تبلیغات
دنیای اخبار- الکترونیک-روبوتیک-کامپیوتر-موبایل ...
دنیای اخبار- الکترونیک-روبوتیک-کامپیوتر-موبایل ...
اولین نیستیم ...!! اما بهترینیم 
قالب وبلاگ
نظر سنجی
به نظر شما کیفیت و محتوای مطالب سایت چگونه است؟





KNX/EIB

KNX یك استاندارد بر مبنای مدل OSI بوده و یك پروتكل ارتباطی شبكه است كه در خانه‌های هوشمند به‌كار می‌رود. KNX یك جانشین و در ضمن یك یكسو كننده برای سه استاندارد قبلی زیر می‌باشد:

European Home System Protocol (EHS)
Bati BUS
European Installation BUS (EIB)

در حال حاضر استاندارد KNX توسط انجمن Konnex مدیریت می‌شود.

پروتكل KNX :

این استاندارد بر پایه سیستم ارتباطی EIB بوده كه با لایه‌های فیزیكی ، شیوه‌های Config و تجارب كاربردی Bati BUS و EHS گسترش یافته‌است.

KNX بستر‌های ارتباطی فیزیكی زیادی را تعریف می‌كند:
1. سیم‌كشی با كمك زوج بهم تابیده ( برگرفته از استانداردهای EIB و Bati BUS )
2. شبكه برق ساختمان (برگرفته از استانداردهای EIB و EHS،‌شبیه آن چیزی كه X1O عمل می‌نماید.)
3. استفاده از امواج رادیویی
4. Ethernet (كه با عناوین EIB net/IP و یا KNX net/IP نیز شناخته می‌شود).

KNX فارغ از هرگونه Platform سخت‌افزاری طراحی شده‌است. یك وسیله در شبكه KNX می‌تواند توسط هرچیزی كنترل شود، از یك میكرو كنترلر 8 بیتی تا یك PC، كه این امر را نیاز خاص آن مقطع تعیین می نماید.

در برخی از نقاط دنیا امروزه KNX درحال رقابت با C-BUS طراحی شده توسط شركت Clipsal است. اما بیشترین نوع نصب KNX نصب برروی بستر ارتباطی زوج سیم می‌باشد.

حالات برنامه‌ریزی :‌

1. وضعیتA-Mode یا همان “Automatic Mode” یا حالت خودكار كه تجهیزاتی هستند كه به‌صورت خودكار خودشان را برنامه‌ریزی می‌نمایند و طراحی شده‌اند تا كاربران نهایی خرید و تصب آنها را انجام دهند.

2. وضعیت E-Mode یا همان “Easy Mode” یا حالت آسان كه تجهیزاتی هستند كه آموزش‌های ابتدایی را برای تصب نیار دارند. رفتار آنها از پیش برنامه‌ریزی شده‌است. با این وجود پارامترهای قابل برنامه‌ریزی نیز دارند كه متناسب با نیاز كاربر تعریف می‌شوند.

3.S-Mode یاهمان “System Mode” یا حالت سیستمی كه تجهیزاتی هستند كه در ساخت سیستم‌های اتوماسیون سفارشی به‌كار گرفته می‌شوند. تجهیزات S-Mode هیچ پیش‌فرض اولیه‌ای نداشته و بایستی توسط تكنسین‌های مجرب نصب و برنامه‌ریزی شوند.

بستر‌های ارتباطی متفاوتی در KNX وجود دارند :

1. Twisted pair TP0 : این بستر از Bati BUS گرفته شده و بیشتر در فرانسه كاربرد دارد. امروزه اكثر سازندگان به TP1 روی آورده‌اند.

2. TP1: از EIB گرفته‌شده و بیشتر از 90٪ محصولات فعلی KNX بر این مبنا می‌باشد. در TP1 انتقال با كیفیت بالا با قیمت پایین تلفیق شده‌است. توپولوژی TP1 بسیار انعطاف پذیر است : خطی ، ستاره ای ، درختی و یا تلفیقی از این‌ها. برای انتقال فیزیكی اطلاعات ، یك سیگنال كد شده در باند پایه متقارن با نرخ انتقال 9600bps درنظر گرفته شده‌است. تجهیزاتی كه به TP1 متصل می‌شوند می‌توانند از طریق BUS اصلی تغذیه شوند.

‌3. Power Line PL110 : كه این نیز برگرفته از EIB می‌باشد. امروزه كارخانه‌های كمی PL110 را پشتیبانی می‌نمایند اما كماكان یك بازه كامل از محصولات را برای روشنایی، پرده و كركره‌ها، سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی ارائه می‌نمایند. در اینجا نرخ انتقال سیگنال‌های اطلاعات 1200 می‌باشد. این بستر جایگزین بسیار مناسبی برای مكانهایی است كه امكان استفاده از سیم‌های زوجی وجود ندارد.

4. Power Line PL132 : این توپولوژی از EHS برگرفته‌شده‌است كه امروزه توسط سازنده‌های كمتر استفاده می‌شود. در اینجا نرخ انتقال اطلاعات 2400bps می‌باشد. عملاً درحال حاضر محصولاتی برای این استاندارد وجود ندارد و احتمالاً در آینده كاملاً محو خواهد شد.

