Reti di comunicazione dati negli impianti HVAC

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1 1 Product Manager HVAC Products Reti di comunicazione dati negli impianti HVAC For internal use only / Copyright Siemens AG All rights reserved. Comunicazione negli impianti tecnologici BACS Sistema di supervisione Automazione Livello Gestione Livello Automazione Livello Campo Internet Ethernet BacNet LAN WLAN - Wireless BUS DI CAMPO: KNX - M-BUS LON - PROFIBUS. Bus Propietari Il sistema di supervisione (BACS: Building Automation Control System) nasce su hardware e sistemi operativi proprietari. Si evolve poi su HW e SW di mercato (PC, DOS, Windows) ma integra comunque piattaforme proprietarie sviluppate dalle stesse società che producono la parte di automazione Page

2 2 Integrazione tra bus di campo (livello automazione) E a volte indispensabile avere un integrazione tra differenti bus di campo per integrare i controllori dei vari produttori. PC1 Ethernet Esempio di impianto con due bus di campo. Bridge Bridge M-BUS Bridge? Produttore B KNX Produttore C A Controllore B Controllore C Controllore Bus di campo (I/O) Page Sistemi integrati di supervisione e controllo Anno 00 sistemi aperti con la possibilità di utilizzare prodotti di produttori diversi sistemi aperti con possibilità di essere integrati sotto un unico sistema di supervisione: Page Impianti HVAC Impianti elettrici sicurezza (antincendio, antintrusione, controllo accessi, TVCC) Impianti movimentazione (persone e merci) Impianti speciali (depurazione, gas medicali, etc) Telecomunicazioni ed IT utilizzo delle risorse comuni di rete (LAN, WAN, Server, etc: integrazione fra BMS e IT) possibilità di utilizzo di piattaforme software comuni interfacce Utente standardizzate per i diversi applicativi utilizzo di Internet/Intranet

3 3 Definizione di protocollo di comunicazione E l insieme delle regole riguardanti il trasferimento di dati tra due o più apparecchi ( es. regolatori, controllori, etc) e/o postazioni gestionali che devono comunicare. Nel protocollo sono in genere contenuti i seguenti dati: Struttura dell interfaccia dei dispositivi Tipo di dati e loro formato Indirizzamento apparecchiature Controllo e gestione errori Tempi di trasferimento e risposta Regole di protezione Velocità di comunicazione Mezzo fisico di trasporto Page I Bus di campo.. PROCESS FIELD BUS Page

4 4 Normative riguardanti il cablaggio strutturato. La continua evoluzione del cablaggio strutturato ha fatto sorgere il bisogno di emettere delle normative di riferimento per standardizzarne l esecuzione. Contenuto delle normative. Definiscono l ambito d adozione, descrivendo: Le topologie ammesse Gli elementi facenti parte del cablaggio Mezzi trasmissivi Le dorsali Cablaggio orizzontale L installazione La documentazione Il collaudo La durata minima del progetto Page I mezzi trasmissivi Mezzi elettrici Wireless (Onde radio, infrarossi) Mezzi ottici (fibre ottiche) Page

5 5 Sistema M-bus: M-bus (Meter Bus) è un bus di comunicazione conforme alla normativa Europea EN E diventato lo standard come bus di comunicazione più utilizzato per centralizzare e leggere i dati di consumo di contatori di energia calda e/o fredda, acqua sanitaria, gas, elettricità, ripartitori di costi ecc. Continuo sviluppo, seguito da un gruppo di lavoro dedicato, per aggiornarne e migliorarne le caratteristiche di funzionamento Page Sistema M-bus: : vantaggi Vantaggi del sistema M-bus: Alto livello di sicurezza nella trasmissione dei dati, senza interferenze Bassi costi per la stesura del bus e per i collegamenti dei dispositivi Lunghe distanze senza l utilizzo di particolari amplificatori di segnale Elevato numero di dispositivi centralizzabili Differenti scelte per la tipologie del bus: lineare, stella, albero Adeguata velocità di trasmissione dati Rilevamento di dispositivi alimentati sia a batteria sia a tensione di rete Riconoscimento automatico dei dispositivi collegati Page

