Teoria Lonworks

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Introducción Lonworks

Miguel [email protected]

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Propiedades físicas

• Definiciones

• Restricciones y limitaciones

Propiedades lógicas

• Definiciones

• Restricciones

• Funciones

LonWorks. Teoría

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Propiedades Físicas

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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

Propiedades FísicasDefiniciones.

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Nodo

NeuronTransceiver

SegmentoSegmento

Canal Canal

Router Repetidor

Propiedades FísicasDefiniciones.

Router

Bac

kbo

ne

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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

Propiedades FísicasMedios de comunicación Lonworks.

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FTT-10A

• Transceiver de Topología Libre

• Se conecta al canal TP/FT-10

• Tipo más común de transceiver

• Todos 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 vía la red LonWorks

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

Puede usarse LPT-10 y FTT-10A juntos sin problema

Propiedades FísicasTransceivers.

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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

Propiedades FísicasTransceivers.

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Topología Bus

• Una topología clara definida

• Distancias largas

• Sin Polaridad

Topología Libre

• Diseño fácil de red

• Distancias cortas

• Sin polaridad (solo respetar en un anillo)

Propiedades FísicasTopología.

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Longitud

Canal Max long./segmento* Max stub

TP/FT – 10 2700 m 3,0 m

TP/XF – 1250 130 m 0,3 m

* Depende del tipo de cable

Stub

Propiedades FísicasTopología bus.

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Canal Max long./segmento*

TP/FT – 10 500 m

TP/XF – 1250 N/A

* Depende del tipo de cable

Propiedades FísicasTopología libre.

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La terminación se usa para neutralizar ecos en el cable

Canales y topologías distintos son terminados de forma 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 segmento

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

Propiedades FísicasTerminación.

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T

T

Repetidor

T

Propiedades FísicasTerminación.

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La longitud del cable de un segmento depende de:

• Tipo de cable

• Topología

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

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 85102 (Tefzel) para canal TP/FT-10

Propiedades FísicasLongitud del cable.

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Hay una limitación del número de transceivers por segmento

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)

642

LPT FTT

Propiedades FísicasMáximo nº de nodos por segmento.

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Propiedades Lógicas

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Propiedades LógicasEl protocolo de comunicación LonTalk

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

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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 red

Dirección Lógica – Grupo

• Usada cuando se envía un mensaje a múltiples dispositivos

Propiedades LógicasDireccionamiento en Lonworks

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Cada Neuron tiene una única dirección que contiene 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.

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Dominio

SubredSubred Nodo

La dirección lógica se descarga cuando se comisiona el dispositivo

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

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Propiedades LógicasPropiedades del Dominio.

Index Length ID Subnet Node Auth

0 1 11 2 120 -------

1 0 - 2 120 -------

●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.

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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 tamño 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 red. (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 subred

Propiedades LógicasMensajes en Lonworks

Inicio del mensaje

Dirección de

destino

Dirección de envío

Tipo del mensaje

Datos Error check

Fin del mensaje

Paquete de un mensaje

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Mensajes NO Reconocidos (Unacknowledged)

• El mensaje se envía una sola vez.

• No se verifica la entrega

Mensajes NO Reconocidos Repetidos (Unacknowledged/Repeated)

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

• No se verifica la entrega.

• Echelon garantiza que 3 repeticiones dan una probabilidad 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 precaución)

• Utilizando hardware adicional que esté basado en Extended Management Network.

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

Propiedades LógicasTabla de direcciones

0:TAC Group

1:TAC Xenta Group

2:

3:

4:

5:

6:

7:

8:

9:

10:

11:

12:

13:

14:

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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 diferentes

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

• La Información de las uniones (binding) es almacenada en la Tabla de Dirección y 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

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Existen SNVTS para varios aplicaciones, p.ej. temperatura, consumo de 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 Master de SNVT www.lonmark.org

Nuevas SNVTS son contínuamente añadidas a la Lista Master 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 funcionalidad 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_Occupancy

nvoOcupacionSala

SNVT_Occupancy

nviOcupacionSala

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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)

Inicio de Mensaje

Dirección de envío

Dirección del emisor

Tipo de Mensaje

Datos de usuario Error check

Final de Mensaje

1 ó 0 0 – 100 %

Propiedades LógicasSNVT’s estructuradas

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El valor tiene una interpretación definida

Definidas en la Lista Master de SNVTs

Pueden ser usadas tanto en ambas SNVTs simples o estructuradas

Ejemplo: SNVT_Occupancy

• 0 OC_OCCUPIED Área está ocupada

• 1 OC_UNOCCUPIED Área está desocupada

• 2 OC_BYPASS Área está temporalmente ocupada para el período de bypass

• 3 OC_STANDBY Área está temporalmente desocupada

• 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 point…

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

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El Archivo de Interfaz Externa contiene

• Información básica sobre el dispositivo

• Lista de objetos de LonMark

• Especificación de variables de red y etiquetas de mensaje

• Propiedades de configuración (CP)

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

• El archivo *.xif puede contener más información que la información cargada 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 aplicación

• Mismo modo HW

• Mismas variables de red

• El desajuste generará un error

Propiedades LógicasImportancia del archivo XIF

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

TAC Vista y TAC Menta soportan la mayoría de SNVT existentes

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

La lista de SNVT soportadas crece continuamente en función de las necesidades del mercado

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

[email protected]

Propiedades LógicasSNVTs in TAC Xenta® and TAC Vista®

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* en el caso del 401B, estos son los límites máximos, 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

TAC Xenta® 200TAC Xenta®

400/401C/401B

TAC Xenta®

700

nvi 15 125/125/210* 300

nvo 30 125/125/70 300

40

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

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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 nodo

Configuración de Routers

• Ajuste de modo del Router y descarga de las Tablas de Router 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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