Стандарт EIB

EIB — аббревиатура от англ. European Installation Bus, что переводится как Европейская инсталляционная шина (как вариант — магистраль) [5]. Данное словосочетание обозначает одну из доминирующих в мире, и особенно в Европе, технологий автоматизации зданий. Часто используют и другое «производное» сокращение для обозначения данной технологии — Instabus.

EIB — открытый промышленный стандарт, поддерживаемый более чем ста фирмами-производителями по всему миру, объединёнными с 1990 г. в соответствующую ассоциацию — EIBA — со штаб-квартирой в г. Брюссель. Заявленные задачи Ассоциации — продвигать на рынке саму технологию, обучать специалистов и следить за качеством и совместимостью оборудования, производимого её членами.

Система EIB для автоматизации жилых и офисных помещений основана на децентрализованной, прямой (peer-to-peer) модели Сетевая модель ВОС. Система EIB использует стандартный протокол передачи данных и поддерживает следующие передающие среды:

• витая пара (9600 Байт/с)
• силовая линия (1200/2400 Бит/с, первоначально только для 230 В,50 Гц)
• сеть EIB (EIB.net) (например 10МБит/с, Ethernet)
• радиочастотная связь
• инфракрасное излучение

Шина instabus EIB представляет собой децентрализованную систему событийного управления с последовательной передачей данных управления, контроля и сигнализации эксплуатационно-технических функций. Подключенные к шине абоненты могут обмениваться информацией через общий канал передачи, шину. При этом подлежащая передаче информация упаковывается в телеграмму и транспортируется по шине от датчика (сенсора — отправителя команд) к одному или нескольким исполнительным механизмам. При успешной передаче каждый приёмник квитирует получение телеграммы. При отсутствии квитирования передача повторяется до трёх раз. Если и после этого квитирование телеграммы отсутствует, процесс передачи прерывается и в запоминающем устройстве отправителя отмечается отказ.

Абоненты шины instabus EIB гальванически не развязаны, поскольку питание (DC 24 В) абонентов шины подается по ней же. Передача производится модулированием напряжения питания, причём логический нуль пересылается в виде импульса. Отсутствие импульса интерпретируется как логическая единица. Отдельные данные телеграммы пересылаются асинхронно. Тем не менее, пересылка синхронизируется старт- и стоп-битами.

В шине instabus EIB для этого применяется протокол CSMA/CA. В CSMA/CA речь идёт о методе, гарантирующем случайный, беспроблемный доступ к шине, при этом без снижения её пропускной способности. Все абоненты слушают шину одновременно, но реагируют только исполнительные механизмы, вызванные своим адресом. Если абонент хочет начать пересылку, он должен прослушать шину и дождаться момента, когда не будет передачи любого другого абонента (Carrier Sense). Если шина свободна, то, в принципе, любой абонент может приступить к передаче (Multiple Access). Если два абонента одновременно начинают передачу, то на шину без задержки выходит абонент, обладающий более высоким приоритетом (Collision Avoidance), при этом другой абонент уступает и процесс передачи повторяется в более позднее время. Если оба абонента имеют одинаковый приоритет, то проходит тот, который обладает меньшим физическим адресом.

Каждый абонент шины при проектировании при помощи ETS получает свой собственный физический адрес, позволяющий однозначно идентифицировать его, так же как почтовый адрес однозначно указывает получателя письма. Физический адрес, однако, должен задаваться на языке шины и ориентироваться на топологическую структуру системы instabus EIB. Физическая адресация используется ETS только для ввода в работу отдельных абонентов или для работ по обслуживанию и диагностике. В этом случае адресация производится аналогично почтовой адресации. В практической работе системы instabus EIB при пересылке телеграмм используются, напротив, логические или так называемые групповые адреса. Они ориентируются не на топологию шины, а на эксплуатационно-технические функции (применения) системы instabus EIB. В отличие от почтовой доставки, когда почта доставляет письмо по адресу получателя, в каждую телеграмму отправителем вносится запроектированный групповой адрес. Каждый абонент прослушивает эту телеграмму на шине, считывает указанный в ней групповой адрес и проверяет, адресована телеграмма ему или нет. Во время проектирования системы instabus EIB при помощи ETS для каждого абонента шины устанавливается групповой адрес, по которому он должен ощущать себя вызванным. Таким образом, в отличие от почтового отправления, одному абоненту шины может быть присвоено несколько групповых адресов. Если теперь абонент шины прослушивает телеграмму, он всегда воспринимает её, если ощущает себя вызванным по внесённому в телеграмму групповому адресу (и пересылка прошла успешно). В противном случае он пренебрегает телеграммой, поскольку она предназначена не ему.