5. Radio Frequency RF : كه هنوز در خانواده KNX یك تازه وارد حساب می‌شود. اگرچه در حال حاضر تولید‌كنندگان كمی از این استاندارد استفاده می‌نمایند پش بینی می شوددر آینده نزدیك بسیاری از تولید‌كنندگان به این استاندارد روی خواهند آورد. KNX RF از امواج رادیویی با فركانس مركزی 868.30MHz با یك نوسان 50KHz برای مدوله كردن اطلاعات استفاده می‌نمایند. با نرخ اطلاعاتی 16384 تقریباً میزان فریم‌های انتقالی با TP1 برابر خواهند بود.

6. Internet Protocol KNX net /IP : اخیراً به‌عنوان یكی از بستر‌های KNX معرفی شده و انتظار می‌رود در آینده ی KNX ، به یكی از مهمترین بستر‌های انتقال اطلاعات تبدیل شود. این امر افقها را به‌سوی سیستم‌های ارتباطی سطح بالا در ساختمان‌ها باز كرده و همزمان یك Gateway استاندارد را برای نصب KNX ایجاد می‌نماید.

بنابراین KNX یك بازه گسترده از بستر‌های ارتباطی را در اختیاز قرار می‌دهد . با این وجود TP1 به‌عنوان مهمترین بستر ارتباطی خانواده KNX مطرح می‌باشد. KNX RF یك انتخاب مناسب برای پاسخ به تقاضاهای ارتباطی بدون سیم در سیستم‌های اتوماسیون ساختمان می‌باشد. و PL110 همچنان می‌تواند به‌عنوان یك راه‌حل به‌خصوص برای ساختمان‌های بازسازی شده‌باشد. پل ارتباطی برای ارتباطات نیازمند به پهنای باند بالا مانند صدا، تصویر و سایر ارتباطات اینچنین از طریق KNX net/IP امكانپذیر می‌باشد.


فیلدباس Fieldbus

در یك سیستم متمركز ، همه حسگرها و تحریك كننده ها مستقیما ً به سیستم مونیتور مركزی متصل می شوند. در یك سیستم بزرگ كه تعداد ورودی و خروجی ها به هزاران می رسد واین تعداد بسیار فراتر ظرفیت سخت افزار كامپیوتر است ، هر دوره اخذ اطلاعات از ورودی ها بیشتر از زمان محدود تعریف شده توسط سیستم طول خواهد كشید. سایر اشكالات سیستم متمركز عبارتند از : عدم انعطاف پذیری ، عدم استفاده از تكنیك های به روز (On-line) و تكنولوژی های جدید وهزینه نصب زیاد ومشكلات مربوط به توسعه سیستم . به همین دلائل سعی می شود كه وظایف در سیستم توزیع شوند . در سیستم توزیع شده تصمیم گیریها به صورت محلی صورت می گیرد و چندین نقطه كنترلی كه وجود دارد كه به طور مستقل از هم عمل می كنند اما به یكدیگر ارتباط دارند . در یك سیستم توزیع شده ، دستگاههای لایه پائینی هوشمند هستند و كاربر مطابق نیاز خودش قادر به برنامه ریزی این ابزار می باشد. این دستگاههای هوشمند باید قادر باشند از طریق شبكه با سایرین ارتباط برقرار كنند وبه ابزار ذخیره سازی اطلاعات دسترسی مستقیم داشته باشند.

در سال 1980، شركت Honeywell برای نخستین بار ، امكان سوار كردن سیگنالهای دیجیتال روی حلقه جریان 4 تا 20 میلی آمپر را برای برخی از Field device های تولیدی خود فراهم كرد. این سرآغاز ایده ساختن فیلد باس شد. هر Field device برای ارتباطش از قواعد خاص خودش پیروی می كند كه به سازنده اش بستگی دارد. اداره چنین دستگاههایی روز به روز مشكل تر و پیچیده تر می شود. به منظور حل این مسأله ، از شبكه های كامپیوتری الهام گرفته شده است. در این روش یك یا چند خط سریال، همه Fild device را به هم وصل می كند.

یك فیلد باس از دو جزء اصلی تشكیل می شود : Field device ها كه گره خوانده می شوند وبستری كه شبكه داده ای را تشكیل می دهد.
به كمك فیلد باس می توان دستگاههای صنعتی سطح پایین نظیر حسگرها ، تحریك كننده ها، ابزار I/O و كنترل كننده ها مثل PLC و كامپیو ترها را به روشی ساده و یكسان به هم متصل نمود . با استفاده از ابزار اندازه گیری سنتی 4 تا 20 میلی آمپر، فقط ارسال مقادیر یك متغیر از طریق جفت سیم میسربود. به كمك تكنولوژی فیلدباس ، تبادل اطلاعات در فرم دیجیتالی و دو طرفه صورت می گیرد. بنابراین علاوه بر مقادیر متغیرها، می توان اطلاعات دیگری دیگری راجع به وضعیت Field device بدست آورد وعمل پیكربندی ابزار را نیز از طریق شبكه انجام داد . بدین ترتیب علاوه بر كنترل دستگاهها ، می توان آنها را اداره كرد. مثلا ً مطلع شد كه یك ترانسمیتر حرارتی آخرین بار چه موقع كالیبره شده است. به كمك این اطلاعات وبا استفاده از قدرت پردازشی Field device ، می توان عملیات كنترلی پیچیده تری را به صورت محلی انجام داد. فیلد باس علاوه بر امكان انتقال سیگنا لها بین ابزار دقیق و اتاق كنترل، امكان انتقال تغذیه مورد نیاز تجهیزات را تنها توسط یك جفت سیم میسر می سازد. این موضوع سبب كاهش هزینه های كابل كشی ، پانل های نگه دارنده كابل ، اتصالات ، كابینتهای مارشالینگ و مخارج نیروی انسانی در رابطه با نصب ، پیاده سازی و نگهداری می شود. همچنین نیاز به تعویض پانلها و قطعات دیگر به دلیل فرسودگی و خوردگی ، كاهش می یابد. سیستم انعطاف پذیر می شود و به راحتی می توان از تكنولوژیهای جدید استفاده كرد. هر گره را می توان به منظور سرویس و تعمیر از شبكه خارج كرد، بدون اینكه لطمه ای به عملكرد سایرین وارد شود. با استفاده از ابزار واسط مبدل سیگنالهای فشار(3 to 15 ps ) و جریان ( 4 تا 20 میلی آمپر ) به سیگنالهای فیلد باس ، امكان مدرنیزه كردن با تكنولوژی فیلد باس وحفظ قطعات سنتی میسر است. به كمك این ابزار واسط صرفه جویی های قابل ملاحظه ای در مدرنیزه كردن مجموعه حاصل می شود.

