2
EIB
2.1Topológia Az instabus EIB egy decentralizált buszrendszer, amelyben minden buszrésztvevő egyenrangú és minden résztvevő kommunikálhat a másikkal. Ehhez a buszrendszerhez olyan topológiai kialakítást kell választani, hogy az információs káosz elkerülhető legyen. Ezért az EIB rendszer több hierarchikus szintre van osztva. A legkisebb egység a vonalszegmens, amelyen maximum 64 db résztvevő helyezhető el. Ezzel az egy vonalszegmenssel a kisebb projekteknél előforduló feladatok egyszerűen megoldhatók. Egy vonalszegmens kialakítására látható példa a 7.70. ábrán. Több buszszegmensből (maximum 4) vonalerősítők felhasználásával buszvonal alakítható ki. A vonalon belül a fizikailag kicímezhető tartomány 0-255 -ig terjed, így 4 buszszegmens kialakításával (4x64=256 készülék) a teljes címtartomány kihasználható. A vonal-, buszszegmens topológiailag lehet buszrendszerű (felfűzött vagy vonalas), csillag alakú, fa struktúrájú vagy ezek tetszőleges kombinációja. A vezeték bárhol elágaztatható, a lényeg az, hogy minden résztvevő villamos összeköttetésben legyen egymással és a tápegységgel. A következő fokozat a hierarchiában a tartomány. A tartományban 15 db vonalat fogunk össze vonalcsatolókon, és a tartományi fővonalon keresztül egy egységgé.
Résztvevő Résztvevő
=
Részt-
vevő
Résztvevő Résztvevő Részt-
vevő 7.70. ábra: Egy vonal kialakítása tápegységgel
97
Így a résztvevők a vonalcsatolón és a tartományi fővonalon keresztül probléma nélkül információt cserélhetnek. Az alkalmazás szempontjából elvileg tulajdonképpen lényegtelen, hogy melyik résztvevő melyik vonalon található. A gyakorlatban azonban a buszrésztvevőket mindig úgy célszerű elhelyezni, hogy ha lehet az összetartozó érzékelők és beavatkozók egy vonalon legyenek, mivel az információtovábbítás is hierarchikus szervezésű.
7.71. ábra: Instabus EIB rendszer teljes kiépítettségében Az EIB rendszer legnagyobb egysége a 15 tartományt összefogó gerincvonal (7.71. ábra), amelyre az egyes tartományok tartománycsatolókon keresztül kapcsolódnak. Ezzel egy buszrendszeren belül a megengedhető buszkészülékek száma 64 (255) x 15 x 15 = 14 400 (57 375). A zárójelben megadott számok vonalerősítők felhasználásával megvalósítható készülékszámot jelzik. Ez a szám azonban nem jelenti az elméleti felső korlátot. A tartományi fővonalakon és a gerincvonalon is elhelyezhetők központi feladatokat ellátó résztvevők. Mi van akkor, ha ez sem elég? Erre az esetre is tud megoldást adni az instabus EIB rendszer. ISDN telefonvonalon, ISDN-instabus gateway-ek (átjárók) felhasználásával tetszőleges számú buszrendszer kapcsolható össze.
98
Hogy az ilyen komplex rendszerben az információs káosz elkerülhető legyen a vonal- és tartománycsatolóknak a galvanikus szétválasztáson és a jelerősítési funkción kívül logikai szűrőfunkciójuk is van:
ha egy érzékelő és beavatkozó, amelyek logikailag összetartoznak egy vonalon vannak, akkor a vonalcsatoló az üzenetet nem továbbítja más vonalak felé;
ha egy információ a tartományon belüli résztvevőnek van címezve, akkor a tartománycsatoló nem engedi más tartományok felé tovább;
a logikai szűrés szűrőtáblázat segítségével történik, amelyet a paraméterezésnél töltünk le a vonal- és tartománycsatolókba;
a vonalcsatoló, tartománycsatoló és vonalerősítő fizikailag azonos készülékek, a különbség közöttük a topológiában való elhelyezkedésükben és ennek megfelelően a címeikben van;
a vonalerősítőbe nem töltünk szűrőtáblázatot;
a vonalerősítő egy vonalat további 64 buszrésztvevővel és 1000 m buszvezetékkel toldhat meg.
Primer vonal a buszkapcsoknál Galvanikus Buszcsatoló
leválasztás,
600 V vizsgá feszültség Logika
Szűrőtáblázat Líthiumelem 10 év Buszcsatoló Szekunder vonal az adatsínen
7.72. ábra: Vonal-, és tartománycsatoló blokkvázlata
99
A vonal-, tartománycsatolók és vonalerősítők blokkvázlatát 7.72. ábra, az elosztószekrényen belüli elhelyezésének egy lehetséges megvalósítását 7.73. ábra mutatja be. A két buszcsatoló, a logika és a szűrőtáblázat energiaellátása a szekunder oldalról történik. A szűrőtáblázatban levő líthiumelem élettartamára a gyártók minimum 10 évet adnak meg. A buszrendszer fiatalsága miatt azonban még nincsenek tapasztalatok az elem gyakorlati élettartamára. Ha az elem kimerül, akkor a szűrőtáblázat tartalma elvész és ezután a vonal-, tartománycsatoló minden táviratot átenged. Ezzel a busz leterheltsége ugyan megnövekszik, de nagyobb problémát az esetek többségében nem okoz. Ezért legalább 10 évenként érdemes a szűrőtáblázatok tartalmát ellenőrizni, ill. ellenőriztetni.
