Elektryczne Systemy 

Inteligentne (12)

• Studia dzienne

Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Klasyfikacjna budynków

Wróżnić możemy następujące klasy 
budynków:
 klasa A
 klasa B
 klasa B+
 klasa C
Zostały one podzielone ze względu na:
 poziom nowoczesności obiektu
 architekturę
 ilość i rodzaj instalacji jaki zawiera
 poziom integracji instalacji

Systemy stosowane w 

automatyce

 

System zamknięty 

( firmowy )

 System otwarty

System zamknięty – 

tradycyjne podejście do 

integracji

System zamknięty – 
cechy 

 

każdy z podsystemów posiada oddzielne 

okablowanie
 wymaga się różnych narzędzi do instalacji 
urządzeń
 konieczność powoływania wielu służb 
serwisowych
 konieczność stosowania bramek 
tłumaczących    
    niejawne protokoły, pochodzące od 
różnych 
    producentów
 wysokie koszty modernizacji systemu
 brak możliwości stosowania produktów 
zamiennych
 użytkownik uzależniony od producenta 
systemu 

 

 

 

 

System otwarty – idea

Rozwój systemu wymuszony został przez 
wymagania
klientów, świadomych rzeczywistej ceny jaką 
płacą za 
rozwiązania oparte o systemy firmowe

System otwarty – cechy

 możliwość produkowania urządzeń przez 
wielu 
    producentów zgodnych z ogólnodostępnym 
standardem 
    systemu

System otwarty – cechy 
c.d.

 prostota funkcjonalna
 redukcja kosztów na etapie projektowania, 
wdrażania 
    i eksploatacji
 łatwość i niski koszt modyfikacji na etapie 
    projektowania i eksploatacji
 dostępność wielu projektantów, 
serwisantów 
    i integratorów
 elastyczność w wyborze rozwiązań dla 
zmieniających 
    się wymagań w stosunku do systemu
 użytkownik ma wolny wybór producenta i 
dostawcy  
    elementów i usług na każdym etapie 
realizacji 
    i eksploatacji obiektu.

Systemy otwarte - 
konkurencja

Obecnie dostępnych jest wiele 
systemów otwartych. Konkurują one 
ze sobą w trzech płaszczyznach:
 komercyjnej – ilość producentów 
    wykorzystujących dany standard 
oraz ilość 
    komercyjnie dostępnych 
produktów
 technicznej – możliwości 
techniczne 
    i różnorodność zastosowań
 formalnej – akceptacja 
organizacji 
    standaryzacyjnych ( ISO, CEN, 
ANSI ).

System automatyki 
budynku

Wyróżniamy trzy zasadnicze poziomy 
funkcjonalne wchodzące w skład 
systemu automatyki budynku. Są to:

 poziom zarządzania

 poziom automatyki

 poziom obiektowy

Poziom zarządzania

W głównej mierze tworzy go system 
BMS 
( z ang. Building Management System ) 
czyli Centralny System Zarządzania i 
Nadzoru
Składa się on z: 
 komputera PC
 drukarki 
 oprogramowania stacji nadzoru 
    ( np. Tac Vista BMS )

Oprogramowanie stacji 

nadzoru 

Tac Vista

Umożliwia:
 graficzną wizualizację instalacji 
 zarządzanie i nadzór nad 
instalacjami 
    i układami regulacji i sterowania
 zarządzanie ekonomicznym 
zużyciem energii
 wydruk informacji o stanach 
alarmowych
 okresowy wydruk raportów
 analizę uszkodzeń systemu lub 
komponentów
 ustalanie strategii działań 
podejmowanych 
    w określonej chwili 

Graficzna wizualizacja 

instalacji

w programie Tac Vista

Graficzna wizualizacja 

instalacji

w programie Tac Vista

Graficzna wizualizacja 

instalacji

w programie Tac Vista

Graficzna wizualizacja 

instalacji

w programie Tac Vista

Graficzna wizualizacja 

instalacji

w programie Tac Vista

Poziom automatyki

Tworzą go przede wszystkim:
 sterowniki swobodnie programowalne 
( Tac 
    Xenta 401/300 ), które realizują 
wcześniej  
    opracowany i załadowany program 
regulacji. 
    Komunikują się 
    z siecią w technologii 
    LonWorks i wymieniają
    dane za pośrednictwem 
    standardowych zmiennych 
    sieciowych SNVT.

Poziom automatyki

 moduły wejść/wyjść, które rozszerzają 

    możliwości sterowników Tac Xenta 
300/401

Poziom automatyki

 sterowniki pomieszczeniowe Tac Xenta 
100,  
    Są to sterowniki strefowe, które 
optymalizują  
    koszty eksploatacji w  systemach 
    ogrzewania i chłodzenia 
    powietrza dostarczanego 
    z central klimatyzacyjnych.
    Komunikują się z siecią 
    w technologii LonWorks 
    i wymieniają dane za 
    pośrednictwem standardowych 
    zmiennych sieciowych SNVT.

Technologia LonWorks 

LonWorks jest jednym z najbardziej otwartych 
standardów komunikacji w automatyce 
budynków. Technologia ta stosowana jest w 
Polsce i na świecie do automatyzacji, zarządzania 
i sterowania instalacjami technicznymi 
w budynkach.
Sieć sterująca składa się z inteligentnych 
urządzeń zwanych węzłami połączonych ze sobą 
za pomocą odpowiedniego medium w celu 
wzajemnej komunikacji.

