PRAKTIKUM GEBÄUDEAUTOMATISIERUNG

Transkript

1 Team: 5 Versuch: 1 PRAKTIKUM GEBÄUDEAUTOMATISIERUNG VERSUCH 1 Konfiguration eines EIB-Systems mit ETS3 Versuchsdatum: Teilnehmer:

2 1. Vorbereitung 1.1 Topologie des EIB 1.2 Physikalische und Gruppenadresse 1.3 Produktdatenbank und Projektdatenbank des ETS 1.4 Kommunikationsobjekt 1.5 Projektierung ohne BCU s 1.6 Gruppenadressen in Aufgabe Gruppenadressen in Aufgabe 9 2 Versuch 2.1 ETS3 2.2 Projektierung PA 2.3 Benutzeroberfläche der ETS3: 2.4 Einfügen von neuen Geräten 2.5 Definieren der PA 2.6 Programmieren 2.7 Diagnosefunktion 2.8 Konfiguration der GA 2.9 Programmieren der/des Taster/Lichts 2.10 Anzeigeelement 2.11 Baustein N Vorbereitung 2

3 1.1 Topologie des EIB Die Topologie des Europäischen Installationsbusses ist in Bereiche und Linien unterteilt. Die kleinste Einheit ist die Linie. Jede Linie ist an einem Linienkoppler (LK) angeschlossen und umfasst bis zu 64 Busteilnehmer. Je 15 solcher Linien können über einen Bereichskoppler (BK) zu einem Bereich zusammengeschaltet werden. Die Bereichslinie verbindet maximal 12 Bereichskoppler miteinander. Die Teilnehmer tauschen ihre Informationen über Telegramme nach exakt festgelegten Regeln (Busprotokoll) aus. Außer der Ringstruktur sind die üblichen Topologien wie Bus, Stern und Baum möglich. In einer EIB-Topologie gibt es die Linie, die Hauptlinie und die Bereichslinie. Die Bereichslinie wird auch Backbone genannt. Die kleinste Ausbaustufe ist die Linie. Eine Linie ist die Strecke nach dem Linienkoppler. Sie besteht in ihrer kleinsten Konfiguration aus einer Spannungsversorgung, einem Sensor und einem Aktor. Die Hauptlinie oder Linie 0 verbindet die maximal 15 Linienkoppler zu einem Bereich. Für jede Linie, auch für die Hauptlinie, ist eine Spannungsversorgung erforderlich. Eine Linie kann mit insgesamt 64 Teilnehmern bestückt werden. Es empfiehlt sich aber, am Anfang nur etwa 50 Teilnehmer zu belegen. Diese Reserve ermöglicht den nötigen Projektierungsspielraum. Die tatsächliche Teilnehmerzahl ist von der Spannungsversorgung und der Leistungsaufnahme der einzelnen Geräte abhängig. Bestückung der Hauptlinie: Auch die Hauptlinie kann grundsätzlich mit 64 Teilnehmern belegt werden. Das wirkt sich jedoch auf den Systemkomfort nachteilig aus und wird kaum angewendet. Auf der Hauptlinie werden hingegen gerne übergeordnete Funktionen wie ein Zentralaus installiert. Die Teilnehmer auf der Linie 0 verringern sich um die Anzahl der eingesetzten Linienkoppler. Die Bereichslinie auch Backbone genannt verbindet die einzelnen Bereichskoppler miteinander Auf der Bereichslinie können wiederum Teilnehmer angeschlossen werden. Bezüglich Anzahl und Systemkomfort gelten die Aussagen der Hauptlinie. Der EIB ist offen zu anderen Systemen. Die Bereichslinie kann über Schnittstellen (Gateway) mit anderen Systemen der Gebäudeautomation zusammengeschlossen werden. Diese Verbindung ist auch über jede andere Linie möglich. (Quelle: Elektrotechnik ) 3

