. 7 : Různé typy přenosového média

6 Topologie sběrnice TP1

Fyzická topologie je závislá na volbě média. Například v případě použití TP (twisted pair) lze vytvořitsběrnicovou, stromovou i hvězdicovou strukturu propojení - viz obrázek níže. Pouze kruhová topologienení přípustná..



Obrázek č. 8 : Topologie sběrnice

Přestože celková maximální délka všech vodičů v jedné linii (části sběrnice/sítě bez oddělovačů linií azón - viz níže - struktura sítě) může být až 1000 m, maximální vzdálenost mezi dvěma sousednímipřístroji (účastníky) může být maximálně 700 m. Pokud je navíc připojený přístroj napájen po sběrnici,nesmí se nacházet dále než 350 m od zdroje napájení. Minimální vzdálenost 2 napájecích zdrojův rámci jedné linie je 200 m. V jedné linii se mohou nacházet maximálně 2 zdroje.

Vzdálenosti a délky vodičů pro TP (twist pair)

Vzdálenost 2 zdrojů min. 200 m

Vzdálenost přístroje od zdroje napájení max. 350 m

Vzdálenost mezi přístroji max. 700 m

Celková délka vodičů na jedné linii max. 1000 m

Obrázek č. 9 : Zásady délek a vzdáleností



Při delší délce kabeláže by nebyl zaručen spolehlivý přenos telegramů. Delším vzdálenostem bránítaké elektrické parametry sběrnicového kabelu.

6.1 Kabely pro sběrnici

Následující typy kabelů lze použít pro sběrnici Konnex TP1:

Typ Konstrukce Kabeláž

YCYM 2 × 2 × 0,8 Směrnice EIBA (založena na:DIN VDE 0207 a 0815)

Žíly: červená (+KNX), černá (-KNX), žlutá (nepřiřazena), bílá(nepřiřazena)

Pevná kabeláž: v suchých,vlhkých a mokrých místnostech,pro povrchovou montáž,zapuštěnou montáž, v trubkách.Venkovní: pokud je chráněna

před přímým slunečnímzářením.

J-Y (St) Y2 × 2 × 0,8 KNXVerze*

DIN VDE 0815 (založena na:DIN VDE 0815) Žíly: červená(+KNX), černá (-KNX), žlutá(nepřiřazena), bílá(nepřiřazena)

Pevná kabeláž: v suchých avlhkých provozech, propovrchovou montáž,zapuštěnou montáž, vevenkovních trubkách, v a podomítkou.

K jednotlivým přístrojům (účastníkům) se připojuje vodič CE+ (červený) a CE- (černý). Polarita vodičůnesmí být zaměněna!

Obrázek č. 10 : Vodič pro TP1

7 Komunikace

7.1 Skupinová adresa

Komunikace mezi účastníky se provádí pomocí skupinových adres.

V nastavení ETS lze nastavit 2 úrovňovou ( hlavní skupina/podskupina) nebo 3 úrovňovou (hlavnískupina / meziskupina / podskupina) strukturu skupinových adres. Tyto skupiny mohou být použitynapř. podle tohoto schématu :

hlavní skupina = podlaží

meziskupina = profese (žaluzie, ventilační okna, osvětlení, vytápění, ...)

podskupina = funkce (žaluzie nahoru kvůli větru, centrální tlačítko nahoru / dolu, ...)

Zvolené schéma skupinových adres může být přenášeno do dalších projektů.



Aktory mohou být přiřazeny k více skupinovým adresám (jejich množství závisí na vnitřní pamětiaktoru). Senzory mohou v rámci jednoho telegramu zasílat pouze do jedné skupinové adresy.

Do jedné skupinové adresy mohou být připojeny pouze objekty o stejné velikosti. Jeden komunikačníobjekt může být přiřazen k více skupinovým adresám.

7.2 Příznaky

Každý komunikační objekt má různé příznaky, které určují způsob jeho komunikace :

COMMUNICATION Objekt má normální spojení se sběrnicí

Telegramy budou přijaty, ale objekt zůstane beze změny

READ Informace objektu lze přečíst přes sběrnici.

Informace objektu nelze přečíst přes sběrnici.

WRITE Tento objekt může být přes sběrnici pozměněn.

Tento objekt nemůže být přes sběrnici pozměněn.

TRANSMIT Objekt bude změněn a odešle odpovídající telegram.

Objekt odešle jen při požadavku na čtení telegram s odpovědí.

UPDATE Telegram bude interpretován jako povel k zápisu a hodnota objektu budeaktualizována.

Telegram nebude interpretován jako povel k zápisu a hodnota objektunebude aktualizována.

7.3 EIS typy

EIS (EIB Interworking Standards) – typy datových objektů.