7.73. ábra: Vonalcsatolók gyakorlati elhelyezése az elosztószekrényben (Siemens)
Minden vonalnak, tartományi fővonalnak és gerincvonalnak saját tápegysége van. Az egyes hierarchikus szintek a vonal- és tartománycsatolók révén galvanikusan szét vannak csatolva. Ez azt jelenti, hogy a rendszer energiaellátás szempontjából nagy megbízhatóságú, hiszen ha
100
egy vonalon (buszszegmensben) a tápegység meghibásodik, vagy a vonalon rövidzárlat keletkezik, ez nem érinti más vonalak (buszszegmensek) működését.
Az instabus EIB készülékek energiaellátása 29 V DC névleges feszültségen történik.
A tápegység rendelkezik áram- és feszültségszabályozással, és ezzel rövidzárbiztos. Tehát rövidzárlat esetén a tápegység nem megy tönkre és a rövidzárlat megszűnése után a tápegység ismét működésre kész.
A tápegységben elhelyezett pufferkondenzátor képes áthidalni 100 ms-nál nem hosszabb feszültségkieséseket.
A buszkészülékek 21 V-ig üzemképesek.
Egy buszkészülék átlagban 150 mW villamos teljesítményt vesz fel, amely bizonyos esetekben, (pl. ahol a készülékben kijelző LED-ek találhatók) 200 mW-ra emelkedhet.
7.74. ábra: Tápegység paraméterei
Résztvevő 21 V DC
Résztvevő 21 V DC
AC 230 V +10 %/-15 % 50/60 Hz DC 29 V +1 V/-1 V 640 mA
Szűrő, fojtó
A ma kapható tápegységek többnyire 640 mA terhelhetőségűek és fojtóval egybeépítettek (7.74. ábra). A fojtó tulajdonképpen egy vasmagos tekercs és több feladata van. Egyik feladata az, hogy mivel váltakozó árammal szemben nagy az ellenállása, megakadályozza a táviratok átkerülését az erősáramú hálózatra. A külön egységként kapható fojtó további feladata, hogy a négyvezetékes adatsín két külső vezető sínjéről a tápfeszültséget átvigye a két belső sínre. A
101
fojtóval egybeépített tápegység esetén az adatsín két külső vezető sínje nincs feszültség alatt, a fojtó közvetlenül a két belső sínre viszi át a tápfeszültséget (7.75. és 7.76. ábra).
Táp-
Táp-
egység
egység Fojtó
Fojtó
+ tápfeszültség + tápf. + adatok - tápf. + adatok - tápfeszültség a)
b)
7.75. ábra: Fojtó bekötése a) integrált; b) külön fojtóval Adatsín
7.76. ábra: A kalapsínre pattintható buszkészülékek csatlakozása rugós kontaktusokkal az adatsínre
A tápegység és a hozzá kapcsolódó fojtó elhelyezése egy vonalon belül tetszőleges, de vannak meghatározott telepítési szabályok, amelyeket be kell tartani:
Ha egymástól kis távolságra több résztvevőt (pl. 30-at) telepítünk egy elosztószekrénybe, akkor a tápegységet is ide kell elhelyezni, hogy a feszültségesés a nagy fogyasztási helyen a lehető legkisebb legyen.
102
Ha valamilyen oknál fogva egyetlen tápegység egy vonalszegmensen nem elég, akkor még egy tápegységet lehet erre a vonalszegmensre telepíteni, de ekkor a két tápegység között minimum 200 m távolságot kell tartani (7.77. ábra).
30 résztvevő/ 10 m Résztvevő
Résztvevő
Fojtó Tápegység
Résztvevő
200 m
Résztvevő
Résztvevő
Résztvevő
Fojtó Tápegység
7.77. ábra: Két tápegység elhelyezése
Ahhoz, hogy a jelátvitel mechanizmusát és a vonalon megengedhető távolságokat megértsük szükség van a jelterjedés és a buszcsatolók bemeneti kapcsolásának közelebbi ismeretére. A buszcsatoló alapvetően a 7.90. ábrán látható bemeneti kapcsolással rendelkezik. A transzformátor induktivitása az energiaellátás számára kis ellenállású (DC tápfeszültség), csak a tekercs ohmos ellenállása jelentkezik. A kondenzátor viszont nagy ellenállású, Xc=1/ (2fC), így a teljes tápfeszültség megjelenik a kondenzátor fegyverzetei között. Az információ a buszon váltakozó áramú jellel kerül átvitelre, a kondenzátor a nagyfrekvenciás jel számára kis ellenállású, így a primer oldalon a két tekercs kapcsait rövidrezárja. Ha a buszrésztvevő vevőként működik, akkor az átviteli modul szekunder oldalán jelenik meg a információ. Ha a résztvevő adóként működik, akkor az átviteli modul modulátorként működik, és a busz tápfeszültségére modulálja a váltakozó áramú információt. A mindkét eret magába foglaló szimmetrikus csatolás következtében az információ
103
differenciajelként kerül átvitelre. Így a rendszer kevésbé érzékeny a külső zavaró behatásokkal szemben.
