TS |
TransferSwitch Část centrální jednotky Orcave 101-101, která řídí veškeré silové ovládání vstupů a výstupů
|
MAN |
Management control Část centrální jednotky Orcave 101-101, která zajišťuje řízení, dohled a komunikaci s okolním světem |
Failure mód |
Stav, ve kterém Orcave 101-101 nefunguje zcela korektně. Bližší popis a rozbor této situace je popsán v samostatné kapitole |
Dvojitý výpadek |
Situaci, kdy dojde k výpadku silového vstupu centrální jednotky Orcave 101-101 a TS reaguje tím, že neprodleně přepíná na vstup jiný, který ovšem také vypadne, se nazývá dvojitý výpadek. V této situaci dojde k odpojení spotřebičů, protože již samotný druhý výpadek znamená to, že spotřebiče jsou bez energie. Nestabilní zdroj vypadne obvykle natolik rychle, že to v praxi znamená, jako kdyby nebyl online vůbec. V tomto případě TS odpojí všechny spotřebiče a pokud je k dispozici poslední zdroj, postupně obnoví dodávku elektrické energie do všech spotřebičů, jako kdyby se jednalo o cold start.
Mějme Orcave 101-101 zapojené ve výchozím stavu (odpovídá failure módu). Všechny vstupy jsou pod napětím. Spotřebiče jsou napájeny přes UPS a dojde k výpadku IN1. UPS začne nabíhat. Tento stav je TS vyhodnocen jako výpadek, ale protože se jedná o důvěryhodnou UPS, dá jí TS k dispozici extra čas. UPS ale z jakéhokoliv důvodu nenaběhne. V tento okamžik dojde ke dvojitému výpadku a spotřebiče jsou BEZ PROUDU a nastává výpadek napájení pro spotřebiče. Čas pro přepnutí je k dispozici pouze JEDEN a nelze po promrhání času čekáním na UPSku spotřebiče beze ztráty přepnout na IN2, který pod proudem stále je. Toto je otázka důvěry v UPS. |
Přepnutí na nedůvěryhodnou UPS |
K pochopení problematiky je třeba chápat pojem dvojitý výpadek. Pokud je UPS nedůvěryhodná, pak v okamžiku výpadku IN1 a tedy přepínání UPS, dojde k přepnutí na IN2, a tím pádem spotřebiče jsou dále online. Problém ale nastává, pokud se na tuto UPS chceme přepnout, protože její samotné přepnutí měniče je vyhodnoceno jako výpadek. V tomto případě je potřeba donutit UPS měnit před přepnutím. To znamená, v okamžiku, kdy je IN1 bez proudu a dojde k přepnutí na IN2, zároveň je UPS napájena z IN2. K přepnutí na ní je zapotřebí Backup output odpojit, tím se donutí UPS měnit. Pak na ní lze přepnout, protože UPS nebude jinak přepínat. V okamžiku zapnutí Backup output ovšem UPS přepne zpět, a toto přepnutí je opět vyhodnoceno jako výpadek. |
Přetížení vstupu díky nabíjení UPS |
Veškeré vstupy centrální jednotky Orcave 101-101 jsou dimenzované na 10 A. Přes IN1/IN2 ale teče proud nejen do spotřebičů, ale i nabíjecí proud UPS. Může tedy dojít k přetížení vstupu. Z tohodo důvodu, pokud nabíjecí proud a proud spotřebičů přesahuje výše uvedený limit, je nutno odpojit Backup output v případě napájení spotřebičů, aby nedošlo k přetížení. Pokud je v této konfiguraci potřeba startovat spotřebiče, musí se odpojit a nastartovat spolu s UPS. To znamená, že situace je stejná, jako kdyby v systému byla POUZE UPS. Tento restart je však možno naplánovat na časově vhodnější dobu. Pokud přerušení dodávky nezpůsobí výpadek UPSky (tj. baterie se nevybijí), pak nenastane výpadek. Lze také UPSku nevybít úplně, nechat ji minimální kapacitu a před vypršením kapacity spotřebiče přepojit na IN a UPS odpojit. Po obnovení dodávky energie spotřebiče přepnout na UPS a UPS posléze připojit k IN. Pak opět nedojde k výpadku. Tato rozhodnutí musí dělat operátor se znalostí místních podmínek. Lze je automatizovat jen do určité míry. Na druhou stranu, i v případě, že je UPS úplně vybitá, mívá obvykle dostatek energie na opětovné přepnutí Orcave 101-101 (akce v řádu několika vteřin). |
UPS na bateriích a připnutí zátěže |