Technologia LonWorks – 
struktura fizyczna sieci

Węzeł tworzą:
 neuron – który jest układem scalonym 
złożonym 
    z trzech mikroprocesorów, w którym  
    przechowywany jest protokół 
komunikacyjny 
    LanTalk jako część oprogramowania 
firmowego
 transceiver – który realizuje
    podłączenie elektryczne 
    i fizyczne węzła do 
    fizycznych mediów 
    komunikacyjnych. 

 

 

LonWorks 

Podstawowymi  komponentami,  składającymi 

się na technologię LonWorks są:

• protokół komunikacyjny LonTalk;
• układ Neuron; 
• aplikacje dla układu Neuron;
• urządzenia LonWorks (transceivery, routery, 

bramki). 

 

 

LonWorks 

Podstawowymi  komponentami,  składającymi 

się na technologię LonWorks są:

• protokół komunikacyjny LonTalk;
• układ Neuron; 
• aplikacje dla układu Neuron;
• urządzenia LonWorks (transceivery, routery, 

bramki). 

 

 

Protokół LonTalk

 

 

LonWorks 

Podstawowymi  komponentami,  składającymi 

się na technologię LonWorks są:

• protokół komunikacyjny LonTalk;
• układ Neuron; 
• aplikacje dla układu Neuron;
• urządzenia LonWorks (transceivery, routery, 

bramki). 

 

 

Protokół LonTalk

 

 

Schemat urządzenia LonWorks

LonWorks – media 
komunikacyjne

Węzły mogą być ze sobą połączone za 
pomocą:
 dwużyłowej skrętki ( rys. Topologie 
segmentu )
 

 połączeń RF i IR ( fale radiowe i 
podczerwone )
 światłowodu
 instalacji elektroenergetycznych 

LonWorks – zmienne 
SNVT

Technologia LonWorks posługuje się 
podstawowymi typami zmiennych 
sieciowych SNVT ( z ang. Standard 
Network Variable Type ), które są 
wykorzystywane przez węzły do 
komunikowania się między sobą. Protokół 
ma zadeklarowane ponad 100 
standardowych zmiennych sieciowych, 
które odzwierciedlają konkretne wielkości 
fizyczne w znormalizowanej formie ( np. 
napięcie, natężenie, moc, częstotliwość, 
temperatura, itp. ). Pozwala to na 
współpracę węzłów produkowanych przez 
wielu producentów.

Zmienne SNVT – realizacja 
zadań

Jeżeli np. czujnik temperatury zmierzy nową 
wartość temperatury to zostanie ona przekazana 
do wyjściowej zmiennej sieciowej nvoTemp a 
dalej rozejdzie się automatycznie po sieci do 
wszystkich węzłów z odpowiednią zmienną 
sieciową wejściową nviTemp ( tzn.  z taką, która 
jest połączona logicznie ze zmienną sieciową 
wyjściową ). Siłownik otrzymując aktualną 
wartość temperatury z czujnika odpowiednio 
przestawi swoje położenie.

  

Poziom automatyki – 
architektura systemu

Wyróżnić możemy trzy najczęściej 
stosowane
architektury systemu:
 pojedyncza magistrala
    lub sieć lokalna LAN
    ( z ang. Local Area
    Network ). Komunikacja
    „każdy z każdym”
    ( z ang. peer to peer ).

Poziom automatyki – 
architektura systemu

 główna sieć lokalna 
    o kumunikacji „każdy
    z każdym” oraz sieć 
    podrzędna o komunikacji
    typu odpytywanie
    ( z ang. pollinng )

Poziom automatyki – 
architektura systemu

 sieć lokalna o komunikacji
    „każdy z każdym” 
    podzielona routerami
    na segmenty. Podział
    umożliwia kontrolowanie
    natężenia ruchu w sieci
    oraz zapewnia relatywną 
    bliskość każdego 
    urządzenia do poziomu 
TCP/IP.
    

Poziom obiektowy

Tworzą go przede wszystkim:
 czujniki i przetworniki
 zadajniki 
 siłowniki
 zawory 
Urządzenia te dostarczają 
informacji oraz realizują 
polecenia z wyższych 
poziomów funkcjonalnych. 

 

 

Zalety systemu LonWorks:

• pracuje  bardzo  szybko  przy  małej  liczbie  telegramów  do  nadania, 

gdyż  węzeł  nie  musi  czekać  na  znacznik,  ani  na  odpytywanie  przez 

sterownik,  lecz  nadaje  natychmiast,  gdy  program  aplikacyjny 

przygotuje dane do wysłania,

• utrzymuje wartość transmisji zbliżoną do wartości maksymalnej przy 

obciążeniu sieci powyżej nasycenia – aktywnie ogranicza kolizje,

• zapewnia  niski  koszt  okablowania  i  sprzętu  –  pojedyncza 

nieekranowana  skrętka  przewodów  dla  kanałów  typu  Link  Power 

może  także  służyć  do  zasilania  węzłów  a  linia  energetyczna  nie 

wymaga w ogóle okablowania sieciowego,

• umożliwia  stosowanie  w  jednej  sieci  różnych  mediów  transmisji, 

najwłaściwszych  dla  charakterystyki  terenu  lub  wykonywanej  przez 

urządzenie  funkcji,  zamiast  stosowania  drogich  urządzeń  do 

współpracy sieci z innymi systemami transmisji,

• umożliwia tworzenie rozległych sieci, stosowanie mieszanej topologii 

( w tym lokalnych pętli dla zapewnienia redundancji ), a także łatwa 

rozbudowę sieci już pracującej.