4 1.2 Physikalische und Gruppenadresse Physikalische Adresse: Die physikalische Adresse identifiziert die einzelnen Busteilnehmer. Sie dient der Programmierung, Diagnose und Fehlersuche und gibt an, in welchem Bereich und in welcher Linie das Gerät installiert ist. Die physikalische Adresse wird einmal vergeben und dann beibehalten (vergleichbar mit dem Namen einer Person). Die Vergabe der physikalischen Adresse geschieht normalerweise bei der Projektierung mit der ETS. Die physikalische Adresse ist nach Bereich, Linie und Gerät gegliedert und formal durch Punkte getrennt. Die Ziffernfolge hat also folgende Bedeutung: Im 2. Bereich der 4. Linie Teilnehmer Nummer 7. Gruppenadresse: Die Gruppenadresse, auch logische Adresse genannt, legt fest, welche Busgeräte zusammenwirken (welcher Sensor steuert welchen Aktor). Aktoren können auf mehrere Gruppenadressen hören. Sensoren hingegen können nur eine Gruppenadresse senden. Jede Gruppenadresse kann den Teilnehmern beliebig zugeordnet und wieder geändert werden, gleichgültig, in welcher Linie sie sich befinden. Die Gruppenadressen sind in einer Zweiebenen- oder Dreiebenenstruktur ausgeführt. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Funktionen in Haupt- und Untergruppen oder in Haupt-, Mittel- und Untergruppen einzuteilen. Die Gruppenadressen werden durch Schrägstriche getrennt geschrieben, z.b. 1/4/18. Es stehen 16 Hauptgruppen mit je 2048 Untergruppen (zwei Ebenen) oder 16 Haupt-, 16 Mittel- und 256 Untergruppen (drei Ebenen) zur Verfügung. Die Wahl zwischen zwei oder drei Ebenen kann in der ETS vorgenommen werden. Die Gruppenadressen können nach verschiedenen Kriterien geordnet werden. Bewährt hat sich folgende Unterteilung: Die Hauptgruppen nach Gewerken, die Mittel- und Untergruppen nach Orten und Räumen. (Quelle: Elektrotechnik ) 1.3 Produktdatenbank und Projektdatenbank Aus der Produktdatenbank werden mit der ETS die gewünschten Busteilnehmer bestimmt und entsprechend der Anwendung konfiguriert. Erhalten die Sensoren und Aktoren im Laufe der Zeit eine Funktionsänderung, wird die Anpassung mit der ETS vorgenommen. Werden bestehende Geräte durch solche ersetzt, die bereits in der Datenbank enthalten sind, wird der neue Teilnehmer von der Datenbank in das entsprechende Projekt geladen und gemäß seinem Bestimmungszweck konfiguriert. Anschließend erfolgt der Datentransfer von der ETS zum neuen Gerät. Damit ist der Wechsel vollzogen. In der Projektdatenbank sind verschiedene bereits aufgebaute oder vorinstallierte Projekte gespeichert die bei Bedarf wieder verwendet werden können, bzw. leicht verändert übernommen werden können. Hierbei spart man sich viel Zeit bei der Programmierung. 4

5 1.4 Kommunikationsobjekt Damit ein Gerät entscheiden kann auf welche Gruppenadresse es wie reagieren soll, werden die Gruppenadressen in bestimmte Kommunikationsobjekte eingetragen. Ähnlich einer Klemmstelle können auch hier die Objekte in der Regel mehrere Gruppenadressen aufnehmen. Ein Gerät hat meist mehrere Objekte, denen jeweils eine definierte Bedeutung zugeordnet ist. Die Palette der Kommunikationsobjekte kann man sich als das Klemmbrett des EIB Gerätes vorstellen 1.5 BCU Bei der Projektierung werden die BCU s nicht berücksichtigt weil hier die Gruppenfunktion definiert wird und die Gruppenaddressen extra vergeben werden. Die Anweisung was der jeweilige BCU tun soll steht dann im TCF (transport controll field) 2. Versuchsdurchführung 2.1 ETS3 Die Grundansicht des ETS sieht folgendermaßen aus: Die Oberfläche der ETS ist nach den Microsoft-Design-Regeln entwickelt, wodurch die allgemeine Handhabung von anderen Softwareprodukten bekannt ist. Das Hauptfenster besteht aus folgenden Elementen: - Menüleiste - Symbolleiste - Arbeitsfenster (Projekt-Ansichten) - Statusleiste 5