Pokud je Backup output vypnuto (UPS je napájena pouze z baterií) a dojde k přepnutí spotřebičů na UPS, nemusí to každá UPSka "rozdýchat". UPS je principiálně stavěna tak, aby nabíhala z 230 V za studena, tj. pokud je vypnutá, naběhne z 230 V a spotřebiče si defacto zapne, kdy sama uzná za vhodné. Také nemusí zvládat skokovou změnu zatížení. Může se stát, že přepnutí na UPS nemusí být možné pro každý jednotlivý typ UPS. A překlemování UPS pak může mít za následek nutnost odpojení spotřebičů při následném znovupřepnutí na UPS:
odpojit, nastartovat UPS, připojit spotřebiče. Resp. přepnutí na takovou UPSku může spotřebiče restartovat. |
Překlemování UPS |
TS centrální jednotky Orcave 101-101 dokáže UPSku překlemovat. Z různých důvodů by se toto ale obecně mělo dít pouze při poruše UPSky. Pokud není ověřeno, že je možné zpětné přepnutí s konkrétním typem UPSky, může přepnutí zpět na UPS způsobit výpadek. Toto chování bude odlišné dle typu UPS. Z hlediska praktického použití je potřeba, aby se v sítích používaly UPSky, na které se dá přepnout zátěž (ať již za studena z baterií, nebo při napájení z 230V). Pokud to UPSka neumožňuje, není možná její výměna bez výpadku. |
RS-485 |
RS-485 (stejně tak RS422) se vyznačuje dvouvodičovým propojením jednotek. Tyto vodiče se označují písmeny A a B, někdy se používá označení „-“ a „+“. V klidovém stavu by na vodiči A (neboli „-“) mělo být menší napětí než na vodiči B (neboli „+“).
Maximální délka sběrnice je až 1200 m, maximální počet uzlů (tj. zařízení vysílajících a přijímajících po lince data) je 32. Při použití opakovačů může být počet uzlů vyšší.
Maximální přenosová rychlost je nepřímo úměrná délce vedení. Přenosová rychlost u krátkých spojů (do 10 m) může být až 10 Mb/s. Při komunikaci na vyšší vzdálenosti musí být vedení na obou stranách zakončeno zakončovacími odpory, neboli terminátory. Smyslem "terminátorů" je zabránit odrazům signálu od konců vedení, rovněž pomáhají zvýšit odolnost linky proti rušivým signálům. Terminátor by měl mít v ideálním případě hodnotu 110 Ω (tzv. obrazová impedance), výsledná impedance linky je pak 55 Ω (110 Ω || 110 Ω).
Pozn.:
V praxi se u mnoha zařízení setkáme s obráceným značením datových vodičů A a B, které jsou pak opačně než je definuje norma. Je to pravděpodobně dané nesprávným označováním těchto signálů na obvodech budičů sběrnice RS485, které používají významní výrobci jako Texas Instruments, MAXIM nebo Intersil.
Některá zařízení proto raději místo značení A/B používají jednoznačnější (avšak nenormalizované) značení obsahující "-" pro vodič se zápornou klidovou úrovní a "+" pro vodič s kladnou klidovou úrovní, např. RxTx-/RxTx+, atp.
|
DALI |
Digital Addressable Lightning Interface (Digitalní adresovatelné světelné rozhraní)
Průmyslová sběrnice typu Master/Slave, vysoce odolná proti rušení používaná pro rozsáhlé aplikace.
Síť DALI se skládá z regulátoru (MASTER) a jednoho nebo více světelných zdrojů (SLAVE), které mají DALI rozhraní. Regulátor může monitorovat a ovládat každé světlo pomocí obousměrné výměny dat. Protokol DALI umožňuje ovládat zařízení jak individuálně, tak skupinově.
Každému osvětlovacímu zařízení je přiřazena jedinečná statická identifikace v číselném rozmezí 0 až 63, což umožní adresovat až 64 zařízení. Alternativně může být DALI použito jako subsystém a pomocí DALI brány je tak možno ovládat více než 64 zařízení (takových skupin může být až 16). Data jsou přenášena mezi regulátorem a zařízeními pomocí asynchronního (half-duplex) sériového protokolu po dvouvodičové diferenciální sběrnici s přenosovou rychlostí 1200 bit/s. DALI vyžaduje jeden pár vodičů pro vytvoření sběrnice pro komunikaci všech zařízení v jedné síti DALI.
Systém DALI může být provozován vedle síťových kabelů nebo v rámci multi-core kabelu, který je součástí silových rozvodů.
