Presentacion Bacnet y Lonworks 06[1]

Protocolos de comunicaciones Protocolos de comunicaciones para la automatizacipara la automatizacióón de edificios:n de edificios:BACNET Y LONWORKSBACNET Y LONWORKS

Jaume GarciaJaume Garcia

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ÍÍNDICE DE LA PRESENTACINDICE DE LA PRESENTACIÓÓNN

•• IntroducciIntroduccióón sobre protocolos de comunicacionesn sobre protocolos de comunicaciones

•• Necesidades especNecesidades especííficas en la automatizacificas en la automatizacióón de n de

edificiosedificios

•• IntroducciIntroduccióón al sistema LONWORKSn al sistema LONWORKS

•• IntroducciIntroduccióón al sistema BACNETn al sistema BACNET

•• Diferencias entre LONWORKS y BACNETDiferencias entre LONWORKS y BACNET

•• Estudio de las posibilidades de implementaciEstudio de las posibilidades de implementacióónn

•• Reflexiones finales. ConclusionesReflexiones finales. Conclusiones

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INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓN SOBRE PROTOCOLOS DE N SOBRE PROTOCOLOS DE COMUNICACIONESCOMUNICACIONES

•• Ejemplos de sistemas a comunicar:Ejemplos de sistemas a comunicar:•• ComunicaciComunicacióón interna en equipo modular / flexiblen interna en equipo modular / flexible

Modulo A/D inteligenteAdquisición de datos

CPUPrincipal

Display

Registro configurable

Módulo E/S

Comunicaciones externas

Web Server, GPS, SD

Comunicación centralizadaComunicación distribuida

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•• ProblemasProblemas•• MMóódulos independientes con microprocesador (inteligentes):dulos independientes con microprocesador (inteligentes):

•• InformaciInformacióón necesaria: n necesaria: •• ¿¿DDóónde estnde estáán las variables?n las variables?

•• ¿¿CuCuááles y cules y cuáántas?ntas?

•• ¿¿Unidad, resoluciUnidad, resolucióón, tipo de variable (int16, array, fichero etc) ?n, tipo de variable (int16, array, fichero etc) ?

•• ¿¿IdentificaciIdentificacióón de mn de móódulo?. dulo?. ¿¿Velocidad de comunicaciVelocidad de comunicacióón?n?

•• Prioridad sobre el bus de comunicaciones Prioridad sobre el bus de comunicaciones •• ¿¿QuiQuiéén habla y hasta cun habla y hasta cuáándo?ndo?

•• ActualizaciActualizacióón de firmware en caso de:n de firmware en caso de:•• Nuevo mNuevo móódulodulo

•• ActualizaciActualizacióón de uno de los mn de uno de los móódulosdulos

•• Nuevas variablesNuevas variables

•• Cambio de direcciCambio de direccióón de alguna de las variablesn de alguna de las variables

•• VisiVisióón externa del equipon externa del equipo•• MultiMulti--equipos con diferentes mapas de variablesequipos con diferentes mapas de variables

•• InformaciInformacióón de todas las variables mediante documentacin de todas las variables mediante documentacióón de usuarion de usuario

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•• Equipo idealEquipo ideal

•• AAññadir nuevo madir nuevo móódulo dulo

•• Actualizar un mActualizar un móódulodulo

•• VisiVisióón externan externa

•• Un Un úúnico equiponico equipo

•• Facilidad de configuraciFacilidad de configuracióón n P&PP&P

•• IdentificaciIdentificacióón sencilla de variablesn sencilla de variables

•• El equipo te informa de cuales tieneEl equipo te informa de cuales tiene

Mínimos cambios en el resto de módulos

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•• Ejemplos de sistemas a comunicar:Ejemplos de sistemas a comunicar:•• ComunicaciComunicacióón externa en equiposn externa en equipos

Equipos de medida

SCADA’s

Iluminación

Equipos registradores

Control de acceso,Cámaras de seguridad

Sistemas de aire acondicionado y calefacción

Web Server,InternetControl de persianas

Control de incendiosControl de cargas

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•• ProblemasProblemas•• Equipos independientes inteligentes:Equipos independientes inteligentes:

•• InformaciInformacióón necesaria n necesaria sobre las variablessobre las variables. . •• PrioridadPrioridad•• ActualizaciActualizacióón de firmware n de firmware

•• VisiVisióón externa del sisteman externa del sistema•• MultiMulti--equipos con diferentes mapas de variablesequipos con diferentes mapas de variables•• InformaciInformacióón de todas las variables mediante documentacin de todas las variables mediante documentacióón de n de

usuariousuario•• Protocolos cerradosProtocolos cerrados

•• Sistema idealSistema ideal

•• AAññadir o actualizar nuevo equipo sin cambios en el resto de adir o actualizar nuevo equipo sin cambios en el resto de equiposequipos

•• VisiVisióón externa del sistema (por ejemplo desde Internet)n externa del sistema (por ejemplo desde Internet)•• Un Un úúnico sistema. Repetibilidadnico sistema. Repetibilidad