6 6 Panoramica del sistema Il sistema M-Bus usa il principio di funzionamento Single Master Slave, dove è possibile utilizzare un solo master chiamato unità centrale. In combinazione con l unità centrale si utilizza un convertitore di segnale che ha il compito di interfacciare la centrale con la rete M-Bus, convertendo il segnale M-Bus in RS-485. Le unità centrali vengono poi gestite tramite un PC e software dedicato direttamente in loco o attraverso comunicazione modem. ACS7... OZW10 RS-485 WZC-P250 OCI97 M-Bus WTT16 WZC-R250 OZW10 RS-485 WZC-P60 OCI97 M-Bus WTT16 M-Bus OZW Z19 Page Sistema M-bus: : Principio Sx Sx Sx N1 OZW10 N2 WZC-P.. Sx Sx Sx N1 M-bus Master N2 M-bus Converter Sx Slave Sx Sx Sx Page

7 7 Sistema M-bus: : tipologie Sono ammesse tutte le tipologie per la stesura del bus tranne quella ad anello! 1 Lineare 2 Tipologia ad albero 3 Tipologia a stella 4 Tipologia ad anello Page Sistema M-bus: : tipologie Insieme delle tipologie OZW10 Master WZC-P.. Lineare Albero Stella Page

8 8 Sistema M-bus: caratteristiche tecniche Cavo Cavo twistato a coppia non schermato Polarità intercambiabile (si consiglia comunque sulle lunghe distanze di rispettare la polarità) Nessuna terminazione della rete bus Alimentazione L alimentazione della rete bus avviene tramite il convertitore di segnale WZC-P associato al master Velocità di trasmissione L M-bus permette di comunicare a velocità di 300, 2400 e 9600 Baud. Possibilità di utilizzare differenti velocità sulla stessa rete bus. La massima velocità di trasmissione dipende dal tipo e dal numero dei dispositivi collegati, dalle distanze, dal tipo e dal percorso del cavo utilizzato Page Sistema M-bus: caratteristiche tecniche Distanze L M-bus permette di raggiungere distanze fino a 10 Km (un solo dispositivo M-bus, e sezione del cavo di 1,5mm 2 ). Si raccomanda comunque di non superare i 4 Km nella stesura del bus La distanza massima del bus varia in funzione dei dispositivi collegati, dalla velocità di trasmissione e dal tipo e dal percorso del cavo utilizzato. La combinazione di ripetitori e amplificatori di segnale permette di raggiungere distanze maggiori Applicazione Distanza massima Lunghezza totale cavo bus Numero di Sezione del cavo dispositivi M- bus mm 2 Bus Frequenza massima di trasmissione Edifici residenziali piccoli Edifici residenziali grandi Piccoli quartieri Quartieri medi Quartieri più grandi Point-to-point 350 m 350 m 1000 m 3000 m 5000 m m 1000 m 4000 m 4000 m 5000 m 7000 m m 0.8 mm 0.8 mm 0.8 mm 1.5 mm mm mm Baud 2400 Baud 9600 Baud 2400 Baud 2400 Baud 300 Baud 300 Baud Page

9 9 Il doppino Il doppino consiste in una coppia di fili di rame, isolati singolarmente in modo da formare una treccia. Il passo di questa curva è detto binatura e serve a ridurre i disturbi elettromagnetici. Esistono tre tipi di doppini standard: UTP: doppino privo di schermatura (cavo telefonico) FTP: doppino con unico schermo STP: doppino con una schermatura per ogni singola coppia oltre la schermatura globale. Page SIEMECA TM AMR M-Bus wireless conforme EN Ripartitore di calore WHE26.. Monodirezionali Contalitri WFK/W.. Contatore energia caldo/freddo Megatron Adattatore d impulsi AEW36.2 Antenna di ricezione Bidirezionale WT*16.. Gateway Bidirezionale WTX16.MOD-1 Software lettura e parametrizzazione ACS.. ACT.. For internal use only / Copyright Siemens AG All rights reserved.

10 10 Accessories Ricezione file consumo ACS26 Page Impiego Il sistema M-Bus è impiegato per centralizzare i contatori di energia e consentire cosi di ripartire i costi di riscaldamento e/o raffreddamento in: Edifici residenziali Abitazioni multifamiliari Sottostazioni di teleriscaldamento Page