گفتیم كه برای ساخت فیلد باس از شبكه های كامپیوتری محلی ایده گرفته شده است. اما تفاوتهایی هم بین این دو وجود دارد، از جمله اینكه نرخ انتقال اطلاعات چندان زیاد نیست لیكن داده ها باید در فواصل زمانی قابل پیش بینی ارسال شوند. هم چنین به منظور دستیابی به كارایی بالاتر تمام لایه های هفت گانه پروتكل OSI پیاده سازی نمی شوند بلكه تنها سه لایه از این پشته، یعنی لایه فیزیكی ، لایه data link ولایه كاربرد پیاده سازی می شوند. همانند شبكه های كامپیوتری ، چون چندین گره از یك بستر ارتباطی استفاده می كنند، تصادم ایجاد می شود ودر نتیجه زمان پاسخ افزایش می یابد. پروتكل های مختلفی برای اداره دسترسی به بستر ارتباطی و تصادم تعریف شده كه از میان آنها روشهای CSMA/CD و Token passing برای كاربردهای صنعتی مناسبترند. علاوه بر تعریف استاندارد بین المللی برای فیلد باس، سازندگان متعددی محصولاتی تهیه كرده اند كه معمولا با یكدیگر ساز گار نیستند از جمله : BACNet, FIP/WEIP, BitBUS, P-NET, ProfiBUS, LonWorks, CANbus Seriplex, MODBUS, Mester Fieldbus, Interbus, ISP, HART, DeviceNet

در سال 1993 استاندارد بین المللی Foundation Fieldbus نتیجه تلاش مشترك ISP و WFIP تعریف شد هدف از تعریف استاندارد برای فیلد باس به شرح زیر است :
1- ابزار آلات تولید شده توسط سازنده های مختلف مانند حالت ند، در عین حال از امكانات شبكه دیجیتال دو طرفه استفاده می شود.
2- این شبكه ها باید قابل اتصال به سیستمهای اتوماسیون تولید وپردازش داده تجاری نظیر MAP و TOP باشند.

Field device های امروزی را می توان به سه گروه تقسیم كرد:
ورودی – خروجی های آنالوگ و دیجیتال
دستگاه های تركیبی آنالوگ و دیجیتال
ابزار كاملا دیجیتال

دستگاه های نوع اول از طریق حلقه های جریان آنالوگ 4 تا 20 میلی آمپر به سیستم ورودی – خروجی متصل می شوند این اتصالات كاملا نقطه به نقطه هستند و هر دستگاه جدا گانه، به كنترل كننده های میزبان وصل می شود. گروه دوم قابل استفاده در سیستم های ارتباطی آنالوگ و دیجیتال هستند. به عنوان مثال در این سیستم ها داده ها یدیجیتالی روی سیگنالهای 4 تا 20 میلی آمپر آنالوگ سوار می شوند. سیگنال دیجیتال طوری ساخته می شود كه میانگین مقدار آن صفر باشد و خواندن مقادیر جریان آنالوگ را تحت تأثیر قرار ندهد. دستگاههای گروه سوم از طریق پورتهای RS232 و RS485 به هم وصل می شوند ونیاز به درایورهای نرم افزاری دارند. فیلد باس، پروتكل ارتباطی تمام دیجیتال با بازدهی بالاست كه جایگزین هر سه سیستم بالا می شود. سیستم های مبتنی بر فیلد باس تنها از محصولات فیلد باس استفاده نمی كنند بلكه تجهیزات قدیمی ورودی – خروجی انالوگ قابل اتصال به فیلد باس می باشند.


 

استانداردهای متداول فیلدباس

تكنولوژی ‍‍‍‍Foundation Field busخاصیت مهم و سودمند FF ، قابلیت همكاری interoperabilily آن است. به این معنا كه دشتگاههای مختلف از سازندگان متفاوت قادرند از طریق آن، در یك سیستم كار كنند. سازنده ای كه می خواهد چنین دستگاهی را تولید كند باید با استاندارد های FF توافق كند و گواهی لازم را دریافت نماید. این مسأله كاربر را قادر می سازد كه به سازنده خاصی محدود نباشد و خود باعث رقابت در ساخت دستگاهها وپایین آمدن قیمتها می شود.