EIS typ Jméno objektu Velikost

EIS 1 přepínač 1 bit

EIS 2 stmívač 1 bit / 4 bity / 8 bitů

EIS 3 čas 3 byte

EIS 4 datum 3 byte

EIS 5 hodnota 2 byte

EIS 6 relativní hodnota 1 byte

EIS 7 rolety 1 bit

EIS 8 priorita/ kontrola 1 bit / 2 bit

EIS 9 IEEE – plovoucí 4 byte

EIS 10 16 bit počítač 2 byte


EIS 12 Přístup 4 byte

EIS 13 ASCII znak 1 byte


EIS 15 řetězec 14 byte



8 Telegram

K přenosu informací používají účastníci datové telegramy. K přenosu telegramů dochází tímtozpůsobem :

Pokud účastník potřebuje odeslat telegram, zjistí, zda po dobu t1 nebyl na sběrnici vyslán žádnýtelegram, t.z., zda po dobu t1 byla sběrnice volná. Poté účastník odešle svůj telegram a do doby t2obdrží od dotčených účastníků potvrzení o příjmu. Pokud potvrzení nedojde nebo některý z účastníkůodešle hlášení o chybě, může se odesílání telegramu v závislosti na jeho důležitosti až 3x opakovat.Toto potvrzení zajišťuje vysokou spolehlivost systému.

Obrázek č. 11 : Potvrzení telegramu

Telegramy jsou po sběrnici vysílány ve formě signálů 0/1, které se provádí změnou stavů napětí –napětí přítomno / napětí nulové. Přenos jednotlivých signálů je symetrický, t.z., že záporný potenciálna plusovém vodiči (+) má svůj protějšek v kladném potenciálu na minusovém vodiči (-). Takto vznikáminimální napětí dUmin až 14 V. V opačném případě při kladném potenciálu na plusovém vodiči (+)vzniká na minusovém vodiči (-) stejně velký, ale záporný potenciál. Takto vznikne u odesilatele napětídUmax až 34 V.

Sběrnicové spojky reagují pouze na rozdíl potenciálů mezi vodiči sběrnice, nikoli na jejich napětí vůčijiným potenciálům, např. ochrannému vodiči.

Obrázek č. 12 : Zasílání telegramů



8.1 Potvrzení telegramu

Po odeslání telegramu očekává adresát potvrzení telegramu. Pokud potvrzení nedostane, opakujeodeslání telegramu až 3x. Požadavek na potvrzení zvyšuje spolehlivost systému.

Obrázek č. 13 : Potvrzení telegramu

8.2 Struktura telegramu

Telegram se skládá z informací o odesilateli a příjemci telegramu, z datového pole přenášejícípotřebnou informaci a z pomocných polí – viz Obrázek č. 14.

Obrázek č. 14 : Struktura telegramu



9 Účastník

Ke sběrnici se připojují přístroje, které se nazývají účastníci. Účastníky lze rozdělit na senzory(vysílače) a aktory (přijímače). Každý účastník jako např. aktor pro ovládání žaluzií, kombinované čidloa stmívač osvětlení, se principielně skládá ze 3 částí :

sběrnicová spojka

aplikační rozhraní

aplikační modul

Sběrnicová spojka obsahuje svorky pro připojení k 2-žilové sběrnici KNX. Druh účastníka určujepřevážně aplikační modul (hardware). V případě aktoru pro spínání jde o relé, u čidla teploty se jednáo tepelně závislé odpory.

Sběrnicová spojka převádí signály z aplikačního modulu do datového telegramu, který posílá nasběrnici. Tento telegram poté přijmou příslušné aktory, které tuto informaci převedou do srozumitelnéformy pro aplikační modul osloveného přístroje.

10 Programování v ETS 3

Programování parametrů systému se provádí pomocí programu ETS. Základní pracovní obrazovkamůže vypadat takto :

Obrázek č. 15 : Základní obrazovka



V pravé části okna se nachází specifikace veškerých účastníků (aktorů a senzorů) a jejich umístěnídle dispozice objektu. U jednotlivých účastníků si lze nechat zobrazit všechny jeho komunikačníobjekty, které mohou být přiřazovány v rámci skupinových adres.

Obrázek č. 16 : Přehled budovy se všemi zařízeními

V levé části okna jsou uvedeny nadefinované skupinové adresy. Po rozkliknutí skupinové adresy lzespatřit přiřazení k jednotlivým komunikačním objektům jednotlivých účastníků.



Obrázek č. 17 : Obrazovka se skupinovými adresami

Aby mohl program pracovat s účastníkem, musí se nejprve načíst specifikace tohoto zařízeníz produktové databáze. Každý výrobce dodává ke svému zařízení svoji produktovou databázi. Z tétodatabáze se poté importují jednotlivá zařízení do projektu.

Obrázek č. 18 : Vyhledávání zařízení v katalogu výrobce

Každé zařízení může být individuálně nastaveno. Toto se provádí ve vlastnostech zařízení.



Obrázek č. 19 : Změna parametrů zařízení

Date post:	31-Oct-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	3 times
Download:	0 times

KNX technické informace - Somfy · 2010. 5. 28. · zmíněný motor controller totižkromě...

Documents