EIB допускает пакеты данных переменной длины. Один пакет (или телеграмма) может достигать 14 байт полезной информации. Новая спецификация позволяет расширить длину пакета до 256 байт.

В состав оборудования Instabus входят следующие группы устройств:

• сенсоры — кнопочные настенные панели и выключатели;
• датчики физических величин — температуры, влажности и т. д.;
• датчики движения, таймеры и другие.

Сенсоры отвечают за регистрацию тех или иных внешних событий, наступление которых должно вызвать определённую ответную реакцию системы. После наступления такого события (нажатие кнопки, превышение температурой порогового значения и т. п.) сенсор посылает по сети EIB управляющую команду соответствующему исполнительному устройству — актюатору.

• Активаторы, диммеры — диммерные световые регуляторы и релейные модули; модули управления жалюзи; информационные ЖК дисплеи и другие. Актюаторы, или исполнительные устройства, меняют своё состояние (включено-выключено, открыто-закрыто и т. п.) в соответствии с командами, поступающими от сенсоров, управляя тем самым различным электрооборудованием — включают свет, запускают электромоторы и т. д.
• Контроллерные модули — функциональные модули, логические контроллеры, термостаты и другие. Контроллерные модули позволяют реализовать особо сложные алгоритмы управления, когда, например, стоит задача управления сразу несколькими видами оборудования по данным, получаемым одновременно от нескольких сенсоров. Традиционные инсталляции использования таких устройств, как правило, не требуют.
• Системные устройства — блоки питания, интерфейсные модули, шинные соединители, повторители и другие. Системные устройства обеспечивают работоспособность и возможность настройки самой сети EIB.

К основным преимуществам EIB относят:

• единое, независимое от поставщика и приложения, программное обеспечение ETS для проектирования, конфигурирования и диагностики EIB решений;
• стандартное устройство сопряжения с шиной (BCU);
• стандартизированное электрическое и механическое соединение с шиной;
• система сертификации на EIB совместимость;
• единые методические и практические руководства, общая система обучения.

Протокол С-Bus

Протокол С-Bus разработан компанией Clipsal, основанной в 1907 г. и являющейся ведущим производителем электрооборудования в Австралии и Азии [4].

Фирма Clipsal производит более 50 000 видов оборудования и обеспечивает им 40% рынка Азии, Австралии и Великобритании.

Из наиболее известных проектов с использованием продуктов Clipsal можно назвать стадион “Манчестер” (Manchester Commonwealth), McLaren Mercedes, Дом оперы Сиднея (Sydney Opera House) и, конечно, главный стадион Олимпиады 2000 в этом же городе.

Система Clipsal C-Bus построена на базе открытого IP- протокола; ПО, совместимое со всеми версиями Windows, обеспечивает управление системами любого уровня.

Структура системы построена по принципу распределенного интеллекта. В каждый её управляющий элемент встроен микроконтроллер, позволяющий системе работать независимо от остальных блоков. Все блоки оснащены памятью, не повреждающейся при сбоях в подаче электроэнергии. Сеть C-Bus использует кабель данных Cat5 (витая пара) для соединения управляющих элементов и питания безопасным напряжением 36V/DC. При этом она электрически изолирована от основного электропитания и имеет защиту от коротких замыканий.

Функциональные возможности системы C-Bus:

• управление освещением — диммирование* ламп накаливания, галогенного и люминесцентного освещения с нагрузками до 20 А на канал, формирование любых световых сценариев, поддержание определенного уровня освещения и т. д.;
• управление климатическими системами — кондиционерами, бойлерами, теплыми полами;
• управление открытием и закрытием жалюзи, ворот, дверей, в том числе дистанционное;
• управление доступом — скоординированная работа с системами безопасности, дозвон на телефоны по любому несанкционированному событию, различные варианты работы системы в зависимости от присутствия или отсутствия хозяина, карточные системы идентификации;
• инфракрасное управление различными устройствами и бытовыми приборами;
• программирование любых последовательностей действий — ежедневных, еженедельных, в отсутствие хозяина, офисных расписаний обогрева и вентиляции и т. д.

Управление всей системой может осуществляться с помощью многоклавишных программируемых выключателей либо с применением обыкновенных выключателей другого производителя, сенсорных экранов, компьютера, по сигналам детекторов движения, датчиков уровня освещения, температуры, по сетям Ethernet и Интернет, по протоколу RS 232, посредством телефона и голоса.

Технические особенности системы Clipsal C-Bus:

• 100 устройств и 1000 м кабеля категории 5 в одной сети;
• 255 сетей в одной системе;
• 25 500 устройств, до 255 км кабеля категории 5 в системе.

За последние несколько лет C-Bus была применена более чем в 54 тыс. установок — начиная с домашних и заканчивая большими корпоративными. Устанавливать эту систему выгодно, надёжно и несложно.