Adatátvitel

Miért használunk adatátvitelt az épület automatikában? Egy nagy rendszernél meg kell tudnunk oldani azt, hogy egy felügyeleti központból lehessen az átlátni mindent. További igény, hogy szabadon meg szeretnénk határozni, hogy melyik információt hol használjuk fel a rendszerben. Ezt az eredményt még nagyszámú kábel kihúzásával sem tudnánk rugalmasan megvalósí­tani! Szerzõ: Erdélyi Tibor

Miért használunk adatátvitelt az épület automatikában?

Egy nagy rendszernél meg kell tudnunk oldani azt, hogy egy felügyeleti központból lehessen az átlátni mindent. További igény, hogy szabadon meg szeretnénk határozni, hogy melyik információt hol használjuk fel a rendszerben. Ezt az eredményt még nagyszámú kábel kihúzásával sem tudnánk rugalmasan megvalósí­tani!

Intelligens berendezések

Napjainkban a berendezések saját számí­tógéppel rendelkeznek, melyeket a gyártó rendszerint ellát a kommunikáció képességével is. Hagyományos módszerekkel (kontaktusokkal vezérelve) csak nagyon leegyszerûsí­tett felügyeletet lehetne végezni (pl. indí­tás-leállí­tás).
Például. egy kazánvezérlõ vagy egy folyadékhûtõ vezérlõ egysége rengeteg olyan paraméterrel rendelkezik, amely az üzemeltetõ számára hasznos információkat tartalmaz (pl. üzemóra adatok), illetve amelyeken keresztül a gazdaságosabb üzem megvalósí­tható.

Ha minden szükséges kapcsolójelet, mérési eredményt külön-külön kábelen továbbí­tanánk
az épületben, akkor nagyon sok jelátviteli kábelre volna szükség.
Különösen nagy kiterjedésû rendszereknél van ez í­gy.

A módszer lényege az, hogy minden olyan információt, melyet továbbí­tani szeretnénk egymás után viszünk át egyetlen adatátviteli úton (kábelen). Ehhez a módszerhez csak azt kell biztosí­tani, hogy minden készülékhez vezessen egy adatátviteli út.

Az analóg mérési eredményeket (feszültség, áram) nem továbbí­thatjuk tetszõleges
távolságra és ennek nem csak a vezeték ellenállás az oka. Az épületgépészetben igen nagy
teljesí­tményû villamos berendezéseket is alkalmaznak. Ezek jelentõs elektromágneses
energiát sugározhatnak ki, amelyet a hosszú vezetékek - antennaként mûködve - felfognak.
Az í­gy becsatolt energia meghamisí­thatja a mérési eredményeket. A dologban a legrosszabb az, 
hogy a jelenség teljesen kiszámí­thatatlanul jelentkezik. 
Ezek ellen természetesen lehet védekezni. Megfelelõen tervezett kábel nyomvonallal, árnyékolt kábelekkel, zavarszûrõkkel, illetve olyan készülékek használatával, amelyeknél már tervezési fázisban figyelembe vették a zavarvédelmi szempontokat. E problémakört elektomágneses kompatibibilitásnak (EMC) nevezik. Jelentõsége napjainkban egyre nagyobb,
jelentõsége messze túlmutat az épületautomatika határain. Tulajdonképpen valamennyi berendezést, amely elektromágneses jelet sugároz ki figyelembe kell(ene) venni a tervezéskor.
Azaz pl. egy kórházban üzemelõ röntgen gépektõl kezdve a rádiótelefonokig.. Ez persze lehetetlen. Ezért a szabványok külön tárgyalják a zavar sugárzást és a zavarhatóságot.

Vizsgáljuk meg, hogyan hatnak ezek az EMC jelenségek az analóg és a digitális jelátvitelre!

A digitális jeltovábbí­tásnak egy igen kedvezõ tulajdonsága az, hogy ha a továbbí­tott jel kisebb
mennyiségû zavaró összetevõt tartalmaz mint ami ahhoz kell, hogy pl. egy nullából egyes legyen, akkor a zavar olyan, mintha ott sem lenne! Ezt nem mondhatjuk el az analóg jelekrõl.
Ráadásul ha a zavar olyan mértékû, hogy változást idéz elõ a továbbí­tott információban, akkor azt egyértelmûen ki tudjuk mutatni vagy kijaví­tani. Analóg jeltovábbí­tásnál erre sincs mód.
A megvalósí­tást elõsegí­ti, hogy a hí­rközlés területén már valamennyi technikát kifejlesztették, amely az adatok megbí­zható továbbí­tásához szükséges.

