Sieci o inteligencji rozproszonej - LonWorks, część 5.pdf - Sam zrobię - Maggia

S P R Z Ę T

Sieci o inteligencji rozproszonej −

LonWorks, część 5

Główne rynki rozwoju sieci o inteligencji rozproszonej

W†kolejnej czÍúci artyku³u

o†sieciach inteligentnych

LonWorks prezentujemy

najszybciej rozwijaj¹ce siÍ rynki

wykorzystuj¹ce tÍ nowoczesn¹

technologiÍ sterowania.

Z†punktu widzenia sieci, problemy stero-

wania i†kontroli s¹ w†wiÍkszoúci ga³Ízi prze-

mys³u podobne. Te podobieÒstwa pozwoli³y

stworzyÊ pewn¹ bazÍ rozwojow¹ wspÛln¹ dla

ca³ego úwiata. Cztery g³Ûwne rynki obs³ugi-

wane przez sieci kontrolno-steruj¹ce to ( rys.

11 ):

- przemys³ - silniki, zawory, czujniki, SCA-

DA, rozmaite urz¹dzenia we/wy, itp.;

- budownictwo - oúwietlenie, HVAC, bezpie-

czeÒstwo, zarz¹dzanie dostÍpem do po-

mieszczeÒ, wykrywanie poøaru, przes³ony

awaryjne, automatyczne drzwi, düwigi win-

dowe, systemy klimatyzacyjne, itp.;

- dom i†us³ugi - oúwietlenie, bezpieczeÒstwo,

audio/wideo, rozrywka, mierniki, podsta-

cje, nadzÛr linii, itp.;

- inne - transport, urz¹dzenia medyczne, au-

tomatyka rolnicza, lotnictwo, telekomuni-

kacja, itp.

biorcom sprzÍt spe³niaj¹cy dok³adnie ich kon-

kretne wymagania, a†jednoczeúnie uniwersal-

ny!

International Forecourt Standards Forum

(IFSF), konsorcjum wielonarodowoúciowych

spÛ³ek naftowych zrzeszaj¹ce Agip, Aral, BP,

Fina, Mobil, Q8, Shell, Texaco i†innych, przy-

jÍ³o jako standard technologiÍ LonWorks dla

wszystkich dziedzin projektowania automaty-

ki na ich potrzeby. SpÛ³ki te ponosi³y znaczne

straty wywo³ane koniecznoúci¹ zapewnienia

serwisu i†zakupami urz¹dzeÒ, ktÛre rÛøni³y

siÍ miÍdzy sob¹ protoko³ami transmisji, in-

terfejsami i†sposobem sterowania w†ponad

144000 rafineriach i†stacjach benzynowych

ca³ej Europy. PragnÍli systemu ìwymieÒ-dzia-

³ajî, w†ktÛrym dowolne urz¹dzenie jakie na-

leøa³o wymieniÊ (pompy, zawory, wskaüniki,

tablice sygnalizacyjne, myjnie, sklep, zabez-

pieczenia, oúwietlenie) mog³o byÊ zast¹pione

urz¹dzeniem dowolnego producenta, a†wszys-

tko to powinno bezproblemowo dzia³aÊ w†ob-

rÍbie jednej sieci. Obecnie trwa proces pro-

jektowania i†wymiany starych, niejednolitych

systemÛw obs³ugi stacji benzynowych (wraz

z†infrastruktur¹ sklepÛw, myjni, toalet, ba-

rÛw) na nowy ustandardyzowany system Lon-

Works.

Rynek przemys³owy

Nowa technologia stworzy³a najbardziej

prÍøn¹ i†dynamicznie rozwijaj¹c¹ siÍ niszÍ na

rynku systemÛw dla przemys³u i†budownic-

twa. Aplikacje pokrywaj¹ pe³n¹ gamÍ urz¹-

dzeÒ sterowania, wliczaj¹c w†to produkcjÍ

artyku³Ûw elektrycznych i†elektronicznych,

tekstylnych, plastykÛw, pras drukarskich, pro-

dukcjÍ motoryzacyjn¹, øywnoúciow¹, farma-

kologiczn¹, zarz¹dzanie wod¹ i†oczyszczal-

niami, produkcjÍ pÛ³przewodnikÛw i†wiele

innych. Istnieje zauwaøalny trend w†projek-

towaniu na rynku przemys³owym ukierunko-

wany na systemy kontrolno-steruj¹ce 4. ge-

neracji. Trend ten przypomina rozwÛj na ryn-

ku komputerowym, na ktÛrym ìdoszliúmyî

obecnie do sieci komputerowych opartych na

rozproszonych, samodzielnych stacjach robo-

czych, stoj¹cych u†kaødego na biurku. W†przy-

padku sieci kontrolno-steruj¹cych 4.†genera-

cji, stacje robocze stanowi¹ czujniki, aktywa-

tory z†elementem inteligencji. Tradycyjny mo-

del sieci z†jednym, scentralizowanym kompu-

terem ìoddaje poleî sieciom o†inteligencji

rozproszonej, pozbawionym silnej centralnej

jednostki obliczeniowej.