•• Facilidad de configuraciFacilidad de configuracióónn

•• IdentificaciIdentificacióón sencilla de variablesn sencilla de variables

•• Protocolos abiertosProtocolos abiertos

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•• Protocolo de comunicaciones bProtocolo de comunicaciones báásico:sico:•• TramaTrama

•• Identificador de destinatarioIdentificador de destinatario•• Identificador de funciIdentificador de funcióón (lectura, escritura, llamada a funcin (lectura, escritura, llamada a funcióón, etc.)n, etc.)•• DirecciDireccióón o identificador de variablesn o identificador de variables•• Datos, configuraciDatos, configuracióón, definicin, definicióón de una accin de una accióón a realizar n a realizar •• Otros:Otros:

•• CRCCRC’’s. Identificador de remitente, prioridad, tipo de seguridad en es. Identificador de remitente, prioridad, tipo de seguridad en el l envenvíío (o (acknowledge, reenvacknowledge, reenvíío, o, etc.). Longitud de la trama enviada.etc.). Longitud de la trama enviada.

•• Tipo de InformaciTipo de Informacióónn•• Variables individualesVariables individuales•• Arrays de variables. Ficheros Arrays de variables. Ficheros

•• Tipo de comunicaciTipo de comunicacióónn•• Punto a puntoPunto a punto•• BroadcastBroadcast

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NECESIDADES ESPECIFICAS EN LA NECESIDADES ESPECIFICAS EN LA AUTOMATIZACIAUTOMATIZACIÓÓN DE EDIFICIOSN DE EDIFICIOS

•• El sistema de comunicaciones en un edificio El sistema de comunicaciones en un edificio debe permitir:debe permitir:

•• Flexibilidad y modularidadFlexibilidad y modularidad

•• IntegraciIntegracióón sencilla de nuevos equipos n sencilla de nuevos equipos AmpliableAmpliable

•• Sistemas multimarcaSistemas multimarca•• Substituir un equipo por otro de otra marca sin realizar Substituir un equipo por otro de otra marca sin realizar

cambios. Misma visicambios. Misma visióón externa de equipos similares.n externa de equipos similares.

•• Buses de campo diferentesBuses de campo diferentes

•• Tener conocimientos mTener conocimientos míínimos por parte del nimos por parte del integrador y del usuario final. Interfintegrador y del usuario final. Interfíície de usuario cie de usuario sencilla.sencilla.

•• FFáácil evaluacicil evaluacióón e identificacin e identificacióón de problemasn de problemas

•• IntegraciIntegracióón econn econóómica en instalaciones existentesmica en instalaciones existentes

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•• Eficiencia energEficiencia energéética y optimizacitica y optimizacióón de recursosn de recursos

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INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓN AL SISTEMA LONWORKSN AL SISTEMA LONWORKS

100 Millonesde Nodos

300,000Sistemas Instalados

Cientos de Integradoresde SistemasCualificados

700 ProductosCertificadosLONMARK

21 Afiliados y OficinasLONMARK

600 > MiembrosLONMARK

Miles de Productos

en todo el Mundo

>4,000 DesarrolladoresOEM

Adoptado por Arquitectos,Ingenieros,

Prescriptores

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Especificado mediante normativas internacionales Especificado mediante normativas internacionales AbiertoAbierto

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•• Conceptos bConceptos báásicossicos•• LON LON Local Operating NetworkLocal 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.

•• EspecificaciEspecificacióón del protocolo n del protocolo LonTalkLonTalk

•• Es un estEs un estáándar Mundial ndar Mundial ISO/IEC 14908, ISO/IEC 14908, ANSI/CEAANSI/CEA--709709

•• Productos y aplicaciones con LonTalk Productos y aplicaciones con LonTalk LONWORKSLONWORKS

•• InstituciInstitucióón internacional n internacional LonMarkLonMark•• CertificaciCertificacióónn

•• Empresa desarrolladora Empresa desarrolladora EchelonEchelon•• Necesidad de comprarle un micro especifico Necesidad de comprarle un micro especifico Neuron chipNeuron chip

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•• SNVTsSNVTs•• ““Standard NetworkStandard Network--Variable TypesVariable Types””::•• Tipos de Datos para intercambio de informaciTipos de Datos para intercambio de informacióónn

•• SCPTsSCPTs•• ““Standard ConfigurationStandard Configuration--Property TypesProperty Types””::•• Tipos de datos para fijar parTipos de datos para fijar paráámetros de un dispositivometros de un dispositivo

•• AgrupaciAgrupacióón de variables por funcionalidad o tipo de n de variables por funcionalidad o tipo de equipo equipo

•• Functional Profiles (Perfiles funcionales)Functional Profiles (Perfiles funcionales)

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LuzLuzPulsadorPulsador

nvoSwitchnvoSwitch nviLampValuenviLampValue

NodoPulsador

NodoLuz

BindingConexión

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nviLocalControlSNVT_setting

nvoSblndSettingSNVT_setting

Mandatory: Mandatory: Send HeartbeatSend HeartbeatOptional: Optional: Receive HeartbeatReceive Heartbeat