instabus EIB Alkalmazói Elektronika interfész
7.78. ábra: Buszcsatoló felépítése
Tápegység Fojtó Buszösszekötő
Információ
Rsz
Rsz
Rsz
Rsz
Rsz
Rsz
Rsz
Rsz
Rsz Rsz=résztvevő
300 m
7.79. ábra: Vonal kialakítása a megengedhető vezetékhosszak kihasználásával
104
350 m Egyenfeszültség
Megengedhető vezetékhosszak A vonalakon a következő vezetékhosszak engedhetők meg: tápegység - résztvevő:
350 m
résztvevő - résztvevő:
700 m
összes vonalhossz:
1000 m
A 7.79. ábra példát mutat arra, hogy a megengedett távolságok betartásával, hogyan lehet a vonalat maximális kiépítettségben kialakítani. A buszösszekötőtől három vezeték ágazik el csillag topológia szerint, ahol két ág 350 m-es és egy ág 300 m-es.
2.2Fizikai cím
Az instabus EIB rendszer kétféle címzési eljárást használ, amely a buszprotokoll szerves részét képezi. Az egyik a fizikai címzés, amely a postai címzés logikáját követi, míg a másik a logikai, vagy csoportcím, amely a funkciók működéséhez illeszkedik. A fizikai cím a busz topológiáját követi, és egyértelműen azonosítja a buszrésztvevőt. Ezért minden résztvevőnek egyedi azonosítója van. A fizikai cím megadása a buszrendszeren belül egyszer, a felprogramozás során történik meg. A fizikai címnek tulajdonképpen a buszkészülékek egyedi megszólításánál, a felprogramozás során és szervízfunkciók esetén van jelentősége. A fizikai címet a busz normál üzeme során nem használja, csak a táviratban mint forráscím van rögzítve. A fizikai cím 16 bit hosszú és a következő alcsoportokat tartalmazza, amely a topológiának felel meg 7.80. ábra).
T T T T Tartomány (0-15)
V V V Vonal (0-15)
V
Rsz Rsz Rsz Rsz Rsz Rsz Rsz Rsz Résztvevő címe a vonalon belül (0-255)
7.80. ábra: Fizikai cím felépítése
TCS=tartománycsatoló
105
TCS1
TCS15
1.0.0
15.0.0
Gerincvonal
VCS1
VCS15
1.1.0
1.15.0
RSZ1
1.1.1 Fővonal
RSZ1
1.15.1
RSZ64
1.1.64
RSZ64
1.15.64
VCS=vonalcsatoló RSZ=résztvevő 7.81. ábra: Fizikai címek a buszon 1. vonal
15. vonal
2.3Logikai cím
A busz normál üzemében logikai vagy csoportcímekkel kommunikál. A buszrendszeren belül tetszőleges helyen található buszkészülékek foglalhatók össze egy csoportba. Az egy csoportba tartozó buszkészülékek a felprogramozás során azonos csoportcímet kapnak. Tehát a legegyszerűbb esetben 1 érzékelő és 1 beavatkozó van összekapcsolva 1 csoportcímmel. A fizikai és csoportcímek együttes alkalmazásának az az óriási előnye, hogy 1 beavatkozót több érzékelő is vezérelhet és 1 érzékelő több beavatkozót is megszólíthat ugyanazzal a csoportcímmel. A táviratban lévő célcím is általában csoportcím. A csoportcím 16 bit hosszú és választhatóan két illetve három alcsoportra bontható (7.82. ábra).
106
0
F F F F Főcsoport (0-15)
A A A A Alcsoport (0-2047)
A
A
A
A
A
A
A
K A A A A csop. alcsoport (0-255)
A
A
A
A
a). 0
F F F F főcsoport (0-15)
K K középső (0-7)
b). 7.82. ábra: Csoportcím felépítése a) kétszintű; b). háromszintű
2.4A távirat felépítése, protokoll
A EIB rendszerben a résztvevők ún. táviratokkal kommunikálnak egymással. Az EIB rendszer eseményvezérelt. Ez azt jelenti, hogy a buszra általában csak akkor kerül távirat, ha valamilyen esemény történt, pl. egy nyomógombot megnyomtak. Ha egy érzékelő adni akar, tehát valamilyen esemény történt, akkor a távirat leadása a következőképpen zajlik le (7.83. ábra). E E t1 t2 Ny
t1
t2
Távirat
Ny
esemény 5,2 ms szünet 1,35 ms szünet nyugtázás
7.83. ábra: A távirat és a nyugtázás időzítése
Az a buszrésztvevő, amelyik eseményt regisztrál, az esemény bekövetkezése után azonnal elkezdi figyelni, hogy mikor kezdheti el a táviratának a leadását. Ha a busz t1 = 5,2 ms ideig szabad, akkor elkezdi táviratának elküldését. A távirat leadása után a vevőnek t2 = 1,35 ms ideje van, hogy a vett táviratot ellenőrizze. Ezután nyugtázza a vevő a helyes vételt. Ha az adó egy csoportcímmel több résztvevőt szólít meg, akkor mindannyian nyugtázzák a vételt. A protokoll ezzel biztosítja, hogy a táviratok valóban elérjék céljukat. A nyugtázó jel úgy van kialakítva, hogy hibás átvitel esetén, nulla bit kerül átvitelre. A több egyidejű nyugtázó jel
107
közül az érvényesül, amely aktívan elküldött nulla bitet tartalmaz, míg a logikai egyesek, amelyek esetén a buszon nincs fizikai jel, elnyomásra kerülnek. Ezzel biztosítható, hogy a hibás átvitelről az adó minden esetben jelzést kapjon. A teljes EIB távirat felépítését a 7.84. ábra mutatja. Az információ 8 bitenként, bájtonként kerül átvitelre.
