Войти на сайт

Приложения, взаимодействие и связывание

Центральное место в концепциях архитектуры KNX занимают точки данных (входы, выходы, параметры и диагностические данные), которые представляют переменные процесса и управления в системе. Стандартизированные контейнеры для этих точек данных: группировать объекты и свойства интерфейсного объекта. Система связи предлагает сокращенный набор инструкций для чтения и записи значений точек данных. Datapoints должны соответствовать стандартизованным типы точек данных, сами сгруппированы в функциональные блоки. Эти функциональные блоки и типы точек данных связаны с полями приложений, но некоторые из них имеют общее назначение (например, дата и время). Доступ к точкам данных может осуществляться через механизмы одноадресной или многоадресной рассылки.

Чтобы логически связать точки данных приложений по сети, KNX имеет три основных схемы привязки: одну бесплатную, одну для структурированной и одну для привязки с тегами:

• В свободный переплет, связи между точками данных не предписываются — в сочетании со свободной адресацией это поддерживает настраиваемую группировку многоадресной рассылки на уровне отдельных точек данных и является центральным элементом конфигурации S-режима (см. ниже);
• В структурированная привязка, спецификация KNX предусматривает точный шаблон для связывания всего набора точек данных, обычно соответствующий функциональному блоку или каналу (режимы кнопок соответствуют этой концепции);
• Маркированная привязка также предварительно структурирован моделями приложений, но числовое значение адреса является частью его значения.

Программирование Умного дома

Вы спросите: «Так как всё-таки управлять такой сложной конструкцией, как «Умный дом?». Процесс упрощается во много раз после проведения программирования управляющего контроллера. Нюансы программирования контроллера будет обуславливаться типами подключенных к нему устройств и их количеством. Пройдя этот, казалось бы, трудоёмкий процесс, вы без труда научитесь управлять своим умным домом, насколько бы сложной системой он не являлся.

Использование запрограммированных контроллеров лёгкое, комфортное и доступное каждому:

• целым домом можно управлять, используя при этом лишь 1 щитовую базу;
• простой, казалось бы, тип контроллера способен решить самые необходимые задачи функционирования домашнего оборудования;
• многозадачность вашего «Умного дома» больше не станет проблемой, так как запрограммированный контроллер идеально подходит для нестандартно большого количества задач.

Управление «Умным домом» используя при этом лишь 1 щитовую базу

Физическая среда передачи

TP 1

ТП1 витая пара автобус (унаследованный от EIB) обеспечивает асинхронный, символьная передача данных и полудуплекс двунаправленный дифференциальная сигнализация со скоростью передачи сигналов 9600 бит / с. Контроль доступа к медиа через CSMA / CA. Каждый пользователь шины имеет равные права на передачу данных, и обмен данными происходит напрямую (в одноранговой сети) между пользователями шины. SELV мощность распределяется по той же паре для маломощных устройств. Устаревшая спецификация TP0, работающая на более медленной скорости передачи сигналов 4800 бит / с, был сохранен из стандарта BatiBUS, но продукты KNX не могут обмениваться информацией с устройствами BatiBUS.

PL 110

Передача по ЛЭП PL 110 осуществляется с использованием частотная манипуляция сигнализация с асинхронной передачей пакетов данных и полудуплексной двунаправленной связью. Он использует центральную частоту 110 кГц (полоса CENELEC B) и имеет скорость передачи данных 1200 бит / с. Он также использует CSMA. KNX Powerline нацелен на интеллектуальную бытовую технику, но пока не пользуется спросом. Альтернативный вариант, PL 132, имеет центральную несущую частоту 132,5 кГц (диапазон CENELEC-C).

РФ

RF обеспечивает связь в диапазоне 868,3 МГц для использования частотная манипуляция с Кодирование данных Манчестера.

IP

KNXnet / IP предлагает интеграционные решения для IP-активированные медиа, такие как Ethernet (IEEE 802.2), Bluetooth, Wi-Fi / беспроводная локальная сеть (IEEE 802.11), FireWire (IEEE 1394) и т. Д.