Trend zosta³ zapocz¹tkowany przez

THEN, czo³owego dostawcÍ urz¹dzeÒ far-

biarskich dla przemys³u tekstylnego. Sfrus-

trowani zwiÍkszaj¹cymi siÍ ograniczeniami

systemÛw scentralizowanych, duøymi prob-

lemami z†okablowaniem, z³oøonoúci¹ pro-

cesu produkcji tekstyliÛw oraz wiecznymi

usterkami, zaprzestali projektowania stero-

wania w†starych systemach PLC i†Profibus,

przechodz¹c na ca³kowicie zdecentralizo-

wany system LonWorks. Automatycznie mu-

sieli siÍ do nich dostosowaÊ inni producenci

dostarczaj¹cy systemy transportu taúmowe-

go, klimatyzatorÛw, zaworÛw, si³ownikÛw,

itp. W†ten sposÛb powstaj¹ obecnie duøe

instalacje, np. 5000, transporterÛw taúmo-

wych do obs³ugi przep³ywu bagaøy na lot-

niskach sterowane przez jedn¹ sieÊ Lon-

Works.

Kaødy z†producentÛw moøe duøo zyskaÊ

dziÍki temu trendowi, zapewniaj¹c swoim od-

Rynek budowlany

Obecnie rynek ten zosta³ praktycznie zdo-

minowany na ca³ym úwiecie przez sieci o†in-

teligencji rozproszonej. Przyk³adem jest ponad

1500 budynkÛw obs³ugiwanych przez jeden

(lub wiÍcej) systemÛw opartych o†LonWorks:

HVAC, oúwietlenie, systemy bezpieczeÒstwa,

sterowanie düwigami windowymi, zarz¹dza-

nie zuøyciem energii. Poniewaø system Lon-

Works umoøliwia wspÛ³pracÍ wielu urz¹dzeÒ,

moøliwe jest pÛüniejsze rozszerzenie dzia³a-

j¹cego systemu o†nowe urz¹dzenia, w†celu

dopasowania siÍ do zmieniaj¹cych siÍ potrzeb

klienta (np. w³aúciciela budynku).

Czo³owi dostawcy urz¹dzeÒ i†systemÛw dla

potrzeb budownictwa, jak: Honeywell, John-

son Controls, Landis & Gyr, Siebe Environ-

mental Controls, Staefa Control System, Tour

& Andersson i†wielu innych aktywnie wspie-

raj¹ rozwÛj i†wspÛ³pracÍ produktÛw Lon-

Works. W†dziedzinie wspÛ³pracy miÍdzy pro-

duktami LonWorks, zrzeszenie ASHRAE (Ame-

rican Society of Heating, Air-Conditioning

and Refrigeration Engineers) zosta³o zobligo-

wane do zaadaptowania LonWorks (a konkret-

nie samego protoko³u transmisji LonTalk) dla

potrzeb ich systemu BACnet.

System BACnet zosta³ zatwierdzony przez

AmerykaÒski Instytut Normalizacji (ANSI).

Przy przejúciu z†system BACnet na LonWorks

ten ostatni automatycznie jest rozpoznawany

przez ANSI jako system otwarty. Europejska

norma TC247 dla automatyki budynkÛw prze-

jÍ³a wiele punktÛw modelu BACnet, co naj-

prawdopodobniej pomoøe ustaliÊ rÛwnieø

LonWorks jako standard w†Europie.

W†zwi¹zku z†gwa³townym rozwojem sieci

o†inteligencji rozproszonej w†dziedzinie bu-

downictwa, firma Olivetti przeznaczy³a jeden

Elektronika Praktyczna 4/98

S P R Z Ę T

ze swoich dzia³Ûw (OliService) do pracy

w†dziedzinie integrowania sieci o†inteligencji

rozproszonej.