11 11 Funzioni Il sistema possiede un alto livello di sicurezza in termini di trasmissione dati e offre un elevato grado di funzionalità standard pur richiedendo uno sforzo minimo per la progettazione, messa in servizio e gestione: Identificazione automatica dei dispositivi collegati alla rete bus Gestione remota del sistema tramite PC Acquisizione e memorizzazione automatica dei consumi provenienti dai contatori installati Differenti Soluzioni di lettura dei consumi: direttamente dal display della centrale master OZW10 (OZW111 senza display), locale tramite PC e collegamento via cavo remoto tramite PC e collegamento via modem Gestione e programmazione remota dei dispositivi rilevati via bus Visualizzazione grafica dell impianto (attraverso software dedicati es.acs7..) Trend in linea Supervisione automatica con rilevamento di eventuali anomalie o manomissioni dei dispositivi collegati alla rete bus Page Logica di ricerca L unità centrale OZW10 tramite il convertitore di segnale WZC-P ricerca su bus i dispositivi collegati tramite l indirizzo primario, l indirizzo secondario o indirizzo primario e secondario. Una volta avviata la ricerca, la centrale (MASTER) ricerca in primo luogo i dispositivi su bus (SLAVE) memorizzandoli in una memoria volatile; una volta rilevati tutti i dispositivi collegati, la centrale li ordina secondo logica crescente in funzione degli indirizzi assegnati: 1, 2, 3, 4 Page

12 12 Indirizzamento Indirizzo primario In un sistema M-bus possono essere assegnati fino ad un massimo di 250 indirizzi primari (logica esadecimale). Normalmente l indirizzo primario viene assegnato durante la messa in servizio per ordinare secondo logica i dispositivi centralizzati. I dispositivi di default hanno indirizzo primario 0. Con più di 250 dispositivi collegati occorre utilizzare un indirizzamento secondario. (es. 125 WFM21 e 125 AEW21.2 con due contatori collegati: TOT 375 dispositivi) La ricerca e l ordinamento tramite l indirizzo primario è più veloce in quanto la centrale cerca e ordina i dispositivi con un indirizzamento di massimo 3 cifre (1 250) Indirizzo secondario L indirizzo secondario è composto da 8 Byte e permette di assegnare qualsiasi numero. I dispositivi hanno di default l indirizzo secondario uguale al numero di fabbrica. Questo permette di evitare conflitti durante la ricerca su bus. Utilizzando l indirizzo secondario i dispositivi possono essere ricevuti dall unità centrale senza dover assegnare alcun indirizzo specifico. Se richiesto in secondo luogo i dispositivi rilevati possono essere ordinati secondo logica. La ricerca e l ordinamento tramite l indirizzo secondario è più lenta in quanto la centrale cerca e ordina i dispositivi con un indirizzamento di 8 cifre ( ) Page Sistema M-busM bus: dimensionamento Processo di dimensionamento di un sistema M-busM In fase di progettazione di un sistema M-bus occorre definire alcuni fattori importanti: Numero e tipo di dispositivi M-bus utilizzati Distribuzione dei dispositivi nell impianto Posizione di montaggio dell unità centrale e del convertitore di segnale Distanze tra i vari dispositivi M-bus Cavo di comunicazione bus utilizzato (tipo,sezione, lunghezza e percorso) Velocità di trasmissione dati Gestione Dati di consumo (locale o remota) Page

13 13 Sistema M-busM bus: dimensionamento Processo di dimensionamento di un sistema M-busM 1. Preparare uno schema dell impianto: Inserire nello schema tutti i dispositivi M-bus e le distanze fra di loro 2. Definire il percorso del cavo bus: Se il percorso del cavo non è ancora stato definito, si consiglia di sceglierlo al fine di ridurre il più possibile le distanze. La tipologia a stella è preferibile quando si hanno distanze più corte tra il convertitore e i dispositivi e quando si effettua l analisi dei dispositivi non rilevati. La tipologia lineare richiede meno cavo di comunicazione. Il percorso ottimale è l insieme delle due tipologie: stella e lineare (tipologia ad albero). In generale è utile poter sezionare la rete bus in modo da velocizzare la ricerca dei dispositivi non rilevati. 3. Determinare il numero delle unità centrali e convertitori da utilizzare: il numero delle centrali OZW10 e dei convertitori dipende dal numero dei dispositivi M-bus collegati. Una volta definiti, inserirli nello schema dell impianto definendo anche la posizione di montaggio Page Sistema M-busM bus: dimensionamento Processo di dimensionamento di un sistema M-busM 4. Revisione del progetto: può essere utile controllare che la procedura in atto sia la migliore. In caso contrario rivedere il posizionamento dei dispositivi la stesura del bus ecc. 5. Documentazione dell impianto: una documentazione completa dell impianto completa, permette di realizzare un sistema M-bus nelle condizioni ottimali. Garantisce una precisa messa in servizio e un immediata risoluzione dei problemi sul bus di comunicazione. Per questi motivi è opportuno che la documentazione dell impianto contenga quanto detto prima Page

14 14 Un occhiata ai prodotti Page Convertitori di segnale WZC-P60 WZC-P250 Il convertitore di segnale è indispensabile in un sistema M-Bus per: Alimentare la rete M-Bus Convertire il protocollo M-Bus in segnale RS485 e consentire così il trasferimento dati all unità centrale OZW10 Page