8 bit
16 bit Kontrollmező 8 bit 8 bit Kontrollmező: Forráscím: Célcím:
16+1 bit 8 bit
8 bit
3 8 bit
4
8 bit
16 bittől 128 bitig
Hossz
a táviratot vevő(k) azonosító címe segédeszköz a táviratok továbbításához
Routing számláló: Hossz:
8 bit
8 bit
a távirat prioritását határozza meg a táviratot küldő résztvevő azonosítója
Célcím
Forráscím
...
8 bit
8 bit
Hasznos adatok
Adatbizt.
a hasznos adatok hosszát mutatja a távirat tartalmából számított ellenőrző adatok
Adatbiztosítás:
7.84. ábra: A teljes EIB távirat felépítése Routing számláló
Egyetlen táviratcsomag felépítését a 7.85. ábra mutatja. Start D0 Start D0...D7 átvitel P Stop Sz
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
P
Stop
Sz
Sz
Startbit a vétel szinkronizálásához 8 adatbit, a legkisebb helyiértékkel kezdődik az paritásbit az adatbiztosításhoz Stopbit az adatcsomag lezárásához 2 bit szünet
7.85. ábra: A teljes táviratcsomag felépítése
A táviratcsomag összesen 13 bitből áll. 9600 bit/s-os adatátviteli sebesség esetén ennek a 13 bitnek az átviteléhez 13 x 104 s = 1,35 ms időre van szükség. A távirat hossza minimum 9 adatcsomag és maximum 23, ehhez jön a távirat és a nyugtázás közötti t2 idő (13 bit) és a nyugtázás, amely 1 adatcsomag, valamint a buszhoz való hozzáférés várakozási ideje, t1. 108
Ebből a kis számításból az adódik, hogy egy távirat leadásához szükséges idő 20…40 ms (7.86. ábra). E
t1
t2
Távirat
Ny 20…40 ms
7.86. ábra: Távirat átviteléhez szükséges idő
2.5EIB készülékek általános felépítése, kialakítási formái
Minden olyan készüléket, amely valamilyen formában közvetlenül kapcsolódik az EIB buszvezetékhez EIB buszkészüléknek nevezzük. Az hogy a készülék milyen kialakítási formájú, milyen külső megjelenési formájú az itt nem játszik szerepet. A buszkészülékek két fő részből állnak a buszcsatoló egységből és a buszvégkészülékből. A kettő között egy tíztűs interfész teremt kapcsolatot (7.87. ábra).
Buszrésztvevő EIB
Alkalmazói interfész
kábel BuszvégBuszcsatoló
készülék
109
7.87. ábra: EIB résztvevők általános felépítése
Kialakítási formáit tekintve a buszkészülékek igen sokfélék lehetnek: falba süllyesztett kivitel (UP):
falon kívüli kivitel (AP):
sínre szerelhető készülék (REG):
házba, készülékbe építhető kivitel (EB):
110
parapet csatorába szerelhető kivitel (Tehalit):
7.88. ábra: EIB készülékek kialakítási formái (Siemens, Merten, Tehalit)
2.6A buszcsatoló (BA - Busankoppler/BCU - Bus Coupling Unit)
A buszcsatoló egy teljesen univerzális készülék, amely minden buszkészülékben egyforma kialakítási formájú. Alapvetően a régebbi BCU 1 és az újabb BCU 2 sorozat készülékei kaphatók a piacon: A BCU 2 buszcsatolót a nagyobb katalógusáráról lehet megismerni. A buszcsatoló az alkalmazói szoftverrel, a beállított paraméterekkel és a végkészülékkel együtt válik egy adott funkció végrehajtására alkalmassá. A paraméteradatok beállítása az ETS (EIB Tool Software) menüvezérelt tervező és beüzemelő szoftver segítségével történik. A buszcsatoló ún. felprogramozása során nem szoftverírásról van szó, hanem a gyártó által hajlékony lemezen vagy CD-n a termékeihez adott, illetve az internetről letölthető szoftverek kiválasztásáról, buszcsatolóba töltéséről, a paraméterértékek beállításáról, valamint a fizikai és logikai címek megadásáról van szó. A buszcsatoló megjelenésében lehet UP (falba süllyesztett), vagy REG (elosztóba telepíthető) kivitelű (7.88. ábra). Ez esetekben a buszcsatoló teljesen különálló egységként jelenik meg a
111
gyártók katalógusaiban, és így külön kell megrendelni az egyes buszvégkészülékekhez. Vannak olyan EIB készülékek is, ahol a buszcsatoló a buszkészülékbe van integrálva, tehát egy házban van a buszvégkészülékkel.