Особенности подключения к KNX по протоколу KNXNet/IP Tunneling

При настройке проекта в ETS и при настройке Wi-Fi сети на объекте автоматизации, обязательно учитывайте особенности работы KNX IP шлюзов и особенности протокола KNXNet/IP Tunneling:

Панель управления iRidium и IP шлюз KNX должны находиться в одной IP-подсети.

При выборе IP шлюза KNX, убедитесь, что он поддерживает KNXNet/IP Tunneling.

IP multicast — подключение к KNX с использованием групповой передачи данных, не поддерживается iRidium (режим роутинга).

Подавляющее большинство KNX IP шлюзов поддерживает только 1 Unicast соединение. Это значит, что две панели управления не смогут одновременно работать с 1 KNX IP шлюзом без использования дополнительных средств:

1. Установка нескольких KNX IP шлюзов обеспечит одновременное подключение к шине нескольких панелей управления

2. iRidium Gate (программа для ПК) обеспечит подключение до 4-5 панелей к 1 KNX IP шлюзу

3. Роутеры KNX IP BAOS 771/772 поддерживают до 5 unicast соединений по KNXnet/IP Tunneling ()

4. KNX IP BAOS 771/772 поддерживают до 10 соедиенений по протоколу BAOS

Протокол KNXNet/IP Tunneling является UDP протоколом. Для работы с KNX IP шлюзом через Интернет необходимо произвести дополнительные настройки:
Активируйте NAT в настройках драйвера KNXnet/IP в проекте iRidium и настройте проброс портов на вашем интернет-маршрутизаторе.

Для стартовой инициализации проектов iRidium используется принудительный опрос групповых адресов в шине KNX, он производится при каждом запуске проекта iRidium.Чтобы при старте проекта видеть статус групповых адресов, поставьте в ETS галочку «Read» в свойствах каждого из этих адресов.

При настройке Wi-Fi сети НЕ рекомендуется использовать несколько отдельных точек доступа, при переходе между которыми на некоторое время теряется связь с KNX IP роутером. Неожиданный, кратковременный обрыв связи при переключении точки доступа, приведет к потере соединения с KNX от 1 до 2х минут. Это обусловлено защитой KNX роутеров от аварийного обрыва связи.Используйте Wi-Fi повторители для организации сети или используйте KNX роутер, поддерживающий несколько соединений. Также быстрое переподключение поможет организовать iRidium Gate или роутер с поддержкой нескольких соединений по KNXnet/IP (Logic Machine или BAOS).

Если в вашем проекте много (>100) групповых адресов, то в момент подключения (стартовой инициализации) клиента iRidium по KNXnet/IP, часть данных может не прийти на панель управления. Это не касается продолжительного режима работы (событийных изменений), но создает вероятность потери данных при подключении управляющей панели, решается одним из способов:

• использование KNX IP BAOS (протокол BAOS)
• введение интервала отправки команд в параметрах драйвера (Send Time) для более стабильного получения данных от KNX и снижения нагрузки на шину.

История KNX

EIB — профессиональная аббревиатура от European Installation Bus (Европейская инсталляционная шина). EIB — устаревшее обозначение, но оно продолжает использоваться, особенно в Европе, для технологии автоматизации зданий единого европейского стандарта-преемника — KNX. Продукция KNX распространялась под несколькими торговыми марками. Наиболее известны Instabus, ABB i-Bus, Tebis, Theben.

В феврале 1990 года была организована ассоциация EIBA со штаб-квартирой в г. Брюссель (Бельгия). Основателями ассоциации явились Siemens, Gira, ABB, Berker, Jung и др. — 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.

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 EN50090, а в 2006 году — как международный стандарт ISO/IEC 14543.

Международная ассоциация KNX со штаб-квартирой в Боюсселе занимается популяризацией технологии KNX, в том числе созданием и аккредитацией учебных центров.

