EIB

EIB

EIB — аббревиатура от англ. European Installation Bus, что переводится как Европейская инсталляционная шина (как вариант — магистраль). 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 (Бельгия). Заявленные задачи Ассоциации — продвигать на рынке саму технологию, обучать специалистов и следить за качеством и совместимостью оборудования, производимого её членами.

Протокол передачи данных

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.

Состав системы

Топология EIB

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.

Программирование

Проектирование автоматизированной системы на базе EIB осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения ETS, причём конфигурирование системы может быть произведено в трёх режимах:

• S-Mode (System mode) — полный доступ к конфигурированию всех параметров устройств, включая проектирование системы, настройку адресации и программирование узлов при помощи ЕТС. Рассчитан на создание крупных систем квалифицированными специалистами.
• E-mode (Easy mode) — Упрощенный режим конфигурирования при помощи ETS. Большинство настроек выставлено по-умолчанию, некоторые можно изменить при помощи простого конфигуратора.
• A-mode (Auto mode) — автоматическое конфигурирование элементов системы с возможностью настройки некоторых предопределённых параметров. Применяется, например, для настройки готовых комплектов автоматизации в домашних условиях.

Ассоциация KONNEX

Популярность и успешность протокола EIB привела к тому, что в мае 1999 года именно на базе ассоциации EIBА произошло объединение трёх систем:

• European Installation Bus Association (EIBA);
• BatiBus Club International (BCI);
• European Home Systems Association (EHSA).

Причём от двух последних в общие спецификации вошли только физические среды для передачи информации. Это объединение — скорее результат общей интеграции в Европе, чем каких-то технических проблем. Главенство EIBА не скрывается всеми участниками. Штаб-квартира ассоциации в Брюсселе просто сменила вывеску на входе. По поводу существующих реализаций BatiBus и EHS скромно оговаривается, что будут разрабатываться адаптеры и шлюзы для совместной работы устройств.

Заявленная цель новой ассоциации KONNEX — продвижение (под именем KNX) «единого стандарта» применения полевой шины управления для инсталляций как домашних, так и административных объектов.

Конкуренты

• Промышленный Ethernet
• CAN — интерфейс транспортной и станочной автоматики
• LonWorks — полевая шина для автоматизации зданий
• BACnet — полевая шина для автоматизации зданий
• RS-485 — самая простая и дешёвая полевая шина
• LanDrive — Российская платформа «умного дома»

Ссылки

• Ассоциация KNX
• Форум по автоматизации зданий в России
• Eib Shop Russia - Общий каталог EIB оборудования.
• Региональный центр автоматизации, преемник российско-австриского центра изучения Fieldbus технологий
• Ассоциация КОННЕКС (Россия)
• Технология KNX в деталях
• Сообщество специалистов в LiveJournal
• Создание умных домов
• Интеграция технологии KNX/EIB с AMX в Московском Государственном Строительном Университете.

Книги

• Dietrich, EIB: Gebдudebussystem. Huthig 2000, ISBN 3-7785-2795-9
• Д. Дитрих, В. Кастнер, Т. Саутер, О. Низамутдинов «EIB — Система автоматизации зданий», пер. с нем. под ред. О. Б. Низамутдинова, М. В. Гордеева, ПермГТУ, г. Пермь, 2001 год. — 378 стр

•Создание умных домов