Стандартът за сградна автоматизация EIB

АвтоматизацияСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 7, 2007

Стандартът за сградна автоматизация EIBСтандартът за сградна автоматизация EIBСтандартът за сградна автоматизация EIB
 

Област на приложение, преносни среди, технологии на връзка

Aвтоматизацията е все по-важен елемент от съвременното строителство. Европейската инсталационна магистрала или European Installation Bus (EIB) е водещ в световен мащаб стандарт за изграждане на интелигентни комуникационни мрежи. Най-често реализацията й е чрез мрежов кабел, монтиран като допълнение на захранващия. Така се създава възможност за обединяване на устройства и системи, например отоплителна, осветителна и вентилационна, които преди това са функционирали независимо една от друга. По този начин се изгражда икономична система от електрически устройства, която е оптимално пригодена към специфичните изисквания. Чрез създадената мрежа потребителите получават и много по-широка и по-гъвкава функционалност, нещо, което бе трудно или направо невъзможно в миналото. Например, завъртайки ключа на излизане от офиса, работещите в него биха били спокойни, че е изключено и забравеното осветление в сутерена. По този начин EIB допринася за увеличаване на комфорта, сигурността и ефективността на сгради в областта на индустрията, административния или битовия сектор. В една съвременна, интелигентна сграда, EIB осигурява автоматично управление на устройствата и системите. Сензорите, като детектори за движение или термостати, изпращат импулси през средата за пренос към изпълнителните устройства. Комуникацията между сензорите се осъществява чрез

четири различни среди (канали за пренос)

Включително - кабел ниско напрежение (=24V) или “магистрален кабел”; кабел за захранващо напрежение (~220V) “захранваща линия”; радиочестотна EIB, както и инфрачервена връзка.

Сензорите и изпълнителните механизми могат да бъдат свързани и програмирани по желания начин. А за обитателите на сградите е много лесно да оперират с функциите на EIB системата, използвайки обикновени бутони, телефон или посредством чувствителни на допир екрани. Потребителят може свободно да променя връзките между устройствата или да добавя нови функции към системата. Гъвкавите EIB системи разкриват големи възможности за проектиране и изпълнение в съответствие с конкретните изисквания - без значение на времето от деня, сезона или предназначението на сградата.

Предимствата на EIB мрежите са много, като конкретно зависят както от областта на приложение - административни сгради или жилищни, така и от самия потребител и изискванията му.

Сред най-разпространените приложения на EIB са регулиране на стайната температура, контрол на врати и прозорци, управление на осветлението, вентилацията и бялата техника, както и контрол на системата за сигурността - сензори за присъствие, за движение, пожароизвестяването - чрез сензори за дим и много други.

За асоциацията EIB

Устройства от различни производители с различна функционалност, поддържащи EIB, могат лесно да бъдат свързани помежду си и да образуват функционираща EIB система. EIB инсталациите се отличават с лесно обслужване, тъй като съществува само един унифициран PC-базиран софтуерен инструмент за проектиране и поддръжка, наречен ETS (EIB Tool Software). Използването на инструмента не изисква специални знания по програмиране. Всеки проектант или монтажник, обучен в съответствие с ръководните принципи на асоциацията, подкрепяща EIB стандарта, има възможност да изгражда EIB системи.

Регистрирани и сертифицирани са повече от 4000 EIB продукта, Асоциацията, подкрепяща стандарта EIB, обединява над 100 членове и над 70 официално признати учебни центрове. Още в средата на 2000 година, според EIBА, инсталираните EIB продукти са надхвърлили 10 милиона, а осъществените проекти са били над 10 хиляди.

Възможности на EIB мрежите

Сред възможностите на EIB мрежите е реализацията на централизирани функции, свързани с управлението на инсталациите в една сграда. Например, при напускане на сградата осветлението, водата и някои електрически уреди, могат да бъдат автоматично изключени. EIB алармената система може да бъде активирана и предпазните решетки да бъдат спуснати, независимо от часовото време. Не на последно място, EIB позволява симулиране присъствие на хора, когато обитателите отсъстват.

В зали за конференции, театри, а също и в жилищни помещения могат да се задействат различни осветени зони в зависимост от активността на обитателите, които да бъдат променяни от потребителя по всяко време. Например, в една административна сграда е възможно да се постигне икономия на енергия до 75% от осветителната система, при прилагане на непрекъснат контрол на осветеността.

