راحتی، امنیت و آرامش فاکتور های مهم محیط زندگی ما هستند. پیشرفت تکنولوژی در بهبود کیفیت زندگی ما نقش موثری دارد. اتوماسیون یا هوشمند سازی ساختمان یک راه حل راحت و تطبیق پذیر در مدیریت سیستم های گرمایش، روشنایی و سایر تجهیزات رفاهی در منازل و ساختمان های اداری – تجاری است. در بسیاری از نقاط جهان، هوشمند سازی منازل از یک آپشن برای خانه های در حال ساخت یا در حال بازسازی به یک ضرورت تبدیل شده است.
خانه هوشمند نیاز به یک کنترل کننده مرکزی دارد که وظیفه نظارت بر عملکرد بخش های مختلف سیستم را انجام می دهد. در سال های اخیر کاربرد لوگو 8 در خانه های هوشمند به عنوان کنترل کننده مرکزی رواج یافته است. ماژول KNX لوگو 8 به همراه برخی دیگر از ماژول های ارتباطی، این امکان را فراهم می کنند. در ادامه به بررسی این ماژول ارتباطی لوگو 8 خواهیم پرداخت. با من همراه باشید.
مقدمه ای بر خانه هوشمند
هوشمندسازی ساختمان یا خانه هوشمند از جمله مفاهیم جدیدی است که با پیشرفت تکنولوژی وارد چرخه زندگی انسان شده است. پیشرفت فناوری های ارتباطی و به ویژه اینترنت اشیا، سرعت رشد و فراگیری این تکنولوژی را افزایش داده است. در یک خانه هوشمند کاربر قادر است از طریق اپلیکیشنی که روی تلفن همراه نصب می شود، انواع مختلف سیستم های الکتریکی و مکانیکی را کنترل کند. از جمله رایج ترین امکانات قابل ارائه در خانه هوشمند می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کنترل سیستم های روشنایی
- کنترل لوازم برقی
- کنترل موتورخانه
- کنترل سیستم های سرمایش و گرمایش
- کنترل سیستم های امنیتی
- و …
هر خانه هوشمند از یک کنترل کننده مرکزی بهره می برد. وظیفه کنترل کننده خانه هوشمند مشابه PLC در اتوماسیون صنعتی است. به همین دلیل برخی از پی ال سی ها را می توان به عنوان کنترل کننده خانه هوشمند مورد استفاده قرار داد. یکی از قابلیت های لوگو 8 زیمنس، استفاده به عنوان کنترل کننده خانه هوشمند است. به منظور انجام عملیات کنترلی لازم است ارتباط کنترل کننده مرکزی با نودهای عمل کننده برقرار شود. این ارتباط از طریق پروتکل های ارتباطی استاندارد انجام می شود.
انواع مختلفی از پروتکل های ارتباطی در خانه هوشمند مورد استفاده قرار می گیرند. ارتباط موثر بین کنترل کننده و سایر تجهیزات سخت افزاری و نرم افزاری، قابلیت کنترل از راه دور را فراهم می آورد. برخی از مهمترین پروتکل های مورد استفاده در خانه هوشمند عبارتند از:
- پروتکلKNX
- پروتکل X-10
- پروتکل S-BUS
- پروتکل MODBUS
- پروتکل WiFi
- پروتکل Z-Wave
- پروتکل Zigbee
KNX از جمله پروتکل های ارتباطی مورد استفاده در خانه هوشمند است که توسط بسیاری از تجهیزات اتوماسیون ساختمان پشتیبانی می شود. آمارهای منتشر شده به سهم بیش از 80 درصدی این پروتکل از بازار اتوماسیون خانگی اشاره می کنند. ماژول KNX لوگو 8 به شما امکان می دهد تجهیزات خانه هوشمند را به کمک لوگو 8 کنترل کنید.
لوگو 8 زیمنس
کنترل کننده های منطقی یا PLCها به عنوان مغز متفکر سیستم های اتوماسیون به کار می روند. لوگو 8 زیمنس یک مینی پی ال سی جمع و جور و همه کاره است. کنترل از راه دور، شبکه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی برخی از قابلیت های این کنترلر است. این قابلیت ها در کنار طراحی ماژولار LOGO 8 زیمنس آن را به یکی از بهترین گزینه ها در پروژه های هوشمند سازی ساختمان تبدیل کرده است.
لوگو 8 دارای یک ماژول اصلی به نام CPUیا پردازنده است. این ماژول وظیفه کنترل سیستم، انجام محاسبات و صدور فرمان های لازم در زمان مناسب را برعهده دارد. حافظه و تعداد محدودی وروردی و خروجی به صورت پیش فرض در نظر گرفته شده است.
از منظر ارتباط و انتقال داده، لوگو 8 از پروتکل های ارتباطی زیادی پشتیبانی میکند. به صورت پیش فرض بر روی ماژول اصلی یک پورت ارتباطی اترنت در نظر گرفته شده است. به کمک پورت اترنت می توانیم از طریق اینترنت و از راه دور به سیستم دسترسی داشته باشیم. به منظور استفاده از سایر پروتکل های ارتباطی باید از ماژول های ارتباطی توسعه ای بهره ببربم. ماژول KNX لوگو 8 زیمنس در همین دسته بندی قرار می گیرد.
در ادامه به بررسی مفهوم پروتکل ارتباطی و به صورت خاص پروتکل ارتباطی KNX می پردازیم.
پروتکل ارتباطی
پروتکل یا شیوه‌نامه ارتباطات، به مجموعه ای از دستورالعمل ها گفته می‌شود که قوانین ارتباطی را تعیین می کنند. به بیان ساده تر پروتکل زبان مشترک برای ارتباط دو دستگاه در یک شبکه است.
