Unitas.ru

Сантехника водопровод
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Платформа автоматизации зданий KNX

Платформа автоматизации зданий KNX.

Вернуться в раздел

Технологическая платформа KNX базируется на стандартах — протоколах, оборудовании и программном обеспечении.

В этой технологии существует несколько протоколов, примерно столько же, сколько и сред передачи.

А сама платформа предлагает как оборудование от разных производителей, так и программное обеспечение и прежде всего единую программу для инженеров-инсталляторов ETS.

Строго говоря, сеть KNX — это открытая стандартная одноранговая распределенная система управления с коммутацией пакетов.

В соответствие с моделью взаимодействия открытых систем ISO/OSI, в ней определены и используются уровни 1-4 и 7. Уровни 5 — сессионный и 6 — представления не реализованы.

Сети KNX могут быть построены с применением различных сред передачи и протоколов: витая пара TP-0 и TP-1, силовая сеть PL-110 и PL-132, ИК-канал, радиоканал с частотой 868 МГц и сеть Ethernet .

Начнем рассмотрение технологии KNX с основных принципов работы, при этом условимся, что в качестве примера будет использован протокол TP1.

Основное оборудование выпускается как раз для работы с этим протоколом и для среды передачи TP1.

Минимальная инсталляция TP1 состоит из источника питания с дросселем, датчика и исполнительного устройства. Все приборы необходимо также соединить сетевым кабелем KNX TP1 (шиной) и подвести силовое питание к тем устройствам, которые в нем нуждаются.

Примерная схема

Отметим, что KNX устройства в сети имеют адреса.

Первый тип из них — физический (или индивидуальный) адрес. Он нужен для идентификации в сети и обеспечивает возможность обратиться именно к одному устройству, например при загрузке программы.

Кроме того, есть групповые адреса. Они отвечают за выполнение определенных функций и одинаковы, по крайней мере, для двух устройств, которые задействованы в выполнении этой функции. Так, в нашем примере выключатель-датчик имеет физический адрес 1.1.1 и групповой 2/1/3 , а исполнительное устройство-реле имеет физический адрес 1.1.2 и такой же групповой адрес 2/1/3.

Рассмотрим, как функционирует такая схема для реализации простой функции включение/выключение освещения. При нажатии на кнопку выключателя в сеть ( шину) посылается сообщение (телеграмма), которая содержит некоторую служебную информацию, определяемую протоколом и данные о произошедшем событии, в данном случае это включение — «1», вместе с командой, как эти данные использовать. Телеграмма направляется от устройства 1.1.1 на групповой адрес 2/1/3.

Все устройства, подключенные к сети, получают эту телеграмму, но лишь устройства, имеющие групповой адрес 2/1/3 обрабатывают телеграмму, проверяют её на правильность приема, отсылают телеграмму подтверждения и выполняют команду. В данном случае замкнется контакт реле 1.1.2, и включится лампа. Для выключения освещения с выключателя посылается «0» и в сети все повторяется. В случаях, когда устройство занято или телеграмма пришла с ошибкой, то в ответной телеграмме устройство, посылавшее команду, получит эту информацию. В таком случае, через какое-то время сообщение-телеграмма будет повторена и устройства, которые не смогли её выполнить получат второй шанс. Таких повторений в протоколе TP1 предусмотрено до 3-х раз.

Читайте так же:
Накладной выключатель для мебели сенсорный jet

Разумеется, реальные проекты значительно сложнее нашего примера. Даже простой проект квартиры будет включать несколько десятков устройств. Поэтому следует придерживаться определенных правил при создании проекта в программе ETS.

Сначала в программу переносится вся экспликация помещений, где предполагается устанавливать оборудование KNX. Выключатели должны быть размещены в комнатах, где они управляют освещением или шторами, датчики протечек — в санузлах и т.д.

Исполнительные механизмы — многоканальные реле, управление приводами штор, диммеры, а также сетевые устройства — источники питания и линейные соединители, устанавливаются в шкафах (щитах) автоматики, места для которых тоже должны быть определены в проекте. Далее создается его топология, после которой формируется структура групповых адресов, которая соответствует требуемому количеству функций, выполняемых системой. Лишь после этого из баз данных следует вставить в проект необходимое оборудование и произвести конфигурирование его программ для более точного выполнения требуемых функций. На заключительном этапе производится загрузка (программирование) физических адресов, программ и параметров во все устройства по очереди. Обычно для программирования адреса прибора на его лицевой панели нажимают специальную кнопку для индикации загорается красный светодиод и производится загрузка из ПК.

Отметим, что все загруженные адреса и программы сохраняются в энергонезависимой памяти, то есть устройства KNX достаточно запрограммировать только один раз, причем не обязательно на объекте. Лишь после выполнения всех операций в программе ETS можно приступать к проверке функционирования системы на объекте.