Всички мониторирани и контролирани параметри на микроклимата в един офис или цяла сграда могат да се визуализират и с тях да се оперира посредством интерфейс върху дисплеи. Възможността би могла да се приложи по аналогичен начин и за по-големи системи, използвайки PC със софтуер за визуализация.

Чрез свързване на EIB системата с телефонната мрежа, потребителят може да бъде уведомен и пряко да влияе на функциите по управление на сградата, например отоплението, чрез мобилния си телефон. Също така, алармени сигнали могат да се подават на специализираните телефонни номера - пожарната или охранителна агенция. А чрез дистанционно конфигуриране и обслужване на EIB съоръженията, например по Интернет, чувствително се намалява необходимото време за поддръжка.

Допустимо е да бъдат инсталирани произволен брой паник бутони, например за активиране на всички лампи. През нощта, осветлението между две помещения би могло да се включва с натискане само на един бутон и да се изгасява автоматично след определен период от време.

EIB позволява всяка стая, включена в системата за автоматизация, да има индивидуален контрол на температурата. Реализира се чрез създаване на температурен (климатичен) профил на всяко помещение. Така работата на инсталациите за отопление и охлаждане ще се повлияе при отворен прозорец, например. Ефективният контрол прави възможно постигането на над 30% икономия на електрическа енергия в сравнение с обичайно консумираната за една година. Освен това, отоплението би могло да бъде управлявано в зависимост от нуждите за индивидуалното помещение.

Технология на EIB

В масовия случай изграждането на EIB мрежи се реализира чрез полагането на сигнален кабел паралелно на захранващия кабел за ~220V (в случая средата за пренос е усукана двойка). Това означава, че обемът на окабеляването е намален с 60% в сравнение с традиционните инсталационни технологии. Друго преимущество се изразява в увеличения брой на възможните системни функции. Трето предимство е увеличената прозрачност и отвореност на системата, което означава, че по всяко време може да бъде променян елемент от нея, да бъде разширявана или да се наблюдава работата й.

Сигналният кабел свързва бутоните и изпълнителната апаратура и в повечето случаи осигурява захранване на мрежовите устройства. Невинаги е необходимо централно устройство за управление, например PC, тъй като всички устройства в системата са интелигентни. По тази причина, EIB могат да се изграждат като малки системи, например с обхват един апартамент, или като големи системи - хотели, административни сгради и др. Поради гъвкавостта на EIB технологията, изградената система лесно може да бъде адаптирана към устройства от различни производители. Както бе посочено по-горе, възможно е EIB да се изгради по захранващия кабел за ~220V (“захранваща линия”), а в близко бъдеще и по радиоканал (радиочестотна EIB).

Приложение на различните преносни среди

Областите на приложение на EIB мрежите зависят от използваната преносна среда. Препоръчва се използването на отделен контролен кабел при изграждане на нови инсталации, при разширяване на съществуващи инсталации или когато има изискване за най-висока надеждност. Ако средата за пренос е захранващата линия за 220V, кабелът трябва да има проводник за неутрала. Използването на захранващата линия при изграждане на EIB мрежи се препоръчва в случаите, когато сигнален кабел не е необходим, например, отсъства необходимост от захранване с 24V. Радиочестотна среда за пренос се използва в случаите, когато е трудно или невъзможно да се полага сигнален кабел или когато той не е желан.

Едно функциониращо устройство от магистралата, например затъмняващи щори, многофункционален бутон, сензор за дим и други, като правило съдържа три компонента - елемент за свързване към магистралата или BCU (Bus Coupling Unit), приложен модул AM (Application Module) и приложна програма AP (Application Program). Елементът за свързване към магистралата и модулът за употреба могат да се намерят на пазара както отделно, така и в общ корпус.

Характеристики на технологиите за връзка

Съществуват три вида технологии за свързване - BCU1 (TP+PL), BCU2 и BIM M112. Най-новите продукти, пуснати на пазара, са разработени на базата на BCU2 и BIM M112. Таблица 1 представя възможностите и характеристиките на тези компоненти от една EIB система.

Технологията BIM M112 е специално насочена към по-сложни магистрални устройства, които могат да поемат централизирани функции, като приложни контролери, портални устройства и други). Приложните програми, разработени за технологията BCU1, могат да бъдат зареждани и в BCU2.