 

پشته پروتكل FF شامل سه بخش است:

لایه فیزیكی
لایه ارتباطات
لایه كاربرد
به منظور مدل كردن این اجزاء ، از مدل OSI استفاده شده است.
لایه فیزیكی همان لایه یك OSI است. و FMS یا Fieldbus Message Specification (لایه تعریف پیغامهای فیلد باس) متناظر با لایه هفتم OSI می باشد. زیر لایه FAS ارتباط بین FMS و DLL را فراهم می كند . هر لایه header مربوط به خودش را به داده های كاربر اضافه می كند تا پیغام به لایه فیزیكی برسد.

لایه فیزیكی مطابق استانداردهای ISA و IEC ساخته شده است. لایه فیزیكی پیغام را از پشته پروتكلی در یافت كرده آنرا به سیگنالهای قابل ارسال روی بستر ارتباطی فیلد باس تبدیل می كند. عملیات تبدیل شامل اضافه و حذف كردن مقدمه، محدود كننده ابتدایی و محدود كننده انتهایی می باشد. سیگنالها به روش Manchester- Biphase-L كد می شوند . بنابراین اطلاعات زمانی لازم برای همگام سازی در خود داده ها پنهان می باشد.

پشته پروتكلی Foundation Fieldbus
لایه فیزیكی از دو نوع باس ، پشتیبانی می كند: فیلد باس H1 وفیلد باس H2. از فیلد باس H1 برای كاربردهای كنترل دما، سطح و جریان استفاده می شود. دستگاهها را می توان مستقیما ً از طریق فیلد باس تغذیه نمود. سیگنالیك H1 به این صورت است كه بخش ارسال داده ها، جریان 10mA با سرعت 25/31 kbit/s تولید می كند و با توجه به اینكه مقاومت ختم كننده ، 50 اهم است ولتاژی برابر یك ولت (peak to peak) روی خط می افتد. این سیگنال روی جریان DC مستقیم منبع تغذیه سوار می شود. ولتاژ تغذیه بین 9 تا 32 ولت DC متغیر است. طول فیلد باس به سرعت انتقال داده ها، اندازه سیم و توان باس بستگی دارد. مسیر اصلی در صورتی كه از كابل زوج سیم تابیده با محافظ استفاده شود، نباید از 1900 تجاوز كند. فیلد باس H2 برای كنترل پیشرفته فرآیند، ورودی – خروجی های راه دور و كاربرد های اتوماسیون سرعت بالای كارخانه بكار می رود. گر چه استاندارد لایه فیزیكی اجازه می دهد توان از طریق فیلد باس توزیع شود، اما در بیشتر كاربردها دستگاههای متصل به H2، منبع تغذیه جداگانه دارند یا از طریق كابل دیگری، توان دریافت می كنند. مشخصات سیگنالیك H2 به این ترتیب است كه دستگاه ارسال داده، جریان 60mA با سرعت 2/5 مگابیت در ثانیه تولید می كند. با توجه مقاومت 75 ختم كننده ها، ولتاژ97 روی خط القاء می شود. اگر قرار باشد توان از طریق باس ارسال شود، سیگنالهی فیلد باس روی سیگنال توان 16Khz AC مدوله می شوند. دستگاه های فیلد باس، همگی به مسیر اصلی متصل می شوند وبه كمك اتصال دهنده خاصی از طریق كوپل القایی سیگنالهای داده و توان را در یافت می كنند. در این حالت نیازی به شكستن مسیر اصلی باس به منظور اتصال دستگاهها نیست.

به دلیل بالا بودن سرعت انتقال داده ها، تنها از توپولوژی باس پشتیبانی می شود و به علت پدیده انعكاس ، نمی توان مانند H1 انشعابها را به مسیراصلی متصل نمود. تعداد كل وسایلی كه می توان به H2 وصل نمود بستگی به مصرف توان ، نوع كابل و استفاده از تكرار كننده ها دارد. به منظور اتصال فیلد باسهای منفرد H1 وH2 وساخت شبكه بزرگتر از پل ( bridge ) استفاده می شود. وظیفه لایه LDD كنترل دسترسی به رسانه ارتباطی با استفاده از زمانبند مركزی بنام LAS می باشد. این پروتكل از تركیب استانداردهای ISA و IEC برای لایه DLL بوجود آمده است.

دستگاههای متصل به این باس را می توان به سه دسته تقسیم كرد:
دستگاههایی كه قادر نیستند نقش LAS را ایفا كنند.
دستگاههای Link Master كه می توانند LAS هم باشند.
پلهایی كه به منظور اتصال فیلد باسهای منفرد بكار می روند.

LAS
LAS یك لیست حاوی زمانهای ارسال تمام بافرهای داده موجود در دستگاههایی كه به صورت پریودیك داده ارسال می كنند، نگهداری می كند. هر زمان كه نوبت یك دستگاه فرا میرسد ، LAS یك پیغام CD به آن می فرستد. پس از دریافت CD ، دستگاه مزبور داده های موجود در بافرش را روی باس منتشر می كند. دستگاههایی كه به عنوان مشترك دریافت پیغام پیكر بندی شده اند، این داده ها را دریافت می كنند. این روش به منظور ارسال منظم و چرخشی داده ها ی حلقه كنترلی بین دستگاههای متصل به فیلد باس طراحی شده است.