Содержание

В феврале 1990 года была организована ассоциация EIBA со штаб-квартирой в г. Брюссель (Бельгия). Основателями ассоциации были компании Siemens, Gira, ABB, Berker, Jung и другие — всего 15 компаний. Задачи ассоциации: продвигать на рынке саму технологию, следить за качеством и совместимостью оборудования, производимого её членами, и подготавливать программы обучения специалистов. Через несколько лет уже около 100 европейских и мировых компаний предлагали сертифицированное оборудование под логотипом EIB. Участники ассоциации контролировали до 80 % европейского рынка инсталляционных устройств. К середине 2000 года в мире было установлено более 10 миллионов устройств EIB.

В мае 1999 произошло объединение трех европейских ассоциаций автоматизации зданий в одну, которая со временем получила окончательное название «Ассоциация KNX». Произошло и слияние трех технологий: EIB, EHS (European Home System) и Batibus. По мнению различных экспертов, в стандарте KNX до 80-90 % составляет технология EIB. Это объединение — результат общей интеграции в Европе. Главенство EIBА не скрывалось всеми участниками, именно поэтому многие специалисты до сих пор предпочитают говорить о EIB/KNX. В конце 2003 года технология была утверждена как европейский стандарт EN 50090, а в 2006 году — как международный стандарт ISO/IEC 14543.

     (KNX TP) — специальный кабель с фиксированной скоростью передачи 9600 бит/с
  • силовая линия (KNX PL)— скорость передачи 1200 бит/с, первоначально только поверх 230 В, 50 Гц (в настоящее время практически не применяется) (KNX IP) — например, Ethernet  (KNX RF)— для обмена используется частотная полоса 868,0 — 870,0 МГц
Читайте так же:
Селективность модульных автоматических выключателей

Подключенные к шине (сети) абоненты (устройства) могут обмениваться информацией через общий канал передачи, шину. При этом подлежащая передаче информация упаковывается в телеграмму и передается по кабелю от датчика (сенсора — отправителя команд) к одному или нескольким исполнительным механизмам. При успешной передаче и приеме каждое устройство-приёмник квитирует (подтверждает) получение телеграммы. При отсутствии подтверждения передача повторяется еще три раза. Если и после этого квитирование отсутствует, то процесс передачи заканчивается. Именно поэтому протокол KNX не является «промышленным», то есть его нельзя применять в приложениях, связанных с опасностью для людей.

Передача производится модулированием напряжения в сети, причём логический нуль пересылается в виде импульса, с амплитудой примерно ±6 В. Отсутствие импульса интерпретируется как логическая единица. Телеграммы пересылаются пакетами по 8 информационных байт. Пересылка синхронизируется старт- и стоп-битами. Есть бит контроля чётности.

Для разрешения коллизий (столкновений) телеграмм в сети TP1 применяется метод CSMA/CA. Этот метод гарантирует случайный беспроблемный доступ устройств к шине, при этом — без существенного снижения её максимальной пропускной способности. При этом гарантируется, что первоначально будут переданы сообщения с наивысшим приоритетом.

Для того, чтобы система заработала, необходимо не только установить устройства и соединить их необходимыми кабелями между собой и с силовой сетью, но и запрограммировать устройства с помощью программного обеспечения ETS. До загрузки необходимо провести следующие операции: назначить устройствам индивидуальные физические адреса, выбрать и настроить (параметризировать) прикладные программы устройств, создать структуру групповых адресов и объединить в них объекты связи.

В пределах одной сети каждое устройство должно иметь уникальный индивидуальный физический адрес. Назначение адресов производится с помощью ETS. Перед назначением устройству адреса оно переводится в режим программирования, как правило, путём нажатия на специальную кнопку на лицевой части корпуса, при этом для подтверждения загорается красный светодиод. Групповые (логические) адреса могут быть назначены активным устройствам системы вне зависимости от их расположения и значений физических адресов. Исполнительным устройствам (получателям телеграмм) может быть назначено несколько групповых адресов, но сенсоры (датчики) могут отправлять телеграмму только по одному адресу. В сложных системах, как правило, используют трехуровневую систему групповой адресации (главная группа/средняя группа/подгруппа).

Объекты связи, между которыми устанавливается коммутация, могут иметь размер от 1 бита до 14 байт в зависимости от функции, выполняемой этим объектом. У устройств количество объектов связи может быть разным. Например, у двухклавишного выключателя их будет минимум два с размерами в один бит. Каждый объект связи может иметь 6 флагов для задания поведения в системе.

Управляем освещением

Предположим, нам нужно организовать управление освещением в небольшом доме — допустим, у нас два этажа, лесенка и несколько комнат — несколько спален, кабинет, санузлы и всякие проходные помещения типа лестничных пролетов, прихожих и тому подобного.