Data jsou přenášena pomocí "Manchester kódování" a přenos vykazuje vysoký odstup signálu od šumu, což umožňuje spolehlivou komunikaci. Úroveň signálu je definována jako 0 ± 4,5 V jako "log. 0" a 16 ± 6,5 V jako "log. 1". Střední maximální výkon rozhraní je 250 mA a 2 mA na jednotku.
|
PWM |
Pulse Width Modulation (Pulzně šířková modulace)
Pulzně šířková modulace (PWM) je diskrétní modulace pro přenos analogového signálu pomocí dvouhodnotového signálu. Jako dvouhodnotová veličina může být použito například napětí, proud, nebo světelný tok. Signál je přenášen pomocí střídy. Pro demodulaci takového signálu pak stačí dolnofrekvenční propust. Vzhledem ke svým vlastnostem je pulsně šířková modulace často využívána ve výkonové elektronice pro řízení velikosti napětí nebo proudu. Kombinace PWM modulátoru a dolnofrekvenční propusti bývá rovněž využívána jako levná náhrada D/A převodníku.
Přenosový signál, který nese informaci o přenášené hodnotě může nabývat hodnot zapnuto/vypnuto tj. log.1/log.0. Hodnota přenášeného signálu je v přenosu "zakódována" jako poměr mezi stavy zapnuto/vypnuto. Tento nazýváme střída. Cyklus, kdy dojde k přenosu jedné střídy se říká perioda. Omezením pro PWM je to, že přenos informace je vždy omezen na relativní vyjádření a to od 0 % do 100 %, to znamená, že musí být znám poměr mezi skutečnou hodnotou a procentuálním vyjádřením. Perioda je vždy součtem doby zapnuto a vypnuto.
Příklad (pro řízení elektrického zařízení se používá prvek, který rozlišuje stavy zapnuto/vypnuto):
- Pokud požadujeme, aby zařízení bylo trvale vypnuto, je střída PWM signálu 0:100, to znamená, že stav zapnuto trvá 0 (nula) časových jednotek, stav vypnuto trvá 100 časových jednotek, jinými slovy ... 100% vypnutí.
- Pokud požadujeme, aby zařízení bylo trvale zapnuto, je střída PWM signálu 100:0, to znamená, že stav zapnuto trvá 100 časových jednotek, stav vypnuto trvá 0 (nula) časových jednotek, jinými slovy ... 100% zapnutí.
Změnou střídy zapnutí/vypnutí na poměr 25:75 nebo 50:50 nebo 75:25 dosáhneme stavu, kdy zařízení dodáváme výkon 25 nebo 50 nebo 75 %
Nastavením jiné střídy je tedy možno změnit výkon, ale pouze v rozsahu 0 - 100%.
|
1-Wire |
Sběrnice 1-Wire, navržená firmou Dallas Semiconductor, umožňuje připojit několik zařízení k řídící jednotce prostřednictvím pouhých dvou vodičů. Tato sběrnice je použita také pro elektronické zabezpečovací systémy (vrátníky, docházkové systémy).
Sběrnice má jeden řídící obvod (master) a jeden či více ovládaných zařízení (slave). Všechny obvody jsou zapojeny jednak na společnou zem, jednak paralelně na společný datový vodič. Tento datový vodič je připojen přes odpor cca 5k na napájecí napětí a "zdvihá" tak sběrnici do log. 1.
Komunikaci zahajuje vždy master reset pulsem. Nejprve "stáhne" datový vodič do log. 0 (uzemní ho) a drží ho na této úrovni minimálně 480 µs. Pak sběrnici uvolní a naslouchá. Odpor zatím vrátí sběrnici zpět do log. 1. Pokud je na sběrnici připojené nějaké 1-Wire zařízení, tak detekuje tuto vzestupnou hranu a po prodlevě (15 - 60 µs) stáhne sběrnici na 60 - 240 µs k log. 0.
Pokud se zařízení správně ohlásí, může master začít vysílat a přijímat data. Data jsou vysílána v tzv. "time slotech" (časových úsecích).
|
LDIN (nControl) |
LDIN (lokální DIN) je sběrnice použitá v rámci nControl (část Anyplication). Jedná se o obousměrnou sběrnici LIN, kde každý uzel sběrnice (nazývaný operátor), je spojen s hostitelem.
LDIN je plně kompatibilní se sběrnicí a protokolem Scout
Rozložení pinů na konektoru sběrnice je následující:
1 |
PWR 10 - 18 V |
2 |
PWR 10 - 18 V |
3 |
PWR 10 - 18 V |
4 |
PWR 10 - 18 V |
5 |
GND |
6 |
UART- low speed UART channel - 0,25 MBaud |
7 |
GND |
8 |
UART+ low speed UART channel |
9 |
GND |
10 |
RS485- high speed UART channel - 10 MBaud |
11 |
GND |
12 |
RS485+ high speed UART channel |
13 |
GND |
14 |
LIN ENUM bus |
15/16 |
ANALOG ENUM order |
17/18 |
PWR ENUM 8V |
Pozn.: sběrnici nControl používá
● mComBase (123-705-849)
● NIO8P (105-327-984)
● NPwr48V48 (130-984-752)
● NW8Bus (150-273-498)
● anyLampMorse (125-789-304)
|
µControl |
µControl je implementace "Traktor" určená k montáži na standardní DIN lištu do rozvaděče. Fyzicky se moduly montují do krabiček firmy Phoenix. Základní komunikace mezi moduly probíhá přímo v propojích na DIN liště. Podle svého účelu mohou mít jednotlivé moduly další specifické komunikační prostředky.
