KNX教程

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1?基本工作原理

圖?1：基本工作原理

TPl?KNX?最小安裝由以下部件組成：

電源單元(29V?DC)

扼流器（也可以集成在電源單元內(nèi)）

傳感器（上圖采用一個傳感器表示）

執(zhí)行器（上圖采用一個開關(guān)執(zhí)行器表示）

總線電纜（僅需要雙芯總線電纜）

如果是?S?模式兼容產(chǎn)品，安裝完畢之后，必須通過?ETSTM?程序，將應(yīng)用軟件加載至傳

感器和執(zhí)行器之后才可以使用?KNX?系統(tǒng)。因此，項目工程師必須首先使用?ETS?完成以下配

置步驟：

給每個設(shè)備分配物理地址?1(用于惟一識別?KNX?安裝中的各個傳感器和執(zhí)行器)；

為傳感器和執(zhí)行器選擇合適的應(yīng)用軟件并完成其設(shè)置（參數(shù)化）工作；

分配組地址（用于鏈接傳感器和執(zhí)行器的功能）。

1

參考前面所述的物理地址。

如果是?E?模式兼容產(chǎn)品，上述配置步驟同樣適用，其中：

物理地址

用于傳感器和執(zhí)行器參數(shù)化的應(yīng)用軟件

組地址分配（用于鏈接傳感器和執(zhí)行器的功能）

可以通過本地設(shè)置，也可以由中央控制器自動完成。

上述配置工作完成之后，該設(shè)施的工作過程可描述如下：

單開關(guān)傳感器(1.1.1)在上拔桿被按下后，將會發(fā)送一個報文。報文中含有組地址

( 5/2/66)、值(“1”)以及其它相關(guān)的綜合數(shù)據(jù)。

所有已連接的傳感器和執(zhí)行器都會收到該報文，并對其進行評估分析。

僅具有相同組地址的設(shè)備才：

發(fā)送確認報文

讀取報文中的值并執(zhí)行相應(yīng)的動作。本例中，開關(guān)執(zhí)行器(1.1.2)將會關(guān)閉其輸

出繼電器。

按下下?lián)軛U后，將會發(fā)生同樣的過程，但值被置為“0”。因而，這種情況下將會接通執(zhí)

行器的輸出繼電器。

本文后續(xù)部分將會詳細解釋本?KNX?系統(tǒng)中的各個部分。

2?物理地址

圖?2：物理地址

整個?KNX?設(shè)施中，物理地址均必須惟一。物理地址的配置如上所述。其格式如下：區(qū)