6 Als Demonstration stand ein EIB-Demo-Board mit folgenden EIB-Geräten zur Verfügung: 1. Netzteil EIB 2. Linienkoppler 3. 2-fach-Ausgangsrelais (incl. 2 Lampen) 4. Logikbaustein (N350) 5. Taster 1 (2-fach mit BCU1) 6. Taster 2 (2-fach mit BCU2) 7. Bedien- / Anzeigemodul 8. Serieller Schnittstelle (EDI) 9. Serieller Schnittstelle (FT1.2) 10. TPUART-Schnittstelle 11. Hauptschalter 230VAC 2.2 Projektierung Die Projektierung mit ETS ermöglicht, ausgehend von der Gebäudeplanung, die Festlegung der Projektstruktur, die Einstellung der Geräteparameter und die Festlegung der funktionalen Verknüpfungen zwischen den EIB-Geräten. Das Bearbeiten eines Projektes beginnt mit der Festlegung der Struktur. Dabei erlaubt der Einsatz von standardisierten Bibliotheken (Projekte, Gebäude, Gebäudeteile, Räume, Gewerkeeinheiten, etc.) bereits existierende Ergebnisse aus anderen Projekten sowie Standardlösungen einzusetzen. Gruppenadressen legen in einem EIB-System die funktionalen und logischen Verknüpfungen zwischen den einzelnen Busgeräten entsprechend den in der Spezifikation definierten Erfordernissen fest. Abhängig von der gewünschten Funktion und den örtlichen Gegebenheiten werden die Busgeräte unter Berücksichtigung ihrer Installationsform in die Projektstruktur eingefügt. Beim Aufteilen der Geräte auf die Linien und Bereiche werden die physikalischen Adressen vergeben. Danach werden den Kommunikationsobjekten der Geräte die Gruppenadressen zugewiesen. Das Ergebnis der Projektierung sind verschiedene Listen. Diese Listen informieren über den Typ und die Parametrierung der Busgeräte und zeigen die funktionalen Beziehungen zwischen den Busgeräten innerhalb eines ganzen EIB-Systems. Die ETS enthält zusätzlich Funktionen zur Überprüfung der Projektierung, zum Erzeugen und Bearbeiten der Filtertabellen für Koppler, zum Drucken der Projektdokumentation und zur Speicherung der Projektdaten. Ein Projekt ist in unterschiedliche Ansichten gegliedert, die mittels Symbolleiste oder über das Menü Ansicht > Projekt-Ansichten und der Auswahl der gewünschten Ansicht zu erreichen sind. Es kann somit zwischen folgenden Projekt- Ansichten gewählt werden: - Gebäudeansicht - Topologieansicht - Gruppenadressenansicht - Geräteansicht 6

7 2.3 Benutzeroberfläche der ETS3: Öffnen Sie zur Projektierung zuerst das Projekt Aufgabe 2-7 und machen Sie sich mit der Benutzeroberfläche von ETS sowie den Projektansichten vertraut. 2.4 Einfügen von neuen Geräten Ergänzen Sie das Projekt mit den fehlenden Geräten: - Beide Taster - Binärausgang Dies geschieht am einfachsten über den Menüpunkt Geräte hinzufügen im Popup- Menü, das mittels linkem Mausklick auf den Raum geöffnet wird. Dabei öffnet sich ein weiteres Fenster, der Produktsucher, in dem man dann nach dem entsprechend Gerät nach Hersteller, Bestellnummer, Medientyp, Produktfamilie, Produktname und Produkttyp suchen kann. Außerdem kann man sich auf der Internetpräsenz von Siemens eine aktuelle VD1 Datenbank herunterladen, die ständig mit neuen Produkten aktualisiert ist. (hier wurden die Beiden Taster und der Binärausgang eingefügt) 2.5 Definieren der PA Definieren Sie die PA der eingefügten Bausteine entsprechend den Angaben auf dem Demokoffer. 7

8 Es wurden die folgenden PA mit RECHTSKLICK auf Gerät- Eigenschaften vergeben: Taster Taster Binärausgang Anzeigeelement N Programmieren Hierzu wurde der Koffer mit dem PC verbunden. Jetzt wurde die PA der lokalen Schnittstelle überprüft. Dazu geht man auf Inbetriebnahme > Programmieren > Zugriff > BUS > hier verwendet man die PA (EDI-Schnittstelle). Nun wurde die PA in die eingefügten Geräte geladen. Hierfür wurde im gleichen Fenster auf Phys. Adr. Programmieren geklickt. Man wurde außerdem aufgefordert die Programmiertaste auf dem entsprechenden Gerät zu drücken. 2.7 Diagnosefunktion Die PA der eingefügten Geräte wurde mit Hilfe der Diagnosefunktion der ETS3 überprüft und bestätigt. 8

9 Außerdem wurden noch folgende Tests durchgeführt: - Test über Geräte LED: Ein/Aus/Blinken - PA prüfen, ob vorhanden - lokale PA auslesen - Geräte mit gedrückter Prog-Taste auflisten - Linie durchsuchen 2.8 Konfiguration der GA Gruppenadressen dienen der Verbindung der Kommunikationsobjekte von Geräten. Um die Gruppenadressansicht zu öffnen, klickt man auf die Schaltfläche Ansicht Gruppenadressen in der Symbolleiste oder wählen Sie Gruppenadressen aus dem Menü Ansicht > Projekt-Ansichten aus. Die Gruppenadressen werden in einer 3-Ebenenstruktur dargestellt. Eine Gruppenadresse repräsentiert einen 15 Bit Wert. 4 Bits werden als Hauptgruppe abgebildet (deshalb 16 Hauptgruppen) und 11 Bits werden als Untergruppen abgebildet (deshalb 2048 Untergruppen). Für eine übersichtliche Darstellung von Gruppenadressen werden diese in der ETS3 in 3 Ebenen strukturiert werden. 4 Bits werden als Hauptgruppe abgebildet (deshalb 16 Hauptgruppen), 3 Bits werden als Mittelgruppe abgebildet (deshalb 8Mittelgruppen) und 8 Bits werden als Untergruppe abgebildet (deshalb 256 Untergruppen). 2.9 Programmieren der/des Taster/Lichts Öffnen Sie zur Projektierung zuerst das Projekt Aufgabe 8. 9

