Teoría LonWorks

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Teoría LonWorks

Schneider Electric 2- Division - Name – Date

Descripción y características

Comparativa entre Master/Esclavo y peer to peer

Tecnología LonWorks

Terminología LonWorks

LonMark Internacional

Protocolo LonTalk

LonWorks Network Service (LNS)

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Comparativa entre Master/Esclavo y peer to peer

Control distribuido en toda la red

Probabilidad de fallo de toda la red

Fácilmente ampliable

Bajo coste de instalación

Sistemas abiertos

Un único equipo controla el proceso

El master supervisa constantemente los valores de entrada de los esclavos y una vez ejecutado el proceso devuelve la consigna de salida.

Probabilidad de fallo elevada

Dificultad para aumentar la red

Mayor coste en la instalación, debido a la distancia de cableado entre los sensores y actuadores

Sistemas propietario

Peer to PeerMaster/Esclavo


Tecnología LonWorks

Local Operating Network

Echelon compañía internacional fundada en 1988

Primer Neuron Chip aparece en 1991

LonTalk � protocolo de comunicación abierto

ANSI/EIA/CEA 709.1

Se crea la asociación LonMark formada por fabricantes, integradores, instaladores, prescriptores, centros docentes y usuarios que utilizan esta tecnología.

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LonMark Internacional

LonMark Internacional es una asociación que surge por la necesidad de buscar unos estándares y unos marcos de trabajo comunes.

Organización sin animo de lucro

El organismo representante en España es

LonMark España (LME) es la asociación de usuarios de la tecnología LON, siendo creada por la iniciativa de empresas líderes en los diferentes sectores de aplicación de la tecnología LON (domótica, inmótica, control industrial y de transporte).

Actualmente Schneider Electric forma parte de la asociación LonMarkEspaña


El protocolo Lontalk incluye las siete capas del modelo OSI de ISO● OSI : Modelo de referencia de Open System

Interconection● OSI es un estándar ISO● Cada capa tiene una interfaz definida y es

independiente de otras capas

Inmune a sobrecargas● Acceso al medio predictivo

Interoperabilidad● Tipos de datos y objetos estandarizados

Alto rendimiento● Hasta 1000 mensajes/segundo

Physical Connection

Media Access

Addressing and Routing

Message Service

Network Management

Network Variables

Neuron C Program

1

2

4

5

6

7

3

PhysicalPhysical

Data LinkData Link

TransportTransport

SessionSession

PresentationPresentation

ApplicationApplication

NetworkNetwork

Physical Media

Protocolo LonTalk

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LNS® – LONWORKS Network Services

Plataforma de gestión de red

Permite gestionar, mantener y ampliar redes LonWorks

Arquitecturas cliente/servidor

Soporta herramientas o aplicaciones de diferentes fabricantes

LNS Application andLNS Server PC

Diseño de redes LonWorks

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Nodo Dispositivo de comunicación de la red LonWorks

Neuron La inteligencia en un dispositivo (chip)

Transceiver Interface físico de un medio de comunicación

Canal El medio de comunicación

Segmento Un canal puede dividirse en segmentos, los cuales tienen limitaciones físicas

Router Conecta canales

Diseño de redes LonWorksTerminología.


Nodo

NeuronTransceiver

SegmentoSegmento

Canal Canal

Router Repetidor

Router

Bac

kbon

e


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Línea telefónica< 19.200 kbit/s

Par trenzadoTP/FT-10 topología libre, 78 kbit/s

TP/XF-1250 par trenzado, 1,25 Mbit/s

Unión de tensión

PL-20 Línea de tensión, 5 kbit/s, General

PL-30 Línea de tensión, 2 kbit/s,

Radio< 3.2 Km9.6 - 128 kbit/s

Fibra ÓpticaFibra 78 - 1.25 Mbit/s, < 3.2 KmInfrared 78 kbit/s

Coaxial< 3.2 Km9.6 - 128 kbit/s

Redes IPSin limite de distancia10 Mb/s-10 Gb/sTCP/IP

Medios de comunicación Lonworks.



FTT-10A

Transceiver de Topología Libre

Se conecta al canal TP/FT-10

Tipo de transceiver más común

Gran parte de los productos TAC usan este tipo de transceiver

TP/XF-1250

Par trenzado/Transceiver de frecuencia ampliada

Por lo general usado como backbone

Se conecta al canal TP/XF-1250

LPT-10

Transceiver de alimentación

Alimentación a través del bus LonWorks

Se conecta al canal TP/FT-10. LPT-10 y FTT-10 son compatibles

Puede utilizarse LPT-10 y FTT-10A en un misma red L onWorks

Tipos de Transceivers.


