KNX

Материал из ТХАБ.РФ
Перейти к: навигация, поиск
KNX logo.svg
KNX-Transceiver-Board de Elmos

KNX — коммуникационная шина, широко используемая для автоматизации зданий.

Стандарт шины KNX, стал развитием более ранней разработки EIB (аббр. от англ. European Installation Bus, Шаблон:Lang-ru). EIB — устаревшее обозначение, но оно продолжает использоваться, особенно в Европе. Иногда используется обозначение EIB/KNX.

Продукция KNX распространялась под несколькими торговыми марками. Наиболее известны Instabus, ABB i-Bus, Tebis, Theben.

История

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.

История распространения технологии KNX в России

Первые российские специалисты проходили обучение в Германии, Франции, Польше, начиная с 1997 года. Так во Вроцлаве были организованы сертифицированные курсы на русском языке, что способствовало продвижению. До 2004 года было сертифицировано примерно 80 инженеров. Сегодня (2016г.) на сайте KNX.org отмечено 370 сертифицированных специалистов из России.

В мае 2004 года на площадке МЭИ был открыт первый сертифицированный центр обучения в России на базе национальной ассоциации EIB. К концу 2004 года в ассоциации была уже 21 компания. Активно заработал сайт ассоциации. На конец 2012 года в этом центре прошло обучение более 700 человек.

При "Ассоциации производителей комплексных систем автоматизации «КОННЕКС» с 2004 по 2012 годы на постоянной основе действовал учебный сертификационный центр KNX/EIB.

С 1 января 2013 года все права и полномочия по обучению специалистов EIB/KNX переданы МИСИ МГСУ (Московскому государственному строительному университету).

Второй сертифицированный центр обучения KNX на базе «Центра автоматизации зданий» был организован в 2006 году. С мая стал выходить печатный бюллетень «Автоматизация зданий», где появлялись материалы и о технологии KNX.

Третий центр обучения был сертифицирован в 2008 году на базе Учебного центра АРМО.

В сентябре 2009 год был организован Клуб АСУЗ — общественный проект с привлечением экспертов, а немного ранее заработала Школа АСУЗ, которая предлагала доступное обучение основам KNX. На конец 2012 года курсы прошли 125 человек, в том числе выездные в Ростове-на-Дону и в Казани.

Издание «Автоматизация зданий» с начала 2012 года изменило формат на А4, журнал обрел новый дизайн и в каждом номере стали появляться материалы, связанные с технологией KNX.

5 августа 2012 года международной ассоциацией KNX был признан Клуб пользователей технологии KNX стран СНГ и Балтии. На конец года Клуб включает 73 члена.

В конце 2012 года Учебный центр АРМО анонсировал расширенные программы обучения KNX.

13 декабря 2012 года вышел первый номер интернет-газеты «Вести Клуба KNX стран СНГ и Балтии». Издание будет выходить ежемесячно на сайте клуба и распространяться по электронной рассылке.

Протокол передачи данных

Протокол EIB может быть рассмотрен на основе сетевой модели OSI. Это децентрализованная (распределенная) одноранговая сеть с событийным управлением. Сеть EIB поддерживает стандартный протокол передачи данных, который реализуется в различных передающих средах.

Среды передачи данных

  • витая пара — специальный кабель с фиксированной скоростью передачи 9600 бит/с
  • силовая линия, скорость передачи 1200 бит/с, первоначально только поверх 230 В, 50 Гц
  • IP-сеть (EIB.net) — например, Ethernet
  • радиоканал — для обмена используются два частотных окна 868 и 433 МГц

Также для управления может применяться ИК-канал, например, дистанционные пульты, но это как правило, односторонняя передача и не описана стандартом KNX.

Общие сведения

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 два раза. Если и после этого квитирование отсутствует, то процесс передачи заканчивается. Именно поэтому протокол EIB 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 на них объекты связи, взяв один объект в датчике и другой в исполнительном устройстве.

В пределах одной сети каждое устройство должно иметь 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 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 5 флагов для задания поведения в системе.

Устройства

В состав оборудования KNX входили следующие типы устройств:

  • Сенсоры (датчики) — сенсорные настенные панели и выключатели; датчики физических величин — температуры, влажности и т. д.; датчики движения, таймеры и другие. Они отвечают за фиксирование (регистрацию) тех или иных внешних событий, наступление которых должно вызвать определённую ответную реакцию системы. После наступления такого события (нажатие кнопки, превышение температурой порогового значения и т. п.) сенсор посылает по сети управляющую команду соответствующему исполнительному устройству.
  • Исполнительные устройства (актуаторы, преобразователи, смежные модульные системы) — световые регуляторы (диммеры), релейные модули; модули управления жалюзи, и другие. Они меняют своё состояние (включено-выключено, открыто-закрыто и т. п.) в соответствии с командами, поступающими от сенсоров, тем самым управляя различным электрооборудованием.
  • Системные устройства — блоки питания, интерфейсные модули, шинные соединители, повторители и другие, включая панели и логические модули. Системные устройства обеспечивают работоспособность и возможность настройки сети KNX.