Дата	Курс	Часов
Май 2022
16.05 — 19.05	KNX-304 Сертифицированный курс KNX/EIB	32
16.05 — 20.05	KNX-307 Расширенный сертифицированный курс KNX и Satel	40
Июнь 2022
14.06 — 17.06	KNX-304 Сертифицированный курс KNX/EIB	32
27.06 — 01.07	KNX-307 Расширенный сертифицированный курс KNX и Satel	40
Июль 2022
26.07 — 29.07	KNX-304 Сертифицированный курс KNX/EIB	32
Август 2022
15.08 — 18.08	KNX-304 Сертифицированный курс KNX/EIB	32
29.08 — 02.09	KNX-307 Расширенный сертифицированный курс KNX и Satel	40
Сентябрь 2022
12.09 — 15.09	KNX-304 Сертифицированный курс KNX/EIB	32
26.09 — 30.09	KNX-307 Расширенный сертифицированный курс KNX и Satel	40
Октябрь 2022
10.10 — 13.10	KNX-304 Сертифицированный курс KNX/EIB	32
31.10 — 03.11	KNX-304 Сертифицированный курс KNX/EIB	32

Литература

1. KNX-20E-640 – источник питания для шины KNX от MEAN WELL.
2. LCM-25KN/40KN/60KN – LED-драйверы MEAN WELL для умного дома, управляемые по шине KNX.
3. KNX-20E-640 – источник питания для шины KNX от MEAN WELL.
4. What is a KNX Smart Home or Building: A Complete Guide.
5. Benefits of Lighting Automation in Homes.
6. Indoor Lighting Control.
7. Lighting: Pros and Cons of using DALI with KNX for Homes.
8. World First KNX Multiple-Stage Constant Current Mode LED Driver LCM-40/60KN Series. 
9. LCM-25KN KNX Multiple-Stage Constant Current Mode LED Driver.
10. 25W Multiple-Stage Constant Current Mode LED Driver LCM-25KN series.
11. 40W Multiple-Stage Constant Current Mode LED Driver LCM-40KN series.
12. 60W Multiple-Stage Constant Current Mode LED Driver LCM-60KN series.
13. LCM-25/40/60KN LED Driver with KNX Interface Instruction Manual.
14. 640mA KNX Power Supply KNX-20E-640.
15. 1280mA KNX Power Supply KNX-40E series.

•••

Проект системы Умный-Дом.

Проект системы Умный-Дом – это документация, по которой будет строиться ваша система, программироваться заявленные функции, производиться поставка оборудования по спецификации проекта, и производиться дальнейшее техническое обслуживание системы.

Из чего состоит проект – Умный Дом.

1.Техническое задание.

Описательная часть системы, что она должна делать, как и чем управлять – каждая кнопочка, каждый датчик или панель управления, должна быть описана.

Не допускайте какого-либо поверхностного описания.

Все должно быть описано четко от А до Я.

В противном случае вам сдадут проект совсем с другими функциями, нежели вы ожидали.

2.Основная часть проекта – электрическая часть.

Электрическая линейная схема.

С указанием всех нагрузок и требуемой мощности на ваш дом.

Расположение оборудования по помещениям, светильники, бытовая техника, розетки, выключатели, датчики, с указанием группы и кратким описанием для каких целей та или иная розетка или тот или иной выключатель.

Развороты по стенам.

Схемы установки розеток и выключателей, полное описание функционала того или иного датчика, кнопки на выключатели или назначение розетки.

Группа должна быть указанна у каждого прибора.

Акты скрытых работ.

Описание всего оборудования, которое используется в системе, но установлено скрыто.

Описание прокладки кабельных трасс, для предотвращения пробития трас в дальнейшем, допустим, при установке мебели.

Кабельный журнал.

Указание всех кабелей используемых в проекте по группам, метраж и марка того или иного кабеля (провода).

Позволит вам оценить стоимость работы по монтажу умного дома, стоимость и кол-во необходимых материалов.

Спецификация оборудования.

Список оборудования с указанием, где установлено, марка производителя, артикул.

Избегайте таких пунктов как – комплект.