 

تمام دستگاههای روی Fieldbus فرصت این را دارند كه پیغامهای خارج از نوبت و پیش بینی نشده را روی باس بفرستند. LAS با ارسال نشانه به یك دستگاه ، به آن اجازه استفاده از باس را می دهد. وقتی دستگاه نشانه را می گیرد، تا زمانی كه ارسال پیغام شود یا مهلت نگهداری نشانه تمام شود، می تواند به ارسال پیام ادامه دهد. این پیغام به یك یا چندین مقصد ارسال می شود. كل عملیات LAS به پنج گروه تقسیم می شود:

1- زمانبندی پیغام CD : همانگونه كه قبلا ذكر شد ، كل عملیات LAS كنترل دستی به باس است. این وظیفه بالاترین الویت را داراست وسایر عملیات در فواصل ارسال زمانبندی شده، انجام می شوند.

2- نگهداری لیست اعضای فعال : این لیست حاوی آدرس اعضایی است كه به Token دریافتی ، پاسخ مثبت می دهند. هر لحظه ممكن است دستگاههای جدیدی به باس وصل شود. LAS به صورت پریودیك پیغامهای PN را به آدرسهایی می فرستد كه در لیستش موجود نیستند. اگر دستگاهی با آدرس مذ كور حاضر باشد، به PN پاسخ می دهد و نامش به لیست موجود در LAS اضافه می شود.

لازم است LAS ، پس از ارسال Token به همه اعضای فعال ، حداقل یك پیغام PN به یك آدرس ارسال كند. دستگاهها تا زمانی كه به پیغامهای PT پاسخ صحیح می دهند در لیست باقی می مانند. اگر پس از سه مرتبه تلاش ، دستگاهی بدون استفاده از Token ، آنرا برگرداند، از لیست حذف می شود. پس از انجام هر نوع تغییری در جدول، محتویات آن را برای همه دستگاههای موجود روی باس ، منتشر می شود.

3- همگام سازی در لایه DLL : LAS بصورت پریودیك پیغام اعلام زمان سراسری را روی شبكه منتشر می كند تا زمان تمام دستگاهها در لایه DLL، یكسان باقی بماند. این كار لازم است، زیرا ارتباطات زمان بندی شده بلوك های عملیاتی در لایه كاربرد ، مبتنی بر اطلاعات استخراج شده از این پیغامها هستند.

4- ارسال Token : هر دستگاه با دریافت Token ، اجازه دارد پیغامهای زمانبندی نشده ای را ارسال كند.

5- افزونگی LAS: هر فیلد باس، ممكن است چندین Link Master داشته باشد كه با از كار افتادن LAS جاری، جایگزین آن بشوند یعنی فیلد باس به صورت فعال در زمان رخ دادن خطا [15] طراحی شده است.

لایه FMS به برنامه های كاربردی اجازه می دهد كه به یكدیگر از طریق فیلد باس و با استفاده از تعدادی پیغام با فرمت استاندارد، ارتباط داشته باشند. FMS، سرویس های ارتباطی ، فرمت پیغام ها و رفتار پروتكل برای ساخت پیغامهای كاربر را تعریف می كند.

پیغامهای FMS را می توان بر حسب وظایفشان گروه بندی كرد:

1- پیغام هایی كه مسئول برقراری و قطع ارتباط ورد كردن پیامها هستند.

2- سرویسهای دسترسی به متغیرها از قبیل خواندن ، نوشتن، گزارش و پاك كردن اطلاعات.

3- سرویسهایی كه به برنامه كاربر اجازه می دهند كه رخدادها را گزارش دهد و آنها را پردازش نماید.

4- سرویسهای down load , uphoad

5- سرویسهای اجرای برنامه از راه دور

آنالوگ (AO)، كنترل كننده PD و PID وتناسبی تعریف شده اند. در FF-892 ،19 تابع استاندارد دیگر نیز تعریف شده است . به عنوان مثال، یك حس كننده دما، تنها شامل بلوك عملیاتی AI است. یك شیر كنترل ، شامل بلوك عملیاتی PID وبلوك AD می باشد. بنابراین یك حلقه كنترلی ساده با این بلوكهای پایه ای ساخته می شود.

بلوكهای Transducer بلوكهای عملیاتی را از توابع ورودی – خروجی محلی مورد نیاز برای خواندن حسگرها و صدور دستورات خروجی، جدا می كند. این بلوكها حاوی اطلاعاتی در مورد زمان Calibration ونوع حسگرها می باشند. معمولا به ازای هر بلوك عملیاتی ورودی – خروجی یك بلوك Transducer لازم است. پس از طراحی سیستم وانتخاب ابزار آلات، زمان پیكر بندی سیستم كنترلی به كمك اتصال ورودیهاو خروجیهای بلوكهای عملیاتی به یكدیگر طبق استراتژی كنترلی مورد نظر ، فرا می رسد. این كار با استفاده از اشیاء گرافیكی موجود در نرم افزار پیكر بندی صورت می گیرد بدون اینكه نیاز به برقراری اتصالات فیزیكی در محل باشد. پس از مشخص شدن اتصالات بلوكهای عملیاتی ، نام دستگاهها، برچسبها ونرخ اجرای حلقه های كنترلی، نرم افزار پیكربندی هر دستگاه را تولید می كنند. پس از اینكه همه دستگاهها، اطلاعات را در یافت كردند، سیستم آماده كار می شود.

علیرغم تعریف استاندارد برای فیلد باس، این استاندارد هنوز جهانی نشده وشركتهای تولید كننده ای وجود دارند كه ادعا می كنند با رعایت استانداردهای خودشان به باز دهی بهتری دست می یابند. محصولات این شركتها مطابق خصوصیات زیر از هم متمایز می شوند:

1. مشخصات فیزیكی نظیر توپولوژی شبكه ، بستر فیزیكی ارتباط، ماكزیمم تعداد گره های متصل به گذرگاه و ماكزیمم طول مسیر با تكرار كننده وبدون تكرار كننده.