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Tipos de Transceivers.

RF-10A

Radio transceiver

FO-10

Transceiver Fibra Óptica

PL-XX

PL-21

PL-30

Transceiver Línea de tensión

RS 485

Transceiver “línea de datos”

TP/XF-78

Antigua versión de FTT-10. No compatible con FTT-10




Diseño fácil de redDistancias cortasSin polaridad (solo respetar en un anillo)

Topología claramente definidaDistancias largasSin Polaridad

TopologTopologíía Librea LibreTopologTopologíía Busa Bus

BusBusAnilloAnillo EstrellaEstrella

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130m

2700m

500m

LongitudLongitudMMááxima delxima delSegmento *Segmento *

0,3m

3,0m

N/A

DerivaciDerivaci óónnmmááximaxima

64Bus

1,25 Mbit/sTP/XFTP/XF--12501250

64Bus

78 kbit/sTP/FTTP/FT--1010

64Libre

78 kbit/sTP/FTTP/FT--1010

Nodos por Nodos por SegmentoSegmentoTopologTopolog ííaaVelocidadVelocidadCanal Canal

* Depende del tipo de cable* Depende del tipo de cable


La terminación se usa para neutralizar ecos en el c able

Canales y topologías distintos son terminados de fo rma diferente

Cada segmento debe ser terminado acorde con el tipo de canal y topología a los que pertenece

TP/FT-10 Topología Libre

Terminación sencilla

Terminación conectada en cualquier lugar del segmen to

TP/FT-10 Topología Bus

Terminación doble

Unidades de terminación al final del segmento

TP/XF-1250

Doble terminación

Unidades de terminación al final del segmento

Unidad de terminación diferente que para TP/FT-10

Terminación de red (impedancia)


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Verde , terminación de 52 ohm para redescon topologia libre (en cualquier sitio de la red)

Roja , terminación de 105 ohm paratopologia bus. Doble terminación. (en el principio y el final del bus)




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T

T

Repetidor

T

Terminación de red (impedancia)



La longitud del cable de un segmento depende de:

Tipo de cable

Topología

Leer las Directrices de Interoperabilidad LonMarks C apas 1-6, o la Guía de Red TAC Xenta para longitudes y cables recomendados

Longitud del cable


Ejemplo

Cable Canal Topología Longitud

Belden 8471 TP/FT-10 Libre 500 m

Belden 8471 TP/FT-10 Bus 2.700 m

Anixter 9D220150 TP/XF-1250 Bus Bus 130 m

De ser expuesto a un entorno agresivo, usar Belden 8 5102 (Tefzel) para canal TP/FT-10

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Hay una limitación del número de transceivers por se gmento

FTT-10

Máximo 64 transceivers por segmento

LPT-10


Combinación de segmento de LPT-10 y FTT-10:

TP/XF-1250


Regla 8/16 (8 transceivers / 16 m cable)

64≤≤≤≤++++2

LPT FTT

Máximo nº de nodos por segmento.



Los mensajes enviados en la red LonWorks pueden ser enviados usando diferentes métodos de direccionamiento

Dirección Física – Neuron ID

• Una dirección única fija de 48 bits para cada nodo

• Sólo usada para la configuración de la red

Dirección Lógica – Dominio / Subred / Nodo

• El método normal de direccionamiento

• Manual a través de una Herramienta de gestión de re d

Dirección Lógica – Grupo

• Usada cuando se envía un mensaje a múltiples dispos itivos

Direccionamiento en Lonworks

Propiedades Lógicas

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Cada Neuron tiene una única dirección quecontiene valores de 48 bits – el Neuron ID

El Neuron ID se inserta en la fabricación del chip y no puede cambiarse

La dirección del Neuron ID se usa en la configuración de la red

• Comisionando

• Creando uniones (bindings)

• Estado

Service-Pin

Propiedades LógicasDirección Física.


Dominio

SubredSubred Nodo

La dirección lógica se descarga cuando se comisiona el d ispositivo

Ejemplo : Dominio 11, Subred 25, Nodo 15

Propiedades LógicasDirección Lógica.