Топология сети

  • Для простых систем используется топология - Линия (или шина). Она предполагает не только соединение устройств последовательно, но также возможность ответвлений и соединений в одной точке, т.е. возможна топология и Звезда. В сегмент линии можно установить не более 64 устройств. В одной линии может быть до 4-х сегментов.
  • Если устройств больше, то рекомендуется топология Область (Area). При такой топологии линия с номером 0 - становится главной линией области и к ней можно присоединить до 15 дополнительных линий.
  • Самая сложная "древовидная" топология реализуется при объединении областей с помощью магистральной линии. Таких областей может быть до 15. Таким образом, максимальное число устройств в сети может достигать 58000.

Считается, что "древовидная" топология лучше всего подходит для домов и зданий. Отметим, что возможны любые топологии, за исключением "кольца".

Конфигурация сети (Программирование)

Проектирование системы на базе EIB осуществлялось с помощью специализированного инженерного программного обеспечения ETS, причём конфигурирование сети могло быть произведено в трёх 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.
  • A-mode (Auto mode) — автоматическое конфигурирование элементов системы с возможностью настройки некоторых предопределённых параметров. В последних спецификациях стандарта KNX от него отказались.

Ассоциация KONNEX

Название объединённой ассоциации с 1999 года сначала было именно KONNEX. Она образовалась из трёх европейских ассоциаций:

В основе объединения была технология EIB. От двух последних в общие спецификации вошли физические среды для передачи информации TP0 и PL132. Также предполагалось, что для существующих реализаций BatiBus и EHS будут разрабатываться адаптеры и шлюзы для совместной работы устройств.

Фундаментальные цели новой ассоциации KONNEX остались прежними - продвижение (под именем KNX) «единого стандарта» полевой шины управления как для домов, так и для зданий.

Платформы и протоколы с такими же задачами

Платформа автоматизации предполагает открытый протокол, зафиксированный международными стандартами, международную ассоциацию производителей, систему обучения и продвижения. На сегодня таких платформ 3, включая KNX:

Протоколов, в том числе открытых, довольно много, например:

Примечания

Ошибка цитирования Ошибочный тег <references>; можно использовать только параметр group.

Используйте <references /> или <references group="…" />
{{#invoke: Check for unknown parameters | check

| unknown = | preview = Страница использует Шаблон:Примечания с неизвестным параметром «_VALUE_» | ignoreblank = y | 1 | colwidth | group | liststyle | refs }}

Ссылки

Книги и статьи

  • Dietrich, EIB: Gebludebussystem. Huthig 2000, ISBN 3-7785-2795-9
  • Д. Дитрих, В. Кастнер, Т. Саутер, О. Низамутдинов «EIB — Система автоматизации зданий», пер. с нем. под ред. О. Б. Низамутдинова, М. В. Гордеева, ПермГТУ, г. Пермь, 2001 год. — 378 стр
  • Пасеков В. Описание платформы автоматизации зданий KNX//БДИ: безопасность, достоверность, информация. 2010. №3. С. 50-51.
  • Пасеков В. Возможности использования платформы KNX в системах безопасности// БДИ: безопасность, достоверность, информация. 2010. №4. С. 42-44.
  • Пасеков В. Дорогу автоматизации осилит идущий: Интервью с Андреем Шмаковым, директором компании Embedded Systems//Автоматизация зданий: информационный бюллетень. 2011. №10 (51) декабрь. С.14.
  • Пасеков В. Европейская платформа автоматизации зданий KNX: плюсы и минусы технологии//Автоматизация зданий: информационный бюллетень. 2011. №10 (51) декабрь. С.17.
  • Пасеков В. Платформа KNX: топология и телеграммы//Автоматизация зданий: информационный бюллетень. 2012. №1(52) февраль. С.40.
  • Ковальчук Л. Заметки о KNX на Light&Building 2012//Автоматизация зданий: информационный бюллетень. 2012. №3(54) июнь. С. 11-13.

Шаблон:Промышленные сети

Источник — «https://xn--80ac3cm.xn--p1ai/index.php?title=KNX&oldid=6200»