2. مشخصات كارایی نظیر مدت زمان هر سیكل بازرسی ورودی – خروجی ها، ومدت زمان ارسال هر بلوك داده ای.

3. مكانیزم انتقال نظیر متدهای ارتباط، خصوصیات ارسال ، سایز داده های انتقالی، متد دستیابی به بستر ارتباطی مشترك و روشهای چك كردن خطا در پیغامها.

سهولت نصب، پذیرش جهانی و امكان انتقال توان از طریق فیل باس از دیگر مشخصات محصولات مختلف هستند اما به طور قطع نمی توان یكی از این تكنولوژیها را به عنوان تكنولوژی برتر معرفی كرد و بسته به كاربرد ، باید نقاط قوت وضعف هر كدام را سنجید وابزار مناسب را انتخاب نمود.
برخی از نمونه های فیلدباس: AS-i، InterBUS و CAN Open

 (AS-i (Actuator sensor-Interface

كار بردهای معمول آن در ماشینهای اسمبلی و بسته بندی ، سیم كشی تك كابلی بلوكهای حسگر با چند ورودی، حسگرهای هوشمند، شیرهای پنوماتیكی، سوئیچ ها و.آشكار كننده ها می باشد. مزایای آن، سادگی بسیار زیاد ، هزینه پایین و مقبولیت گسترده است. همچنین دارای سرعت بالا می باشد و می توان توان مورد نیاز Fielddevice را از طریق باس انتقال داد.

نقاط ضعف آن عبارتند از: مناسب نبودن برای اتصال به I/O های آنالوگ و اندازه محدود شبكه.

ASI برای استفاده در سیستمهای كوچك با I/O گسسته طراحی شده و تقریبا ً ساده ترین فیلد باس موجود است. برای پیكر بندی آن تنها لازم است آدرس هر گروه مشخص شود ورودی – خروجی های متناسب به آن نسبت داده شوند. كابل سیگنال قادر است توان 30 ولت DC را با جریان كم ، برای تغذیه ورودیها ، حمل كند وتوان مورد نیاز خروجی ها از طریق كابل جداگانه ای حمل می شود.

با وجود عدم استفاده از پوشش محافظ در مقابل اغتشاشات RFI,EMI مصون است ، به این دلیل كه سیگنالهای دیجیتال روی ك مصون است ، به این دلیل كه سیگنالهای دیجیتال روی ك مصون است ، به این دلیل كه سیگنالهای دیجیتال روی كابل بصورت سیگنال سینوسی كد می شوند كه پهنای باند خیلی باریكی دارد. مكانیزم فیلترینگ در طول شبكه توزیع شده وسیگنالهای اغتشاش را پس می زند. سیگنالهای آنالوگ نیز می توانند روی خط، ارسال شوند، اما هر گره تنها می تواند یك دستگاه آنالوگ را پشتیبانی كند.

زمان SCAN در ASI قطعی است. یعنی با اطمینان مشخص كرد كه فاصله زمانی بین تغییر وضعیت تا گزارش آن چقدر است. برای محاسبه زمان SCAN باید تعداد گره ها شامل Slave,Master را در 150 میكرو ثانیه ضرب كرد.

Interbus
كاربردهای متداول آن در ماشینهای اسمبلی، جوشكاری و كنترل مواد می باشد. همچنین برای سیم بندی تك كابلی حسگر چند ورودی، شیرهای پنوماتیكی ، بار كد خوانها، درایوها و واسط های كاربر استفاده می شود. از مزایای آن آدرس دهی اتوماتیك بهگره هاست كه شروع به كار سیستم را آسان و سریع می كند. توانایی تشخیص خطای آن بسیار پیشرفته است. پیغام های آن Overhead كمی دارند و زمان پاسخ سریع و استفاده مؤثر از پهنای باند و انتقال توان از خصوصیات دیگر آن است. اشكال آن این است كه از كار افتادن یك اتصال، كل شبكه را از كار می اندازد و توانایی انتقال مقادیر خیلی زیاد داده را ندارد.

این باس از نظر فیزیكی شبیه یك شبكه مبتنی بر Line-and-drop به نظر می رسد اما در واقع یك رینگ سریال است و هر Slave، دو اتصال دارد و از طریق یكی داده را رد می كند و از طریق دیگری داده ها را به بعدی منتقل می كند. اطلاعات آدرس دهی در این پروتكل وجود ندارد و داده ها به روش چرخشی روی شبكه قرار می گیرند وMaster با توجه به مكان هر گره در حلقه می تواند تشخیص دهد گره در حال خواندن یا نوشتن است. این مسأله سربار بسته های داده ای را می نیمم می كند. بنابراین تعداد كمی از باسهای موجود سریعتر از InterBUS هستند.

InterBUS می تواند به آسانی I/O های آنالوگ و دیجیتال را اداره كند و داده ها می توانند بصورت بلوكی ارسال شوند. به كمك ماجولهایی به نام COMM كه بوردهایی به اندازه كارت اعتباری هستند ونصب آنها در كنترل كننده ها، واسط كاربر، درایو، بار كد خوان، پردازنده سیگنال و هر دستگاه دیگری ، می توان آنها را به فیلد باس متصل كرد.

CAN Openكاربردهای متداول آن در سیستمهای كنترل حركت، ماشین های اسمبلی ، جوشكاری و كنترل مواد، اتصال بلوكهای حسگر ، حسگرهای هوشمند، شیرهای پنوماتیك ، بار كد خوان ، واسط كاربر ودرایو می باشد.