[4bit]?—線路[4 bit]?—總線設(shè)備[1?byte]。通常，按壓總線設(shè)備上的編程按鈕，總線設(shè)備即進

入準備好接收物理地址的狀態(tài)。該過程期間，編程?LED?發(fā)光二級管會處于點亮狀態(tài)。調(diào)試

階段結(jié)束之后，物理地址還可用于以下目的：

診斷、排錯，以及通過重新編程實現(xiàn)設(shè)旖更改

使用調(diào)試工具尋址接口對象或者其它設(shè)備。

重要提示：總線設(shè)備正常工作期間，物理地址沒有任何作用。

3?組地址

圖?3：組地址

設(shè)施內(nèi)設(shè)備之間的通信通過組地址實現(xiàn)。

使用?ETS?進行設(shè)置時，可以將組地址選擇為“2?級”（主組／子組）結(jié)構(gòu)、“3?級”（主

組／中間組／子組）結(jié)構(gòu)或者自由定義結(jié)構(gòu)。在各個單項目的項目屬性中，可以更改級結(jié)構(gòu)。

組地址?0/0/0?保留，用于所謂的廣播報文（即發(fā)送至所有可達總線設(shè)備的報文）。

ETS?項目工程師可以決定如何使用各個級，下圖給出一個示例模式：

主組=樓層

中間組=功能域（例如，開關(guān)、調(diào)光）

子組=加載功能或者加載組（例如，廚房照明燈開／關(guān)、臥室窗戶打開／開閉、

客廳吊燈開／關(guān)、客廳吊燈調(diào)光，等等）。

在所有項目中，都必須嚴格遵守已經(jīng)選定的組地址模式。

各個組地址都可以按需分配給各個總線設(shè)備，分配過程與系統(tǒng)總線設(shè)備的安裝位置完全

無關(guān)。

執(zhí)行器可以監(jiān)聽多個組地址。然而，在每個報文中傳感器僅能發(fā)送一個組地址。

組地址是分配給相應(yīng)傳感器或者執(zhí)行器的組對象2。組對象的創(chuàng)建與分配可以使用?ETS

完成(S 模式)，也可以由系統(tǒng)自動完成。并且，用戶在?E?模式中呵以查看各個組對象。

2

以前所述的“通信對象”。

注：

在?ETS?中使用主組地址?14、15?或者更高的主組地址時，應(yīng)該注意?TP1?耦合器不對

這些組地址進行過濾，因而可能對整個總線系統(tǒng)的動態(tài)性能帶來負面影響。

分屬傳感器或執(zhí)行器的組地址數(shù)量可以變化，并取決于存儲器的容量。

4?組對象

圖?4：組對象

在總線設(shè)備中，KNX?組對象表現(xiàn)為存儲區(qū)域。組對象的大小介于?1?位和?14?字節(jié)之間。

組對象的具體大小視功能而定。

由于開關(guān)操作需要兩個狀態(tài)（0?和?1），因此，可以使用?1 位組對象。文本傳輸所涉及的

數(shù)據(jù)非常豐富，因此，應(yīng)該使用最大為?14?字節(jié)的組對象。

使用組地址，ETS?僅允許鏈接具有相同大小的對象。多個組地址可以分配給一個組對象，

但是，這些組地址中，僅能有一個是發(fā)送用組地址。

4.1?標志

每個組對象都有標志，用于設(shè)置以下屬性：

注意：應(yīng)該僅在特殊的情況下才更改默認標志值。

a)?例如，按下上左拔桿之后，雙刀開關(guān)傳感器會將“l(fā)”寫入自己的?0?號組對象。由于該

對象的通信和發(fā)送標志已經(jīng)設(shè)置，因此，該設(shè)備將會向總線送具有信息“組地址?1/1/1、

寫值、1”的報文。

b)?此后，整個?KNX?設(shè)施中組地址為?1/1/1?的全部總線設(shè)備均將“1”寫入它們自己的組對

象。

c)?我們給出的示例中，“l(fā)”將會寫入執(zhí)行器的?0?號組對象。

d)?執(zhí)行器的應(yīng)用軟件將會確認該組對象中的值已經(jīng)改變，并執(zhí)行開關(guān)過程。

圖?5：TP1 報文的應(yīng)用數(shù)據(jù)

5?TP1?報文應(yīng)用數(shù)據(jù)

實際的有效負荷決定指令的類型。上圖中，使用?1 位報文示例對實際的有效負荷進行了

解釋說明。如果為“寫”指令，則右側(cè)的最后一個位將包含一個“1”或“0”值，分別用于。

開關(guān)接通”或者“開關(guān)斷開”。

“讀”指令，則用于請求被尋址組對象報告其當前狀態(tài)。應(yīng)答可以為?1?位報文（如上例

中的“寫”指令），也可以使用最大不超過?13?個字節(jié)（2 至?15?個字節(jié)）。

數(shù)據(jù)長度依賴于所使用的數(shù)據(jù)點類型。

圖?6：標準的數(shù)據(jù)點類型

6?標準的數(shù)據(jù)點類型(DPT)

數(shù)據(jù)點類型進行了標準化處理，以確保可以兼容不同制造商生產(chǎn)的相似設(shè)備（例如，調(diào)光器、

時鐘等）。

標準化內(nèi)容包含組對象的數(shù)據(jù)格式和結(jié)構(gòu)等方面的要求以及對傳感器和執(zhí)行器功能的要求。

多個標準數(shù)據(jù)點類型的組合（例如，在調(diào)光執(zhí)行器中）稱之為函數(shù)塊。

數(shù)據(jù)點類型的命名可以根據(jù)數(shù)據(jù)點類型所屬應(yīng)用而定，這并不表示數(shù)據(jù)點類型局限于應(yīng)用領(lǐng)

域。例如，“調(diào)節(jié)”（類型?5.?001）既可以用于設(shè)置調(diào)光亮度也可以用于設(shè)置供暖閥門的位置。

后續(xù)幾頁將挑選最常用的數(shù)據(jù)點類型進行描述。標準數(shù)據(jù)點類型的完整列表可以從?KNX?官

方網(wǎng)站下載(www.knx.org)。

圖?7：DPT 開光（1.001）

6.1?開關(guān)(1.001)3

該開關(guān)功能用于啟停執(zhí)行器的功能。對于邏輯運算(布爾邏輯[1.002])、使能[1.?003]等），

已經(jīng)定義了其它的?l?位數(shù)據(jù)類型。

其它功能或者純開關(guān)功能的擴展功能（例如，逆運算、時延和開關(guān)切換功能等）不屬于

數(shù)據(jù)點類型說明的組成部分，但屬于使用了該數(shù)據(jù)點類型的函數(shù)塊技術(shù)規(guī)范的參數(shù)的組成部

分（例如，照明燈開關(guān)函數(shù)塊）。

3

前面所述的?EIS1

圖?8：函數(shù)塊“百葉窗控制”

6.2?函數(shù)塊“百葉窗控制4”

函數(shù)塊“百葉窗控制”主要用于百葉窗和百葉窗驅(qū)動機構(gòu)的控制。作為組對象，它至少可以

提供了以下數(shù)據(jù)點類型：

升／降(1.?008)

步(1.?007)。

通過改寫“升／降”，可以將處于靜止狀態(tài)的驅(qū)動設(shè)置為運動狀態(tài)，也可以改變驅(qū)動的運動

方向。

通過改寫“步”，可以關(guān)停已經(jīng)處于運動狀態(tài)的驅(qū)動，也可以將處于停止狀態(tài)的驅(qū)動設(shè)置為

運行狀態(tài)并持續(xù)一段較短的時間（步進）。

重要提示：使用該功能的組對象應(yīng)該禁止通過總線讀請求做出應(yīng)答，因為，這類應(yīng)答可能意

外地停止運動中的驅(qū)動或者使已經(jīng)停止的驅(qū)動被設(shè)置為運動狀態(tài)。因此，（傳感器和執(zhí)行器

內(nèi)的）相關(guān)組對象中的“讀”標志應(yīng)該被禁用。對于中央功能，尤其應(yīng)該如此。

4

前面所述的?EIS7

圖?9：開關(guān)控制( 2.001)

6.3?開關(guān)控制(2.001)5

該“開關(guān)控制”用于（在通過“開關(guān)”的正常操作之后）由組對象使用更高優(yōu)先級操作

執(zhí)行器。

已連接設(shè)備的開關(guān)功能取決于兩個組對象“開關(guān)”和“開關(guān)控制”的狀態(tài)。

類型為“開關(guān)控制”的組對象的大小為?2?位。

如果該?2 位對象的值為?0?或者?1，則通過開關(guān)對象可以控制已連接執(zhí)行器。

如果優(yōu)先級對象的值為?2?和?3，則會相應(yīng)地分別斷開和接通其輸出。這兩種情況下，開

關(guān)對象的值均被忽略。

5

前面所述的?EIS?8

圖?10:函數(shù)塊“調(diào)光”

6.4?函數(shù)塊“調(diào)光”6

除?4 位對象(“調(diào)光級”-3.?007)之外，函數(shù)塊“調(diào)光”還至少包含一個開關(guān)對象（對應(yīng)于“開

關(guān)”）和一個值對象(對應(yīng)于“調(diào)節(jié)”-5.?001)。

調(diào)光指令相對于當前的亮度設(shè)置值，且通過“調(diào)光級”發(fā)送至調(diào)光執(zhí)行器。

實用數(shù)據(jù)中的第?3 個位決定，被尋址設(shè)備將相對于當前亮度值執(zhí)行亮度增加還是亮度減小操

作。

第?0 至第?2?位決定調(diào)光范圍。整個亮度范圍( 0-100%)細分為?64?個調(diào)光級。調(diào)光執(zhí)行器始終

將亮度調(diào)節(jié)至下一個調(diào)光級例如：調(diào)光執(zhí)行器的亮度級別為?30%時，如果傳感器發(fā)送的實

用數(shù)據(jù)為?1011?，則會執(zhí)行一個亮度增強指令，將亮度增強至下一級調(diào)光閾值為止(或者，B

100%除以?4=25%，即下一個調(diào)光級?50%)。

調(diào)光代碼?0（即實用數(shù)據(jù)?00_HEX?或者?80_HEX）意即“停止調(diào)光”。此時，將會中斷調(diào)光過程，

且保存當前亮度值。

6

前面所述的?EIS?2

圖?11：值對象

采用“調(diào)節(jié)”，可以將亮度值直接設(shè)置為?1（最小值）至?255（最大值）之間的某個值。

根據(jù)制造商提供的具體程序，使用該數(shù)據(jù)點類型，也可以直接接通（1≤值<?255）或者斷

開（值=0）某個已連接設(shè)備。

該數(shù)據(jù)點類型的大小為?l?字節(jié)。

圖?12：雙?8?位浮點值

6.5?雙?8?位浮點值(9.00x)7

使用這種數(shù)據(jù)格式(根據(jù)被發(fā)送值的種類，可以擁有各種不同的數(shù)據(jù)點類型，例如房間溫度℃

-?9.001)，可以傳送用于表達物理值的數(shù)字。

“S”為尾數(shù)的符號。

4 位指數(shù)“E”為整數(shù)指數(shù)，基為?2。

尾數(shù)“M”的精度定義為?0.?0l。正值(“S”=0)采用正常的二進制數(shù)字格式。負值(“S”=1)

尾數(shù)編碼為?2 的補碼。

該數(shù)據(jù)點類型長度為?2?個字節(jié)。

7

前面所述的?EIS?5

圖?13:?TP1 位結(jié)構(gòu)

7?TP1?位結(jié)構(gòu)

“0”和“l”為兩個邏輯狀態(tài)，采用?1 個位就可以表示。

KNX?TP1?中的技術(shù)邏輯：

邏輯狀態(tài)“1”期間，沒有可用信號電壓

邏輯狀態(tài)“0”期間，有可用信號電壓

如果存在多個總線設(shè)備同時發(fā)送，邏輯狀態(tài)“0”優(yōu)先！

圖?14:?TP1 報文沖突

8?TP1?報文沖突

需要傳送數(shù)據(jù)的總線設(shè)備，如果它發(fā)現(xiàn)總線處于空閑狀態(tài)，可以立即啟動發(fā)送過程。

對于多個總線設(shè)備的同時發(fā)送請求，使用載波偵聽多路訪問／沖突避免(CSMNCA)技術(shù)進行

控制。

發(fā)送期間，總線設(shè)備監(jiān)聽總線。邏輯狀態(tài)為“1”的總線設(shè)備，一旦檢測到邏輯狀態(tài)“0”（=

線路上存在電流），將會立即停止發(fā)送過程，讓位于其它發(fā)送設(shè)備。

該總線設(shè)備在中斷發(fā)送過程之后，持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，等到網(wǎng)絡(luò)上的報文發(fā)送過程中止之后，再

次重新嘗試自己的發(fā)送過程。

采用這種方式，如果存在多個總線設(shè)備試圖同時發(fā)送信息，CSMA/CA?技術(shù)可以確保這些總

線設(shè)備中，僅有一個設(shè)備可以不間斷地完成發(fā)送過程。因此，總線上的數(shù)據(jù)吞吐量不會受損。

圖?15:?TP1 對稱傳輸

TP1?對稱傳輸

通過雙芯線，對稱地傳輸數(shù)據(jù)。總線設(shè)備評估兩根芯線之間的電壓差值。

輻射噪聲以相同極性作用于這兩根芯線，對信號電壓差值不產(chǎn)生影響。

圖?16:疊加數(shù)據(jù)和供電電壓

9?疊加數(shù)據(jù)和供電電壓

數(shù)據(jù)以交流電壓的形式傳輸。電容器對交流電壓呈現(xiàn)低阻抗，即相當于一個導體并短接初級

側(cè)回路。作為發(fā)送器時，變壓器將數(shù)據(jù)發(fā)送至初級側(cè)（以交流電壓的形式），并疊加在直流

電壓之上。

作為接收器時，變壓器將數(shù)據(jù)發(fā)送至次級側(cè)，在此處，可以從直流電壓中分離并使用該數(shù)據(jù)。

圖?17：電源至?TP1 總線的連接

10?電源單元至?TP1?總線的連接

電源通過扼流圈提供給本設(shè)施的總線。

供電電壓為直流電壓時，扼流圈呈現(xiàn)出較低的電阻（因為這時頻率為零）。數(shù)據(jù)以交流電壓

的形式進行發(fā)送（頻率不等于零）。扼流圈對交流電壓呈現(xiàn)出高阻抗。

因此，電源單元對數(shù)據(jù)的影響可以忽略不計。

圖?18:?TP1 電纜長度

11?TP1?電纜長度

總線線路中電纜可以使用以下電纜長度：

電源單元——總線設(shè)備………………………………………………………………………350m

總線設(shè)備——總線設(shè)備………………………………………………………………………700m

總線線路總長度……………………………………………………………………………1000m

同一線路上兩個電源單元之間的最小距離…………………………………………………200?m

如果使用分散式電源，請參閱章節(jié)“安裝”。

圖?19：TP1 電源單元和?TP1?總線設(shè)備之間的電纜長度

11.1?TP1 電源單元和?TP1?總線設(shè)備之間的電纜長度

總線設(shè)備僅發(fā)送半波信號（即上圖中正半周中心處的負半波）。

扼流器是電源單元的組成部分之一，配合總線設(shè)備的變壓器，可以產(chǎn)生正均衡脈沖。

由于扼流器內(nèi)含用于生成均衡脈沖的主要部件，因此，總線設(shè)備可以安裝在電纜長度距

離該扼流器（電源單元）最遠?350m?之處。

圖?20：兩個?TP1 總線設(shè)備之間的電纜長度

11.2?兩個?TP1 總線設(shè)備之間的電纜長度

電纜上傳送報文需要一定的傳送時間。

如果多個總線設(shè)備試圖同時發(fā)送，則可以解決遠達?700?m?處出現(xiàn)的沖突現(xiàn)象(信號延時時間

tv=?10 ps)。

11.3?單個?TP1 線段的電纜總長度

連續(xù)不斷地加載或者卸載電纜電容對發(fā)送總線設(shè)備的信號可能產(chǎn)生阻尼效果。與此同時，電

纜電容還會圓化信號邊沿；信號阻性負載（總線電纜和設(shè)備）還會導致信號電平有所下降。

為了克服這兩種影響因素實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，單個線段的總電纜長度不應(yīng)該超過?1，000m，

且各個線段上的設(shè)備總數(shù)量不應(yīng)超過?64?個（無論使用哪種型號的電源單元）。

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的KNX教程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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