در یک پروتکل مشخص هر دستگاه پس از دستیابی به داده ها، طبق قوانین مربوط به آن پروتکل نوع داده ها را ارزیابی می کند. سپس قوانین دیگری معنا دار بودن داده ها را بررسی می کنند. در ادامه دستورالعمل های دیگری بر نحوه انتقال داده ها نظارت دارند. تطبیق آدرس، مسیر یابی، تشخیص خطا، تایید دریافت صحیح بسته ها، کنترل توالی و کنترل جریان های انتقال بخش های دیگری است که در یک پروتکل ارتباطی به آن پرداخته می شود.
پروتکل KNX
KNX یک پروتکل متن باز بر اساس استاندارد EN 50090، ISO/IEC 14543 است. این پروتکل برای اتوماسیون ساختمان های تجاری و مسکونی به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. نودهای کنترلی مبتنی بر این پروتکل قابلیت کنترل روشنایی، پرده‌ها و کرکره‌ها، تهویه مطبوع، سیستم‌های امنیتی، مدیریت انرژی، فایل های صوتی و آلارم ها، نمایشگرها، کنترل از راه دور و غیره را دارند. به بیان دیگر با افزودن ماژول KVX لوگو 8 زیمنس به خانه هوشمند از این قابلیت ها بهره مند خواهید شد.
برای هوشمند سازی منازل و ساختمان های اداری و تجاری نیاز به فراهم آوردن زیر ساخت لازم داریم. به این معنا که نیاز به سنسور ها، عملگرها و کنترلرهای بیشتری در ساختمان داریم. پروتکل KNX امکان نظارت و مدیریت یکپارچه همه اجزای اتوماسیون از طریق یک کنترل کننده را فراهم می کند.
بیش از 500 تولید کننده در سراسر دنیا محصولات هوشمند سازی منطبق بر پروتکل ارتباطی KNX را عرضه می کنند. با انتخاب لوگو 8 به عنوان کنترل کننده خانه هوشمند و اتصال آن به ماژول KNX لوگو 8 قادر خواهید بود سنسورها، سوئیچ ها، عملگرها و … را تحت کنترل دربیاورید.
ماژول KNX لوگو 8 زیمنس
شرکت زیمنس به عنوان یک شرکت پیشرو در صنعت اتوماسیون، ماژول استاندارد CMK2000 را جهت برقراری ارتباط با لوگو 8 در بستر پروتکل KNX ارائه نموده است. این ماژول ارتباطی قادر است به سادگی در شبکه KNX و در کنار ماژول اصلی نصب و تبادل اطلاعات با سایر تجهیزات نصب‌شده در شبکه بر بستر KNX را امکانپذیر کند.
ماژول CMK2000 KNX از طریق اترنت با LOGO ارتباط برقرار می کند. اطلاعات دریافت شده از سنسور ها و گره های گذرگاه KNX به پردازنده منتقل می شود. سپس داده ها با توابع منطقی ترکیب و دستورات کنترلی صادر می شوند. کنترل کننده دستورات کنترلی را از طریق ماژول KNX لوگو 8 به عملگرها منتقل می کند. این ماژول قابلیت ارتباط با 50 شیء در بستر KNX را فراهم می کند.
20 ورودی دیجیتال، 20 خروجی دیجیتال و همچنین 8 ورودی و خروجی آنالوگ در پیکربندی سخت افزاری این ماژول وجود دارد. لوگو8 از فعال سازی تاریخ و زمان به منظور همگام سازی گره ها در سیستم KNX بهره می برد.
کاربرد CMK 2000
از ماژول CMK 2000 به عنوان یک توسعه دهنده شبکه KNX برای ارتباط لوگو 8 زیمنس با سایر تجهیزات استاندارد استفاده می شود. با استفاده از این ماژول امکان کنترل بخش های مختلفی از خانه هوشمند فراهم می شود که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کنترل دسترسی
- تهویه مطبوع
- مدیریت روشنایی
- مدیریت پرده و کرکره ها
- آبیاری هوشمند
- کنترل پمپ و …
بستر ارتباطی
ارتباط لوگو 8 با CMK2000 از طریق پورت اترنت برقرار می شود. سایر تجهیزات شبکه در بیش از 90 درصد موارد از طریق زوج به هم تابیده شده با ماژول KNX لوگو 8 در ارتباط اند. زوج بهم تابیده شده یک بستر انتقال مقرون به صرفه و با کیفیت انتقال بالاست. شبکه می‌تواند در انواع آرایش‌های خطی، ستاره‌ای، درختی یا تلفیقی طراحی شود. برای انتقال داده، از یک سیگنال حامل کد شده در باند پایه متقارن، با نرخ انتقال ۹۶۰۰ بیت بر ثانیه استفاده می‌گردد.
جمع بندی
یکی از کاربردهای محبوب لوگو 8 زیمنس استفاده از آن در BMS یا هوشمند سازی منازل است. KNX یکی از پروتکل های پر استفاده در خانه های هوشمند است. این پروتکل توانسته بیش از 80 درصد سهم بازار تولید کنندگان محصولات هوشمند را به خود اختصاص دهد.
برای استفاده از لوگو 8 به عنوان کنترل کننده خانه هوشمند لازم است ماژول KNX لوگو را در شبکه پیکره بندی کنید. این ماژول ویژه با نام CMK 2000 ارائه می شود. ماژول CMK 2000 به عنوان یک ماژول ارتباطی توسعه ای به ماژول اصلی لوگو 8 افزوده می شود. به واسطه این ماژول امکان نظارت و کنترل تجهیزات هوشمند سازی منازل مبتنی بر پروتکل KNX فراهم می شود.