A digitális adattovábbí­tás lépései:

-A továbbí­tandó információk számokká alakí­tása.
Ezt a DDC rendszer már elvégezte. Ezek az adatok jelentik ugyanis a 
mérések, szabályozások alapját. (A sorozat korábbi cikkeiben láthattuk,
hogy ez hogyan is történik.)

-Az információk soros bitfolyammá alakí­tása.
Itt az eljárás végére egyesekbõl és nullákból álló sorozatot kapunk eredményül.Erre a célra áramköri és program megoldásokat vegyesen alkalmaznak.

-A bitfolyam továbbí­tása.
Ezt többnyire villamos úton végezzük. (De van példa pl. az optikai adattovábbí­tásra is.)
Ennek az eljárásnak a lényege, hogy a továbbí­tandó adatok egy áramkörre hatnak. Alapsávi átvitelrõl beszélünk, ha közvetlenül a feszültség vagy az áramerõsség hordozza az információt.
Ebbe a csoportba tartozik az RS-232 néven ismert csatlakozó felület, ahol egy vezetékre kapcsolt szabványos feszültség hordozza az információt, egy másik „föld” vezetékhez képest. Mivel az adatátvitel során a két berendezés között mindkét irányban kell tudni kommunikálni (oda és vissza), ezért itt külön egy adás és egy vétel vezetéket alkalmaznak. A legtöbb csatlakozó tartalmaz még néhány további, speciális jelzések átvitelére szolgáló vezetéket is. Ennél a megoldásnál még a csatlakozók kialakí­tása is szabványos: 9 és 25 pólusúak. (Ezt a csatlakozó felületet egyébként megtalálhatjuk bármelyik asztali számí­tógépen.). A megoldás kiforrottsága ellenére tartalmaz néhány nagyon súlyos korlátozást is: csak két eszközt lehet vele összekapcsolni, és ezek maximum 30m távol lehetnek egymástól. 
Ennél univerzálisabb az áramhurkos átvitel, ahol több eszközt is bekapcsolhatunk egy hurokba és a hurok hossza is lényegesen nagyobb lehet. Adáskor a hurokban folyó áramot kapcsolgatja az adó, a vétel pedig az átfolyó áram figyelésével történik. Adatátvitel persze egyszerre csak egy készülékkel történhet, azzal is csak vagy adás vagy csak vételi irányban. 
Itt már felmerül egy probléma, amely minden olyan rendszerben igaz ahol kettõnél több készülék mûködik együtt. Hogyan tudjuk megszólí­tani valamelyik berendezést úgy, hogy a többi ne reagáljon a kérdésre? Erre az a megoldás terjedt el, hogy mindegyiknek saját azonosí­tó számmal kell rendelkeznie.
Vivõhullámú az átvitel akkor, ha egy szinuszos jel frekvenciáját, fázisát, vagy amplitudóját változtatjuk, vagy ezek közül többet egyszerre. Ez a viszonylag bonyolult módszerre olyankor van szükség, ha a rendelkezésre álló összeköttetésen keresztül nem tudunk alapsávi jelet továbbí­tani. Erre példa a modem, melyet arra használunk, hogy telefon vonalon keresztül vigyünk át adatokat távfelügyeleti vagy távriasztási célra.

-Hibafigyelés, hibajaví­tás.
Ellenõrzõ összegek. A hibaellenõrzést egy hagyományos rendszerben
igen nehezen lehet megvalósí­tani. Tekintsünk például egy továbbí­tandó
kontaktust. Ebben az esetben az áramkör vagy nyitott, vagy zárt.
A hibás álapotot nem tudjuk "megjelení­teni". Nem í­gy egy DDC rendszerben,
ahol ha az információ nem érkezett meg a rendeltetési helyére egy elõre
beállí­tott idõn belül, akkor az hibának tekinthetõ.


Hátrányok, veszélyek:

Közös adatutak.
Rendszerek függetlenségének biztosí­tása, adatbusz sérülékenysége, azok kihatása.
Késleltetési idõ.
Változhat a rendszer egyéb elemeinek terhelése szerint

A továbbí­tott adatok.
Parancsok, válaszok
Adatok, állapotok.

A hierarchia.
Pollingolás, egyenrangú hálózat.

Idegen berendezések összekapcsolása.
Fizikai kapcsolati szint.
Keret protokollok.
Parancsok, adatok, regiszterek.

Szerzõ: Erdélyi Tibor