W†Finlandii zosta³o stworzone pod nazw¹

SaMBA (Small and Modular Building Auto-

mation) konsorcjum ponad 60 spÛ³ek we

wspÛlnym projekcie ulepszenia systemÛw

w†istniej¹cych juø i†nowo powstaj¹cych bu-

dynkach. Wykorzystuj¹c technologiÍ Lon-

Works jako fundament techniczny, zamierzaj¹

oni obs³ugiwaÊ teren ca³ej Finlandii, a†nastÍp-

nie przenieúÊ swoje zainteresowania w†dzie-

dzinÍ eksportu na rynek ca³ej Europy opra-

cowanych przez siebie rozwi¹zaÒ (zarÛwno

produktÛw, jak i†us³ug).

W†Stanach Zjednoczonych Detroit Edison

w†po³¹czeniu z†ABB rÛwnieø pracuj¹ nad

przysz³oúciowym projektem zautomatyzowa-

nia mieszkaÒ i†efektywnego zuøycia energii

przy uøyciu sieci o†inteligencji rozproszonej,

sprawdzaj¹c swoje rozwi¹zania w†przesz³o

1000 domach, biurach, halach przemys³owych.

Ameritech wraz z†Wisconsin Electric pracuj¹

nad wspÛlnym projektem zarz¹dzania energi¹

elektryczn¹ i†pomiarem zuøycia energii obe-

jmuj¹cym 50000 domÛw. Central and South

West rozpoczyna podobny projekt obejmuj¹cy

2500 domÛw. Honeywell wraz z†Pacific Net-

work zamierzaj¹ wprowadziÊ LonWorks jako

zunifikowany system zarz¹dzania automatyk¹

domu w†po³¹czeniu z†telemetri¹, ktÛry zosta-

nie w†pocz¹tkowej fazie zainstalowany w†1100

domach.

Prowadzone s¹ rÛwnieø we wspÛ³pracy

z†Echelonem prace nad po³¹czeniem w†jedn¹

ca³oúÊ systemÛw telewizji kablowej ìna ø¹-

danieî, wraz z†sieci¹ bezpieczeÒstwa, syste-

mem zakupÛw z†domu, systemem sterowania

oúwietleniem i†zuøyciem energii w†celu wpro-

wadzenia LonWorks jako standardu na rynku.

Rys. 11.

pracuj¹ pozostawione przez obs³ugÍ, pomimo

øe nie s¹ aktualnie wykorzystywane. Biura

pozostaj¹ oúwietlone, pomimo nieobecnoúci

pracownikÛw. Systemy ogrzewania niejedno-

krotnie pracuj¹ tylko po to, by zrÛwnowaøyÊ

uk³ady nawiewu zimnego powietrza. W†wielu

budynkach oba powyøsze systemy dzia³aj¹

w†dzieÒ i†w†nocy, niezaleønie czy to dzieÒ

roboczy, czy úwiÍto. Nie pomagaj¹ tu rozle-

piane wszÍdzie naklejki ìOszczÍdzaj úwiat³o!î,

tudzieø wprowadzanie akcji typu ìkaødy pra-

cownik odpowiada za zuøyt¹ przez siebie ener-

giÍî. Wprowadza to jednakøe atmosferÍ stresu,

a†pracownicy maj¹ lepsze zajÍcia niø pilnowa-

nie zuøycia energii. To spraw¹ zarz¹du jest

zadbaÊ o†oszczÍdzanie energii, chociaøby po-

przez inteligentny system oúwietleniowy, tym

bardziej, øe zwrot inwestycji nast¹pi³by po ok.

dwÛch latach. Naleøy przy tym upewniÊ siÍ,

czy wprowadzenie takich zmian faktycznie

obniøy koszty eksploatacyjne, a†to w†g³Ûwnej

mierze zaleøy od samego systemu zarz¹dzania

energi¹. System musi byÊ tak zaprojektowany,

by przeciwdzia³a³ skutkom ewentualnych strat

zanim siÍ one pojawi¹.

W†przypadku budynkÛw prawdziwe ulep-

szenia zazwyczaj wymagaj¹ wprowadzenia au-

tomatycznej kontroli. Do chwili obecnej sys-

temy automatyki budynkÛw by³y systemami

kosztownymi i†z³oøonymi, dedykowanymi

g³Ûwnie wielkim wieøowcom/kompleksom.

Stanowi³y sztywny, zamkniÍty úwiat nie po-

siadaj¹cy moøliwoúci komunikowania siÍ z†in-

nymi pokrewnymi systemami. Duøy problem

stanowi³o rozbudowanie moøliwoúci takiego

systemu, a†uøytkownik by³ ìprzywi¹zanyî do

jednego konkretnego dostawcy czy producen-

ta podzespo³Ûw tego systemu. Z†tego wzglÍdu

dotychczasowe systemy automatyki budynku

stanowi³y raczej odizolowan¹ inteligentn¹

wyspÍ, a†nie w†pe³ni uniwersalny i†ìglobalnyî

system.

