Aktuální vydání

celé číslo

11

2021

Monitorování stavu zařízení, diagnostika, řízení údržby

Snímače a systémy řízení polohy a pohybu (motion control)

celé číslo

Komunikační infrastruktura inteligentní budovy

Systém inteligentní budovy umožňuje monitorovat a kontrolovat mnoho soustav, jako je vytápění, klimatizace, zabezpečení, přístupový systém, vizuální dohled, spotřeba energií, osvětlení, distribuce multimédií a další. Nejstarší instalace využívaly pro každý z těchto systémů centralizované nezávislé regulátory a prostředky sběru dat. S postupujícím vývojem došlo k decentralizaci těchto regulátorů na základě specializovaných sběrnic. Nyní nastává hierarchizace a integrace dat všech těchto systémů do integrovaného systému řízení technických zařízení budovy.
 
Nezbytnou podmínkou této integrace je fungující komunikační infrastruktura. K jejím základním vlastnostem musí patřit spolehlivost, vysoká průchodnost a flexibilita. Proto se jako integrující komunikační prostředek využívá průmyslový Ethernet, který plní uvedené požadavky. Příklad datové sítě v inteligentní budově je uveden na obr. 1. Její struktura je v podstatě totožná, ať již jde o budovu výrobního závodu, hotelu nebo jinou moderní víceúčelovou stavbu. Úkolem takto navržené komunikační infrastruktury je co nejrychleji a nejspolehlivěji propojit mnoho různých zařízení a heterogenních systémů. Pro vybudování takové sítě jsou zapotřebí tyto prvky:
  • řízené ethernetové přepínače (switch) pro vytvoření redundantní bázové kruhové sítě,
  • standardní ethernetové přepínače (switch) a převodníky médií pro připojení zařízení s rozhraním Ethernet,
  • komunikační brány (gateway) pro propojení průmyslových a specializovaných sběrnic,
  • směrovače (router) a radiomodemy pro vytvoření místních bezdrátových sítí,
  • směrovače (router), modemy a extendéry pro spojení se vzdálenými datovými sítěmi.
Společnost FCC průmyslové systémy působí v oblasti průmyslové komunikace více než deset let. Během této doby vybudovala ucelenou nabídku kompatibilních komunikačních prvků a zařízení pro všechny úrovně průmyslové komunikace – od rozhraní senzorů, přes průmyslové sběrnice k rychlým datovým sítím. V následujícím přehledu je uveden příklad řešení komunikační infrastruktury využívající výrobky jejích dodavatelů.
 

Gigabitové řízené přepínače pro redundantní kruhové sítě

Řízené přepínače Advantech EKI-7659 umožňují vybudovat gigabitovou optickou redundantní kruhovou síť, která je základem komunikačního systému budovy. Krátká doba obnovení komunikace po případné poruše nebo přerušení optického kabelu (pod 10 ms) zaručí, že žádný ze systémů budovy nezůstane bez kontroly. Dálková diagnostika umožní efektivní údržbu.
 

Gigabitové a standardní neřízené přepínače

Přenos dat po metalických či optických linkách mimo redundantní síť mohou rovněž zajišťovat neřízené víceportové přepínače Advantech řady EKI. Na výběr je mnoho typů pro standardní i gigabitové sítě. Přepínače jsou opatřeny různým počtem metalických a optických rozhraní.
 

Neřízené přepínače PoE

Přepínače s funkcí PoE (Power Over Ethernet) umožňují napájet připojená zařízení po ethernetové lince. Napájecí výkon je omezen, přesto stačí např. k napájení malého webového terminálu, třeba panelových počítačů řady Advantech TPC-30T. Tyto počítače mohou fungovat jako ovládací terminály pro komunikaci uživatelů se systémem řízení technických zařízení budovy. Jsou vhodné např. do hotelových pokojů. Jsou-li tyto počítače připojeny k přepínači PoE, není třeba pro ně instalovat napájecí zdroj.
 

Převodníky průmyslových sběrnic

Technická zařízení budovy, jako jsou vytápěcí a klimatizační soustavy, řízení osvětlení nebo přístupový systém, dnes většinou využívají vlastní sběrnici. Tyto sběrnice mohou být k ethernetové síti připojeny pomocí převodníků průmyslových sběrnic (gateway) HMS AnyBus. Zmíněné převodníky dovolují posílat do dispečinku data o stavu zařízení a dále umožňují vzájemnou komunikaci segmentů průmyslových sběrnic prostřednictvím Ethernetu. Převodníky průmyslových sběrnic se uplatní i uvnitř technických zařízení, kde je často třeba připojit čidlo nebo akční člen jiného výrobce s odlišným komunikačním rozhraním.
 

Komunikační brána WiFi

Lokální bezdrátová síť WiFi je v moderní budově naprostou nezbytností. Využívá se nejen k případnému bezdrátovému připojení k internetu, ale především ke spojení s mobilními zařízeními, např. přístroji pro čtení čárových kódů. V bezdrátových sítích se uplatní komunikační brána WiFi typu Advantech EKI-1351.
 

Směrovače, modemy a extendéry

Jestliže nelze vzdálený segment sítě připojit optickým kabelem a je příliš daleko pro připojení metalickou ethernetovou linkou, je možné jej zapojit s využitím směrovačů ADSL Westermo DR-250. Rychlost přenosu dat do 5 Mb/s na vzdálenost do 5 km dovoluje připojit taková zařízení, jako je vzdálenější čistička odpadních vod, klubovna na golfovém hřišti apod. Extendér SHDSL typu Westermo DBW-220 je zase vhodný pro připojení IP kamer na parkovišti a v okolí budovy. Pro záložní připojení do sítě Internet, které může být potřebné pro vzdálenou správu a údržbu systémů, lze použít směrovač GPRS Westermo MR-250.
 
Další informace o prvcích pro komunikační sítě poskytne každá kancelář společnosti FCC průmyslové systémy.
 
Ing. Otto Havle, CSc., MBA,
 
Obr. 1. Datová síť inteligentní budovy