Sw3.6-m13-1.2-Slajd13
Systemy wbudowane
Magistrala sterująca EIB
Jednym z najtrudniejszych problemów kompleksowej automatyzacji złożonych obiektów jest rozwiązanie komunikacji między elementami systemu. Wiąże się to głównie z koniecznością wykorzystywania w systemie urządzeń różnych producentów korzystających z różnych protokółów komunikacji. W roku 1990 wprowadzono nowy, otwarty standard komunikacyjny określany mianem Europejskiej Magistrali Instalacyjnej - EIB (European Installation Bus) [4]. Przyjęte skróty oznaczeń na rysunku: SO - sprzęgło obszarowe, SL - sprzęgło liniowe, EM - element magistralny [4]
System EIB jest obecnie najczęściej stosowana magistralą instalacyjną służącą do załączania, sterowania, regulacji i nadzoru urządzeń technicznych budynku. Szkielet systemu tworzą elementy magistralne posiadające własne układy, które odpowiadają za komunikację z systemem. Wymiana informacji odbywa się na zasadzie adresowanych wiadomości wysyłanych wsieć zbudowaną z dwóch przewodów służących równocześnie jako przewody zasilające elementy magistralne. Cechą magistrali EIB jest przede wszystkim możliwość pełnej integracji różnych instalacji budynku i stąd znajduje ona swoje zastosowanie w realizacjach tzw. budynków inteligentnych. Struktura instalacji wykonanej w systemie EIB jest bardzo prosta iprzejrzysta. Wszystkie urządzenia przyłączone do magistrali są traktowane w jednolity sposób i posiadają swoje unikalne adresy.
Idea topologii magistrali EIB zapożyczona została z sieci komputerowych i posiada strukturę drzewa. W systemie istnieje możliwość łączenia ponad 10000 elementów magistralnych. Komunikacja odbywa się lokalnie w ramach jednej linii, a jeśli występuje konieczność komunikacji z innym obszarem, to następuje przejście do niego poprzez linię obszarową. Uczestnicy transmisji mogą rozpocząć nadawanie w każdej chwili pod warunkiem wolnego dostępu do sieci. W przypadku, gdy nadawane są równocześnie dwa komunikaty następuje sprawdzenie priorytetów nadawców i obsługa komunikacji odbywa się w kolejności ważności priorytetów. Wiadomość rozchodzi się po całej linii. Jest ignorowana przez elementy, których nie dotyczy, natomiast odbierają ją te, do których byłą wysyłana i potwierdzają odbiór. Sprzęgła liniowe stanowią pewnego rodzaju filtr uniemożliwiający rozprzestrzenianie się informacji w całej sieci. Sprzęgła wyposażone są w specjalne tablice filtracyjne określające, które wiadomości należy wzmocnić i przekazać dalej a które należy wytłumić. Usprawnieniem komunikacji jest specyficzne hierarchiczne adresowanie pozwalające łatwo określić położenie elementu i jego rolę w systemie.
Inne standardy komunikacyjne
System EIB wykorzystywany jest w praktyce bardzo często jednakże nie oznacza to wyłączności zastosowań. Szczególnie w odniesieniu do bardzo dużych złożonych obiektów, wymagających rozbudowanej warstwy zarządzania i monitorowania procesów, stosuje się często inne wyspecjalizowane protokóły komunikacji. Do najczęściej spotykanych należą: LonWorks, BACnet czy Profibus [1].
System LonWorks należy podobnie jak EIB do klasy systemów otwartych. Jest to produkt amerykańskiej firmy Echelon Corp., oparty na stosowanej technice przesyłu wiadomości implementowanej za pomocą protokołu LonTalk, w który wyposażone są urządzenia zawierające mikrokontrolery NeuronChip. Urządzenia różnych producentów w technice LonWorks używają standardowego protokołu wymiany informacji. Podobnie jak w przypadku systemu EIB, również system LonWOrks promowany jest przez specjalnie w tym celu powołaną organizację zrzeszającą producentów i instalatorów urządzeń wykonanych na użytek tej technologii.
Protokół BACnet powstał głównie dla potrzeb sterowania systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) w USA. Celem nadrzędnym systemu była konieczność powiązania ze sobą urządzeń różnych producentów w jeden spójny system automatyki w zakresie systemów HVAC i uniezależnienie się od jednego dostawcy tych urządzeń narzuconego często przez wymagania komunikacyjne. Protokół ten bazuje na protokółach komunikacyjnych Ethernet i ARCNET, które są standardowymi protokołami w sieciach komputerowych. Stąd też niezwykle szybko BACnet stał się protokołem umożliwiającym sterowanie na odległość z wykorzystaniem istniejących sieci komputerowych.
Międzynarodowym standardem w zakresie sieci przemysłowych jest system PROFIBUS zdefiniowany poprzez europejskie normy EN50170 i EN50254. Wykorzystywane są w praktyce różne wersje protokołów PROFIBUS w zależności od zastosowań.