7.89. ábra: A buszcsatoló külső megjelenése, UP, falba süllyesztett kivitelben (Siemens)
A buszcsatoló két fő blokkból épül fel, a mikrokontrollerből és az átviteli modulból. A mikrokontroller vagy kommunikációs kontroller felépítését 7.90. ábra mutatja.
7.90. ábra: A kommunikációs kontroller felépítése
112
EIB buszkábel
Alkalmazói interfész
ROM
EEPROM
RAM
P
Átviteli modul
Kommunikációs kontroller
A kommunikációs kontroller egy általános célú Motorola mikrokontroller, amely tartalmaz (BCU 1):
egy mikroprocesszort;
5952 bájt ROM-ot, amelyben találhatók a buszprotokollal (OSI), a kommunikációval (táviratok kódolása adás esetén, dekódolása vétel esetén, nyugtázás), az alkalmazói interfész lekezelésével és az alkalmazói szoftver futtatásával kapcsolatos programok;
176 bájt RAM-ot, amelyben a P az aktuális adatokat tárolja;
256 bájt EEPROM-ot, amely elektronikusan törölhető és írható, ebben tárolódik a fizikai cím, az alkalmazói program a paraméter beállításokkal és a csoportcímek. Az EEPROMban lévő információ, ellentétben a RAM-mal, akkor sem vész el, ha a buszfeszültség kimarad;
Az 1997-ben megjelent BCU 2 egy új generációs buszcsatoló, amelyhez az instabus EIB rendszer igényeihez jobban igazodó speciális mikrokontrollert fejlesztettek ki. Az új BCU 2 buszcsatolóval rendelkező buszkészülék már csak az ETS 2 1.0 vagy későbbi verziószámú szoftverrel helyezhető üzembe. 7.91. ábra: Az átviteli modul felépítése
113
< 18 V
Pol. véd.
Mentés
Túlmel. védelem
24 V 24 V
5V
5V < 4,5 V
Reset 0V
Meghajt
Logika
ó
Vétel Adás Egedélyezés
Az átviteli modul felépítését a 7.91. ábra mutatja. Az átviteli modul által ellátott feladatok a következők:
az információ leválasztása az egyenfeszültségről vételkor;
az információ egyenfeszültségre illesztése adáskor;
polaritásvédelem (a buszcsatoló akkor sem megy tönkre, ha fordított polaritással kötik be az EIB kábel két erét);
hőmérséklet-védelem túlmelegedés ellen;
stabilizált 5 V létrehozása a mikroprocesszor és a buszvégkészülék számára;
feszültségfigyelés a 24 V-os oldalon: ha a buszfeszültség 18 V alá csökken, akkor a mikroprocesszor mentési parancsot kap, amely révén a mikrokontroller az esetleges fontos adatokat az EEPROM-ba még el tudja menteni. Ilyen lehet egy redőny állapota, a fényerőszabályozós lámpatest állapota, vagy egy kapcsolóaktor állapota. Ezáltal a készülék a feszültség visszatérésekor az eredeti állapotát veheti fel;
ha a stabilizált 5 V 4.5 V alá esik, akkor a figyelő áramkör alapállapotba hozza (reset) a mikroprocesszort;
114
meghajtó az adáshoz és a vételhez;
adó- és vevőlogika.
2.7Az EIB szerelése
Az instabus EIB rendszer érintésvédelmi törpefeszültség SELV (Safety Extra Low Voltage) kategóriába tartozik. A buszkábelek felépítése a következő: külső szigetelés fémes fólia árnyékoló vezető műanyag fólia piros/fekete szigetelt érpár - plusz/mínusz fehér/sárga szigetelt érpár - tartalék A két szabad ér felhasználására vonatkozóan a SELV előírásait kell figyelembe venni. Ezen kívül csak 2,5 A tartós áram folyhat a vezetőkön és túlterhelés-/rövidzárlatvédelemről gondoskodni kell. A két szabad vezeték felhasználható például beszédátvitelre, de a nyilvános telefonhálózat vezetéke nem köthető rá, mivel az nem SELV. A nyilvános telefonvezetéket ebből a szempontból erősáramú vezetéknek kell tekinteni. A szabad érpár felhasználásának azonban egy EIB vonalon belül egységesnek kell lennie, de ajánlatos az egész buszrendszeren belül egységesen alkalmazni. A vezeték árnyékolása általában nincs az EPH rendszerbe bekötve, tehát a vezetékek összekötésénél sem kell
a kapcsolódó
vezetékek árnyékolásának folytonosságáról
gondoskodni. Az EIB szabvány előírásainak EN 50 090/5/2 és a DIN VDE 0829 522. rész előírásainak megfelelő kábelek típusai az EIBA honlapjáról letölthetők. Minden szabványos kábel közös ismertető jegye, hogy a külső szigetelő köpenynek 4 kV átütési szilárdságúnak kell lennie.