Input PriorityInput PriorityWeather Sensor Fail DefaultWeather Sensor Fail DefaultWindow Sensor Fail DefaultWindow Sensor Fail DefaultLocation LabelLocation LabelObject Major VersionObject Major VersionObject Minor VersionObject Minor Version

Controlador Persiana

Variablesde red

obligatorias

nvoSblndStatesSNVT_sblnd_state

VariablesDe Red

OpcionalesnviGroupControl

SNVT_setting

Propiedades de Configuración

Un equipo puede incorporar varios perfiles

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TIPO DE CANAL MEDIO VELOCIDAD MÁXIMA DISTANCIA

TP/FT-10Par trenzadoTopología Libre o Bus

78 kbps500 metros Topología Libre2700 metros Topología Bus

TP/LP-10Par trenzado Link Power (Telealimentado) Topología Libre o Bus

78 kbps500 metros Topología Libre2200 metros Topología Bus

TP/XF-1250Par Trenzado (Aislado por Transformador)

1.25 Mbps 130 metros

TP/XF-78Par trenzado (Aislado por Transformador)

78 kbps 1400 metros

PL-20 Línea Potencia5.4 kbps Banda C3.6 kbps Banda A

Depende del entorno

IP-10 LONWORKS Sobre IP10 Mbps100 Mbps

Determinado por la red IP

FO-20 Fibra óptica 1.25 Mbps 30 kilómetros

RF-10RF-100

RF (49 MHz)RF (433 - 472 MHz)

4.88 kbps~ 2 kilómetros (Depende del entorno y potencia del transceptor)

IR Infrarrojos 78.1 kbps 10 - 30 metros

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INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓN AL SISTEMA N AL SISTEMA LONWORKSLONWORKS

• Típico ejemplo del uso del Lonworks

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•• Redes de control descentralizadoRedes de control descentralizado•• Procesado de la informaciProcesado de la informacióónn•• Toma de decisionesToma de decisiones

•• ComunicaciComunicacióón punto a punto y punto a multipunto entre n punto a punto y punto a multipunto entre equipos sencillosequipos sencillos

•• FFáácil instalacicil instalacióón de equipos en una red existenten de equipos en una red existente

•• No es necesario PC ni SCADANo es necesario PC ni SCADA

•• Necesidades del integrador:Necesidades del integrador:•• Archivo de interfArchivo de interfíície externa cie externa *.xif*.xif•• Archivos de definiciArchivos de definicióón de perfiles funcionalesn de perfiles funcionales

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INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓN AL SISTEMA BACNETN AL SISTEMA BACNET

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• 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

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PICS Protocol Implementation Conformance Statement

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DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNETDIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNET

Utiliza 4 capas:Physical Data linkNetworkApplication

Utiliza 6 capas:PhysicalData linkNetworkTransportSessionPresentation

Open Systems Interconnect- Modelo OSI

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ASHRAEANSI/ASHRAE Standard 135-1995ISO/DIS 16484-6ISO/TC205BMA-BACnet Manufacturers Assoc.BTL-BACnet Testing LaboratoriesBACnet Interest Groups-BIG-NA,BIG-EU, BIG-AA

EchelonNeuron ChipLonWorks transceiversLonMark Association

Organizaciones / estándards / Groupos de soporte

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LonTalk-Proprietario

Protocolos soportados

MS/TP (RS485)PTP (RS232)ARCnetEthernetBACnet IP-TCP/IPLonTalk

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Par trenzadoPower line PLCRadio FrecuenciaCable coaxialFibra óptica

Medio de comunicaciones

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Varia en función del protocolo:MS/TP- 78kbpsPTP-78 kbpsLonTalk (see below)Ethernet- hasta +1000 MbpsARCnet- 2.5 Mbps

Twisted pair- hasta 1.25 MbpsFTT twisted pair- 78 kbpsLink power twisted pair-78 kbps

Velocidad de transmisión

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Depende de cada fabricante

Neuron Chip

Hardware

Conectividad

Orientada a objetos con muchas propiedades estádar

Hay que hacer un binding para cada SNVTs

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• ¿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

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ESTUDIO DE LAS POSIBILIDADES DE ESTUDIO DE LAS POSIBILIDADES DE IMPLEMENTACIIMPLEMENTACIÓÓNN

•• Ejemplo prEjemplo prááctico: ctico:

¿¿ccóómo implementar un protocolo de mo implementar un protocolo de comunicaciones? comunicaciones?

•• Especificaciones:Especificaciones:•• Nuevo protocolo Nuevo protocolo BACnetBACnet

•• En equipos existentes de una misma empresaEn equipos existentes de una misma empresa•• Con comunicaciones MODBUSCon comunicaciones MODBUS

•• Bus de campo Bus de campo RS485RS485

•• Dos posibilidades de implementaciDos posibilidades de implementacióón: RS485 y n: RS485 y EthernetEthernet

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DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y DIFERENCIAS ENTRE LONWORKS Y BACNETBACNET

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REFLEXIONES FINALESREFLEXIONES 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)

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Turno de preguntas

Presentacion Bacnet y Lonworks 06[1]

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