Fyzické propoje na DIN zajišťují následující komunikaci:
Napájení (POWER) |
používá se 24V DC
maximální odběr celkem je 6 A
|
Vyčítání (ENUM) |
pomalá, ale velmi robustní sběrnice, oddělena fyzicky od modulu
sběrnice je řízena vlastním procesorem, který nezávisí na hlavním procesoru modulu
umožňuje fyzické odpojení modulu od napájení
z údajů uložených v EEPROM vyčítá unikátní výrobní číslo
dokáže fyzicky rozpoznat počet modulů a jejich posloupnost
|
Data (DATA) |
paralelní sběrnice napříč všemi moduly |
Fyzicky lze propojit 16 modulů v rámci jedné řídící jednotky. Počet spojení řídících jednotek není omezen. Na konci sběrnice je nutná terminace (ta zároveň zakryje koncové vývody a tím zabezpečí proti náhodnému doteku)
Systém je postaven tak, aby v případě selhání modulu mohly ostatní dále pracovat. Proto některé moduly, nutné pro základní funkci, mohou být v sestavě zdvojeny a v případě selhání jednoho, přejde jeho funkce na další. To je důvod fyzického oddělení vyčítací a komunikační sběrnice. Z principu paralelní sběrnice nelze nikdy zcela předejít druhu selhání, které vyřadí všechny moduly. V případě nutnosti, lze systém rozdělit do několika nezávislých větví a minimalizovat tak riziko selhání. Implementace závisí na konkretním projektu.
|
Wiegand |
Protokol Wiegand je používán většinou pro komunikaci mezi čtečkami RFID karet a vlastními terminály. Pro svoji jednoduchost a možnost použití dlouhých vedení je využíván převážně v průmyslu.
Přenos protokolu je řešen po dvou datových vodičích a GND. Datové vodiče se většinou nazývají Data 0 a Data 1 nebo také Data L a Data H. Datové vodiče jsou v klidu drženy na úrovni log. H. V případě komunikace je odpovídající vodič stažen do úrovně log. L. Napěťové úrovně jsou 5V.
Vlastní komunikace je sekvenční, bity se přenáší postupně. Protokol jako takový má jednoduchou časovou synchronizaci, a přenos probíhá tak, že pokud se má přenést bit s hodnotou 1, je na definovanou dobu signál Data 1 (H) stažen do log. L (je tedy na tento vodič vyslán impuls). Analogicky potom pokud je třeba odeslat bit s hodnotou log. L, je vyslán impuls na vodič DATA 0 (L). Datový puls trvá typicky (tedy pokud je dodržen protokol) 50 µs, pauza mezi pulsy bývá typicky 2 ms.
|
DIN lišta |
Nosná lišta v elektrotechnice je kovová lišta normalizovaného tvaru a rozměrů. Lišty slouží k upevňování elektrických přístrojů v rozvodnicích, rozváděčích, ovládacích skříních a podobných zařízeních. Na nosnou lištu mohou být přístroje (relé, chrániče, spínací hodiny, jističe, řadové svorky) nasunuty zboku nebo nacvaknuty zepředu a zaaretovány. Montáž rozvaděčů je využitím standardních lišt a jim přizpůsobených přístrojů usnadněna.
Lišty se vyrábějí z ocelového plechu, případně z mědi nebo hliníku. V Česku převažuje jako materiál ocelový plech s protikorozní ochranou žárovým zinkováním. Lišty se dodávají v metráži a mají předlisované upevňovací otvory.
Lišta dle ČSN EN 60715 má základní tvar U. Její varianta se šířkou 35 mm a hloubkou 7,5 mm se obvykle označuje jako DIN-lišta. Pro upevnění na tuto lištu je přizpůsobeno obrovské množství přístrojů různých výrobců. Přístroje mají šířku vždy v násobku 17,5 mm. Tato šířka se označuje jako 1M (jeden modul) a odpovídá šířce běžného jednopólového jističe. Přístroje přizpůsobené montáži na DIN-lištu natolik převažují, že například malé plastové rozvodnice ("kryty jističů") mají úchyt pro přístroje vylisovaný ve tvaru napodobujícím DIN-lištu.
|