115
Általános szerelési előírások:
tápegység csak EIB logóval ellátott berendezés lehet;
a buszkészülékek szerelésére az erősáramú készülékekre vonatkozó szerelési előírások vonatkoznak, így pl. a védettség tekintetében; ha a szabvány egy nedves helyiségben IP44 védettséget ír elő, akkor a buszkészülékeknek is meg kell felelniük ennek;
a szerelődobozokat, amelyekbe a falba süllyesztett kivitelű EIB készülékek kerülnek gondosan kell beépíteni, mert ezek a buszkészülékek csak csavarral rögzíthetők;
az EIB kábelek és erősáramú kábelek csak akkor köthetők egy szerelődobozban, ha az erősáramú és EIB részt fallal választjuk el (7.92. ábra)
7.92. ábra: Szerelődoboz válaszfallal
A buszvezetékeket EMC zavarások miatt célszerű közvetlenül az erősáramú kábelek mellett, velük egy nyomvonalon vezetni. Ezzel a kis hurokfelületek miatt a villámcsapások másodlagos hatásaként keletkező elektromágneses terek hatására a zárt hurkokban indukálódó túlfeszültségek alacsony szinten tarthatók.
Elosztószekrényekben a buszvezetéket úgy kell szerelni, hogy a külső szigetelés a lehető leghosszabb szakaszon a vezetéken maradjon.
Elosztóban a szabványos kalapsínbe (EN50022 35x7.5 mm DIN) különböző hosszúságokban kapható adatsín (214 mm, 243 mm, 277 mm) ragasztható. Az adatsínt darabolni vagy a végéből levágni nem szabad, a SELV által előírt kúszóutak betartása miatt.
Az adatsínek buszkészülékekkel nem fedett részét fedéllel el kell burkolni.
116
A buszkészülékeket és az erősáramú készülékeket az elosztóban úgy kell telepíteni, hogy az erősáramú készülékek disszipáció okozta melegedése a buszkészülékek működését ne veszélyeztesse. Célszerű a buszkészülékeket az alsó sorokban elhelyezni.
Az elosztóban levő adatsíneket egymással és a buszvezetékkel az adatsín-összekötő köti össze. A buszvezetékeket az adatsínre forrasztani tilos!
Ha buszkészülék és erősáramú készülék egy falba süllyesztett kombinációban egymás mellé kerül, akkor a közös fedél levétele után az erősáramú részen, a feszültség alatt álló részeknek a közvetlen érintéssel szemben védettnek kell lenniük. Az erősáramú- és buszkészülékek biztonságos elválasztásáról a megfelelő kialakítás révén a gyártó gondoskodik. A gyártó szerelési utasításait szigorúan be kell tartani.
A buszkábelek elágaztatásához, buszkészülékek bekötéséhez, szabad buszvezetékek lezárásához piros/fekete színű buszkapcsokat kell alkalmazni. A buszkapcsokba 4-4 buszvezetéket lehet csatlakoztatni rugós kontaktusokkal. A buszkapocs lehetővé teszi a buszkészülékek eltávolítását a buszról anélkül, hogy a buszvezeték folytonossága megszakadna.
A buszvezeték nem használt érpárját és az árnyékoló huzalt nem ajánlatos a külső szigetelés végződésénél tőben levágni, hanem vissza kell hajtani.
7.93. ábra: Kötődoboz rugós vezeték-összekötővel létrehozott hármas elágazással
Az EIB szabvány előírásainak EN 50 090/5/2 és a DIN VDE 0829 522. rész előírásainak megfelelő
buszkábel
az
erősáramú
kábelhálózat
kettős
szigetelésű
kábeleivel,
vezetékeivel, egyszeres szigetelésű vezetékeivel érintkezhet, így azokkal akár egy védőcsőben is haladhat. Azok a kábelek, amelyek nem teljesítik automatikusan az előző szabványelőírásokat pl. JY(St)Y 2x2x0.8 "nem EIB kivitel" csak NI2XY, NYY, NYM típusú erősáramú kábelekkel fektethető együtt.
117
Elosztószekrényben a kettős szigetelésű erősáramú kábel vagy egyszeres szigetelésű erősáramú vezeték és az EIB kábel külső köpenye érintkezhet egymással (7.94. ábra).
230 V pl. NYM
YCYM vagy J-Y(St)Y (2,5 kV)
7.94. ábra: Kettős szigetelésű erősáramú kábel egy erének és az instabus EIB kábel külső köpenyének érintkezése megengedett
A kettős szigetelésű erősáramú kábel külső köpenye vagy az egyszeres szigetelésű erősáramú vezeték és a buszkábel egy ere között minimum 4 mm szigetelési távolságnak (7.95. és 7.96. ábra), vagy egyenértékű szigetelésnek kell lennie. Mindez az erősáramú kábeleken kívül igaz azon áramkörök vezetékeire is, amelyek nem SELV rendszerűek.