EIB среда на полево ниво

Когато средата е усукана двойка, т.е. EIB TP (Twisted Pair), се използва базова лента от честоти за комуникационния обмен. При откриване на противоречие на ниво бит (при доминанта логическа нула) осигуряването е такова, че в случай на противоречие обменът винаги е успешен поне за един от комуникационните партньори. Резултатното елиминиране на повторен обмен подобрява действието на EIB TP. Заедно с груповото адресиране, методът EIB TP1 - предотвратяване на противоречие, осигурява висока ефективност, с време на реакция от 100 ms за два едновременни обмена. Бързата проверка на състоянието позволява да бъдат проверени до 14 устройства чрез един байт статусна информация в рамките на 50 ms. Физически, един сегмент с усукана двойка може да бъде дълъг до 1000 метра.

Когато средата за пренос е захранващата линия, се използва т.нар. Spread Frequency Shift Keying модулация - SFSK. Максималната дистанция между две устройства без използването на повторители е 600 метра. Важно е да се знае, че комуникацията при тази технология се влияе от електромагнитните полета на конкретното място.

Като нови среди за пренос - радиочестотната и инфрачервената технология, в момента са в процес на дефиниране.

В последните години най-модерната среда, която се налага, е EIB Advanced Network, позволяваща интерирането на EIB с коя да е IP среда, включително 10 или 100 Mbit Ethernet или 10 Mbit безжична локална мрежа (Wireless LAN).

За изграждане на EIB системи се използват 2 типа кабели - YCYM 2x2x0,8 и I Y(St)Y 2x2x0,8 VDE 0815. И двата типа са предназначени за изграждане на фиксирани мрежи, като първият може да се използва както на открито (тогава трябва да е подбран с изолация, устойчива на слънчеви лъчи), така и в сухи, влажни и мокри помещения. Вторият тип е предназначен за приложения само на закрито и в сухи помещения. Независимо от вида си, кабелите следва да се инсталират в канали или тръби, като YCYM позволява и повърхностно полагане.

Кабелите усукана двойка трябва да удовлетворят изискванията на EIBA, дадени в раздел 9 на Ръководството на EIBA, например YCYM 2x2x0,8 или I Y(St)Y 2x2x0,8 за проектиране на EIB. Според изискванията на EIBA, само стандартният EIB кабел гарантира максимални стойности на трите показателя - дължина на кабела в линията, дистанция между две мрежови устройства и брой на мрежовите устройства в една линия.

Както вече бе подчертано, развитието на електрониката направи възможно прилагането на нов метод на обмен по EIB захранваща линия, т.е. SFSK. Функции на SFSK са:

l при изпращане на “0”, предавателят излъчва честота 105,6 kHz, която е насложена върху захранващото напрежение;

l при изпращане на “1”, излъчваната честота е 115,2 kHz.

На фиг. 1 е показан общият вид на телеграма на едно EIB съобщение. Когато се случи определено събитие, например когато е натиснат бутон, устройството изпраща телеграма по магистралата. С Т1 е обозначен периодът на обмен, започващ след като магистралата е останала свободна поне за периода от време Т1. Щом предаването на телеграмата е завършено, мрежовото устройство използва периода от време Т2, за да провери дали телеграмата е била получена коректно. Всички мрежови устройства, които са адресанти на телеграмата, потвърждават получаването й едновременно.

EIB стандарт за съвместимост

Или EIB Interworking Standard - EIS. Различни видове стандарти за съвместимост - EIS са разработени с цел гарантиране на съвместимост на подобни устройства от различни производители. Например - регулатори на осветлението, измервателни уреди и др. Всеки EIS съдържа код на данните за формата и структурата на комуникиращите обекти, както и функциите на сензорите и изпълнителните устройства. Един EIS може да съдържа и съответни подфункции за някои различни комуникационни обекти.

Обозначаването на един EIS тип се изпълнява по отношение на приложението, за което съответният стандарт е разработен. Това не означава, че употребата на един EIS тип е ограничено само в тази област на използване. Например, EIS тип 2 - регулатор на осветлението, също може да бъде използван и за управление на отоплението. В този случай предадените по магистралата стойности биха били тълкувани не като “осветител/затъмнител”, а като “отоплител/охладител”.

 




ЕКСКЛУЗИВНО

Top