Сегодня протокол KNX используется для организации систем автоматизации домов, коммерческих и офисных помещений. Зайдя на рынок более 20 лет назад, KNX до сих пор является общепризнанным стандартом в мировом практике и поддерживается крупными производителями электронного и технического оборудования для устройства систем умный дом. В ассоциации KNX состоит более 350 влиятельных компаний, а сертифицированных продуктов представлено более 7000. Конкурентные преимущества KNX – стопроцентная совместимость с продуктами разных брендов, наличие единого программного инструмента ETS, который можно использовать для разработки и полной подготовки проекта. Протокол KNX позволяет реализовать все популярные сценарии автоматизации для управления климатом, освещением и безопасностью.
Как проводится программирование KNX
Благодаря гибкости технологии одни аппаратные устройства подходят для реализации разных функций. Все программирование системы осуществляется в программе ETS, что обеспечивает унификацию и совместимость решений от разных компаний-производителей. Рабочий документ для KNX – проект. Можно задействовать несколько проектов, если сеть прокладывается в крупном здании или, наоборот, несколько сетей с одним проектом – хороший вариант для типовых гостиничных номеров. Для загрузки конфигурации и диагностики необходимо подключиться к KNX через IP-мост или локальные интерфейсы. Среди устройств для стандарта KNХ основными являются: реле, диммеры, датчики протечки воды, газа и т.д., управление климатом (нагревом, кондиционированием, вентиляцией, сенсорные панели, мосты в другие системы, блоки питания, интерфейсы программирования, контроллеры. Все вышеперечисленные устройства для KNХ проходят обязательную сертификацию. Чтобы приступить к программированию, необходимо иметь подходящий конкретному устройству файл конфигурации, загрузить которых можно с сайта компании-производителя и легко интегрировать в ETS. При необходимости конфигурацию устройств можно менять, к примеру, скорректировать режим для выключателей. Основные шаги программирования систем автоматизации по протоколу KNX:
- создание файла проекта;
- импорт данных об используемых устройствах в каталог программы;
- формирование структуры здания;
- добавление устройств в проект из каталога;
- выбор адресов;
- добавление комментариев для каждого устройства;
- настройка параметров;
- создание групповых адресов для отдельных устройств;
- формирование структуры групповых адресов;
- загрузка готового проекта в систему автоматизации;
- диагностика и запуск.
Шина KNX в системе умный дом
Большая часть систем автоматизации на базе протокола KNX основана на использовании выделенной проводной шины или витой пары. Датчики, контроллеры, исполнительные устройства – все элементы подключатся к проводной шине. При выборе топологии проводной шины допускается гибкость. Базовый элемент структуры KNX – сегмент, состоящий из узлов, которых может насчитываться до 64. Максимум 4 сегмента можно объединить в одну линию, в свою очередь линии до 15 штук объединяются в области. В одной сети может насчитываться до 58 000 устройств. Для работы шины достаточно одной пары линий данных, вторую пару можно использовать для подачи дополнительного питания или в качестве резерва. Для объединения сегментов и линий используется соединительное оборудование, которое играет роль маршрутизатора, моста, фильтра пакетов. Алгоритм для такого оборудования прописывается на этапе программирования KNX.
Принцип работы KNX
Устройства взаимодействуют при помощи обмена пакетами данных, скорость такого обмена информацией составляет 9600 бит/секунду. Для обработки данных используется технология CSMA/CA. Протокол KNX описывает разные форматы информационных посылок и видов данных, в пакете указывается: адреса передатчика и приемника, контрольная сумма, основные даные. Длина одного пакета достигает 23 байта, время передачи – от 20 до 40 мс. Кроме традиционных переменных в стандарте KNX записаны форматы для корректировки мощности. Давления, температуры, яркости. Самые популярные варианты команд: переключение, управление приводом, передача физических величин, диммирование.
Адресация и команды
Базовая конфигурация проектов на базе KNX является децентрализованной, то есть обмен данными между устройствами идет напрямую без контроллера. Для адресации устройств применяют схему «область-линия-устройство». Собственные адреса прописывают в каждое устройство на этапе программирования, как уже упоминалось выше. Делается это в программе ETS через физический доступ. Когда адреса установлены, последующие операции можно проводить удаленно. Затем, если возникнет необходимость, адреса можно изменить. Устройства последнего поколения также имеют индивидуальные серийные номера – это удобно для программирования и для защиты системы от удаленного чтения записей. Важные элементы систем автоматизации – групповые адреса, которые собираются по функциональному признаку устройства. В рамках одной группы типы данных устройств должны совпадать. Протокол KNX позволяет реализовать управление группой устройств через отправку одного сообщения на групповой адрес. В спецификации конкретного оборудования производитель указывает ограничение на максимально возможное количество групповых адресов. В некоторых случаях при программировании систем актуально разбивать групповые адреса по отдельным категориям, к примеру, по схеме «этаж-комната-категория». Также система позволяет не только отправлять команды исполнительным устройствам, но и отсылать сообщения для получения статуса. Самостоятельный класс устройств – контроллеры, на которых установлен собственный процессор и адаптер для шины KNX. Любые ограничения для использования контроллеров определяются разработчиком оборудования. Контроллеры могут выполнять дополнительные функции – работать с таймерами, сценами, временем, проверкой логических условий, взаимодействовать с внешними устройствами. Эксперты компании HDL Automation поставляют оригинальное оборудование для протокола KNX, осуществляют программирование и настройку систем, проводят обучение и подготовку специалистов.