4mm távolság vagy egyenértékű szigetelés
230 V z.B. NYM
7.95. ábra: Kettős szigetelésű erősáramú kábel és az instabus EIB kábel egy erének érintkezése nem megengedett
230 V z.B. NYM 4mm távolság vagy egyenértékű szigetelés
7.96. ábra: Kettős szigetelésű erősáramú kábel egy ere és az instabus EIB kábel egy erének érintkezése nem megengedett, az érszigetelések között min. 4 mm távolságot kell tartani
118
3
LON
Az EIB mellett a másik legnagyobb buszrendszer a LonWorks, amely LonTalk protokollt alkalmaz, röviden LON (Local Operating Network) néven hivatkoznak rá. A LON Magyarországon ma még alig ismert. A LON egy az EIB rendszerhez nagyon hasonló épületüzemeltetési és automatizálási rendszer, bár felhasználási területeit tekintve sokkal szerteágazóbb, mint az EIB. A LON eladások 90 %-át három országban realizálják: 40 % Egyesült Államok, 40 % Németország és 10 % Japán. A növekedési ráta Japánban a legnagyobb. Tehát ez a rendszer Európában kevéssé ismert, Németországon kívül pedig gyakorlatilag ismeretlen. 3.1Osztott intelligencia A LON az EIB-hez hasonlóan osztott intelligenciájú rendszer, azaz a rendszer központi intelligencia nélkül működik. Az intelligencia az egyes résztvevőkben, a LON terminológiát használva csomópontokban van elosztva. A csomópontok lelke az ún. neuron chip, az EIB-s buszcsatoló mikrokontrolleréhez hasonló eszköz, amely az alkalmazói programot futatja. A neuron chip olyan miniatűr számítógép, amely három CPU-t (médiakezelő CPU, hálózati CPU, alkalmazói CPU), EEPROM-ot, RAM-ot, ROM-ot, alkalmazói be/kimeneti modult tartalmaz. A neuron chip külső busz-interfésszel, valamint kommunikációs porttal (1,25 Mbit/s) is rendelkezik. A neuron chip jóval nagyobb teljesítményű, mint EIB-beli társa.
3.2Szabványok Ahhoz, hogy egy buszrendszeren belül a különböző gyártók buszkészülékei egymással információt cserélhessenek, egy nyelven kell beszélniük. A LON rendszerben az EIB-hez hasonlóan a kommunikáció szabványos módon zajlik. A szabvány rendelkezik a buszhozzáférési eljárásról, a távirat felépítéséről, a nyugtázásról stb. Az EIB esetén a különböző gyártók készülékei közötti csereszabatosságot, idegen szóval interoperabilitást az EIBA Interworking Standard, azaz az EIS biztosítja. Ez a szabvány mondja meg, hogy az azonos típusú információk azonos formában legyenek ábrázolva minden buszkészülék esetében. A LON esetében ez a szabvány a System-Network-Variable-Types (SNV-T’s).
119
3.3Átviteli médiumok Az átviteli médium buszrendszerek esetében általában a csavart érpár. Az EIB-nél a csavart érpáron kívül, az erősáramú energiaelosztó hálózat (Powerline), üvegszálas fénykábel vagy rádiós átvitel is alkalmazható. A LON hasonló átviteli médiákat használ: csavart érpár, koaxiális kábel, erősáramú elosztóhálózat, fénykábel, infravörös átvitel, rádiós átvitel. A LON esetében azonban általában nagyobb átviteli sebességek érhetők el, mint az EIB-nél. Az EIB esetében egy buszcsatoló átviteli modulból és mikrokontrollerből áll. A LON-nál ugyanezek a fogalmak a transciever és a neuron chip. A LON esetében csavart érpáras átviteli médiához is többféle transciever kapható. A LON előnye az, hogy egy rendszeren belül a különböző átviteli médiumok szabadon variálhatók, például a gerinc vezetékhez, amely több vonalat köt össze, célszerű TPT/XF-1250 átvitelt alkalmazni amelyhez 1,25 Mb/s adatátvitel tartozik (7-7. táblázat).
7-7. táblázat. LONWORKS transciever-ek paraméterei
Típus
Médium
Átviteli
Topo-
sebesség
lógia
Buszszegmens hossza, m
száma
kbit/s TPT/XF-1250 FTT-10
Csavart érpár Csavart érpár
1250 78
LPT10
Csavart érpár
78
PLT-21
230 V AC
4,8
Csomópontok busz-
szegmensenbusz szabad busz szabad busz szabad
130 500 2700 500 2200 50…5000, Cenelec C sáv, 132,5
ként, db 64 64 64 127 127 127
kHz
3.4Szervezet Az EIB sikerei jórészt az EIBA szervezetnek köszönhetők. A LON esetében a rendszer fejlesztése nyitott rendszerben történik. A LONMARK csak útmutatásokat határoz meg, 120
amelyek alapján a készülékeket és alkalmazói szoftvereket ajánlatos elkészíteni. Azok a gyártók, akik tartják magukat ezekhez az útmutatásokhoz, olyan készülékeket dobhatnak piacra, amelyek más gyártók LON termékeivel csereszabatosak lesznek. Tehát a LON esetén egy szabad, a piachoz igazodó rendszerfejlesztésről beszélhetünk. A LON esetében két szervezetről is beszélhetünk. Az egyik a „LONMARK Interoperability Association”, amely a rendszer közös fejlesztésével foglalkozik, a másik a „LON Nutzer Organization” (LNO) a LON Felhasználói Szervezet, amely a felhasználókat tömöríti. A LONMARK Interoperability Association 1994-ben alakult neves, nagy tőkéjű cégek részvételével és ma kb. 250 tagot számlál. A LONMARK iránymutatásokat ún. „Interoperability Task Group” interoperábilitási munkacsoportok dolgozzák ki, amelyekben az adott szakterületen dolgozó cégek képviseltetik magukat. A LONMARK logót csak azok a termékek viselhetik magukon, amelyeket a Lonmark interoperábilitási útmutatások szerint bevizsgáltak, certifikáltattak.