У каждого оборудования есть свой артикул и стоимость, которую можно проверить до закупки.

Инструкции, паспорта и сертификаты на оборудование.

На каждое изделие.

Список расходных материалов для дальнейшего обслуживания.

В основном это касается светильников.

Список светильников, где установлен, мощность, кол-во ламп, каких именно ламп – тип (накал, галоген, люминисцент, led), цоколь, мощность, необходимость диммирования, напряжение питания.

Пункт “И” нужен лишь для того, чтобы при перегорании лампочки в люстре вам не нужно было лезть в люстру, и смотреть какую лампочку нужно купить для замены.

Подводя итог: У умного дома, должен быть нормальный, умный проект!

На этом все.

Разумно подходите к своим желаниям, если домой вы приходите только спать, не готовите, не собираетесь устанавливать кондиционер — устанавливать систему Умный Дом только на выключатели – нецелесообразно.

Так же трезво оценивайте и возможности – решив сэкономить, сможете ли вы самостоятельно поехать, например, в Германию, чтобы закупить оборудование там?

И, если решите добавить какую-либо функцию, сможете ли снова поехать за двумя-тремя механизмами?

Или, специалисты начнут монтаж системы, а вы не до конца изучили финансовый аспект, деньги кончились, работа остановилась, и вы остались без света и вентиляции.

Все это выглядит сложным, множество деталей, которые нужно учитывать, подводные камни, с которыми, возможно, придется столкнуться, пусть это вас не пугает.

Итоговый результат, который вы получите, решив выбрать Умный дом – это совершенно новое качество жизни, комфорт и безопасность.

Режимы конфигурации

Установка должна быть настроена на уровне топологии сети и на отдельных узлах или устройствах. Первый уровень — это предварительное условие или фаза «начальной загрузки», предшествующая настройке распределенных приложений, то есть привязке и настройке параметров. Конфигурация может быть достигнута путем сочетания локальной активности на устройствах (например, нажатия кнопки) и активного обмена данными по управлению сетью по шине (одноранговая или более централизованная ведущая-ведомая).

Режим конфигурации KNX:

• подбирает определенную схему для настройки и привязки;
• сопоставляет его с выбранной схемой адресации; и
• завершает все это выбором процедур управления и соответствием реализации ресурсов.

Некоторые режимы требуют более активного управления по шине, тогда как другие в основном ориентированы на локальную настройку. Есть три категории устройств KNX:

KNX включает в себя инструменты для задач проектирования, таких как соединение серии отдельных устройств в работающую установку и интеграцию различных носителей и режимов конфигурации. Это воплощено в Программное обеспечение для инженерных инструментов (ETS) люкс.

Что такое KNX

У KNX убедительное и безоговорочное профессиональное развитие. В основе их стандартов — развитие ранней разработки технологии шины EIB. EIB — устаревшее название, однако его продолжают использоваться и по сей день. Нередко можно услышать использование обозначения EIB/KNX. Протокол EIB рассматривается на основе сетевой модели OSI. Она децентрализована и обладает событийным управлением. Сеть EIB реализуется в разнообразных сферах передачи данных путём поддержания стандартного протокола. Одной из причин непоколебимого успеха EIB является концепция программного обеспечения ETS (EIB Tool Software). Официально, лишь приобретая программу ETS, вы сможете получить статус EIB Partner для фирмы, которая использует в своих проектах продукцию EIB.

Прежде всего, преимуществом стандарта KNX является надёжность. Главные компоненты KNX-систем объединяются между собой определенными кабелями. Вдобавок ко всему есть механизм подтверждения получения пакетов, который производит повторную отправку пакетов при условии, что первая команда не вызвала нужных действий. Конкурирующие компании используют радиоканал, исключающий возможность повторной отправки пакетов. Этот способ считается куда менее надёжным. Также есть ещё более ненадёжные модели. Однако будем правильно относиться к их применению и отдавать дань качественным производителям, проверенным приборам и оборудованию.