CAN Open در واقع پروتكل لایه كاربرد است و بر مبنای پروتكل CAN كه لایه های 1و2 را تعریف می كند نوشته شده است و از مزایای آن عبارت است ازاین كه از سایر شبكه های مبتنی بر پروتكل CAN برای كنترل حركت سرعت بالا و حلقه های فیلد بك مناسبتر است.


EIB

یك استاندارد باز است به این معنا كه همه می توانند راهكارهای جدید خود را به آن بیافزایند. انجمن بی طرف استانداردسازی اروپا EIBA همه راهكارها را بررسی می نماید و از آنها جهت توسعه این استاندارد بهره می گیرد. این استاندارد ارتباط بسیار ساده اماعلمی و اصولی را بین همه انواع وسایل كنترلی به دست می دهد واجرای آن بسیار ساده است. یكی دیگر از مواردی كه باعث مقبولیت این استاندارد شده است، مشتری محور بودن آن است.
EIB راهكارهایی را ارائه میدهد تا به وسیله آن ساكنین بتوانند همواره از وضع ساختمان خود مطلع باشند بدون آنكه هزینه گزافی بپردازند. در همه شاخه های این استاندارد بحث ارائه سرویس بهتر، پاسخ سریعتر، انعطاف پذیری بیشتر، افزایش كارآمدی و همچنین صرفه جویی در مصرف انرژی لحاظ شده است.
راه اندازی سیستمهای هوشمند: EIB براساس بالاترین استانداردهای هوشمند سازی طراحی شده است و در آن طرحهای توسعه آینده و همچنین قابلیت تغییر پذیری بسیار بالایی پیش بینی شده است. EIB امنیت بالا، بازده اقتصادی، تبدیلات و تغییرات ساده را در ساختمانهای اداری، سوله های صنعتی و مكانهای عمومی به دست می دهد. توابعی مانند روشنایی، كنترل پرده ها و دما بسته به نیاز كاربر، قابل تعریف هستند و تغییرات بعدی به سادگی قابل اجرا می باشند.
با به كارگیری EIB می توان همه پارامترها را از هر كجای ساختمان تغییر داد. همچنین امكان تغییر پارامترها به وسیله دستگاه ریموت كنترل یا تلفن همراه و یا اینترنت وجود دارد. و همچنین اگر تغییر تابعی از هر نوع بستگی به تغییر دیگر توابع داشته باشد، این كار بدون ایجاد هیچگونه تداخل یا مشكلی انجام پذیر خواهد بود. به وسیله قابلیتهای مركز كنترل و یا برنامه ریزی انجام شده بر روی خود وسیله ها می توان امكانات زیادی را مهیا نمود. برای مثال:
همه پرده ها به آرامی بالا روند، كنترل شدت روشنایی فعال شود، همه اتاقها بر روی دمایی كه برایشان تعریف شده قرار بگیرند و....و البته همه این كارها فقط با فشار یك دكمه انجام می پذیرد.
در ساختمانهایی كه سیستم EIB پیاده شده است نیازی نیست كه تغییرات به صورت دستی انجام پذیرد به این معنا كه برای كنترل ساختمان می توان از یك سیستم حلقه بسته استفاده نمود. این سیستم قادر است به طور خودكار دمای هر اتاق و نور آنها را براساس مقادیر تعریف شده برای روزهای مختلف هفته تنظیم نماید. با بكار گیری EIB می توان سیستم را مانیتور نمود. برای مثال: ساختمان را در زمان وقوع آتش سوزی كنترل نمود و یا مدارهای الكتریكی را به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی مورد بررسی قرار داد.
با EIB انرژی الكتریكی مستقیما به وسیله سوییچ ها به مانند سیستمهای سنتی، وارد مدار نمی شود اطلاعات به وسیله سنسورها یا كلیدهای فشاری در داخل یك زوج از كابل انتقال دیتا فرستاده می شود و به وسیله Actuator كه در تابلو كنترل قرار دارد دریافت می گردند و این وسیله فرمان فرستاده شده را فرضا با سوییچ كردن مدار و انتقال قدرت به مصرف كننده انجام می دهد. مصرف كننده های الكتریكی می توانند مستقل از مدارهای قدرت الكتریكی سوییچ شوند. لذا لامپهای راهرو میتوانند از هر جای دیگر خانه نیز روشن شوند. مصرف كننده های الكتریكی می توانند حتی به وسیله سنسورها سوییچ شوند بدون آنكه نیازی به فشردن كلید و یا استفاده از ریموت كنترل باشد. همه المانهای این مجموعه قابل برنامه ریزی هستند و می توانند به طور خودكار عمل نمایند. همه توابع منطقی این سیستم می تواند دوباره تعریف شود. برای مثال اگر روشنایی اتاقها از مقدار خاصی كه قبلا تعریف كرده ایم كمتر شد، بعد از ساعت 6 عصر همه پرده های اتاق كشیده شده و لامپهای سالن به آرامی روشن شوند همچنین حالتهای مختلف سوییچهای مصرف كننده ها به آسانی نمایش داده می شود.

The EIB System for Home & Building Electronics

The European Installation Bus (EIB) is an open, comprehensive system, which covers all aspects of Building Automation. This protocol is similar with the BACnet protocol and is manage by EIB Association.