3.5Szabványok A LONWORKS protokoll MAC (Media Access Control) rétege bekerült az ASHRAE (American Society of Heating, Air Conditioning and Refrigeration Engineers) BACnet szabványába és az ANSI (American National Standards Institute szabványgyüjteménybe. Európában a LONWORKS protokoll várhatóan hamarosan bekerül a CEN TC247, és CEN TC205 szabványokba.
3.6Topológia A LON esetében a topológia sokkal nyitottabb és sokoldalúbb, mint az EIB esetében. Ez részben a többfajta transciever-nek köszönhető. A LON esetében is vannak adott szabályok, amelyek a különböző átviteli formákra vonatkoznak. Ez a rendszer sokkal rugalmasabb vezet, de a tervezőtől nagyobb gondosságot igényel és a kivitelező cégektől is nagyobb szaktudást és felkészültséget követel. A LON esetében nincs megkötés a topológiai kialakítással szemben, szabadon alkalmazható mind a csillag, gyűrű, fa struktúra vagy a klasszikus buszrendszerű, felfűzött struktúra. A teljes rendszert vonalakra osztjuk fel, amelyek csatolómodulokon ún. routereken keresztül csatlakoznak egymáshoz. Az egyes buszvonalak hossza akár a 2500 m-t is elérheti. Azonban
121
repeaterekkel, routerekkel vagy gateway-ekkel a rendszer tetszőleges mértékben bővíthető és korlátlan távolságok hidalhatók át. A LONWORKS hálózat maximum 32 385 intelligens buszrésztvevőből, csomópontból állhat, amelyek a LONTALK protokoll szerint egységes nyelven kommunikálnak egymással. Egy hálózaton belül maximum 255 vonal alakítható ki. Az átviteli sebesség maximum 1,25 Mbit/s lehet, de az Ethernet felhasználásával, mint gyors backbone (gerinc), az átviteli sebesség tovább növelhető. Az Internet technológia felhasználásával a Lonworks hálózat tetszőlegesen kiterjeszthető. Az épület adataihoz a világ bármely pontján hozzá lehet férni, és olyan vállalatok, amelyek több telephellyel rendelkeznek egységes, integrált hálózattal láthatók el.
3.7Készülékek A LON esetén kezdetben egy kézben volt a termékek gyártása, ma azonban már igen sok gyártó gyárt igen sokféle terméket. A LON és EIB termékek funkcionalitásban igen hasonlók, van azonban egy-két terület, ahol a LON az EIB-n túlmutató funkciókat tud felmutatni. A LON az épületautomatizálás területén a következő területeken terjed: világításvezérlés, beléptető rendszer, fűtés/szellőzés/klíma, árnyékolók vezérlése, tűzjelzés, vagyonvédelem, energiamenedzsment, felvonóvezérlés. Ez a széles alkalmazási kör a LON esetében annak az eredménye, hogy az egyes gyártók adott szakterületre specializálódtak. Ez azt jelenti, hogy sok terméket csak egy vagy néhány gyártó állít elő, így az egyes készülékek kiválasztásakor nagyobb gonddal kell eljárni. Az eddigi projektekben a LON-t főleg a fűtés, szellőzés, klíma területén alkalmazták. Azonban a SVEA cég az 1998-as Hannoveri vásáron bemutatta falba süllyesztett kivitelű LON buszcsatolóját, amely alkalmas több EIB gyártó cég (Berker, Busch-Jaeger, Feller, Gira, Jung, Merten és Siemens) alkalmazói moduljának csatlakoztatására, a tíztűs alkalmazói interfészen keresztül. Ezzel a lépéssel a LON behozta lemaradását az installációs technika területén a kézi működtetés és design tekintetében, anélkül hogy alkalmazói modulokat kellett volna kifejlesztenie. Így tehát a nyomógombos kezelőfelületek, helyiségtermosztátok, mozgásérzékelők, infravörös vevők stb. mind könnyen bevonhatók a LON hálózatba.
3.8Szoftver Az EIB esetén a tervezők, üzembe helyezők és üzemeltetők egy komplex munkaeszközt kapnak kézhez, az egységesen használt ETS szoftvert, mellyel a tervezési, beüzemelési és
122
diagnosztizáló feladatok egyaránt elvégezhetők. Az ETS egy gyártófüggetlen munkaeszköz, így aki megtanul vele bánni, az a különböző gyártók készülékeit is üzembe tudja helyezni. A LON esetében azonban a különböző gyártók különböző tervező és üzembe helyező szoftvereket fejlesztettek ki. Így a tervezés és üzembe helyezés sokkal nehezebb, mivel több szoftver egyidejű ismeretére van szükség.
123