10 Das System wurde nun so konfiguriert das man mit Taster 1 beide Lampen schalten kann. Den Kommunikationsobjekten des Tasters1 wurden folgende Gruppenadressen (GA) Zugeteilt: a) linke Wippe oben : Licht 1 ein 0/0/1 b) linke Wippe unten: Licht 1 aus 0/0/1 c) rechte Wippe oben: Licht 2 ein 0/0/2 d) rechte Wippe unten: Licht 2 aus 0/0/2 Den Kommunikationsobjekten der Binärausgängen wurden folgende Gruppenadressen (GA)zugeteilt: a) Kanal A: 0/0/1 b) Kanal B: 0/0/2 Alle Bereiche kann man sich im Fenster Topologie darstellen lassen. Gruppenadressen kann man in der Gebäudeansicht durch einen Rechtsklick auf das entsprechende Objekt unter dem Punkt Verbinden mit... vergeben. Gruppenadresse löscht man in der Ansicht Gruppenadressen mit einem Rechtsklick auf die entsprechende Gruppenadresse, und dann Löschen. Einstellungen über die einzelnen Optionen können in der Geräteansicht mit einem Rechtsklick auf die entsprechende Baugruppe unter dem Punkt Parameter bearbeiten... geändert werden. Wenn Gruppenadressen und Parameter ordnungsgemäß eingestellt sind, können alle Applikationen unter Inbetriebnahme > Programmieren > Applikation programmieren übertragen werden. Um Zeit beim Übertragen der PA und Applikationen zu sparen, können diese mit Rechtsklick auf Gerät > Programmieren auch einzeln übertragen werden. Jetzt wurde das System so konfiguriert, dass man mit Taster 2 links beide Lampen gleichzeitig schalten kann. Den Kommunikationsobjekten des Tasters 2 wurden folgende Gruppenadressen (GA) zugeteilt: a) linke Wippe oben : Licht 1 und 2 ein 0/0/3 b) linke Wippe unten: Licht 1 und 2 aus 0/0/3 Den Kommunikationsobjekten der Binärausgängen wurden folgende Gruppenadressen (GA)zugeteilt: c) Kanal A: 0/0/3 d) Kanal B: 0/0/ Anzeigeelement Nun wird das System so konfiguriert, dass man über das Anzeigeelement (DISPLAY) die Lampen einzeln und gemeinsam schaltet kann. Hilfe zur Programmierung des Bedienelements findet man auf dem Desktop, im Vorlesungsverzeichnis oder generell zu Bausteinen: Hierbei trat jedoch ein Problem auf, so dass die Lampen über das Anzeigeelement nur ein und nicht über selbiges ausgeschaltet werden konnten. Als nächstes wurde noch der EIB Demokoffer mit dem EIB System im Labor verbunden und das Display so konfiguriert, dass es die Außentemperatur der Wetterstation in C und mv anzeigt: 10

11 - Gruppenaddresse: 10/3/40 - Typ: EIS5, der Wert ist in mv - 0mV entsprechen 35 C mV entsprechen 45 C. Um die Werte in mv auszugeben wurde eine 5te Meldung eingefügt mit dem Empfangstyp Fließkomma 2 Byte und dem Sendetyp Fließkomma 2 Byte. Die Minima und Maxima wurden auf 0 bzw gesetzt Baustein N350 Der Baustein N350 sollte so konfiguriert werden, dass die beiden Lampen abwechselnd leuchten. Diese Option sollte über die rechte Wippe des rechten Tasters aktiviert und deaktiviert werden können. Unsere Idee war: Ereignisprogramm1 Ereignisauftrag1 Licht1 an Ereignisauftrag2 2 sec delay Ereignisauftrag3 Licht1 aus Ereignisauftrag4 Ereignisprogramm2 Ereignisprogramm2 Ereignisauftrag1 Licht2 an Ereignisauftrag2 2 sec delay Ereignisauftrag3 Licht2 aus Ereignisauftrag4 Ereignisprogramm1 Problem dabei ist das Ausschalten, da es sich um eine Endlosschlaufe handelt. Es müsste nebenbei ständig der Busabgehört werden ob die Wippe eine null auf den Bus legt. 11