Obecnie moøna powiedzieÊ, øe system Lon-

Works staje siÍ standardem úwiatowym. Zo-

sta³ on w³¹czony do koÒcowej koncepcji AS-

HRAE (American Society of Heating, Refrige-

ration and Air-Conditioning Engineers), stan-

dardu automatyzacji budynkÛw BACnet. Prze-

widuje siÍ, øe BACnet zostanie objÍty stan-

dardem ANSI (American National Standards

Institute) i†europejskim CEN TC 247, a†za tym

LonWorks stanie siÍ jedynym systemem o†in-

teligencji rozproszonej, ktÛry bÍdzie stanowi³

standard na ca³ym úwiecie.

Nowe produkty i†systemy juø teraz zamie-

niaj¹ dawne futurystyczne wizje w†praktyczn¹

rzeczywistoúÊ. Systemy LonWorks dzia³aj¹

w†budynkach o†szeroko rozwiniÍtej struktu-

rze kontroli i†automatyki, lecz ze wzglÍdu na

niøsze koszty w porÛwnaniu z†dawnymi scen-

tralizowanymi systemami automatyki mog¹

znaleüÊ rÛwnieø zastosowanie w†ma³ych biu-

rach i†domach. Istniej¹ obecnie duøe naciski

ze strony uøytkownikÛw na instalowanie sys-

temÛw sieciowych o†moøliwie elastycznej

konstrukcji, daj¹cych szerokie moøliwoúci

przebudowy i†rozbudowy.

Olaf Lewiński

Automatyka domowa

Automatyka domowa stanowi po³¹czenie

rozmaitych systemÛw zapewniaj¹cych miesz-

kaÒcom komfort, wygodÍ, bezpieczeÒstwo

i†oszczÍdnoúÊ. WystÍpuj¹ce w†standardowych

domach systemy elektryczne moøna ze sob¹

po³¹czyÊ w†jeden organizm sterowany sieci¹.

NajczÍúciej ³¹czone s¹ ze sob¹: oúwietlenie,

zarz¹dzanie zuøyciem energii (taryfy), insta-

lacja hydrauliczna, niejednokrotnie system

alarmowy.

Jeúli te systemy po³¹czymy wspÛln¹ sieci¹,

otrzymamy uk³ad o†niespotykanych dotych-

czas walorach. Poniewaø technologia Lon-

Works to rÛwnieø tzw. plug-and-play, uøyt-

kownik pomieszczeÒ moøe zainstalowaÊ, zmo-

dyfikowaÊ i†kontrolowaÊ ca³¹ instalacjÍ do-

daj¹c nowe elementy otwieraj¹ce nowe moø-

liwoúci u³atwienia sobie øycia czy wprowa-

dzenia dodatkowych oszczÍdnoúci. Dlaczego

wzrasta zapotrzebowanie na tak¹ automatykÍ?

Rynek domaga siÍ takich rozwi¹zaÒ. Produ-

cenci komputerÛw, narzÍdzi, urz¹dzeÒ tele-

komunikacyjnych, systemÛw alarmowych,

rozmaitych komponentÛw instalacji domo-

wych, wszyscy szykuj¹ siÍ do zaoferowania

szerokiej gamy informacji, u³atwieÒ, sposo-

bÛw sterowania i†us³ug u³atwiaj¹cych codzien-

ne uøytkowanie lokali. KoÒcowy uøytkownik

lokalu ma coraz wiÍksze wymagania co do

zapewnienia mu komfortu, by mieszkanie by-

³o ³atwiejsze, bezpieczniejsze, pozwala³o za-

oszczÍdziÊ pieni¹dze - st¹d pojawi³o siÍ za-

potrzebowanie na mikrosterowniki i†kompu-

tery domowe, us³ugi internetowe czy tzw.

ìhome theaterî (podsystem oúwietleniowy,

alarmowy). Ludzie kupuj¹ rozmaite gadøety

maj¹ce im uprzyjemniÊ øycie. To jest w³aúnie

rynek, ktÛrego ch³onnoúÊ jest praktycznie nie-

ograniczona!