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Propiedades LógicasPropiedades del Dominio.

● Todos los nodos tienen que formar parte del mismo dominio para intercambiar información

● Un nodo tiene que ser como mínimo de un dominio

● Un nodo puede ser miembro de dos dominios

● Un Dominio de define por:

● Longitud de Dominio (Domain Lenght)- Nº de Bytes reservados para el Domain ID● Identificador de Dominio (Domain ID)

– Valor Hexadecimal. El nº de bytes depende de la longitud del dominio– Longitud 1- Domain ID, 2 valores hexadecimales– Longitud 3- Domain ID, 6 valores hexadecimales– Longitud 6- Domain ID, 12 valores hexadecimales

● La información del dominio se almacena en la tabla de dominio dentro del neuron


Propiedades LógicasPropiedades del Dominio.

-------1202-01

-------12021110

AuthNodeSubnetIDLengthIndex

● Los valores por defecto en TAC son Domain ID 11 y Lenght Domain 1

● Los xentas programables deben estar en longitud de dominio 0 para poder comunicar con la OP

● Longitud de Dominio 0 (Zero-Lenght Domain)

● 0 bytes por Domain ID● Se usa por la herramienta de gestión de red (lonmaker)● El service pin se envía siempre en dominio de longitud 0

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• En la práctica no hay limitación del número de dominios

• 255 subredes por dominio

• 127 nodos por subred

• 32.385 nodos por dominio

Propiedades LógicasLimitaciones lógicas.


Propiedades LógicasPropiedades del Grupo.

Un grupo se crea cuando se hace un binding entre 3 o más nodos

Un nodo puede ser como máximo de 15 grupos (Limitación de la tabla de direcciones)

En un domnio pueden existir 256 grupos.En algunos casos puede haber restricciones en el ta mño de los grupos debido al tipo de mensaje

utilizado

La decisión de usar direccionamiento de grupo o de Subred/nodo, se toma automáticamente por la herramienta de gestión de re d. (también se puede forzar)

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Mensajes UNICAST

• Mensaje enviado de un nodo a otro.

• Tipo de servicio opcional.

Mensajes MULTICAST

• Mensaje enviado a varios nodos

• Si el tipo de mensaje es reconocido, la limitación es 63 nodos, la recomendación es 5 o 6

Mensajes BROADCAST

• Mensaje enviado a todos los nodos de un dominio o de una s ubred

Propiedades LógicasMensajes en Lonworks

Fin del mensaje

Error check

DatosTipo del mensaje

Dirección de envío

Direcciónde

destino

Inicio del mensaje

Paquete de un mensaje


Mensajes NO Reconocidos (Unacknowledged)

• El mensaje se envía una sola vez.

• No se verifica la entrega

Mensajes NO Reconocidos Repetidos (Unacknowledged/Rep eated)

• El mensaje se envía varias veces. (nº de repeticiones op cional)

• No se verifica la entrega.

• Echelon garantiza que 3 repeticiones dan una probabilida d de entrega del 99.9%

Mensajes Reconocidos (Acknowledged)

• Se devuelve confirmación de la entrega

• El mensaje se reenvía si no se recibe el acuse de recibo

Mensajes POLL (Request/answer)

• El destino pregunta al origen por la variable.

Propiedades LógicasMensajes en Lonworks. ¿Cómo se envían los mensajes?

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La tabla de direcciones tiene 15 posiciones (limitación del neuron)• Los xenta programables tienen 13 posiciones libres. La 1ª y la 2ª están

ocupadas para comunicar Network Variables y variables de sistema

• Otros tecnologías lonworks disponen de hasta 4096

El tamaño de la tabla es una limitación del neuron no es propia de TAC

Almacena la información de los bindings• Cada posición almacena información de nodo o de grupo.

El tamaño de la tabla se puede ampliar:• Usando mensajes de Subnet/broadcast (usar con mucha pre caución)

• Utilizando hardware adicional que esté basado en Extende d Management Network.

• Usando equipos con Orion Stack de Loytec (p.e. L-Proxy )

Selectores• En un dominio tenemos hasta 65535 selectores (nº max de bindings)

Propiedades LógicasTabla de direcciones

14:

13:

12:

11:

10:

9:

8:

7:

6:

5:

4:

3:

2:

1:TAC Xenta Group

0:TAC Group


10/10 20/20

40/4030/30

20/20

40/40

Grupo 1

Grupo 1

Grupo 1

30/30

Propiedades LógicasTabla de direcciones. ¿Cómo trabaja?