KNX «Умный дом»

Авторизованное обучение KNX/EIB в Москве

Учебный центр группы компаний АРМО является официальным сертифицированным центром обучения технологии KNX/EIB.  При проведении занятий используются методики и программы обучения международной ассоциации KNX. Лабораторное оборудование фирм Merten и Gira аттестовано  международной ассоциацией KNX.  Все учебные пособия переведены на русский язык. Все преподаватели прошли специальное обучение и сертификацию международной ассоциации KNX. Учебный центр АРМО оснащен KNX оборудованием европейских производителей, на котором слушатели учебного центра отрабатывают практические задачи по созданию KNX проектов, выполнению пусконаладочных работ  KNX-систем автоматизированного управления, поиску и устранению неисправностей в системах автоматизации на базе протокола KNX. 

Предлагаемые программы обучения ориентированы на специалистов в области автоматизации зданий, инженерного оборудования и интеграции систем здания, а также на менеджеров по технической поддержке сетей KNX/EIB и менеджеров проектов.

Слушатели курсов могут сдать сертификационный экзамен, после регистрации которого учащийся получит членство в ассоциации KNX. Слушатели курсов после успешной сдачи экзамена получают международные сертификаты KNX/EIB.

Слушатели получают бесплатно материалы курсов и информационные материалы производителей оборудования.

Рабочая среда KNX

Рабочая среда для передачи данных:

• витая пара;
• силовая сеть;
• радиоканал;
• сеть Ethernet;

Наибольшее распространение получила связь по витой паре KNX ТР. Для этой шины используют безопасное напряжение до 29 В. Устройства объединяют в сегменты линии, до 64 устройств
в сегменте.

У каждого сегмента есть свой источник питания. Длина сегмента не превышает 1 000 метров. Расстояние между устройствами – не более 700 метров. Линия содержит от одного до четырех сегментов, каждый из них подключается через линейный усилитель. Допустимое расстояние между двумя источниками питания – 200 метров.

С помощью линейных соединителей до 15 линий подключаются к одной главной линии и образуют зону. Следующая ступень сети – зонная линия. Через зонный соединитель она объединяет до 15 зон. Это позволяет объединить более 58 тысяч шинных устройств. Скорость передачи информации в такой системе составит 9 600 бит/с.

Для передачи информации по технологии KNX PL используют силовую сеть. В этом случае, дополнительная информационная линия не нужна. Кроме того, отпадает потребность и в источниках питания. Топология этой технологии подобна структуре рассмотренной выше. Скорость обмена информацией достигает 1 200 бит/с.

В системе KNX ТР средой обмена информацией служит радиоканал. В такой системе нет необходимости в строгой иерархии. Обмен информацией ограничивает только дальностью действия радиоканала. При KNX ТР скорость передачи информации – 16 384 бит/с.

Для технологии KNXnet/IP средой передачи информации является Ethernet. Это позволяет системе KNX функционировать с использованием сети Интернет, но без постоянного подключения к ней. Скорость обмена достигает 10 МБит/с.

Что такое «Умный дом»

Представьте на секунду, что вся ваша техника в доме/квартире полностью автоматизирована и может выполнять все свои функции без вмешательства человека. Совокупность контроллеров и датчиков делает за вас всю работу, а вам лишь требуется предварительно настроить их с помощью программы. Датчики и контроллеры могут реагировать на тепловую энергию и движения. Наиболее простое сравнение, которое можно привести в данном случае — сигнализации, которые работают с помощью датчиков движения и реагируют на прикосновения. Однако в «Умном доме» каждый хочет добиться максимальной автоматизации своей бытовой и компьютерной техники, прикладывая при этом минимальное количество усилий для управления ими.

Построение системы освещения с использованием LED-драйверов, управляемых по протоколу KNX

В простейшем случае архитектура системы KNX включает в себя блок питания, актуатор, LED-драйвер или диммируемый LED-драйвер, если требуется функция регулирования яркости (рисунок 1).