15 15 Convertitori di segnale WZC-P60 Alimentazione 24 V AC (prevedere un trasformatore esterno) Conversione del segnale M-Bus in RS485 Interfaccia tra centrale Master OZW10 e rete M-Bus Centralizzazione fino a 60 dispositivi 4 LED di funzionamento 3 uscite M-Bus Page Convertitori di segnale WZC-P60 LED di funzionamento LED 1 (verde) Acceso presenza tensione LED 1 (verde) Lampeggiante ricerca dispositivi LED 1 (verde) Spento No alimentazione LED 2 (giallo) Lampeggiante trasmissione dati dal bus LED 2 (giallo) Spento NO trasmissione dati dal bus LED 3 (giallo) Acceso sovraccarico rete bus LED 4 (rosso) Acceso Corto circuito sul bus Page

16 16 WZC-P60 Collegamenti con OZW10 G1 G2 J1 J2 RS-485 S S V M M M M M M V N1 Unità Centrale OZW10 U1 Convertitore WZC-P60 P1 Contatore M-Bus M-BUS 5382A01 Page Convertitori di segnale WZC-P250 Alimentazione 42 V DC (trasformatore incluso nel convertitore di segnale) Conversione del segnale M-Bus in RS485 Interfaccia tra OZW10 e rete M-Bus Centralizzazione fino a 250 dispositivi Interfaccia ottica e porta seriale di service 4 LED di funzionamento 4 uscite M-Bus Pannello copri morsettiera Page

17 17 Convertitori di segnale WZC-P250 LED di funzionamento LED 1 (verde) Acceso presenza tensione LED 1 (verde) Lampeggiante ricerca dispositivi LED 1 (verde) Spento No alimentazione LED 2 (giallo) Lampeggiante trasmissione dati dal bus LED 2 (giallo) Spento NO trasmissione dati dal bus LED 3 (giallo) Acceso sovraccarico rete bus LED 4 (rosso) Acceso Corto circuito sul bus Page WZC-P250 Collegamenti con OZW10 T1 Trasformatore 42Vcc esterno compreso nel WZC-P250 N1 Unità Centrale OZW10 U1 Convertitore WZC- P250 T1 Alimentatore WZC- P250 P1 Contatore M-Bus 5365A01 Page

18 18 Concentratore Master: OZW10 Page OZW10: Interfaccia Utente e Display 1 Carta operativa 2 N contatore su Bus 3 Riga di riferimento 4 Valore della riga 5 Unità di misura 6 Comandi di sinistra 7 Comandi di destra 8 Collegamento PC o Card 9 Tasto File Page

19 19 OZW10: Controllo rete M-BusM La rete M-Bus è alimentata tramite l uscita M-Bus del convertitore di segnale WZC-P.. Prima di alimentare la rete M-Bus e avviare la ricerca dei dispositivi è buona norma controllare il bus con un Tester (eventuali corti o tensioni di ritorno) Collegare il cavo Bus all uscita M-Bus del convertitore, rispettando le polarità Alimentare il convertitore di segnale WZC-P.. Controllare che all ultimo punto della rete bus arrivi l alimentazione dal convertitore ± 42 V DC Page Un software unico per (quasi) tutti i prodotti: ACS7.. ACS700 Apparecchi in M-Bus OCI600 OZW10 OZW10 OZW77.. Prodotti Comunicanti RVL4xx RVDxx 2WR5... RVDxx WHE22... WHE22... RMU7... RMH7.. WFMD... RVPxx Riscaldamento WFMD... Contabilizzazione Teleriscaldamento Ripartizione dei Costi\consumi Impianti misti riscaldamento condizionamento regolazione ambiente KNX Tp1 Page

20 20 ACS Operating - Navigazione tra le pagine grafiche Page ACS Operating - Operazioni con le Popcard Funzioni Verifica funzionamento apparecchi Verifica impostazioni apparecchi Correzione dei set-point ecc Page Caratteristiche Ogni apparecchio ha la sua Popcard Accesso a tutte le info e parametri degli apparecchi

21 21 ACS Operating - Scarico del file dei consumi Colonne principali (esempi) Indirizzo Primario Indirizzo Secondario Codice Segnalazioni Page ACS Operating - Scarico del file dei consumi Colonne principali (esempi) Consumo Caldo m3 Consumo Freddo Page

22 22 Grazie per la vostra attenzione. Contatti: Per documentazione tecnica Page