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Mensajes implícitos, Variables de Red

• SNVT – Standar Network Variable Types , es lo más común

• Asegura mensajes estándar entre nodos de proveedores dife rentes

• La conexión entre las Variables de Red se llama bindin g y se almacena en el EEPROM del Neuron

• La Información de las uniones (binding) es almacenada en la Tabla de Direccióny es modificada por Herramienta de Gestión de Red

Mensajes explícitos

• Único para un proveedor específico

• Ninguna restricción sobre como se estructura un mensaje

• Usado para comunicación entre TAC Xenta, TAC OP y TAC E /S y TAC Vista

• Ninguna unión necesaria - no usan la Tabla de Dirección

Propiedades LógicasMensajes en Lonworks


Existen SNVTS para varios aplicaciones, p.ej. temperat ura, consumode energía, corriente etc.

Sólo SNVTs del mismo tipo pueden ser conectadas

Una SNVT se define por la unidad, la gama y la resolución

� Ejemplo SNVT_Amp

� Amperio de Unidad, gama-3276.8... 3276.7, resolución 0.1

Todas las SNVTS pueden ser encontradas en la Lista Maste r de SNVT www.lonmark.org

Nuevas SNVTS son contínuamente añadidas a la Lista Mast er de SNVT

On/off

Propiedades LógicasSNVT- Standard Network Variable Type

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El tipo de la SNVT define la estructura del mensaje

El nombre de la SNVT es arbitrario y no tiene funcional idad técnica

● nvo – Network variable output.

● Normalmente usado para las salidas● nvoTemperatura

● nvi – Network variable input.

● Normalmente usado para las entradas

● nviconsigna

Normalmente no es editable en equipos que no sean TAC

Editable en TAC Menta

Propiedades LógicasSNVT- Nombres y Tipos

SNVT_OccupancynvoOcupacionSala

SNVT_Occupancy

nviOcupacionSala


SNVTs simples

• Un valor

SNVTs estructuradas

• Múltiples valores en mismo SNVT

SNVTs enumeradas

• El valor tiene una interpretación definida

Propiedades LógicasTipos de SNVT

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• Múltiples datos se envían en un mensaje LonWorks

• Sólo un binding

• Definidas en la Lista Master de SNVT

• Ejemplo: SNVT_Switch es una SNVT estructurada con dos campos

• Estado (ON/OFF, 1 / 0)

• Valor (0-100 %, resolución 0.5)

Final de Mensaje

Error check

Datos de usuarioTipo de Mensaje

Direccióndel emisor

Direcciónde envío

Inicio de Mensaje

1 ó 0 0 – 100 %

Propiedades LógicasSNVT’s estructuradas


El valor tiene una interpretación definida

Definidas en la Lista Master de SNVTs

Pueden ser usadas tanto en ambas SNVTs simples o estruct uradas

Ejemplo: SNVT_Occupancy

• 0 OC_OCCUPIED Área está ocupada

• 1 OC_UNOCCUPIED Área está desocupada

• 2 OC_BYPASS Área está temporalmenteocupada para el período de bypass

• 3 OC_STANDBY Área está temporalmentedesocupada

• 0xFF OC_NUL Valor no disponible

Propiedades LógicasSNVT’s enumeradas

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Hay Parámetros de Configuración Estándar

SCPT- Standar Configuration Parametres Type

• Define el comportamiento de un dispositivo; un set p oint…

SCPT contiene los datos de configuración de

• Dispositivo

• Objeto de LonMark

• Variables de red

El Archivo-XIF contiene la autodocumentación CP y los valores por defecto

Propiedades LógicasConfiguración de parámetros - CP


El Archivo de Interfaz Externa contiene

• Información básica sobre el dispositivo

• Lista de objetos de LonMark

• Especificación de variables de red y etiquetas de men saje

• Propiedades de configuración (CP)

El fabricante puede proporcionar la Interfaz Externa com o un archivo *.XIF o usted puede cargarlo en el dispositivo

• El archivo *.xif puede contener más información que la inf ormacióncargada en el dispositivo, como nombres de variable de red

Propiedades LógicasArchivo de Interfaz Externa - XIF

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Describe totalmente el dispositivo