Читайте так же:
Не подписаны выключатели пуэ

В простейшем случае, хочется следующего:

  1. Удобство. Например, если приходишь домой поздно, хочется сразу засветить прихожую, лестницу крыльцо и далее. Еще — включать/выключать свет в санузле по датчику присутствия.
  2. Борьба с забывчивостью. Лег спать, а из под двери пробивается свет из коридора. Ну и фиг с ним, пусть сам погаснет через, например, 10 минут.
  3. Возможность включать аварийное освещение — допустим, мы в спальне на втором этаже, а в дверь кто-то звонит — засветим сразу лестницу, коридор, крыльцо
  4. Возможность погасить весь дом при уходе

Посчитаем группы освещения, накидаем на план выключатели, прикинув их роли: от этого зависит количество клавиш. Многие производители делают аж восьмикнопочные выключатели в одноместную установочную коробку — типа такого:

Это позволяет реализовать кучу всего на одном выключателе, но не всегда удобно в плане поиска нужной кнопки.

Для любителей классической электроустановки, можно вместо нативных выключателей KNX использовать обычные, с передачей сигнала в шину посредством сухого контакта, размещаемого под выключателем в монтажной коробке (на картинке — сухарь под четырехклавишный выключатель):

Исходя из количества групп и их назначения, можно выбрать многоканальное реле (не забываем учитывать токи нагрузки). Их производят примерно все, однако распространены устройства Gira, ABB, MDT, Zennio.

Дальше — план проводки. От щита к выключателям подводится только шинный кабель, тот самый JY(St)Y 2х2х0,8. К нагрузкам (светильникам) — соответствующий электрический кабель (ВВГ, NYM — по вкусу). Количество и расположение щитов — по вкусу. В трехэтажном таунхаусе я делал три этажных щита — в каждом по многоканальному реле для управления светом на этаже, так меньше электрического кабеля разматывать.

Приятный бонус: свободные каналы реле можно использовать для управления розетками. Однако, поскольку многоканальники имеют, как правило, небольшую мощность (токи до 10А), на розетки нужно использовать промежуточные реле соответствующей мощности.

Вот что у нас будет

1. Модуль логики

Пускай это будет интеллектуальный модуль логики от Loxone. Он представлен в двух вариантах — Miniserver — удобен для интеграции при прокладки коммуникации в новых домах и Miniserver Go — если не планируется прокладывать провода, но хочется добавить дому «мозгов». Производится пионером умных домов, компанией Loxone из Австрии.

2. Щитовое оборудование

Кто не знает про ABB? Скажем так, во многом благодаря промышленному оборудованию этой компании, у нас в домах есть вода, свет и тепло. А все потому, что компания выпускает надежную автоматику для отраслей, где надежность критична — электростанции, очистные сооружения, авиация, флот и т.д. И знаете что? Её бытовые устройства — не исключение. Скажем проще — в техподдержке ABB царит тишина (в нашей, кстати, тоже), потому что устройства компании просто… работают.

Читайте так же:
Секционный выключатель схема подключения

Производство устройств расположено в Германии на старинном заводе, с традиционно высокими стандартами контроля качества.

3. Датчики движения

Пускай это будут датчики движения EyeZen TP от итальянской компании Zennio. Безотказные. Абсолютно незаметные. Впрочем, очень симпатичные, если все же их заметишь.

4. Выключатели

Разумеется, тут не обойдется без EKINEX, например — 20Venti Services. Если уж кнопочные выключатели, то только такие. Какое-то настоящее буйство высоких технологий и дизайна. Что тут скажешь — Италия. Пиктограммы и надписи наносятся по заказу. И да, кстати — это не только выключатель. В нем спрятан еще и температурный сенсор. Поэтому установка лишних сенсоров не понадобится.

5. Аудио-мультирум

Вам совершенно не понадобится картина художника экспрессиониста, если у вас установлена аудио-мультирум система Aalto от бельгийской компании Basalte. Вроде все просто, но как смотрится на стене! А уж как звучит!

6. Термостат

А как насчет такого термостата? Horizon Thermostat от Crestron? С ярким тач-дисплеем и фантастически отзывчивым управлением. Цвет подсветки, естественно, настраивается — куда сейчас без этого?

Из чего состоит умный дом KNX?

Хотя рынок предполагает широкий выбор шинных методик, данный стандарт технологий поддерживается наибольшим количеством производителей, соответствует международным и европейским критериям. Система предоставляет возможность легко автоматизировать работу помещения через специальный контроллер. Готовый продукт состоит из таких компонентов:

  • шина – ключевая деталь;
  • исполнительные устройства, управляющие отдельными механизмами;
  • сенсоры для включателей, выключателей и прочих аспектов;
  • системные приспособления служат линейными соединителями, блоками питания.