LonWorks sta³o siÍ czo³ow¹ technologi¹

w†dziedzinie po³¹czenia narzÍdzi i†ich uøyt-

kownikÛw. Szwedzki Sydkraft znajduje siÍ

w†drugiej fazie swojego projektu Inteligent-

nie Rozproszonej Automatyki (IDA - Intel-

ligent Distribution Automation), systemu

opartego na LonWorks, s³uø¹cemu zainstalo-

waniu rozleg³ych systemÛw automatyki

i†kontroli w†obrÍbie domku wolno stoj¹cego

lub mieszkania. Produkt IBM o†nazwie ry-

nkowej Arigo wprowadza elementy sieciowe

do mieszkania przy wykorzystaniu sieci

220V (obecnej w†kaødym domu) do celÛw

pomiaru zuøycia energii i†lokalnych sieci

automatyki. W†Wielkiej Brytanii grupa 13

producentÛw energii elektrycznej o†nazwie

REC oraz producentÛw miernikÛw energii,

elektrycznych urz¹dzeÒ grzewczych i†syste-

mÛw komunikacyjnych, przy³¹czy³a siÍ do

projektu CELECT. Projektem objÍtych zosta³o

80 domÛw, a†zainstalowany system pozwoli³

na zmniejszenie porannych i†popo³udnio-

wych ìszczytÛwî energetycznych, zapewnia-

j¹c wiÍkszy komfort i†obniøenie kosztÛw

energii elektrycznej.

Pozosta³e rynki

Jednym z†najtrudniejszych problemÛw jest

okreúlenie w³aúnie tych ìinnychî sektorÛw

rynkÛw opanowanych przez LonWorks lub

stanowi¹cych potencjaln¹ niszÍ do wype³nie-

nia. Poniewaø LonWorks jest systemem bar-

dzo elastycznym i†otwartym, moøna sobie wy-

obraziÊ jego zastosowanie praktycznie w†kaø-

dym urz¹dzeniu czy systemie, wliczaj¹c w†to

transport i†telekomunikacjÍ, ekwipunek me-

dyczny, rolnictwo, komputery i†wiele innych.

Sektor transportowy rozwija siÍ obecnie

najszybciej. Association of American Railroads

(stowarzyszenie amerykaÒskiej kolei) wskaza-

³a na LonWorks jako system do nadzoru ha-

mulcÛw pneumatycznych w†ponad milionie

wagonÛw bÍd¹cych ich w³asnoúci¹. ABB Sig-

nal wprowadzi³o LonWorks do sterowania

wszystkich przejazdÛw kolejowych na terenie

Europy. Firma Raytheon Company wykorzys-

tuje LonWorks do swojego systemu Control-

By-Light (CBL) - odpornej na zak³Ûcenia sys-

temu transmisji (z†wykorzystaniem úwiat³o-

wodu) dla potrzeb lotnictwa: do sterowania

urz¹dzeÒ mechanicznych, hydraulicznych

i†elektrycznych, systemÛw nadzoru funkcjo-

nowania urz¹dzeÒ na pok³adzie oraz syste-

mÛw wyúwietlania informacji. Obecnie trwaj¹

dzia³ania maj¹ce na celu uzyskanie certyfika-

tu FAA-25 dla wykorzystania tego systemu

w†samolocie pasaøerskim. Amtrak wykorzys-

tuje LonWorks do sterowania opisem wago-

nÛw, pozwalaj¹c na wyeliminowanie pracy

konduktora zmieniaj¹cego tabliczki okreúla-

j¹ce stacjÍ pocz¹tkow¹ i†docelow¹ sk³adu,

umieszczone na kaødym wagonie.

Zarz¹dzanie energi¹

W³aúciciele olbrzymich koncernÛw ø¹daj¹

maksymalnego zwiÍkszenia wydajnoúci, pro-

wadz¹c do coraz bardziej agresywnych ciÍÊ

w†budøetach. Koszty materia³Ûw i†robocizna

zosta³y zmniejszone do poziomu, ktÛry unie-

moøliwia dalsze poszukiwanie oszczÍdnoúci

w†tym kierunku. Coraz czÍúciej pytaj¹cy

wzrok pada na wskaüniki kosztÛw energii.

Nierzadko jest to bardzo owocne spojrzenie.

SpoúrÛd szerokiej gamy ga³Ízi przemys³u

i†handlu, najwiÍksze nadzieje wi¹øe siÍ

z†oszczÍdnoúci¹ w†obrÍbie samych budynkÛw

i†hal fabrycznych. Biura i†hale produkcyjne

mog¹ bezpowrotnie marnowaÊ niewyobraøal-

ne iloúci energii przez ograniczony i†niefun-

kcjonalny lub w†ogÛle nieobecny system kon-

troli i†sterowania. Urz¹dzenia niejednokrotnie

Elektronika Praktyczna 4/98

Sieci o inteligencji rozproszonej - LonWorks, część 5.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: