la technologie lonworks
TRANSCRIPT
01/05/2023
1
PRINCIPES,IMPLÉMENTATIONS, APPLICATIONS
LONWORKS®
TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
UA311X
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
2
Sommaire
Principes Lonworks ? Echelon Lontalk Variables réseaux LNS BACnet, KNX et LonWorks
Implémentations Architecture traditionnelle Topologie
Bus Libre Backbone
Sommaire Architecture LNS Architecture iLons Architecture Lonworks-
Bacnet
Applications Universalité Systèmes Easylab Systèmes Hellio de Philipps Systèmes SL 21 Cytilone
Conclusion Avantages et inconvénients Perspectives
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
3 Nœuds → Nœuds → Interface utilisateur Nœuds (capteur, actionneur ..) → fonctions spécifiques via un programme (Neuron) → transmetteur →
variables Multiples médias Via Lontalk
Variateur d’ambiance
TerminauxCaméra de
sécurité
Capteur de mouvement
Thermostat Soupape CVC
Balaste élctronique
Résaux lonworks
internet
Lonworks ?Principes
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
4
Echelon
Echelon est une société qui fournit l’infrastructure LonWorks pour la mise en réseau de multiples appareils
Elle est fondée en 1988 par AC 'Mike' Markkula
Elle compte 200 employés
Première puce Neuron créé en 1991 (CYPRESS et TOSHIBA)
40000 fabricants associés
Acteur majeur dans l’automatisation :contrôle d’accès, CVC (Chauffage Ventilation Climatisation), éclairage, sécurité, ascenseurs, CCTV
Principes
01/05/2023
5
Dispositifs : capteurs , caméra , variateurs identifié par un Neuron ID ( Neuron Chip )
Nécessite l'attribution d'une adresse pour chaque dispositif , permettant l’envoie de message: -domaine
- sous-réseau - adresse du nœud (32000)
Canaux : -paire torsadée, des ondes RF, de la fibre optique, du courant porteur, des câbles COAX-Allant de 78 Kbps à 1,25 Mbps-Bus ,anneau, étoile
Utilitaire réseau via un terminal (LNS)
Réseau Lonworks
Terminal réseau
LontalkDispositif
TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
Principes
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
6
SNVT sont des types de variables réseau standards définis dans « LonMark »
Les données dynamiques envoyées ou reçues par des dispositifs réseaux:
Températures Pression Volume Débit Etc
Variables réseauxPrincipes
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
7
Plate forme de gestion réseau
Fournit un ensemble d'outils de gestion ainsi que des options de connectivité de base
Architectures client / serveur
Prise en charge des outils de configuration de plusieurs fournisseurs
Permet d'accéder à n’importe quels nœuds réseaux de n’importe où
LNSPrincipes
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
8
BACnet, KNX et LonWorks BACnet : crée par Ashrae après 1988 , récupération de données sur différents protocoles et automates
afin de les rendre compréhensible (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers)
KNX 1996 : rassembler sous un seul langage trois protocoles (BATIBUS, EIB et EHS)
Compatibilité: KNX => Bac Net ou LON =traducteur (passerelle) risque de mauvaises traductions
Solution : Mapping BACnet => KNX (2006 ) Annexe H.5 au standard BACnet BACnet => LonWorks (2006) KNX=>LonWorks à venir
Principes
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
9
BACnet, KNX et LonWorks
LonWorks BACnet KNX
Architecture réseau « Bottom Up »Peer to peer
« Top down »Multiple protocole de communication et de topologie
« Bottom Up »Topologie libre à basse vitesse
Cœur de l’architecture Neuron chip ,programmation en neuron C
Processeur et langage de programmation indépendant
Utilisation du processeur 68HC05
Protocole de communication
Lontalk,TP , PL, wifi , fibre optique
Arcnet, lontalk,ptp TP, PL, wifi
Interaction avec internet I.Lon BACnet/IPBACnet/WS
KNX/IP
Vitesse 32K-1.25Mbps 9.6 K- 7.5Mbps 4.8 Mbps-9.6Mbps
Principes
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
10
Les postes de travail peuvent accéder à tout moment au dispositif sans passer par un passerelle propriétaire , ni gestion centralisé, en utilisant le protocole Lontalk
Implémentation
Architecture traditionnelle
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
11
T T
TT
TT
T
T
Bus Un routage physique qui comprend un début et une fin distincte
Peut être doublement terminé en début et fin
Utiliser pour un nombre conséquent de nœuds,moins de problèmes, mais plus contraignant à installer
TopologieImplémentation
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
12
T
T
Libre
Structure en anneau, en étoile, en boucle, ou en combinaison
Facilité à élargir
Facilité l’intégration dans des topologies complexes à utiliser (parking), problèmes si négligences de l’installation de bases (prestataires) , transport de trames defectueux
Nécessite une terminal installé n’ importe où sur le réseau
Implémentation
Topologie
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
13
Backbone
Backbone
Connexion des routers LNS à un réseau backbone
Utilisé en haut débit à paire torsadée
Réservation de bande passante pour les outils de gestion réseau
S’apparente à une topologie bus mais avec davantage de facilité à implémenter des outils de gestion réseau
Implémentation
Topologie
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
14
LNS Application andLNS Server PC
Internet
LNS Remote ClientApplication
Implémentation
Architecture LNS
La base de données LNS réside sur le même ordinateur que l'outil de gestion réseau
En local , réduction des coûts pour les petits systèmes mais performances et souplesses moindre qu’ ilons
Il existe un « Remote client » , application installée sur le serveur LNS qui permet d’accèder à celui-ci à distance
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
15
Les routeurs (i.LONs) permettent d’accèder à distance aux réseaux lonworks , très utile pour les systèmes géographiquement dispersés
Un serveur de temps peut être nécessaire pour synchroniser la livraison des messages à travers les réseaux distants
Internet
Londresi.LONs
i.LONs
Serveur de temps (SNTP)
Los Angeles
Lisbonnes
Hong Kong
Workstation LNS server
Lonworks
Implémentation
Architecture i.Lons
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
16
Implémentation
Architecture Lonworks-Bacnet
Bacnet inclue une option pour utiliser les couches inférieurs de lonworks mais impose sa couche application
Hiérarchisation multi niveaux : Système bacnet périphériques lonworks
Les serveurs Bacnet jouent le rôle de passerelle
L’interopérabilité n’est pas continuellement efficiente et l’interaction ne se fait pas toujours de manière transparente
01/05/2023
17
Broadway : de nombreux systèmes d’éclairage dans les théatres
Hotel Belagio Las Vegas : spectacle des fontaines
Le plus grand centre de distribution de lait en Grèce
Norme pour contrôler les différents dispositifs sur l'ensemble de ses rames de métro de New York.
Gestion à distance des horodateurs d'Amsterdam
UniversalitéApplication
Universalité17
Automatisation industrielleGestion centralisée des batiments
Automatisation des batiments résidentiels pour les
particuliers
Automatisation des différents transports
TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
18 Le régulateur TCU3 permet la gestion aéraulique dans les laboratoires. et a été développé pour la régulation de sorbonnes, de
compensation de soufflage ou d’extraction des laboratoires, des hôpitaux et des salles blanches.
Régulateur TCU 3 :
Les différents modules d’extensions s’insèrent à l’intérieur de celui ciLonworks est pris en charge par le module EM-LON qui permet de gérer le débit d’air grâce aux paramètres decontrôle configurables.
Application
Système Easylab
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
19 Le système HELIO permet d'obtenir un fonctionnement combiné éclairage et climatisation.
Le multi-capteur permet : - mesurer la luminosité ambiante
- détecter la présence ou l'absence d'un occupant
- de recevoir des consignes d'une télécommande infrarouge multifonctions. (sélectionner le niveau d'éclairage et la température de la pièce)
L'information fournie par capteur de présence est exploitée tant par le
contrôleur d'éclairage que par le régulateur de climatisation.
En fonction de l'occupation, les niveaux d'éclairage
et de climatisation pourront varier.
Application
Système HELIO de Philipps
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
20 Le SL21 est un contrôleur d'éclairage pour gestion d'une seule lampe. Il peut s'installer soit dans la lanterne, soit dans
les coffrets de raccordement de petite taille .
Il permet de gérer des ballasts électroniques et peut être relié
à un détecteur de présence. (domaine public ou privé)
Il peut également réaliser de la télé maintenance associée à
un système de télé alarme et ainsi remonter des
informations de panne au point lumineux afin d'améliorer
l'efficacité de la maintenance en éclairage public. (CPL)
Ils peuvent fonctionner en mode autonome, pilotés ou intégrés
dans un système de télégestion
Application
Système SL 21 citylone
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
21
Topologie libre : avantage pour les extensions futures et ajout d’autres matériels n’importe où sur le réseau
Isolation électrique. Les transmetteurs sont isolés par transformateur jusqu'à 1500 volts ce qui élimine les problèmes de différentiel de tension et permet une protection contre les parasites électriques.
Absence de polarité :- absence de plus et moins. Le FTT non polarisé, simplifie donc l'installation et réduit le temps passé à trouver les défauts de câblage.
Communication d'égal à égal : pas de point central pour réduire les effets d'une panne d'un équipement et les points uniques de défaillance
Protocole Standard et Public : LonTalk facilite l'interopérabilité (variables utilisable pour de nouveaux fabricants)
Indépendant du médium : Interconnections des supports physiques différents à l'aide de routeurs , choix du support physique sans affecter les équipements eux-mêmes.
Neuron Chip : Programmes et communications sur une même puce et coût moins important (bac net) Programmation simple package (Niagara et LonMaker)
Conclusion
Avantages
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
22
Le Neuron chip est réalisé par deux entreprises Motorola et Toshiba (exclusivité) coût , disponibilité Bacnet : -1 seul protocole de communication contre 6
- programmations et communications sur la même puce contre 2 (taille de demande importante)
- taille dépassant 1.25 Mbps
- polémique ANSI
- technologie non déterministe Label Lonmark : ajout de fonctionnalité et réel interopérabilité concernant l’agrément ou non du Label. Outils de développement propriétaires : impact sur les acheteurs en termes de coûts et de services après
vente Problème d’administration à distance avec un PBX sur un réseau LAN entre bâtiment Problème de communication dans un réseau Ethernet entre deux nœuds LON Taille des applications limitée Les liaisons FTT ne supporte que du LON
Conclusion
Inconvénients
01/05/2023TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
23
Convient aux réseaux privés ou aux collectivités publiques
Mis en œuvre unique ou conjugué (BacNet > intéropérabilité), chacun a sa place dans l industrie à différents niveaux et peut convenir à différents clients
« Smart Building Alliance for Smart Cities » Ouverture vers le Smart Gride.
Utilisation : 55 % Bacnet , 40% Lonwork (Modbus et KNX)
ARCOM: -Tertiaire -Parking
Arrivée des Neurons Chips FT5000 et FT6000
Conclusion
Perspectives
01/05/2023
TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
MERCI DE VOTRE ATTENTION
24
Ce n’est pas dans la science qu’est le bonheur mais dans l’acquisition de la science! Charles baudelaire via Edgar Allan Poe