The European Installation Bus (EIB) is designed as a management system in the field of electrical installation for load switching, environmental control and security, for different types of buildings.

Its purpose is to ensure the monitoring and control of functions and processes such as lighting, window blinds, heating, ventilation, air-conditioning, load management, signaling, monitoring and alarms.

The EIB system allows the bus devices to draw their power supply from the communication medium, like Twisted Pair or Powerline (230 V mains). Other devices may, additionally, require power supply from the mains or other sources, as in the Radio Frequency and Infrared media.

EIB network protocol that link together domotic elements

Figure 1. EIB network protocol that link together domotic elements

Network Topology. Main Features of the Bus

The Installation Bus is designed to provide distributed technical control for management and surveillance of buildings. Therefore it provides a serial data transmission between the devices connected to the bus. It also operates as a compatible, flexible low-cost system supporting the above applications.

EIB is a protocol that manages devices placed into a complex bus. This bus can be divided in different trees that fit on the structure of buildings and houses. The maximum number of devices that could be connected is 65’536.

The Bus system is usually implemented as a decentralized system but nevertheless it still allows, whenever it is required, centralized application implementations. Decentralized management is implemented within the devices whether they are transmitters or receivers, they communicate directly to each other without recourse to hierarchy or network supervisory device. This type of management makes the system highly flexible.

Centralized system

Figure 2. Centralized system

Decentralized system

Figure 3. Decentralized system

The application nevertheless allows for a centralized management mode. An Application Controller (ApC) may be positioned on anywhere on the bus.

EIB Medium Access Control (MAC) is highly optimized for each medium individually. Available implementations further optimize for a combination of transceiver performance and cost. EIB.IR (Infrared), EIB.MMS (MultiMedia Services), EIB.TP (Twisted Pair), EIB.PL(Powerline), EIB.RF (Radio Frequency), EIB.net (Automation Networking)

EIB Bus devices are generally built up from two parts: the Bus Coupling Unit and the application module that manage processes in the building automation. The Bus Coupling Unit is a decentralized bus manager in each device and provides electrical features as well as data coupling to the Bus, in order to allow the separation of application hardware and software from the Bus communication system. The application module manages the process in building or house.

The gateway represents the bridges between different segments of one or more networks. These gateways realize two roles. The first consist in the connection of the two segments of networks sometimes routing the telegrams and the second consist in the adaptation of protocols that manage the data transfer in the whole system.

An Installation Bus System may be connected via gateways to external networks. This connection may be done either at the backbone, the main line itself or the any other line. Examples for such gateways are:

  1. Data over voice
  2. Analog phone connection
  3. ISDN connection
  4. Field bus connection
  5. Connection to mainframe computer

The information exchange between two devices is achieved by transmission of data packets. Each data packet must be acknowledged. For every medium, the message frame looks similar like the figure bellow.

EIB Message frame

AnFigure 4. EIB Message frame

Some media will precede or follow this message by some medium specific sequences, characteristic for its medium access control or error correction mechanisms.

Structure of an EIB compliant telegram

Figure 5. Structure of an EIB compliant telegram

The data packet (see figure above) contains the following fields:

  • Control field
  • Source address field
  • Destination address field
  • Length
  • LSDU (Link Service Data Unit) - info to be transferred-
  • Check byte

In the case, for example, of failure detection message or any other urgent message, the EIB system allows a transmission priority to be assigned to the transmission of the data packets.

Alarm messages may have priority over all other messages sent in normal operation mode. Retransmitted data packets have also higher priority than normal packets.
An important role in the standard EIB is play by the mapping of devices through the network, which will be detailed in the next paragraph.

Mapping of building / home devices interconnected by the EIB network

EIB Bus devices connected to the Installation Bus can be addressed using two modes:

  1. Physical addressing
  2. Group addressing

The mapping of devices represents an application of the devices included in the network on a part of natural numbers. Every bus device is identified by a unique physical address. Two EIB Bus devices should not have the same physical address.

The physical address (see figure 5.5) consists of a zone, line and EIB Bus device number; it corresponds to the device as a whole. The source address field always contains the physical address. The physical address is only used as destination address for initialization, programming and diagnostic operations (connection oriented transmission). This corresponds to a system access mode.

Address structure for source and destination of telegram (system accessing mode)

Figure 6. Address structure for source and destination of telegram (system accessing mode)

Connectivity between different elements using system-accessing mode through EIB

Figure 7. Connectivity between different elements using system-accessing mode through EIB

Group addressing corresponds to the normal operation mode. Functions of EIB Bus devices belonging to the same group may be controlled by only one message sent by a "source" EIB Bus device. Functions however, may belong to several groups and may be activated independently by every EIB Bus device of the group.

Address structure for source and destination of telegram (group accessing mode)

Figure 8. Address structure for source and destination of telegram (group accessing mode)

The group addressing is a logical link between bus devices. A sensor can only transmit on one group address and an actuator can receive several. The group addressing gives flexibility by means it allows to add a bus device in a very simple way, just by connecting it to the correct group address.

Connectivity between different elements using group-accessing mode through EIB

Figure 9. Connectivity between different elements using group-accessing mode through EIB

.




طبقه بندی: ابزار دقیق، اتوماسیون،
[ یکشنبه 25 فروردین 1392 ] [ 09:16 ب.ظ ] [ !doob! (مدیر وبلاگ) ]
.: Weblog Themes By Pichak :.

درباره وبلاگ


آخرین مطالب
لیست آخرین مطالب
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
امکانات وب

3 سوت دانلود


تماس با ما