Рис. 1. Архитектура системы освещения KNX

В течение многих лет для систем управления освещением использовался протокол DALI (Digital Addressable Lighting Interface), который определяется рядом технических стандартов IEC 62386. DALI и KNX имеют схожие достоинства, такие как простая топология, соответствие стандартам, плавная кривая регулирования яркости и прочие. Сложности при использовании DALI связаны с адресацией и настройкой устройств, увеличивающих время ввода системы в эксплуатацию. Стоит отметить, что несмотря на то, что продукты DALI разработаны в соответствии с IEC62386, в отличие от KNX они не проходят проверку на соответствие. В большинстве случаев проблем не возникает, однако совместимость всех продуктов не гарантируется, и сопряжение устройств может оказаться дорогостоящим. Кроме этого, протокол DALI не предусматривает подтверждения получения команды, в отличие от KNX. Если на шине произошла коллизия с другой командой, то нет никакой уверенности, что команда прошла, это делает стандарт DALI менее отказоустойчивым по сравнению с KNX.

Протокол KNX предлагает ту же функциональность, что и системы DALI, но без необходимости адресации к каждому осветительному устройству. Вместо этого KNX фокусируется на входах – переключателях, датчиках, термостатах – и управляет ими через актуаторы – исполнительные механизмы. Также есть возможность подключения и устройств DALI через специальный шлюз (рисунок 1 справа). Такое подключение LED-драйвера имеет некоторые недостатки. В таблице 1 приведено сравнение между подключением к шине KNX напрямую и через шлюз KNX/DALI.

Таблица 1. Подключение LED-драйверов напрямую к KNX и через шлюз KNX/DALI

Параметр	LED-драйвер KNX	DALI и LED-драйвер
Стоимость подключения	Подключение напрямую к KNX, стоимость ниже	Требуется шлюз DALI, стоимость выше
Надежность	Каждое устройство независимо, повреждение одного узла не выводит из строя всю систему	Неисправность со шлюзом DALI выводит из строя все управление освещением
Совместимость	KNX гарантирует совместимость	Разные производители шлюзов DALI имеют разные подходы к подключению LED-драйверов
Количество устройств на шине	До 256 (1 шина TP1-256)	До 64 (1 шина DALI)
Длина шины, м	До 700	До 300
Скорость шины, бит/с	До 9600	До 1200
Удобство конфигурации	База данных KNX (ETS)	База данных KNX (ETS) + настройки DALI
Дополнительные возможности	Счетчик времени наработки/мониторинг потребления	Нет

Компания MEAN WELL предлагает серию LED-драйверов с поддержкой стандарта KNX, которые позволяют избежать возможных проблем с несовместимостью шлюза DALI и LED-драйверов, а также предоставляют широкий функционал для улучшения системы освещения.

Устройства, работающие по протоколу KNX

ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВ

• Могут устанавливаться в стандартные распределительные коробки, либо монтироваться на DIN-рейку.
• Дополнительное питание не требуется: устройства подключаются только к шине KNX и непосредственно датчикам или управляемым устройствам.
• Все устройства KNX сертифицируются. Для программирования обязательно иметь соответствующий устройству файл конфигурации. Файл загружается с сайта производителя и интегрируется в программу ETS. В этой же программе можно изменить конфигурацию устройств по предусмотренной производителем схеме.
• В большинстве случаев, устройства имеют в своем составе несколько объектов, которые являются минимальной единицей для участия в группах, приема и отправки сообщений, настройки параметров и других элементах проекта.

Конфигурация сети (Программирование)

Проектирование системы на базе KNX осуществляется с помощью специализированного инженерного программного обеспечения ETS, причём конфигурирование сети может производиться в двух режимах:

• S-Mode (System mode) — полный доступ к конфигурированию всех параметров устройств, включая проектирование, формирование групповых адресов и программирование (загрузка) устройств при помощи ETS. Используется для создания систем квалифицированными специалистами.
• E-mode (Easy mode) — упрощенный режим конфигурирования. Большинство настроек выставлено по умолчанию, некоторые можно изменить при помощи управления (клавиш) на контроллере.