• Información de hardware

• Tipo de Neuron Chip

• Parámetros del transceiver

• Configuración del buffer

• Ranuras de la tabla de dirección

• Información de software

• Programa ID

• Número de variables de red

• La autodocumentación del nodo

Consecuencias

• No puede ser modificado sin modificar la aplicación

• El archivo XIF debe emparejar la información en la apli cación

• Mismo modo HW

• Mismas variables de red

• El desajuste generará un error

Propiedades LógicasImportancia del archivo XIF


Red Propietaria TAC• Solo TAC Xenta 200/300/400/500/700/900, Módulos E/S, OP

• TAC Vista asigna direcciones (auto o manual). Empieza por S/N 10/10.

• TACNV

• Otros equipos LON sin bindings

Red Propietaria TAC con routers• TODO lo anterior

• Routers en modo learning o Smart switch (equipos LOYT EC)

Red Integrada• Direcciones S/N asignadas por NMT. Es SÓLO automática

• Bindings de SNVT con productos de terceros

• Routers en modo learning o Smart switch (equipos LOYT EC)

• TACNV

Red 100% Integrada y Abierta• Direcciones S/N asignadas por NMT. Es SÓLO automática

• Routers en modo Configurado

• SÓLO SNVT no TACNV

• RECOMENDADA por SEE

Propiedades LógicasRedes TAC. Integradas vs propietarias

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El Grupo TAC Xenta

Propiedades LógicasCaracterísticas redes TAC

Grupo TAC Xenta 1Grupo TAC Xenta 1

Heartbeat• Online/Offline. Maestro del Grupo TAC XENTA reporta a Vista

• TACNV Start-Up

• Panel de operador TAC Xenta OP


El Grupo TAC

Propiedades LógicasCaracterísticas redes TAC

TAC Xenta group 1

TAC NV Start up

TAC OP panel

On-line/off-line

On-

line/

off-

line

Time sync

TAC Xenta group 2

TAC Group

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TAC solo soporta SNVT no UNVT (User Network Variable Type)

TAC Vista y TAC Menta soportan la mayoría de SNVT exis tentes

• La lista de SNVT soportadas se puede encontrar en la ex tranet y Manuales

La lista de SNVT soportadas crece continuamente en func ión de las necesidadesdel mercado

• Si falta algún tipo, por favor contacte con soporte:

[email protected]

Propiedades LógicasSNVTs in TAC Xenta® and TAC Vista®


* en el caso del 401B, estos son los límites máximo s, el valor total no puede superar 250 entre nvi y nvo.

El número de SNVTs incluye el número de TACNVs

Propiedades LógicasSNVT’s en TAC Vista y TAC Xenta

300125/125/7030nvo

300125/125/210*15nvi

TAC Xenta®

700

TAC Xenta®

400/401C/401BTAC Xenta® 200

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� Desconfigurado

� Desconexión lógica de la red

� Ninguna comunicación dentro o fuera del nodo

� LED rojo parpadeando

� Configurado

� Conexión lógica a la red

� Comunicación sobre la red

� Un nodo instalado es configurado

� LED rojo en OFF

� Hard/Soft offline

� Configurado pero no comunicante sobre la red

� Hard off-line continúa offline después del reset

� Soft off-line comienza a comunicarse después del reset

Propiedades LógicasEstados de Comunicación


Herramienta de Integración LonMaker por Echelon

Herramienta de Integración NL220TE por Newron Systems

Direccionamiento de red

• Descarga la dirección de red cuando se comisiona el nod o

Configuración de Routers

• Ajuste de modo del Router y descarga de las Tablas de Ro uter cuando es necesario

Binding de variables de red

• Descarga información de binding a a los nodos

Propiedades LógicasHerramienta de Gestión de red. Lonmaker y NL220TE

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ArquitecturasArquitectura TAC


ArquitecturasArquitectura LNS

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ArquitecturasArquitectura Loytec (LNS)


ArquitecturasArquitectura LNS en modo ingeniería

Vista ServerLNS Server

DB DB

NetworkInterface

VNI

Nodo Nodo Nodo Nodo Nodo

LonMakerVista

SystemPlug-In

Menta

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ArquitecturasArquitecturas con routers


Análisis del bus LonworksLon Protocol Analyzer

•Permite analizar las tramas dentro del bus.

LSD System Diagnostics

•Permite conocer el estado de los canales. (gratis)

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Teoría LonWorks