Логическая структура обеспечивает полноценную совместимость всех элементов. Сетевые технологии могут выполнять как простую, так и сложную работу в аудитории. Умный дом KNX обладает множеством преимуществ, но особого внимания заслуживает разнообразие способов управления – самыми востребованными методами стали голосовые ассистенты ведущих поисковых служб.

На первый взгляд кажется, что подобные решения по карману только бизнесменам и богачам, однако ценовая политика определяется исключительно комплексностью оборудования. Каждый, кто хочет автоматизировать свое жилье, может подыскать для себя подходящий по стоимости вариант.

KNX Securе: Умный дом. Концепция двойной защиты

О системе “Умный Дом” наверняка слышали многие, это очень удобно, поскольку позволяет экономить силы и время, которые человек обычно тратит на рутинные заботы о собственной квартире, доме и придомовой территории. Но несмотря на все преимущества данной системы, она довольно медленно внедряется в жизнь обычных людей. Причин для этого несколько: одни опасаются дороговизны нововведения, другие попросту не доверяют технике – как это какие-то кнопочки могут понять, когда пришло время поливать мой любимый газон.

KNX Securе: Умный дом. Концепция двойной защиты

Есть еще одно весьма здравое опасение: а что там с безопасностью собственно системы “Умный дом”? Во последнее время мы слышим сообщения о взломах электронных почтовых ящиков, банковских счетов и даже о вмешательстве в электронную систему голосования на выборах президента в США.

В нашем материале речь пойдет о том, как обеспечивается защита передачи данных системой “Умный дом” от ассоциации KNX, которую на рынке Украины представляет компания Home Technology Group.

Читайте так же:
Устанавливаем выключатель с двумя клавишами

В особенности возможность удаленно управлять установкой KNX через Интернет и / или через беспроводную сеть WLAN требует дополнительных защитных мер. Вследствие доступа к устройствам и средствам передачи информации существует риск манипулирования трафиком данных.

При этом необходимо защитить передаваемую информацию на каждой среде передачи данных (KNX TP, PL, RF, IP) от телеграмм модификации или регистрации и их повторения, посылаемых манипуляционной образом извне.

KNX Securе: Умный дом. Концепция двойной защиты

Удаленный доступ к шинной системе KNX через Интернет должен быть застрахован таким образом, что операция и конфигурация устройств шины могут быть сделаны только уполномоченными лицами, прошедшими проверку. Это эффективный защитный механизм против манипуляции, если устройства шины могут взаимодействовать только друг с другом или когда они признают себя частью шинной системы. В соответствии с этим и другим требованиям KNX разработала новые концепции безопасности: KNX Data Secure и KNX IP Secure.

Читайте также: KNX Secure: Умный и безопасный дом – это реально

KNX IP Secure

Шифрование телеграмм. Если данные должны быть отправлены через интернет, связь между сетью-отправителем и сетью получателем может быть защищена с помощью виртуальной частной сети (VPN). Однако использование VPN не гарантирует, что отправитель уполномочен настроить шинную систему или обмениваться данными с ней.

В этом случае KNX IP Secure обеспечивает дополнительную безопасность за счет расширения протокола KNX IP, который зашифровывает полностью передаваемые данные. Это может быть реализовано без больших усилий даже в существующих установках.

KNX Securе: Умный дом. Концепция двойной защиты

KNX Data Secure

Если данные должны быть переданы через KNX только локально, то достаточно защитить данные путем расширения протокола шины. Механизм защиты KNX Data Secure аутентифицирует и / или шифрует выбранные телеграммы KNX независимо от среды.

Ключи назначаются на соответствующие устройства или объекты ETS. Так как в одной системе KNX возможны защищенные и незащищенные применения, то нет необходимости защищать все устройства. Кроме того существующие компоненты системы не должны быть заменены.

Таким образом, усилие поддерживается на низком уровне, и гарантируются инвестиции в технологии шины KNX.

KNX Securе: Умный дом. Концепция двойной защиты

Протокол безопасности установлен во всем мире

В будущем вновь указанные механизмы защиты KNX Data Secure и KNX IP Secure позволят создать защищенные каналы связи между участниками KNX. Таким образом может быть подавлена инфильтрация манипулированных сообщений с целью получения контроля над системой.

Для этого каждое сообщение оборудовано кодом аутентификации.

Автоматическое распределение номеров последовательности или идентификация последовательности предотвращают попытки регистрации данных и их передачи в дальнейшем в целях саботажа. Кроме того, шифрование трафика данных делает установку KNX почти неуязвимой.

Процедура основана на установленных по всему миру протоколах безопасности.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector