Protocolos de comunicaciones para la automatización n de edificios: BACNET Y LONWORKS. Diferencias entre LONWORKS y BACNET

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1 Protocolos de comunicaciones para la automatización n de edificios: BACNET Y LONWORKS Jaume Garcia ÍNDICE DE LA PRESENTACIÓN Introducción n sobre protocolos de comunicaciones Necesidades específicas en la automatización n de edificios Introducción n al sistema LONWORKS Introducción n al sistema BACNET Diferencias entre LONWORKS y BACNET Estudio de las posibilidades de implementación Reflexiones finales. Conclusiones 2

2 INTRODUCCIÓN N SOBRE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES Ejemplos de sistemas a comunicar: Comunicación n interna en equipo modular / flexible Modulo A/D inteligente Adquisición de datos Módulo E/S Display Registro configurable CPU Principal Comunicaciones externas Web Server, GPS, SD Comunicación centralizada Comunicación distribuida 3 INTRODUCCIÓN N SOBRE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES Problemas Módulos independientes con microprocesador (inteligentes): Información n necesaria: Dónde están n las variables? Cuáles y cuántas? Unidad, resolución, tipo de variable (int16, array, fichero etc)? Identificación n de módulo?. m Velocidad de comunicación? n? Prioridad sobre el bus de comunicaciones Quién n habla y hasta cuándo? Actualización n de firmware en caso de: Nuevo módulom Actualización n de uno de los módulosm Nuevas variables Cambio de dirección n de alguna de las variables Visión n externa del equipo Multi-equipos con diferentes mapas de variables 4 Información n de todas las variables mediante documentación n de usuario

3 INTRODUCCIÓN N SOBRE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES Equipo ideal Añadir nuevo módulo m Actualizar un módulom Mínimos cambios en el resto de módulos Visión n externa Un único equipo Facilidad de configuración P&P Identificación n sencilla de variables El equipo te informa de cuales tiene 5 INTRODUCCIÓN N SOBRE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES Ejemplos de sistemas a comunicar: Comunicación n externa en equipos Equipos de medida Equipos registradores Control de acceso, Cámaras de seguridad SCADA s Iluminación Sistemas de aire acondicionado y calefacción Control de cargas Control de persianas Web Server, Internet Control de incendios 6

4 INTRODUCCIÓN N SOBRE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES Problemas Equipos independientes inteligentes: Información n necesaria sobre las variables. Prioridad Actualización n de firmware Visión n externa del sistema Multi-equipos con diferentes mapas de variables Información n de todas las variables mediante documentación n de usuario Protocolos cerrados Sistema ideal Añadir o actualizar nuevo equipo sin cambios en el resto de equipos Visión n externa del sistema (por ejemplo desde Internet) Un único sistema. Repetibilidad Facilidad de configuración Identificación n sencilla de variables Protocolos abiertos 7 INTRODUCCIÓN N SOBRE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES Protocolo de comunicaciones básico: b Trama Identificador de destinatario Identificador de función n (lectura, escritura, llamada a función, n, etc.) Dirección n o identificador de variables Datos, configuración, n, definición n de una acción n a realizar Otros: CRC s. Identificador de remitente, prioridad, tipo de seguridad en el e envío o (acknowledge,( reenvío, etc.). Longitud de la trama enviada. Tipo de Información Variables individuales Arrays de variables. Ficheros Tipo de comunicación Punto a punto Broadcast 8

5 NECESIDADES ESPECIFICAS EN LA AUTOMATIZACIÓN N DE EDIFICIOS El sistema de comunicaciones en un edificio debe permitir: Flexibilidad y modularidad Integración n sencilla de nuevos equipos Ampliable Sistemas multimarca Substituir un equipo por otro de otra marca sin realizar cambios. Misma visión n externa de equipos similares. Buses de campo diferentes Tener conocimientos m Tener conocimientos mínimos por parte del integrador y del usuario final. Interfície de usuario sencilla. Fácil evaluación n e identificación n de problemas Integración n económica en instalaciones existentes 9 NECESIDADES ESPECIFICAS EN LA AUTOMATIZACIÓN N DE EDIFICIOS Eficiencia energética y optimización n de recursos 10

6 NECESIDADES ESPECIFICAS EN LA AUTOMATIZACIÓN N DE EDIFICIOS 11 NECESIDADES ESPECIFICAS EN LA AUTOMATIZACIÓN N DE EDIFICIOS 12

7 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS 100 Millones de Nodos Cientos de Integradores de Sistemas Cualificados 300,000 Sistemas Instalados 21 Afiliados y Oficinas LONMARK 700 Productos Certificados LONMARK 600 > Miembros LONMARK >4,000 Desarrolladores OEM Adoptado por Arquitectos, Ingenieros, Prescriptores Miles de Productos en todo el Mundo 13 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS 14

8 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS 15 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS 16

9 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS 17 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS Especificado mediante normativas internacionales Abierto 18

10 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS Conceptos básicosb LON Local Operating Network LAN Información larga y complicada Prima la velocidad de transmisión LON Información breve y concisa (órdenes, mensajes de estado y control, alarmas, etc.). Prima la verificación y la correcta transmisión de la señal. Especificación n del protocolo LonTalk Es un estándar Mundial ISO/IEC 14908, ANSI/CEA-709 Productos y aplicaciones con LonTalk LONWORKS Institución n internacional LonMark Certificación Empresa desarrolladora Echelon Necesidad de comprarle un micro especifico Neuron chip 19 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS SNVTs Standard Network-Variable Types : Tipos de Datos para intercambio de información SCPTs Standard Configuration-Property Types : Tipos de datos para fijar parámetros de un dispositivo Agrupación n de variables por funcionalidad o tipo de equipo Functional Profiles (Perfiles funcionales) 20

11 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS 21 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS Pulsador nvoswitch nvilampvalue Luz Binding Conexión Nodo Pulsador Nodo Luz 22

12 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS Controlador Persiana Variables de red obligatorias nvosblndsetting SNVT_setting nvilocalcontrol SNVT_setting nvigroupcontrol SNVT_setting Variables De Red Opcionales nvosblndstates SNVT_sblnd_state Propiedades de Configuración Un equipo puede incorporar varios perfiles Mandatory: Optional: Send Heartbeat Receive Heartbeat Input Priority Weather Sensor Fail Default Window Sensor Fail Default Location Label Object Major Version Object Minor Version 23 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS TIPO DE CANAL MEDIO VELOCIDAD MÁXIMA DISTANCIA TP/FT-10 TP/LP-10 TP/XF-1250 TP/XF-78 Par trenzado Topología Libre o Bus Par trenzado Link Power (Telealimentado) Topología Libre o Bus Par Trenzado (Aislado por Transformador) Par trenzado (Aislado por Transformador) 78 kbps 78 kbps 1.25 Mbps 130 metros 78 kbps 1400 metros 500 metros Topología Libre 2700 metros Topología Bus 500 metros Topología Libre 2200 metros Topología Bus PL-20 Línea Potencia 5.4 kbps Banda C 3.6 kbps Banda A Depende del entorno IP-10 LONWORKS Sobre IP 10 Mbps 100 Mbps Determinado por la red IP FO-20 Fibra óptica 1.25 Mbps 30 kilómetros RF-10 RF-100 RF (49 MHz) RF ( MHz) 4.88 kbps ~ 2 kilómetros (Depende del entorno y potencia del transceptor) IR Infrarrojos 78.1 kbps metros 24

13 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS Típico ejemplo del uso del Lonworks 25 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS Típico ejemplo del uso del Lonworks 26

14 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS Típico ejemplo del uso del Lonworks 27 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS 28

17 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA LONWORKS Redes de control descentralizado Procesado de la información Toma de decisiones Comunicación n punto a punto y punto a multipunto entre equipos sencillos Fácil instalación n de equipos en una red existente No es necesario PC ni SCADA Necesidades del integrador: Archivo de interfície externa *.xif Archivos de definición n de perfiles funcionales 33 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA BACNET 34

18 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA BACNET Áreas de interoperabilidad BACnet: Data Sharing DS Intercambio de datos Alarm and Event Management AE Distribución de notificaciones y Ack. de alarmas Scheduling SCHED Acciones que dependen de horarios y calendarios Trending T Registro de variables y eventos Devive and Network Management DM, NM, VT 35 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA BACNET 36

19 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA BACNET 37 38

20 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA BACNET 39 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA BACNET 40

21 41 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA BACNET 42

22 43 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA BACNET 44

26 INTRODUCCIÓN N AL SISTEMA BACNET 51 PICS Protocol Implementation Conformance Statement 52

27 PICS Protocol Implementation Conformance Statement 53 PICS Protocol Implementation Conformance Statement 54

29 DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNET Open Systems Interconnect- Modelo OSI Utiliza 4 capas: Physical Data link Network Application Utiliza 6 capas: Physical Data link Network Transport Session Presentation 57 DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNET Organizaciones / estándards / Groupos de soporte ASHRAE ANSI/ASHRAE Standard ISO/DIS ISO/TC205 BMA-BACnet Manufacturers Assoc. BTL-BACnet Testing Laboratories BACnet Interest Groups-BIG-NA, BIG-EU, BIG-AA Echelon Neuron Chip LonWorks transceivers LonMark Association 58

30 DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNET Protocolos soportados MS/TP (RS485) PTP (RS232) ARCnet Ethernet BACnet IP-TCP/IP LonTalk LonTalk-Proprietario 59 DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNET Medio de comunicaciones Par trenzado Power line PLC Radio Frecuencia Cable coaxial Fibra óptica 60

31 DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNET Velocidad de transmisión Varia en función del protocolo: MS/TP- 78kbps PTP-78 kbps LonTalk (see below) Ethernet- hasta Mbps ARCnet- 2.5 Mbps Twisted pair- hasta 1.25 Mbps FTT twisted pair- 78 kbps Link power twisted pair-78 kbps 61 DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNET Hardware Depende de cada fabricante Neuron Chip Conectividad Orientada a objetos con muchas propiedades estádar Hay que hacer un binding para cada SNVTs 62

32 DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNET Porqué LonWorks? Sistemas orientados a equipos finales Redes pequeñas Sistemas sencillos Mínimos planes de expansión Información concisa Porqué BACnet? Orientado a controladores / SCADA s Redes grandes Sistemas comlejos Expansión futura Nedesidad de mover grandes cantidades de información 63 64

33 ESTUDIO DE LAS POSIBILIDADES DE IMPLEMENTACIÓN Ejemplo práctico: cómo implementar un protocolo de comunicaciones? Especificaciones: Nuevo protocolo BACnet En equipos existentes de una misma empresa Con comunicaciones MODBUS Bus de campo RS485 Dos posibilidades de implementación: n: RS485 y Ethernet 65 66

34 DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNET 67 REFLEXIONES FINALES La domótica y la automatización de edificios requieren: Protocolos de comunicaciones abiertos y gratuitos Sistemas multi-marca y multi-protocolo Facilidad de uso, flexibilidad y robustez LONWORKS y BACnet, junto con KNX y otros, se abren camino La implementación de sistemas integrales de automatización de edificios aumenta exponencialmente Sinónimo de calidad Eficiencia energética Optimización de recursos Control del sistema Para equipos finales y redes sencillas LONWORKS Para sistemas completos a todos los niveles BACnet Es normal el uso de LONWORKS (TP) + BACNET (Ethernet) 68

35 Turno de preguntas 69